Asamblarea automobilelor, fabricarea PCB-rilor sau producţia bunurilor electronice de larg consum reprezintă industrii care s-au dezvoltat având la bază una dintre cele mai interesante şi captivante tehnologii ale zilelor noastre: robotica. Astăzi, mulţumită notelor de aplicaţii, exemplelor de programare şi tutorialelor online, ingineri experimentaţi sau începători pot aprofunda mult mai uşor tainele acestei ştiinţe.
de Joe Alderson, Technical Marketing Engineer, Farnell element14
Comunitatea element14, este o bibliotecă enciclopedică de informaţii pentru inginerii proiectanţi de echipamente electronice, robotica fiind una dintre tehnologiile foarte bine reprezentate aici. Indiferent de platforma embedded preferată, fie că este vorba de AVR, PIC sau ARM pe 32 de biţi, element14 suportă o gamă largă de plăci de dezvoltare. Acest articol vă oferă o imagine de ansamblu asupra celor mai populare plăci pentru controlul motoarelor şi aplicaţii de robotică.
Procesorul Sitara AM3359 ARM Cortex-A8, nucleul lui BeagleBone Black – cel mai nou membru al familiei de plăci de dezvoltare (BeagleBoard) – oferă o platformă de 1GHz, ideală pentru dezvoltarea aplicaţiilor de robotică. Deşi BeagleBone este un fel de “ruda săracă” a familiei BeagleBoard, aceasta oferă conectori duali de 46-pini şi o mulţime de capabilităţi pentru comunicaţii industriale precum şi o nouă interfaţă HDMI. BeagleBone Black este mai ieftin decât versiunea originală, include standardul Ångström Linux şi reprezintă soluţia perfectă pentru aplicaţii de robotică de ultimă generaţie. Mai mult, platforma conţine chiar şi 512MB de memorie DDR3 RAM pentru a putea suporta cele mai exigente şi solicitante programe.
Platforma BeagleBone Black este capabilă nu doar pentru interfaţarea tuturor driver-elor motoarelor, senzorilor de presiune sau de poziţie şi camerelor 2D sau 3D; mai mult, platforma rulează OpenCV, OpenNI precum şi alte colecţii de imagini şi software de analiză pentru recunoaşterea obiectelor din jurul roboţilor şi recunoaştere de gestică – totul pentru un control desăvârşit al roboţilor. BeagleBone Black este susţinută de o comunitate puternică şi este complet open-source, ceea ce înseamnă ca puteţi utiliza resursele software ale proiectului.
Un alt sistem de dezvoltare – nu chiar atât de rapid ca BeagleBone Black şi având incorporat un procesor de aplicaţii diferit, ARM1176JZ-F, este nu mai puţin celebrul Raspberry Pi
ce poate fi folosit pentru controlul unui robot sau chiar să utilizeze un modul GPS şi o cameră USB pentru a construi un sistem inteligent de orientare pentru ea. Gama largă de plăci de expansiune disponibile pentru Raspberry Pi vă oferă în cadrul proiectului posibilitatea să atribuiţi sarcinile mai puţin importante controlerelor mai mici, lăsând libertatea unităţii centrale de a se focaliza exclusiv pe prelucrarea datelor şi delegarea de sarcini. Chiar în anul în care Raspberry Pi a devenit disponibil pe piaţă, în întreaga lume se dezvoltau foarte multe aplicaţii de robotică; printre acestea – folosind Raspberry Pi – se dezvolta cu succes aplicaţia de control al dronelor. Raspberry Pi este, de asemenea, un foarte bun instrument de învăţare a plăcilor de dezvoltare precum Gertboard şi PiFace Digital; acestea sunt proiectate pentru a vă familiariza cu principiile de bază ale roboticii şi cu noţiuni despre controlul motorului. Sistemul de operare Raspbian predat în şcoli face robotica accesibilă, în timp ce hardware-ul de pe Raspberry Pi oferă suficient acces GPIO pentru a-l face util pentru toate – şi în primul rând – pentru cele mai exigente proiecte.
Dacă proiectul tău de robotică nu are nevoie de procesoare din seria high end – Cortex-A – atunci hai să recunoaştem că există multe alte opţiuni.
Platformele Kinetis Freedom de la Freescale – FRDM-KL05Z, FRDM-KL25Z şi plăcile FRDM-K20D50S oferă soluţii Cortex-M0+/Cortex-M4 pentru robotică. Ai nevoie de două canale PWM pentru a acţiona două motoare la viteze diferite, două-trei canale pentru a trimite pulsuri de declanşare de 10μs pentru senzorii cu ultrasunete şi de la trei la cinci canale pentru a capta pulsuri de întoarcere de la senzorii cu ultrasunete.
Kit-ul Robot de la Freescale care operează cu Tower System Mechatronics Board este o platformă demo şi de dezvoltare pentru aplicaţii de Mecatronică foarte uşor de utilizat. Acest set de instrumente permite familiarizarea cu ştiinţa care combină mecanica, electronica, şi software-ul într-un sistem integrat.
