Как стать автором
Поиск
Написать публикацию
Обновить

Как мы создавали стенд лабораторный для дисциплины заморской «Информатика»

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров7.1K
Долго ли история сказывается, споро ли дело делается, но сложилось у меня ощущение, что студент нынче пошел какой-то иной. Не то, чтобы не слушающий, и не сколько глупый, сколь в себя неверующий. Не верит он, что может сам, своими руками что-нибудь стоящее сделать. А поскольку специальность у нас «Управление техническими системами» и без «прямых ручек работящих» здесь никак, то решил я им помочь. Показать, что просто все, что баклуши бить любой подмастерье может. Было бы полено, да инструмент ладный – компьютер, то бишь.

Стенд в том виде, которым его видит студент в первый раз

Собрались мы с дипломником моим по осени и думку думать стали – каков уклад учебный и какую работенку можно сладить, чтоб и студентам первоклашкам в прок, и проект дипломный к весне поспел у него. Надумали стенд собрать лабораторный – чтобы компьютер с Неладной подключить по кабелю универсальному к сундучку секретному, который бы желание наше в сигналы электрические перерабатывал и механизму передавал. А механизм сей тоже был заморский хитроумный – машинка управляемая.
И главное, чтобы расход небольшой бы вышел, не то разоримся мы, а барин денег не даст – нету, говорит, в следующем году ожидайте.


Структурная схема стенда (задумка)
Рис.1 Общая схема проекта

Сперва положили мы глаз на Arduino – хороша чертовка. Все при ней: и разъемы ладные, и примеров – хоть пруд пруди. Но дорогая она, и не поверит никто, что дипломник мой самостоятельные изыскания вел, ночами корпел; не только руками, но и головой работал. А значит, по-другому идти надо – microsin'у челом бить: «Угоди нам контроллером полезным, чтобы подключить могли к Родному и управлять из Окаянной с языком знакомым».
И явилась нам ATMEGA16. И могла она по USB команды принимать. И по указке сигналы электрические на схемы управляющие подавать.

Фото монтажной платы перед напайкой оптронов
Рис.2 Монтажная плата контролера

И возрадовались мы, и поздравив друг друга схему управления надумали. Назвали гордо – исполнительный механизм, чтобы студенты значимость и полезность осознавали своей работы. Мол технологи они уже, можно на производство высаживать, как саженцы проросшие.

Принципиальная электрическая схема
Рис.3 Принципиальная схема подключения линий управления исполнительных механизмов (разводка макетной платы взята с microsin.ru)

А схема-то – проще пареной репы. Проводки-то, от монтажной платы прямо к ключам пульта подпаяли. Ну само собой разъемы по пути вставили, да и оптроны для гальванической развязки не забыли. А то кто их знает, этих первокурсников, что они в дырки то совать будут – дурное то дело не хитрое.
Ломать – не строить, паять – не песни писать. Но вышла у нас поделка достойная. И вроде не сказать, что кустарщина – так, прототип, альфа-версия.

Макетка после пайки
Рис.4 Макетная плата с напаянными оптронами

Собранный стенд (без компьютера и машинки)
Рис.5 Модуль в сборе

Ну а далее самое интересное началось – изучение управления. Как сделать так, чтобы и машинка поехала, и студенты-первокурсники зеленые потом с этим же справились.
И пособил нам вновь microsin. Вернее сайт его незабвенный. Нашли мы на нем описания разные и библиотеку интересную – LibUSB. Ну и самое главное, в чем наша удача сложилась – изучали-то наши студенты С# («Си-шарп», то бишь). Хоть некоторые и говорили «Си-решетка».
И вышло у нас чудо-чудное, задачка-загляденье: «Как из программы некаверзной, править машинкой незалежной». И нужно-то всего, сборку стороннюю ATMega16.cs подключить, да объект объявить. А дальше – пиши-читай, не отлынивай.
И руководство методическое было подготовлено, и заготовка сделана — бей баклуши студент, да ложки строгай! Глядишь и помчит повозка лихая, и получишь ты оценку заветную.

Вид стенда подготовленного к защите
Рис.6 Стенд в сборе (скриншот приложения вклеен позднее – это иллюстрация для диплома)

image
Рис.7 Скриншот приложения

Но выяснилась одна засада неприметная. В схеме той, что контролером называется, протокол-то USB лишь эмулируются и линии на шине под это занимаются. А значит и не всякий бит иль даже порт может для управления использоваться. А значит, к пайке подходить надо вдумчиво и выходы выбирать поразумнее. И не забывать также, режимы для портов устанавливать, побитово – на запись он, либо на чтение.
Пришлось тогда программку шаблонную дописывать, возможность с портами управляться независимо добавлять. Хочешь – флажки устанавливай, хочешь – числа записывай или считывай.

image
Рис.8 Скриншот полного приложения

И возможно стало линии найти рабочие и безопасные. И охота появилась подключить к ним исполнительных механизмов множество великое. Чтоб студент лихой учил науку нашу, да нахваливал.
И вас, уважаемые мастеровые люди, просим подкинуть нам мысль-идею, какой механизм студенту младому интересен быть может для автоматизации – управления.

А ежели кто повторить нашу работу у себя желание имеет, то пользуйтесь на здоровье:
исходный код программы управления (C#);
рекомендации по подключению и настройке контроллера, библиотека LibUSB и модуль-сборка ATMega16.cs.

PS. Вертолет радиоуправляемый сделать предлагать не стоит – уже в работе…
Теги:
Хабы:
Всего голосов 124: ↑85 и ↓39+46
Комментарии113

Публикации

Ближайшие события