Прошел уже почти век, как писатель Карл Чапек в 1921 году придумал слово «робот» для своей пьесы «Россумские универсальные роботы». С того времени роботы уже не выдумка фантастов: они накрепко укоренились в рамках образовательной программы школ и кружков дополнительного образования.
Роботы разработаны для детей, что не мешает и взрослым любителям электроники обучиться программированию и собрать собственного интерактивного робота. Чтобы хоть немного сориентировать вас в многообразии вариантов, мы оценили возможности конструкторов и популярных роботизированных платформ, разобрались в видах и ценах.
Время чтения: 22 минуты
Computer Vision специалист, эксперт в области 3D моделирования и печати, интересуется ROS, SLAM, Machine Learning, Inverse Kinematics, коллаборативной робототехникой
С чего начать знакомство с робототехникой
В интересные времена живём, однако. Последние достижения в областях робототехники и компьютерных наук по-настоящему впечатляют. Беспилотники Yandex разъезжают по дорогам, Atlas из Boston Dynamics делает обратное сальто, Google хвастается квантовыми компьютерами, NASA готовится к возврату на Луну, а машины Tesla собираются роботами.
Робототехника — перспективное направление, начинать знакомство с которым можно в раннем возрасте. Существует куча наборов и S. T. E. M.-конструкторов для занятий по робототехнике, отличающиеся назначением, сложностью, интерактивностью и комплектацией.
Важное в статье:
Мы подготовили обзор 5 робототехнических платформ, чтобы облегчить непростую задачу выбора набора для знакомства с робототехникой.
Обзор платформ для разработки
BBC Micro:bit — детский обучающий микрокомпьютер
Британская компания BBC славится не только увлекательными сюжетами про природу. Встречайте BBC micro:bit — образовательную платформу, вышедшую в рамках инициативы Make It Digital. Micro:bit — это пусковая площадка в мир электроники, микроконтроллеров и IoT(Internet of Things — Интернет вещей). B BC рекомендует начинать знакомство с платой в возрасте 11-12 лет, хотя под контролем взрослых с ней разберутся и ребята помладше. Кроме того, Micro:bit подходит для занятий в школах и кружках робототехники. На сайте microbit.org можно найти готовый план обучения на 14 недель для детей 11-14 лет.
Плата снабжена 2 программируемыми кнопками, 25 светодиодами, 20 GPIO и 3 пинами типа banana connector. На плате есть термометр, акселерометр, магнитометр и Bluetooth модуль для соединения с телефоном. Такого количества начинки с лихвой хватит на десятки проектов. Можно сделать музыкальный плеер, компас, умный вентилятор, мобильного робота с управлением по Bluetooth и многое другое.
Программируется плата в облачной среде разработки Make Code на microbit.org. Новичкам можно программировать блоками Scratch, более продвинутым — на JavaScript и Python.
Makeblock
Аппаратная платформа Arduino для разработки автоматики
Ещё полтора десятка лет назад, чтобы помигать светодиодом с микроконтроллера, нужно было знатно потрудиться. Нужно было прочитать кучу книг, раздобыть необходимую обвязку в виде кварцевого генератора, резисторов, конденсаторов и программатора, правильно подключить все это дело и, скрестив пальцы, прошить чип. В 2005 ситуация изменилась. Массимо Банци и команда выпустили плату как помощь студентам в обучении программированию и электротехнике. Имя плате досталось в честь паба “Bar Di Re Arduino”, который Банци частенько навещал. Так и родилась Arduino.
Arduino славится количеством проектов, которые были реализованы на её основе. Начать можно с проектов попроще, постепенно наращивая сложность. Кстати, на сайте Arduino есть раздел Project Hub, где собраны тысячи проектов со всего мира.
Программировать Arduino можно на C++ используя десктоп или веб-версию Arduino IDE. Ещё есть возможность использовать Scratch через ScratchX или S4A и Python через pyFirmata.
