Идея сделать обратную связь по усилию на манипуляторе не нова, путей решения много. Но мне больше нравится контроль тока на исполнительных механизмах и датчики контактные на поверхности захвата. Если объект равномерно обжат, ток на манипуляторах показывает усилие, контактные датчики показывают есть ли проскальзывание. Если есть, нужно увеличить ток на манипуляторах, по сути сильнее сжать.
Если мы знаем, что предмет хрупкий, можно ограничить усилие по управляющему току.
Фирма «Андроидная техника» делают свои сервомоторы с обратной связью по усилию, а не пневматические подушки на манипуляторах. Получается неплохо, но дорого :) Пневматика потребует компрессора, накопителя, клапанов, и самое неприятное — отсутствие контроля текущего положения — когда давление газа в подушке уже большое, а объект захвата начал ломаться, такой манипулятор доломает его до конца. Гидравлика с этой точки зрения безопаснее.
Студентам обычно хватает симуляторов :) На них можно рассказать про среды разработку, структуру программы, компиляторы, посмотреть в симуляторе что внутри происходит. Отладочные платы нужны уже больше для макетирования, когда на симуляторах все прошли, оценку получили, но интерес остался :)
На весь класс обычно одной отладочной платы хватает, чтобы проверить результат у отличников. Так, на ПЛИС мы со студентами делали разные пищалки, на MAX10 со встроенным АЦП эхолоты, пеленгаторы, генераторы сигнала сложной формы, ... И 99% всего времени работа велась в симуляторе :) Поэтому ни одной отладочной платы не спалили. А отличники потом под руководством преподавателя проверяли свои проекты на отладочной плате и показывали всем результаты
Да, недостатков у таких АЦП всего два — больше потребление и стоимость. Пример про ПЛИС нужен был только для демонстрации — есть много готовых преобразователей из PDM в параллельный код.
Пользовались светодиодами достаточно долгое время и выяснили следующее:
1. светодиоды начинают светиться при определенном напряжении на p-n переходе. При этом чем больше ток тем ярче светится. Напряжение самого перехода обычно 2-3 вольта постоянного тока в зависимости от используемых материалов и цвета свечения. Поэтому 220 вольт переменного тока из силовой сети им нужно преобразовывать. Качественный трансформаторный преобразователь AC-DC по причине высокой цены никто не ставит, используются конденсаторные понижающие преобразователи (индуктивные при таком коэффициенте преобразования 220/2 неэффективны). Если при постоянном напряжении гарантия от производителя 100к часов, то при скачках напряжения и повышенной температуре начинается деградация.
2. повышение температуры выше 60 градусов приводит к деградации на 10-15% каждую 1000 часов, поэтому для таких светильников разработали специальные алюминиевые подложки под печатные платы для отвода тепла. Важно отводить тепло и не давать нагреваться выше 60 градусов. Лучше ниже 40.
3. многие видели выжженые светодиодики в цепочках маленьких светодиодов в китайских лампах. Это следствие воздействия скачков напряжения при преобразовании из 220 в напряжение p-n перехода — в результате пробоя светодиод становится проводником в обе стороны (часто разрушается сам запорный слой), а потом перегорают подводящие к кристаллу проводники. Но так как таких светодиодов много, лампа продолжает светиться, но уже не так ярко.
Вывод — можно собрать светодиодную лампу с большим ресурсом, но она будет дорогой. Поэтому для удешевления используют менее надежные решения и тем самым уменьшают срок жизни и свечения ламп.
opencores.org не поддерживает внутрисхемной отладки, которая есть в процессорах с сайта производителя ПЛИС. А она позволяет существенно ускорить отладку — на дворе уже 21 век давно. Не все же светодиодом моргать и в консоль выводить.
Про разумные применения ПЛИС — предлагаю добавить еще один пункт, построение сложных вычислителей с возможностью изменения алгоритма обработки.
Причем это изменение может быть как следствием исправления ошибки (в ASIC уже ничего не поправишь), так и просто заменой алгоритма шифрования, например.
Про надежность — это сравнение работающих плат с микроконтроллерами, процессорами и FPGA. И платы с FPGA во всех рассмотренных случаях оказывались наиболее живучими, особенно маленькие PLD серии MAX от Altera/Intel. Ни одного сброса прошивки или зависания за 20 лет работы устройств. А зависания процессоров по разным причинам от питания до наводок на шину — это классический процесс отладки и залатывания дыр в софте.
Да, C0G и NP0 считаются ультрастабильными, их используют для построения аналоговых фильтров, у них нет пьезоэффекта, маленький температурный уход, существенно меньше зависимость емкости от напряжения, но они очень сильно ограничены по максимальной емкости при аналогичных размерах и дороже по цене. Поэтому для фильтрации по питанию не используются. А у нас как раз по питанию акустические наводки были.
Любое усложнение конструкции приводит к уменьшению надежности. И данная конструкция тоже. Сделать ее надежной можно только используя дорогие материалы и технологии изготовления — выращенные на 3D принтере долго не проживут. Как интересная поделка — прекрасно, но как рабочий инструмент — ненадежно.
Мне почему-то кажется, что оптический датчик с акселерометром, одеваемый на палец, решает все проблемы привыкания к мыши — ты ее просто не ощущаешь. Двигаешь пальцем и курсор перемещается. Стучишь пальцем по столу и происходит «клик» мышки на иконке. Такие идеи были, но почему-то массово не пошли в народ.
Сейчас многие фирмы, такие как TI, Analog Devices, MaximIntegrated и т.д. выпускают свои маленькие наставления по аналоговой схемотехнике с краткой теорией и примерами использования на своих микросхемах. Есть там и про паразитные параметры пассивных элементов с таблицами и графиками.
Так как книжки их достаточно краткие, наглядные, бесплатно выпускаются в электронном виде, пользоваться ими удобно и полезно. Я студентам их тоже рекомендую и как учебники и как настольные справочники.
1. керамические конденсаторы имеют пьезоэффект и могут навозить друг на друга не электрические поля, а акустические.
Слышал про такое, но наблюдать не доводилось, если честно. У вас были такие случаи на практике?
Да, при наличии цифровой и малошумящей аналоговой частей платы с разделенными землями и питанием обнаружились импульсные наводки, с которыми электрически не удавалось побороться. Случайно ткнули микрофоном в плату и увидели такие же сигналы наводки на осциллографе. Помогла замена конденсаторов в аналоговой части на некерамические с аналогичными параметрами.
Вот с катушками да, они могут влиять электромагнитным полем друг на друга, поэтому важно учитывать их взаимное расположение на плате.
Если у катушки сердечник в форме тора, то все магнитное поле оказывается замкнуто внутри этого тора, и воздействовать на соседние катушки не получится. Скорее наводки возможны только на незамкнутых стержневых сердечниках, но их ставят на маленькие токи и высокие частоты — поля там слабые.
Самовостаннавливающиеся предохранители медленные и деградируют со временем, не люблю их за это, обычно ставлю просто плавкие.
Если устройство находится в 1000 км и для замены плавкого предохранителя нужно ехать в тайгу несколько дней, лучше все же предусмотреть самовосстанавливающийся. Устройство должно быть максимально устойчиво и не требовать ручного обслуживания — в статье про надежность очень много и хорошо сказано. А замена предохранителя в эту идеологию не вписывается — устройство выключится и будет ждать ремонта.
Хорошая статья, ссылку на нее разошлю всем знакомым инженерам — пускай освежат свои знания!
Из дополнений:
1. керамические конденсаторы имеют пьезоэффект и могут навозить друг на друга не электрические поля, а акустические. Эффект очень обидный, когда плату разводил с мыслями о электромагнитных наводках, а получил звон через конденсаторы: один конденсатор звенит при скачках напряжения (например, потребление процессора), а другой принимает этот звон и преобразует в электрический сигнал.
2. стоит сказать про самовосстанавливающиеся предохранители — они медлительные, их стоит ставить как второй эшелон вместе с TVS и контролем напряжения. Идеальный диод не всегда удается поставить, а простой встречный диод и предохранитель можно.
3. помимо всего перечисленного в статье стоит сказать о том, что устройство должно быть устойчивым к внешним воздействиям и сбоям. То есть при наличии питания должно исправно работать — при зависании должен сработать сторожевой таймер, при просадках напряжения и восстановлении — стартовать схема сброса и так далее.
Одна из уникальных функций OsmAnd — возможность строить маршруты по Европе для велосипеда. Если учесть возможность загрузить заранее карты места, куда собираешься ехать, получается очень удобный комплект. Мы ездили на велосипедах сотни километров не выезжая на автомобильные дороги и не пугая пешеходов. Спасибо картам и ПО. Пользуюсь платной подпиской и надеюсь на дальнейшее развитие и поддержку карт.
Есть художники, которым важно создать шедевр, сделать мир красивее, а есть маляры, которым важно выполнить работу и получить деньги. Аналогично со стартапами — кому-то важно создать потрясающую разработку, улучшающую мир, а кому-то просто заработать. Не вижу ничего принципиально нового
Сейчас существуют устройства с беспроводным подключением типа Sonoff mini и так далее — подключаются по WiFi, не требуют наличия выделенного сервера дома, управлять ими можно через интернет, собрать умный дом с возможность голосового управления от Яндекс.Алиса или Google — это готовое решение.
Там же можно найти и контроллеры температуры для теплых полов с дистанционным управлением, счетчики электроэнергии и, наверняка, измерители уровня шума.
Просто автоматизация умного дома — полезная вещь, мы такую используем на даче для большинства электроприборов от замков и освещения до контроля температуры в бойлере и теплых полов.
Предлагаю переделать описанную хрущевку на современный лад и описать что получится!
Компания MathWorks уже несколько лет демонстрирует возможность разработки радиолокатора таким путем — сначала создается проект, заполняется пустыми блоками, обвешивается тестами прямо в Simulink, потом блоки детализируются, проходят тесты, и дальше содержимое блоков переносится в конечные устройства (микроконтроллеры и ПЛИС). При этом структура проекта и тесты не меняются, меняется только детализация и конечные устройства. Наконец полученные и протестированные устройства стыкуются между собой и начинают работать без Simulink'а. То есть технология работает, есть примеры с подтверждением. И мы тоже стараемся так делать.
Если рассматривать маркетинг как весь цикл рекламы, пресейла, продажи и последующей эффективной поддержки продукции, то живого общения там как раз много. Это и поиск контактов с лицами, принимающими решения, и анализ потребностей клиента, и создание бизнес-предложений, и обспечение сделки экспертизой и устранения противоречий, согласование, подготовка документов, подписание с клиентом, решение спорных вопросов. И все это во-первых с живым общением с клиентом, а во-вторых, серьезные переговоры вести из дома не получается — нужны встречи в офисе.
На удаленке плохо работает маркетинг (живое общение не заменить), производство и разработка аппаратуры :( Даже собрав дома необходимый комплект для отладки необходимо передавать комплекты программистам и тестировщикам. Жаль нет робота-аватара, который мог бы выполнять дистанционно произвольные действия, тогда можно было бы любую работу делать удаленно…
У отечественных процессоров и микроконтроллеров самая большая проблема — сложно найти документацию и купить малые партии микросхем. Спасибо за то, что выкладываете документацию!!!
Осталось наладить дистрибуцию невоенным пользователям и поддержать свежие компиляторы gcc :)
Если мы знаем, что предмет хрупкий, можно ограничить усилие по управляющему току.
Фирма «Андроидная техника» делают свои сервомоторы с обратной связью по усилию, а не пневматические подушки на манипуляторах. Получается неплохо, но дорого :) Пневматика потребует компрессора, накопителя, клапанов, и самое неприятное — отсутствие контроля текущего положения — когда давление газа в подушке уже большое, а объект захвата начал ломаться, такой манипулятор доломает его до конца. Гидравлика с этой точки зрения безопаснее.
Студентам обычно хватает симуляторов :) На них можно рассказать про среды разработку, структуру программы, компиляторы, посмотреть в симуляторе что внутри происходит. Отладочные платы нужны уже больше для макетирования, когда на симуляторах все прошли, оценку получили, но интерес остался :)
На весь класс обычно одной отладочной платы хватает, чтобы проверить результат у отличников. Так, на ПЛИС мы со студентами делали разные пищалки, на MAX10 со встроенным АЦП эхолоты, пеленгаторы, генераторы сигнала сложной формы, ... И 99% всего времени работа велась в симуляторе :) Поэтому ни одной отладочной платы не спалили. А отличники потом под руководством преподавателя проверяли свои проекты на отладочной плате и показывали всем результаты
Получился настоящий детектив от системного администратора - хоть текст и длинный, но все равно хочется дочитать и узнать, чем закончилось
1. светодиоды начинают светиться при определенном напряжении на p-n переходе. При этом чем больше ток тем ярче светится. Напряжение самого перехода обычно 2-3 вольта постоянного тока в зависимости от используемых материалов и цвета свечения. Поэтому 220 вольт переменного тока из силовой сети им нужно преобразовывать. Качественный трансформаторный преобразователь AC-DC по причине высокой цены никто не ставит, используются конденсаторные понижающие преобразователи (индуктивные при таком коэффициенте преобразования 220/2 неэффективны). Если при постоянном напряжении гарантия от производителя 100к часов, то при скачках напряжения и повышенной температуре начинается деградация.
2. повышение температуры выше 60 градусов приводит к деградации на 10-15% каждую 1000 часов, поэтому для таких светильников разработали специальные алюминиевые подложки под печатные платы для отвода тепла. Важно отводить тепло и не давать нагреваться выше 60 градусов. Лучше ниже 40.
3. многие видели выжженые светодиодики в цепочках маленьких светодиодов в китайских лампах. Это следствие воздействия скачков напряжения при преобразовании из 220 в напряжение p-n перехода — в результате пробоя светодиод становится проводником в обе стороны (часто разрушается сам запорный слой), а потом перегорают подводящие к кристаллу проводники. Но так как таких светодиодов много, лампа продолжает светиться, но уже не так ярко.
Вывод — можно собрать светодиодную лампу с большим ресурсом, но она будет дорогой. Поэтому для удешевления используют менее надежные решения и тем самым уменьшают срок жизни и свечения ламп.
Причем это изменение может быть как следствием исправления ошибки (в ASIC уже ничего не поправишь), так и просто заменой алгоритма шифрования, например.
Мне почему-то кажется, что оптический датчик с акселерометром, одеваемый на палец, решает все проблемы привыкания к мыши — ты ее просто не ощущаешь. Двигаешь пальцем и курсор перемещается. Стучишь пальцем по столу и происходит «клик» мышки на иконке. Такие идеи были, но почему-то массово не пошли в народ.
Так как книжки их достаточно краткие, наглядные, бесплатно выпускаются в электронном виде, пользоваться ими удобно и полезно. Я студентам их тоже рекомендую и как учебники и как настольные справочники.
Да, при наличии цифровой и малошумящей аналоговой частей платы с разделенными землями и питанием обнаружились импульсные наводки, с которыми электрически не удавалось побороться. Случайно ткнули микрофоном в плату и увидели такие же сигналы наводки на осциллографе. Помогла замена конденсаторов в аналоговой части на некерамические с аналогичными параметрами.
Если у катушки сердечник в форме тора, то все магнитное поле оказывается замкнуто внутри этого тора, и воздействовать на соседние катушки не получится. Скорее наводки возможны только на незамкнутых стержневых сердечниках, но их ставят на маленькие токи и высокие частоты — поля там слабые.
Если устройство находится в 1000 км и для замены плавкого предохранителя нужно ехать в тайгу несколько дней, лучше все же предусмотреть самовосстанавливающийся. Устройство должно быть максимально устойчиво и не требовать ручного обслуживания — в статье про надежность очень много и хорошо сказано. А замена предохранителя в эту идеологию не вписывается — устройство выключится и будет ждать ремонта.
Из дополнений:
1. керамические конденсаторы имеют пьезоэффект и могут навозить друг на друга не электрические поля, а акустические. Эффект очень обидный, когда плату разводил с мыслями о электромагнитных наводках, а получил звон через конденсаторы: один конденсатор звенит при скачках напряжения (например, потребление процессора), а другой принимает этот звон и преобразует в электрический сигнал.
2. стоит сказать про самовосстанавливающиеся предохранители — они медлительные, их стоит ставить как второй эшелон вместе с TVS и контролем напряжения. Идеальный диод не всегда удается поставить, а простой встречный диод и предохранитель можно.
3. помимо всего перечисленного в статье стоит сказать о том, что устройство должно быть устойчивым к внешним воздействиям и сбоям. То есть при наличии питания должно исправно работать — при зависании должен сработать сторожевой таймер, при просадках напряжения и восстановлении — стартовать схема сброса и так далее.
Там же можно найти и контроллеры температуры для теплых полов с дистанционным управлением, счетчики электроэнергии и, наверняка, измерители уровня шума.
Просто автоматизация умного дома — полезная вещь, мы такую используем на даче для большинства электроприборов от замков и освещения до контроля температуры в бойлере и теплых полов.
Предлагаю переделать описанную хрущевку на современный лад и описать что получится!
Спасибо за то, что выкладываете документацию!!!
Осталось наладить дистрибуцию невоенным пользователям и поддержать свежие компиляторы gcc :)