电控组 · 兄弟,开车吗?
嘿bro!我又来啦!
今天我来给大家安利我们的电控组啦!
各位小伙伴们走过路过可千万不要错过啦!
电控组职责
1. 负责嵌入式软硬件开发
2. 电机及多种传感器控制
PS : 简单的说就是通过控制系统使机器人的性能发挥到极致
下面我将分三部分来详细介绍
Part1
“运动中枢”——嵌入式设计
嵌入式软件
在 RoboMaster 比赛中,我们为机器人选择的单片机多是基于 ARM 内核体系的单片机,如ST公司开发的 STM32F1、STM32F4 系列单片机。
赛场上,机器人接收信号后,快速处理信息,做出相应动作,这是单片机的功劳。电控组成员就是要基于这个“大脑”,针对机器人功能进行编程开发。开发大致流程包括需求分析、代码编写、代码编译、下载和调试等步骤。完成这一系列开发工作要求成员掌握C语言程序设计,电路分析能力,stm32架构等知识。
嵌入式硬件
电器和电子产品越发小巧,得益于一个神奇的东西,它能把巨大的电路都缩小,集合在一块小板子上,它就是——印刷电路板(PCB)。
在RoboMaster 比赛中,机器人需要做出很多复杂的动作,比如发射弹丸、转头、识别等,这由它们身上搭载的 PCB来控制。根据不同控制需求,参赛队员需要自行设计制作不同的电路板,一块完备电路板需要经历需求分析、原理图设计、PCB 绘制、打板成型、焊贴元件等步骤,需要综合运用电分、数电、模电多学科知识。
Part2
“感知器官”——传感器
有了控制的大脑,就可以让机器人能根据任务动起来了。
在生活中,无论是工业机器人、服务机器人还是家用机器人,都需要有许多传感器感知外部环境,譬如温度传感器、激光雷达、摄像头等等,这些传感器相当于机器人的感知器官,使机器人能读取环境和自身的状态,从而帮助单片机进行决策。此外,机器人还有许多动力装置,比如电机和气缸,它们就像肌肉,让机器人动起来。让机器人从“感知外界”到“做出反应”,还需要一个大脑将它们关联起来,单片机就充当了这个大脑。
在 RoboMaster 比赛中,机器人需运用多种传感器适应瞬息万变的赛场,如利用陀螺仪可以随心所欲地实现跑直线、转弯漂移,控制自己的平衡。还有诸如超声波测距,摄像头获取图像,电机码盘读取转速等传感器,让机器人更“感性”。
Part3
“肌肉运动”——电机控制
让笨重的机械结构动起来,离不开强大的“肌肉”。常见的驱动装置包括舵机、无刷直流电机等,这都是机器人运动学必备知识。
在RoboMaster 机甲大师赛中,就以步兵为例,电机驱动的主要结构由云台、火控及底盘构成。云台运动控制要求配合陀螺仪闭环控制电机,底盘要求掌握麦克纳姆轮运动学闭环控制电机。
电控组要求
加入电控组需要有什么基础呢?
对于初学者,首先需要掌握的是一门比较实用的编程语言,C语言就很适合。
初学C语言最好借一本C语言的教材书,而不是那种很厚很厚的、给专业人士看的书。仔细的看一遍书籍有助于建立一套完整的C语言体系,这在日后的编程中至关重要。如果不想看书,可以到网上搜索一些视频教程,比如小甲鱼的C语言视频就不错。
掌握C语言之后呢?
在掌握一门编程语言后就该着手开始学习单片机了。
51单片机很适合初学者学习,单片机的基本知识都在51单片机中有所体现,在各大网上购物平台也都有售卖,并且很容易在网上找到学习资料。stm32系列的单片机性能比51单片机要好很多,可以满足我们进阶性学习的需求。不论是51单片机还是stm32系列单片机,都请大家选择尽量购买“开发板”,虽说价格会稍贵一些,但其丰富的功能可以极大节省大家配置硬件的时间,即查即用。战队也有一定数量的开发板可供借用,用兴趣的同学可以通过公众号来联系我们。
如果你对自己的学习能力有信心,可以跳过51直接学习stm32单片机。这里推荐学习stm32f1系列和stm32f4系列的单片机,价格适中,性价比较高,足以满足目前的比赛需求。
但,仅仅如此吗?
在这之后就是对控制算法的深入学习了。
了解PID控制、卡尔曼滤波等控制算法,并在机器人身上不断调试参数让控制效果达到最佳。在学习控制算法之后,你绝对会感叹到控制理论的智慧和玄学,深陷其中无法自拔。
之后还有其他的细节就是后话了,先从基础学起,这个过程需要你挤出平常休息的时间,虽然很苦很累,但你将会从中获得巨大的收获。加入我们的战队,走进我们的实验室,Pioneer有充足资源让你提升自我,展现能力。
老生
常谈
也许你现在只是个迷茫的小白,但我们会将之前学习的资源一起分享出来,只要你能够一起的坚持学下去,并且相信自己!!!
我们所做的东西其实并不高深,也没有改变世界的突破性研究,我们只是一群能把小事做好的年轻人!
只要你有一颗热爱的心
欢迎加入我们
这里就是你逐梦开始的地方