PIC16F684 de la Microchip poate fi folosit pentru a crea un pendul invers. Prin implementarea
unei funcţii PID (Proportional-Integral-Derivative) cu PIC16F684 acesta poate fi folosit într-un sistem inerent instabil. Un pendul invers este folosit pentru a demonstra acest tip de control. Pendulul inversat este format din trei părţi principale: platforma de bază, pendulul şi placa controler. Deşi acesta demonstrează caracteristicile microcontrolerelor PIC în sistemele simple de control, microcontrolerele PIC32 sunt capabile să suporte sisteme de control complexe în aplicaţii avansate de robotică.
Microchip oferă o gamă largă de suport software, extrem de util în dezvoltarea roboticii.
În fine, în lumea aplicaţiilor de robotică mai trebuie menţionat un alt nume mare – Arduino.
Acesta oferă o gamă largă de plăci. De la Arduino Uno ce conţine un Atmega328 pe 8-biţi la Arduino Due cu nucleu SAM3X8E Cortex-M3 pe 32-biţi, Arduino oferă o selecţie masivă de exemple de software şi un IDE accesibil într-un model open-source.
Abordarea Arduino care a însemnat design simplu şi eficient i-a dus o foarte mare popularitate în robotică. Provocarea de a utiliza microcontrolere AVR pe 8-biţi pentru sarcini pe care ai putea să le transformi în mod obişnuit în aplicaţii pe 32 de biţi poate fi edificatoare şi plină de satisfacţii.
Unele dintre plăcile de dezvoltare pentru proiectele de robotică menţionate mai sus pot fi proiectate şi create folosind CadSoft EAGLE. CadSoft a scos recent o nouă versiune a software-ului de proiectare EAGLE 6.4 ce dispune de noi caracteristici de interoperabilitate şi un program de simulare îmbunătăţit.
Pentru mai multe detalii privind sistemele avansate de robotică, accesaţi acum site-ul: www.element14.com
element14 lansează Raspberry Pi Camera Board
Concurs de fotografie la nivel mondial dezvoltat pentru a sărbători lansarea plăcii video
Așteptat cu nerăbdare, modulul video – Raspberry Pi Camera Board – a fost lansat pe site-ul element14 în ziua de 14 Mai, 2013. Modulul video, ataşat la un Raspberry Pi permite realizarea
de fotografii şi filme care pot fi utilizate pentru proiecte de securitate și VoIP sau capturi de imagine/video.
Cel mai râvnit accesoriu al celebrului Raspberry Pi lansat în acest an – modulul video Raspberry Pi Camera Board – se vinde la preţul de 25 USD şi este disponibil la Newark element14 și MCM în America de Nord, Farnell element14 în Europa, CPC în Marea Britanie și Irlanda și element14 în Asia Pacific.
Modulul este o soluţie custom, un accesoriu special creat pentru Raspberry Pi la care se ataşează printr-un mic conector aflat pe partea superioară a plăcii. Conectarea modulului se face printr-o interfaţă dedicată CSi, special creată pentru interfațarea camerelor. Dimensiunile modulului sunt de aproximativ 25mm × 20mm × 9mm.
Caracteristici cheie ale plăcii video:
• 5 megapixeli rezoluţia nativă a senzorului – capabil de imagini statice cu o rezoluţie de 2592 × 1944 pixeli
• Suportă 1080p30, 720p60 şi 640 × 480p 60/90 video
• Software: cea mai recentă versiune a sistemului de operare Raspbian (preferat de Raspberry Pi)
element14 îi cheamă pe toţi fotografii (pasionaţi sau amatori) să participe la concursul de fotografie “Raspberry Pi photography competition” şi să câştige noile accesorii Raspberry Pi pentru tot restul anului!
Oricine deţine un Raspberry Pi şi o placă video poate participa la acest concurs ale cărui reguli sunt foarte simple: realizarea de imagini cu propriul aparat şi prezentarea acestora în patru categorii:
• Atelier
• Proiectul tău Pi
• Oameni şi animale de companie
• În aer liber
Finaliştii vor fi selectaţi la fiecare categorie, iar pozele alese drept câştigătoare vor fi postate pe Facebook (facebook.com/element14page) pentru a fi votate de un public cât mai larg.
Concursul se va desfășura între 14 Mai şi 14 Iunie 2013.
Cu peste nouă milioane de vizualizări ale grupului Raspberry Pi pe Comunitatea element14, succesul acestui micro-calculator este limpede pentru toată lumea. Accesaţi această comunitate prin link-ul: http://www.element14.com/raspberrypi
Pentru a lua parte la concursul “Raspberry Pi photography competition” și pentru a afla mai multe informații despre aceasta competitie, vizitați pagina: http://www.element14.com/picamera