數位電子學: 機器人學,動手做中學系列 II

超過 7000 人註冊的 Maker 課程! 打開職業和愛好的大門,在學習數位電子( digital electronics )的同時享受樂趣 !

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從這 13 小時的課程,你會學到

  • 設計和建構數位電子電路( digital electronic circuits ),使用微控制器來控制真實世界的物件,比如你製造的機器人。
  • 你將能夠編寫像 PIC 和 Arduino 這樣的微控制器

要求

  • 你將需要類比電子學的知識( 動手做中學系列 I 的知識 )
  • 在數位電子領域沒有先前的經驗和知識沒關係,只需要一些基本的數學和電腦技能

課程說明

類比電子學獲得的知識基礎上,開啟更多多樣化的職業和興趣愛好的大門。 想想有多少行業 / 商務 / 愛好涉及電子或電腦控制。 甚至現在汽車產業也離不開數位電子模組。 所有這些都與數位電子有關,你今天就想參與其中。

在這個 “ 機器人,動手做中學系列 II ” 的課程中,你將建構數位電子電路,使用如 PIC 和 Arduino 這樣的微控制器,將他們與真實世界連結。 你需要對基本電子學(可完成 類比電子學 – 機器人,動手做中學系列 I  再上本課程) 有一個很好的理解,一些基本的數學技能,一台電腦,就這樣! 沒有數位電子或程式設計方面的先前知識沒關係,在這門課程結束時,你將建立可運行的數位電子電路,就像數位記憶體一樣,程式化的微控制器基本上就是一台微晶片的電腦。 你將把這些連結到現實世界做家用自動化,當然還能控制你的機器人。 所有的課程都有為聽力障礙製作的字幕。

課程資料

你將需要類比電子零件和一個麵包板,你可以購買作為一個配套的工具包(即”動手做中學系統 I ” 的類比電子工具包 )或你自己本來有的。

你還需要數位電子組合,你可以購買作為一個配套的工具包或用你原本就有的。 第一個講座將帶你了解工具包有哪些,並給你本課程所需的零件列表。

這 “機器人,動手做中學系列”的最終目標是讓你能進入多樣化的機器人領域。 在系列 I 中,我們學習了電和電子學的基本知識。 在這個 系列 II 中,你將進一步發展你的知識和技能,將數位電子學涵蓋在你技術專長內,並在現實生活中的數位元件上實踐你的技能。

本課程是系列 III 課程的先決條件,在那裡你將學習機器人驅動系統和物理學,並獲得各種各樣的原型技能,真正建造你自己的機器人和製造你自己的零件。 在系列 IV ,你將達到所學知識的應用高潮,從頭開始建構一台 3D 印表機,將它連接到桌面電腦,然後製作自己的塑料零件。 實際上,3D 印表機是一個機器人,你可以用它來為你的其他機器人設計製作零件。 在系列 V 中,你可以將你的機器人設計和構造技能提升到更新的水準 : 學習各種傳感器( sensors ),知道你在哪裡,你的機器人在做什麼,GPS 導航,基本的人工智慧,強大的名為 FPGA 的微晶片,你可以在此晶片上客製化設計電路、視覺系統等等。

講座概述

在本課程中,我們將講述:

什麼是數位?

二進位和十六進位系統和 ASCIIAnalog 到數位和數位轉換為類比的轉換邏輯門( conversionLogic gates ),你將製作自己的 RAM 數位地址( RAMDigital Addressing ) / 解多工器( demultiplexing )

微處理器( microprocessors  )和微控制器( microcontrollers )是什麼?

寫程式控制和使用 PIC 微控制器:

  • 在液晶顯示螢幕( LCD display )上顯示資料
  • 可讀取數位和類比輸入
  • PWM 控制直流馬達( DC motor )和伺服馬達( servo motor )
  • 讀取鍵盤矩陣( keypad matrixes )
  • 控制 LED 顯示器
  • 對遠端系統編寫電路板上的快閃記憶體( flash memory )

什麼是 Arduino?

  • 在上述所有 PIC 專案中使用 Arduino,以及使用全彩色 TFT 觸碰螢幕( touch screens )
  • 建立我們的行動機器人( mobile robot )
  • 給我們的行動機器人一個”大腦”
  • 超聲波和超聲波雷達 / 外部感應可編程的紅外線遙控器( IR remote )

還有更多!

目標受眾

  • 你有學習計算機控制和電子學的欲望,尤其是為了製造和控制機器人
  • 你想要了解計算機和數位系統的動力,並且想要建立自己的數位電子設備

講師簡介

Ian Juby  科技谷科學中心( Tech Valley Science Centre )的機器人工程師和教育工作者 ( 更多講師主講課程介紹 )

30年來,我一直擔任科學和技術的老師。我16歲起就在帶科學營。 也教授高中科技10年了。 我畢業於加拿大渥太華北灣的Canadore College機器人工程系,並參與多個創新研究與發展,如 Eastern Ontario公司在嚴峻環境下的極冷環境下的套裝與極熱環境下的套裝,有的用於正在運作的太空梭。

我的興趣遠遠超出了機器人技術,曾撰寫多篇科學論文,發表在同行評議的期刊和一本書中,寫了一本關於影片製作的書,目前是一名在安大略加拿大國家鐵路公司工作的鐵路員。我製作了一個關於如何讀加拿大鐵路信號的影片系列,現在正被用為主導學生如何閱讀信號的教學課程。我一路旅行了十年,收集和建立了一個旅行博物館,涉及創作/進化的辯論,並已經製作並主持一個關於這話題的電視節目五年了。

英文字幕:有 ( 講師提供 )

  • 想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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