Raspberry Pi
Raspberry Pi — миниатюрный и самодостаточный одноплатный компьютер
Переходим к тяжелой артиллерии. Raspberry Pi — это полноценный одноплатный компьютер, на котором можно запустить операционные системы Raspbian, Ubuntu Core, Windows 10 IoT Core и ещё кучу всяких интересностей. Raspberry Pi подойдет ребятам старших классов. На сайте raspberrypi.org есть учебный план, который разбит на 4 уровня сложности.
Чтобы решить задачи каждого покупателя, в линейке плат Raspberry Pi есть платы разного форм-фактора и мощности. На недавно вышедшей Raspberry Pi 4B, например, установлено 4 USB порта, 2 из которых USB 3.0, гигабитный Ethernet, 2 micro HDMI порта с поддержкой 4К видео, WiFi, Bluetooth 5.0 и 40 GPIO пинов.
Потенциал платы ограничен только воображением. Можно создать свою медиасистему для просмотра фильмов в 4К, можно превратить Raspberry Pi в эмулятор игр и спасти принцессу Пич, можно даже сделать систему безопасности с возможностью распознавания лиц.
Программировать Raspberry Pi можно разными способами. Если подключить монитор, клавиатуру и мышь и запустить графический интерфейс, получится полноценный персональный компьютер. Тут есть где разгуляться. Программировать можно на Python, C, C++, Java, Html5 и других языках. Настоящие хакеры пользуются SSH соединением и управляют Raspberry Pi удаленно через Bash. Этот навык пригодится будущим системным администраторам.
STM32
STM32 – платформа, в основе которой лежат микроконтроллеры STMicroelectronics на базе ARM процессора
Микроконтроллеры STM32 для тех, кто намерен влиться в мир промышленных микроконтроллеров. Здесь все серьёзно — регистры, шестнадцатеричная система счисления, язык программирования C. Начинать освоение STM32 лучше в старших классах. Повозиться придётся, но старания окупятся — специалисты по программированию встраиваемых систем ценятся на рынке труда.
Все проекты на Arduino, реализуемы и на платах STM32. Основное отличие в том, что проекты, выполненные на STM32 потребуют больше времени, а взамен дадут кристальное понимание всех систем. Микропроцессоры STM32 на голову превосходят микропроцессоры Arduino по техническим показателям при схожей цене. Вот небольшое сравнение чипа Arduino UNO и похожего чипа STM32.
Программировать STM можно и в Arduino IDE, но чтобы полностью использовать возможности платы придется перейти на чистый C в STM32Cube IDE, например.
Сравнение платформ
Все ещё не знаете что выбрать? Вот таблица, которая сможет облегчить задачу.
Обзор современных робототехнических конструкторов
Решили остановиться на BBC micro:bit, вот несколько наборов, на которые стоит обратить внимание.
Роботы на Makeblock
Заинтересовались проектами на Arduino? Обратите внимание на эти наборы.
Роботы на Raspberry Pi
Заинтересовала Raspberry Pi? Отлично, у нас есть несколько малиновых экспонатов.
Конструкторы STM32
STM32 — серьёзный выбор серьёзно настроенных людей. Вот три набора, изучив которые, можно получить знания, необходимые в индустрии.
Дополнительные наборы
В набор входит дополнительная платформа, позволяющая превратить гексакоптер в судно на воздушной подушке (СВП). Пользователю предлагается проявить фантазию и попытаться создать дополнительные варианты изделия.
Режимы и функциональность
Программируемые функции включают в себя:
Как видим, исходный набор функций небольшой, но он может быть значительно расширен.
Через Bluetooth выполняется и наполнение полетного процессора новыми функциями. Для этих целей в приложение встроен визуальный язык программирования, работающий по принципу drag-and-drop (бери и тащи). Его интерфейс очень прост и будет понятен даже ребенку. Готовые блоки функций просто переносятся на рабочую панель. Предполагается, что таким образом дети получат начальные навыки программирования и разовьют логическое мышление.
Рейтинг квадрокоптера
Вывод по квадрокоптеру
Вас приветствует команда mykvadrocopter.ru! Наше хобби — дроны. Здесь мы описываем их модели, характеристики, делимся новостями и выкладываем инструкции по применению. Вступайте в наше сообщество любителей дронов в Контакте.
