Разработка программируемых систем мехатроники и робототехники

Описание:
Формирование у слушателей системных компетенций в области разработки, программирования и эксплуатации программно управляемых систем мехатроники и робототехники на базе современных отечественных RISC-V микроконтроллеров АО «НИИЭТ».

Категория слушателей

• Инженеры-разработчики, схемотехники и системные архитекторы, занимающиеся проектированием мехатронных и робототехнических систем.
• Специалисты по автоматизации и программированию промышленного оборудования.
• Научные и инженерно-технические работники предприятий, внедряющих отечественную элементную базу.
• Преподаватели и аспиранты технических вузов, специализирующиеся в области мехатроники, робототехники и встраиваемых систем.

Требования к слушателям: наличие высшего или среднего профессионального образования. Базовое знание языков программирования высокого уровня (С/С++) является желательным.

В результате освоения программы слушатель будет:

• Знать:
• Архитектуру и принципы работы RISC-V микроконтроллеров семейства К1921 (К1921ВГ1Т, К1921ВГ3Т, К1921ВГ5Т, К1921ВГ7Т), их систему команд и периферийные модули.
• Основы алгоритмизации и языки программирования низкого уровня (C/С++, Ассемблер) для встраиваемых систем.
• Принципы построения силовой и цифровой электроники для мехатронных модулей.
• Основы точной механики, кинематики и динамики робототехнических систем.
• Уметь:
• Разрабатывать, отлаживать и прошивать программный код для RISC-V контроллеров НИИЭТ с использованием средств разработки (JTAG-отладчики, IDE).
• Конфигурировать периферийные модули (ШИМ, АЦП, ЦАП, UART, SPI, I2C, CAN, Ethernet) для решения задач управления.
• Проектировать простые схемы силовой электроники (драйверы двигателей, источники питания) и цифровых интерфейсов.
• Разрабатывать кинематические схемы и выбирать компоненты для мехатронных узлов.
• Владеть:
• Навыками работы в современной среде разработки для RISC-V (например, Eclipse-based IDE с GCC-компилятором).
• Методами отладки и тестирования встраиваемого ПО с использованием эмуляторов и логических анализаторов.
• Технологиями интеграции разработанных модулей в реальные промышленные прототипы.

Темы:

• Модуль 1: Изучение основ алгоритмизации, синтаксиса C/C++ и особенностей низкоуровневого программирования. Детальный разбор системы команд RISC-V. Настройка инструментальной среды разработки для микроконтроллеров НИИЭТ.
• Модуль 2: Глубокое погружение в архитектуру RISC-V контроллеров АО «НИИЭТ». На практических занятиях слушатели научатся настраивать все основные периферийные блоки: порты ввода/вывода, АЦП/ЦАП, таймеры, а также промышленные интерфейсы.
• Модуль 3: Изучение элементной базы силовой электроники. Рассматриваются вопросы расчета и проектирования схем управления двигателями, генерации широтно-импульсной модуляции и методов цифровой фильтрации сигналов.
• Модуль 4: Рассматриваются основы кинематики и динамики робототехнических систем, принципы построения следящих электроприводов. Особое внимание уделяется выбору датчиков положения и их интерфейсу с микроконтроллером.
• Модуль 5: Реализация сквозного практического проекта под руководством преподавателя. Слушатели разрабатывают, собирают и программируют функциональный прототип мехатронного устройства, что позволяет закрепить весь полученный объем знаний и навыков.

Итоговая аттестация проводится в форме защиты выпускной практической работы. Слушатель должен продемонстрировать работоспособность разработанного им устройства (или его программно-аппаратного прототипа) и представить пояснительную записку с описанием архитектуры, кода и схемных решений.