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    工程师用STM32打造的一个机器人控制平台,让我们看到了科技的温度

    2019-01-31 13:15:36 来源:EEFOCUS
    标签:

    带有电机控制器以及用于教育目的的可视化编程和控制软件的?#32479;?#26412;STM32电路板。

    项目描述
    该项目是一个用于教育应用的机器人平台。它包括一个搭载了时钟主频为100MHz的STM32F411芯片的机器人板,该芯片支持12路模拟输入,有16个PWM引脚(其中12个管脚连接到集成在芯片内部的电机控制器上)、7个数字引脚(可用作中断)、两个串口、1个spi接口和1个i2c端口。该平台?#36141;?#26377;可视化编程软件和控制软件,可以与电路板密?#20449;?#21512;,它通过蓝牙进行无线操控,可以运行在?#32479;?#26412;的计算机上(除了Mac、Windows和Linux之外,它还可以在树莓派3上流畅运行)。

     


    项目细节
    原动力
    这个项目的开发者叫Joshua Grauman。看看他对项目的介绍吧:

     


    我住在洛杉矶中南部,和家人一起搬到这里,在一个资源贫乏的社区里给学生们提供帮助和机会,尤其?#23884;?#31461;教育。我们一直活跃在当地的各个公立学校,主要运营项目有儿童成长营、面向青年团体的课后计划。我运营过一个用于课后教育的机器人项目。我想要一个用来教编程的?#32479;?#26412;机器人系统,这个机器人不仅包含可视化编程,还能?#25925;?#21487;视化编程的视觉呈?#20013;?#26524;和?#23548;?#29983;成的代码之间的对应关系。这个系统需要和日常教学课程配合?#24049;茫?#19981;会让初学者因为难学而感到沮丧。我同时还希望这个系统可靠、可扩展、开放、简单。但是我一直没有找到一个可以满足我的需求的?#32479;?#26412;系统,于是我开始着手亲自动手设计它。在对硬件和软件进行了多次修改之后,我终于有了这样一个可以满足如下目标的工作原型系统:

    ·经过验证的具有高可靠性、高可配置性和可升级性的技术 - 基于STM32和mbed

    ·从初学者到高级用户,都可以使用同一个平台 – 可视化编程和文本编码之间可以直接对应;

    ·可针对每个学习环境或硬件设置进行定制 - 为给定的传感器/设备预先构建了一些可用板块;

    ·?#35270;?#20219;何教学课程 - 可以根据学生水平分配不同的学习板块,以便初学者不会淹没在所有概念的海洋里;

    ·?#32479;?#26412;和易于管理 - 兼容树莓派3,图像可以复制;

    ·高可靠性 - 所有系统都不?#35272;?#20110;互联网/云;

    ·高速 - 所有系统都运行编译生成的原生二进制文件,没有模拟器或兼容层;

    ·适合儿童使用 - 彩色编码板,输入/输出与传感器/设备匹配。

     



    特征
    ·基于功能?#30475;?#30340;32位ARM微控制器和mbed库;

    ·开放式硬件和软件,可轻松扩展到多种类型的传感器和设备上;

    ·通过蓝牙无线通信进行编程和控制;

    ·可定制的编程和控制软件(轻松添?#26377;?#27169;块或控件);

    ·多平台软件可以本地运行在?#32479;?#26412;硬件上(包括树莓派3)

    硬件
    ·支持6个直流电机、12路模拟输入、7路数字IO、4路额外的PWM输出、2个串口、多个I2C器件、SPI等等;


    ·内置无线编程,有复位键和暂停键;


    ·所有端口都采用颜色编码,并与传感器/设备相匹配,以利于连线;


    程序直接运行在时钟主频高达100MHz的32位ARM处理器上,可实现有效、复杂的程序;


    系统基于STM32和功能?#30475;?#30340;mbed库,所以电路板和软件支持硬件中断、定时器、回调函数、串口/I2C/SPI通信、PID控制、字符串操作等。

     


    可视化编程软件
    可视化编程软件是该机器人平台的核心。它可以从可视化的编程组块直接生成文本形式的C++代码。学生可以轻松地开始对机器人系统进行编程。可以修改所有组块或使用基于文本的配置文件添?#26377;?#32452;块,从而轻松地将新的传感器或设备添加或扩展到系统?#23567;?#27599;个组块都被分配了不同的“级别”,对应不同的学?#21543;?#24230;,以便循序渐进地设计课程,逐步引入新的功能和概念,而不会让初学者在众多概念面?#26696;?#21040;压力。生成的代码的颜色编码和可视化的组块保持一致,以方便查看可视化编程是如何转换为?#23548;?#20195;码的。您还可以选择具体的可视化组块以查看与之对应的代码。这套软件是完全可定制的,可以完全重新配置,甚至生成其他系统的原生代码(如Arduino)。该软件支持的功能包括保存/打开、导入/导出、缩放、复制/?#31243;?#25171;印、注释、执行功能,以及编程、暂停、复位和控制电路板。

     


    可视化控制软件
    通过可视化控制软件,计算机可以在界面上通过串行通信(这里是蓝牙)和机器人平台电路板建立连接。控制软件界面外观亮丽,学生一看就能想象出这个系统的各项功能,并能够轻松地实现完全控制(哪个学生不?#19981;?#33457;里胡哨的遥控界面呢?)。无论连接什么样的传感器或系统,都可以通过控制软件界面设置输入或输出,进行完全控制或者读取电路板的反馈数据。和可视化编程软件一样,可视化控制软件可以使用高度可配置的文本文件变换外观。你可以控制每个按钮和拨盘的外观、样式和几乎所有方面的效果。你可以轻松创建全新的刻度盘并更改所有控件的位置和大小。每个按钮或拨盘可以同时显示多个数据来源,也可以同时发送多个数据输入。

     

     

    本文源自Hackaday.io,原?#30446;?#25171;开链?#30828;?#30475;:https://hackaday.io/project/90613-visual-robotics-platform

     

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