1i7 (1i7) wrote,
1i7
1i7

Categories:

Летняя школа по основам мехатроники

Сегодня прошло первое занятие межфакультетской летней школы по знакомству с микроконтроллерами и основам робототехники - успешный переход на следующий этап внедрения и популяризации актуальных микроэлектронных технологий в образовательном процессе в НГТУ им Алексеева можно зафиксировать.

Основной ценностью для нас в данном событии конечно являются даже не столько сами технологии программирования контроллеров (хотя это конечно основа процесса, но сама по себе эта область в отличии от того же Верилога относительно попсовая), а тот факт, что в школе одновременно принимают участие студенты с разных факультетов технического университета - на занятии присутствовали студенты группы Прикладная Математика института радиоэлектроники, студенты из института автомобилестроения и студенты машиностроительного института.

Очевидно, что объединение специалистов из таких разных областей технических наук - это единственный способ достичь заметных успехов в области мехатроники - в общем, это явным образом следует из ее природы и определения:

Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения.




Но насколько мне известно, практика сбора студентов разных специальностей внутри одной команды не очень распространена в современном образовательном процессе, т.к. подобные попытки сходу упираются в множество технических и организационных сложностей, которые на голом интересе одного человека можно и не решить.

В первую очередь это конечно необходимость наличия нужных специальностей (помимо витающих в облаках программистов и чуть более близких к земле электронщиков, нужны совсем близкие к окружающей действительности машиностроители и автомобилисты) в зоне доступности - идеально в стенах университета.

Еще в другую первую очередь это конечно формальные рамки учебного процесса, который никаким образом не связан на параллельных факультетах.

Еще более важно - это необходимость одновременной инициативы и внутренней мотивации отдельных преподавателей с каждого из задействованных факультетов, которые должны иметь возможность решать организационные вопросы и предоставлять необходимую техническую экспертизу каждый в своем направлении.

Синхронная поддержка (как минимум в виде одобрения) подобных инициатив со стороны руководства каждого из факультетов.

И еще совсем важно - необходимость наличия центральной площадки, в рамках которой все эти инициативы могут вместе встретиться и внутри которой их можно эффективно координировать.

К счастью, именно такая благоприятная ситуация сложилась у нас в НГТУ - после получения первых результатов учебного курса "цифровая микроэлектроника для математиков и программистов" (при технологической и информационной поддержке Юрия Панчула panchul, Сергея Вакуленко ramlamyammambam и Юрия Аммосова ammosov) у студентов группы Прикладная Математика, мы смогли познакомиться с преподавателями машиностроительного и автомобильного институтов Людмилой Шаровой  и Антоном Тумасовым соответственно, которые каждый со своей стороны уже довольно давно и успешно двигались в направлении мехатроники, поэтому они были рады объединить с нами усилия в рамках учебного процесса на площадке бизнес-инкубатора НГТУ, директором и инициатором которого является мой коллега и одногруппник Алексей Ермолаев, который также полностью координирует весь процесс с организационной точки зрения и делает возможным подобные знакомства и взаимодействие преподавателей и студентов разных факультетов и университетов.

Ну и отдельно важным нюансом для прошедшего занятия является то, что летняя школа на данный момент для студентов является необязательным мероприятием и все пришедшие студенты появились в свое свободное время по своей доброй воле - по этому поводу еще утром перед занятием у меня были довольно серьезные волнения, которые прошли только после того, как в аудитории был набран кворум в виде нескольких представителей каждого из институтов.



По программе школы план примерно следующий.

В качестве центральной технической составляющей выбрана плата ChipKIT Uno32, тк. во-первых, достаточный набор этих плат нам уже прислал Юрий Панчул от своего имени и от имени MIPS Technologies изначально для нашего курса "цифровая микроэлектроника для математиков и программистов". Во-вторых, их возможностей вполне достаточно для поставленных задач.



Кроме того, плата ChipKIT Uno32 обладает интересной особенностью (правда не знаю, возможно тоже самое справедливо и для обычных плат Arduino, основанных на ARM) - она совместима с платформой Arduino и на ней можно легко запускать простые программы из среды mpide, но помимо этого она также легко позволяет работать с более продвинутыми вещами типа программирования на ассемблере MIPS и голом (без вспомогательных библиотек из комплекта Arduino) C/C++, а также из проприетарной, но мягко говоря более функциональной, чем окно mpide, среды MPLAB.

На первом занятии студенты традиционно ознакомились с мигающей лампочкой (только на этот раз вместо ПЛИС и Верилога ей мигала простая программа на С++, запущенная из среды Arduino для PIC32 на контроллере), беспаячными макетными платами, самостоятельно написали драйвер полюбившегося всем семисегментного диодного дисплея, а также освоили совершенно новый потрясающий способ ввода данных в компьютер - рычажковый (Нажимаешь один рычажок - вводится единичка. Нажимаешь другой - вводится двоечка нолик).



Далее в краткосрочной перспективе к стейт-машинам, управлением внешними движущими устройствами (моторчики и шаговые двигатели), работа с датчиками и в сумме всего этого - простые роботы (как самый простой вариант можно оживить Цифровых Микроэлектронных Биороботов на Верилоге теперь при помощи С++ и контроллера). Еще далее можно будет смотреть по обстоятельствам - свободный расслабленный формат летней школы дает очень приятное обстоятельство - можно не оглядываться на жесткие рамки учебного плана и учебного расписания, а легко экспериментировать исходя из сложившейся обстановки - я надеюсь, что автомибилисты и машиностроители влившись в процесс смогут предложить интересные темы и направления работы, о которых я сам как рядовой Ява-программист сейчас не догадываюсь.

Кстати, из любопытных наблюдений уже успел обратить внимание, что автомобилисты и машиностроители например воспринимают датчики как некую отдельную сущность, что конечно де-факто так и есть, но в том плане, что для меня как опять же рядового Java-программиста, в принципе не так важно, откуда поступают внешние данные на обработку внутреннему программному алгоритму - главное знать их структуру и логику поступления - ну т.е. элементарно ввод сигнала HIGH с кнопки или того же сигнала HIGH от датчика магнитного поля - все едино, а для них две такие системы (пусть даже вся логика прописана абстрактным универсальным алгоритмом в контроллере) - две абсолютно разные сущности. Мышление на разных уровнях абстракции, и у каждого свои плюсы - с одной стороны универсальность и переносимость, с другой - применимость к текущим реальным задачам.

В общем, даже первое элементарное, но совместное занятие уже послужило очень хорошей основой и базой для запланированного на осень межфакультетского практического курса по робототехнике, который в отличие от летней школы, будет включен в учебный план и ни один студент от него просто так не отвертится.

Tags: mips, verilog, датчики, летняя школа, машиностроение, плис, роботы, студенческий бизнес-инкубатор НГТУ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments