Macademia'nın robotik ve mühendislik programı · ücretsiz seviye tespiti ve kişisel öğrenme yolu

Büyükler için · 16+ · simülasyon + kod + test

Raspberry Pi ile Robotik Programlama

Linux'tan GPIO'ya, kameradan ROS 2'ye: bir Raspberry Pi'yi robotun beynine dönüştür. Her ünitede tarayıcıda çalışan bir simülasyon (terminal, 40 pinli başlık, sensör veri yolları, OpenCV, motor ve enkoder, diferansiyel sürüş, Flask, ROS 2), gerçek kod ve kısa bir test var. Kart olmadan başlanır; kartı olan aynı adımları masasında tekrarlar.

Ünite
10
Simülasyon
10
Saat
45

1. üniteyle başlaTüm simülasyonlarBitirme projesi

Kimler için

Hedef kitle
16 yaş ve üzeri; lise son sınıf, meslek lisesi, üniversite ve meslekten öğrenenler
Süre
10 ünite, yaklaşık 45 saat (ders + uygulama)
Ön koşul
Temel Python (değişken, döngü, fonksiyon) ve basit devre bilgisi (Ohm yasası). Laboratuvardaki Uno çalışmaları yardımcıdır ama şart değildir.
Belge
Üniteleri ve bitirme projesini tamamlayanlar Macademia katılım belgesi alır.

Kazanımlar

  • Raspberry Pi OS'u ekransız kurup komut satırından yönetmek
  • GPIO, I²C, SPI ve 1-Wire ile sensör ve eyleyici bağlamak
  • Kamera ve OpenCV ile hedef algılamak
  • Motorları enkoderle kapalı döngüde sürmek ve odometri hesaplamak
  • Flask paneli ve ROS 2 düğümleriyle robotu yönetmek
  • Yazılımı systemd ile güvenilir biçimde çalıştırmak ve test etmek

Üniteler

ÜniteKonuSaatSimülasyonlar
1Tek kartlı bilgisayar ve mikrodenetleyici
Raspberry Pi bir bilgisayardır, Arduino ve STM32 birer mikrodenetleyici: hangisi ne zaman, ikisi birlikte nasıl?
3Kart seçici: tek kartlı bilgisayar mı, mikrodenetleyici mi?
2Raspberry Pi OS ve Linux komut satırı
Dosya sistemi, izinler, sudo, apt ile paket kurma ve ssh ile uzaktan bağlanma.
4Raspberry Pi OS terminali (benzetim)
3Pi üzerinde Python: betikten bakımı kolay programa
Sanal ortam, modüller, dataclass, dosyaya günlük yazma, pytest ve NumPy ile ölçüm analizi.
4Raspberry Pi OS terminali (benzetim), tarayıcıda Python
4GPIO: LED, buton, buzzer ve servo
40 pinli başlık, BCM numaraları, pull-up, sıçrama önleme, olay güdümlü kod ve PWM ile servo.
540 pinli GPIO başlığı: LED, buton, buzzer, servo
5Sensörler ve veri yolları: 1-Wire, I²C, SPI
DS18B20 ve CRC, I²C adresleri ve i2cdetect, SPI ile MCP3008 analog okuma; config.txt ayarları.
5Sensör veri yolları: 1-Wire, I²C ve SPI
6Kamera ve OpenCV: renkli hedef bulma
picamera2 ile kare yakalama, HSV eşikleme, morfoloji, momentler ve hedefe dönüş komutu.
5Kamera → OpenCV boru hattı: renkli top bulma
7Motorlar: L298N, enkoder ve hız denetimi
H köprüsü, PWM ile hız, enkoderden yön ve devir, PI döngüsü; güç ve toprak düzeni.
5L298N, DC motor ve dörtlü enkoder
8Diferansiyel sürüşlü robot ve odometri
İki tekerlekten gövde hızına, (v, ω) komutları, enkoderle konum kestirimi ve hatanın nereden geldiği.
4Diferansiyel sürüşlü robot ve odometri, 3B kameralı keşif robotu
9Flask ile web kontrol paneli
Pi'de küçük bir HTTP sunucusu: yönlendirmeler, JSON, girdi doğrulama, belirteç ve güvenlik bekçisi.
4Flask kontrol paneli ve bekçi (watchdog)
10ROS 2 temelleri ve systemd ile otomatik başlatma
Düğümler, konular, mesajlar, parametreler; twist_mux; robotun açılışta kendiliğinden başlaması.
6ROS 2 düğüm ve konu grafiği, Raspberry Pi OS terminali (benzetim)

Bitirme projesi

Bitirme projesi: kameralı keşif robotu

Web panelinden elle sürülen ya da kamerasıyla renkli bir hedefi kendiliğinden izleyen, engelde ve düşük pilde güvenle duran, açılışta kendiliğinden başlayan iki tekerlekli bir Pi robotu.

Proje ve teslimler

Araçlar

  • Bu platform: 9 simülasyon, tarayıcıda Python (Pyodide), Uno devre laboratuvarı
  • Gerçek kartla: Raspberry Pi 4/5, Camera Module, L298N ya da TB6612FNG, enkoderli motorlar
  • Yazılım: Raspberry Pi OS Bookworm, gpiozero, picamera2, OpenCV, Flask, ROS 2 Jazzy

İlgili

Esc
  • PanelAna sayfaSayfa
  • ModüllerTüm modüllerSayfa
  • ParçalarParça ansiklopedisiSayfa
  • Mühendislik yoluBüyükler için robotik: 128 parça, 7 seviyeSayfa
  • Robotik dersi (ESOF 323)Üniversite robotik dersi, 14 haftaSayfa
  • Drone dersiBüyükler için: parça, simülasyon, yazılım; 10 üniteSayfa
  • Blok atölyesiSerbest blok programlamaAraç
  • Devre laboratuvarıSanal Arduino ve devreAraç
  • Robot arenasıSanal robot sürüşüAraç
  • OyunlarBloklarla 8 öğretici oyunAraç
  • Mikro Kart atölyesiSanal LED kartı bloklarla programlaAraç
  • Robot atölyesiMikro Kart'ı robota tak, bloklarla görev yapAraç