Интерфейсное прототипирование аппаратной платформы робота — управляемой модели автономного надводного судна | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 ноября, печатный экземпляр отправим 4 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №28 (266) июль 2019 г.

Дата публикации: 10.07.2019

Статья просмотрена: 27 раз

Библиографическое описание:

Стуконог С. Н. Интерфейсное прототипирование аппаратной платформы робота — управляемой модели автономного надводного судна // Молодой ученый. — 2019. — №28. — С. 16-19. — URL https://moluch.ru/archive/266/61520/ (дата обращения: 20.11.2019).



Проблема, которая навела на мысль о создании интерфейсного прототипирования, является проблема создания сложных технических комплексов. Даже в прошлом веке уже существовали достаточно сложные технические комплексы, которые уже надо было применять — технологии интерфейсного прототипирования.

Ключевые слова: прототипирование, интерфейс, аппаратная платформа, микроконтроллер.

Сейчас на волне цифровизации в различных отраслях промышленности, транспортной отрасли, сложность технических систем растет, более того, они строятся по модульному принципу, для того чтобы быть надежными и ремонта пригодными. Поэтому используется повсеместно стандартизированные интерфейсы. Благодаря этому технология интерфейсного прототипирование может стать инструментом, экономящим значительное количество месяцев ручного труда человека — инженеров-проектировщиков.

Статья посвящена развитию технологий интерфейсного прототипирования аппаратной платформы роботов. Исследование является актуальным, так как сейчас разрабатываются: беспилотные суда, автоматические заводы и фабрики, роботизированные порты, беспилотные автомобили, электростанции и т. д. Развитие средств автоматики и информационных технологий прогнозируется в морской транспортной отрасли в ближайшие 10 лет.

Результаты исследований и последующие разработки программного обеспечения на их основе позволят ускорить процесс создания интеллектуальных систем, комплексов, состоящих из модулей со стандартными интерфейсами.

Далее приводится пример комплектующих и сам интерфейсный прототип робота.

Таблица 1

Комплектующие

Система

Модуль

Характеристики

Процессор

Arduino Mega

Микроконтроллер: ATmega2560;

Рабочее напряжение: 5В;

Входное напряжение: 7–12В;

Входное напряжение (предельное): 6–20В;

Постоянный ток через вход/выход: 40 mA;

Постоянный ток для вывода 3.3 В: 50 mA;

Флеш-память: 256 KB;

ОЗУ: 8 KB;

Энергонезависимая память: 4 KB;

Тактовая частота: 16 MHz.

Ориентация

BNO080

I2C (по умолчанию): до 400 кГц;

SPI: до 3 МГц;

UART: 3 Мбит/с;

Позиционирование

GY-NEO6MV2

Обмен данными: UART;

Автономный GPS приемник;

Приемопередатчик

ESP8266

IEEE 802.11 b/g/n;

MCU 32-бит;

АЦП 10-бит;

Подсчет оборотов винта

F249

Инфракрасный сенсор;

Рабочее напряжение 3.3–5.5 В.

Привод пера руля

MG996R

Крутящий момент: 12 кг/см;

Напряжение: 4.8–7.2 В;

Скорость: 0.13–0.17сек /60 оборотов.

Главный двигатель

JGA25–370

Напряжение: 12В (пост. ток);

Выходная мощность:0.7–2W;

Редуктор: 900 об.мин.

Рис. 1. Общая схема соединений компонентов робота

Интерфейсное прототипирование облегчит проектирование и сборку роботов сводя количество ошибок проектирования к минимуму.

Литература:

  1. Блум, Д. Изучаем Arduino: учеб.пособие / Д. Блум. — СПб.: БХВ-Петербург, 2015. — 336 с.
  2. Бокселл, Д. Изучаем Arduino. 65 проектов своими руками / Д. Бокселл. — СПб.: Питер, 2017. — 400 с.

3. Копосов, Д. Г. Робототехника на платформе Arduino: учеб.пособие / Д. Г. Копосов. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019. — 176 с.

Основные термины (генерируются автоматически): UART, GPS, IEEE, MCU, SPI, входное напряжение, рабочее напряжение.


Похожие статьи

Анализ микроконтроллеров для использования в устройствах...

Напряжение, поступающее от ДПЛС (клеммы +/-BW1,2), проходит через защитные цепи и изолятор короткого замыкания в линии (выход

Здесь же требуется проверять уровень напряжения в ДПЛС, используя для этого аналоговый вход микроконтроллера (один канал...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере AVR

В статье описаны этапы разработки и исследования генератора сигналов произвольной формы для исследовательских целей на МК типа AVR. Проведена разработка принципиальной схемы генератора и программного обеспечения для его работы, изготовлен макет генератора и...

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под...

Рассмотрение вопросов выбора микроконтроллера для построения цифрового импульсного преобразователя напряжения. 1. Введение. Прежде, чем обращаться к современности, важно вспомнить, с чего начиналась история создания цифровых источников питания и как...

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Данная статья направлена на изучение технических и аппаратных характеристик отладочной платы STM32F7 Discovery для макетирования микропроцессорных устройств. Также будут выделены основные интерфейсы и подключаемая периферия, легкость освоения данной платы...

Метастабильное состояние триггера и способы его устранения

Входной сигнал Terminal_in с преобразователя USB — UART. Выходной сигнал To_terminal, является входом для преобразователя.

Когда на вход схемы подается импульс напряжения, в результате действия. Метастабильное состояние триггера и способы его устранения.

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Иванин А. Ю., Пестеров Д. И. Программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90° на

После завершения компиляции последним этапом станет загрузка рабочей программы в микроконтроллер.

Устройство автоматического контроля состояния изоляции в сетях...

– последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный

рабочие напряжения – 4.5 – 5.5 В для ATmega 128

В подстанции с напряжением 0,4 кВ имеются резервные ячейки, к которым за выключателем нагрузки QF подключаются дополнительная...

Универсальное программно-аппаратное устройство для...

Выбор режима работы устройства (стандарта входного и выходного сигнала) осуществляется двумя переключателями, смонтированными на корпусе устройства. Одним переключателем выбирается стандарт входного сигнала, другим – стандарт выходного сигнала.

Реализация VGA-интерфейса на базе FPGA фирмы Altera

На плате установлен кварц на 50МГц, с помощью специального блока PLL мы можем производить преобразование 50МГц в нужные нам 106,5. Для этого нам необходимо вытащить нужный блок на рабочую область и произвести его настройку.

Похожие статьи

Анализ микроконтроллеров для использования в устройствах...

Напряжение, поступающее от ДПЛС (клеммы +/-BW1,2), проходит через защитные цепи и изолятор короткого замыкания в линии (выход

Здесь же требуется проверять уровень напряжения в ДПЛС, используя для этого аналоговый вход микроконтроллера (один канал...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере AVR

В статье описаны этапы разработки и исследования генератора сигналов произвольной формы для исследовательских целей на МК типа AVR. Проведена разработка принципиальной схемы генератора и программного обеспечения для его работы, изготовлен макет генератора и...

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под...

Рассмотрение вопросов выбора микроконтроллера для построения цифрового импульсного преобразователя напряжения. 1. Введение. Прежде, чем обращаться к современности, важно вспомнить, с чего начиналась история создания цифровых источников питания и как...

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Данная статья направлена на изучение технических и аппаратных характеристик отладочной платы STM32F7 Discovery для макетирования микропроцессорных устройств. Также будут выделены основные интерфейсы и подключаемая периферия, легкость освоения данной платы...

Метастабильное состояние триггера и способы его устранения

Входной сигнал Terminal_in с преобразователя USB — UART. Выходной сигнал To_terminal, является входом для преобразователя.

Когда на вход схемы подается импульс напряжения, в результате действия. Метастабильное состояние триггера и способы его устранения.

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Иванин А. Ю., Пестеров Д. И. Программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90° на

После завершения компиляции последним этапом станет загрузка рабочей программы в микроконтроллер.

Устройство автоматического контроля состояния изоляции в сетях...

– последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный

рабочие напряжения – 4.5 – 5.5 В для ATmega 128

В подстанции с напряжением 0,4 кВ имеются резервные ячейки, к которым за выключателем нагрузки QF подключаются дополнительная...

Универсальное программно-аппаратное устройство для...

Выбор режима работы устройства (стандарта входного и выходного сигнала) осуществляется двумя переключателями, смонтированными на корпусе устройства. Одним переключателем выбирается стандарт входного сигнала, другим – стандарт выходного сигнала.

Реализация VGA-интерфейса на базе FPGA фирмы Altera

На плате установлен кварц на 50МГц, с помощью специального блока PLL мы можем производить преобразование 50МГц в нужные нам 106,5. Для этого нам необходимо вытащить нужный блок на рабочую область и произвести его настройку.

Задать вопрос