Quiero aprender los entresijos de la electrónica y avanzar en el campo de la robótica, comenzando desde el nivel más principiante. ¿Dónde empiezo?

Answer 1

Hay varias ramas para tomar, algunas de ellas se pueden hacer simultáneamente.

Antes de saltar a cualquier física, comience con las matemáticas.

El cálculo es fundamental en la electrónica, más particularmente en las ecuaciones diferenciales.

También es fundamental la capacidad de resolver sistemas de ecuaciones simultáneas (generalmente se clasifica en Álgebra lineal, que de todos modos es un requisito previo para las ecuaciones diferenciales).

En realidad, hay algo de electrónica que puedes hacer con álgebra básica: la ley de Ohm y las leyes de Kirchoff. Sin embargo, las únicas cosas que puede hacer con álgebra básica son simples circuitos resistivos.

A continuación, física básica.

Física basada en el cálculo, es decir. Los fundamentos del movimiento (mecánica newtoniana) junto con los fundamentos de la física electromagnética. Tener una sólida comprensión del cálculo es importante aquí, pero una vez más, tener la física como motivación y telón de fondo tiende a facilitar el aprendizaje del cálculo.

Después de obtener electromagnética básica, puede entrar en los circuitos.

Aprenda los circuitos básicos antes de tocar cualquier otra cosa en electrónica, y asegúrese de tener los conceptos detallados antes de comenzar a jugar. Lo que veo con demasiada frecuencia es que obtienes manipuladores que hacen que las cosas funcionen según concepciones completamente incorrectas, y luego lo hacen mal porque su intuición es incorrecta.

Mientras haces todo esto, aprende algo de programación.

Realmente no importa qué idioma. Si está particularmente interesado en la robótica, considere aprender C, ya que es el lenguaje más común utilizado para los sistemas integrados.

Otra rama de esto son los sistemas digitales.

Debe saber algo sobre los circuitos electrónicos antes de comenzar a construir cosas que hablen con otros dispositivos, pero al menos puede comenzar con los conceptos básicos del diseño lógico y la arquitectura de la computadora antes de completar su aprendizaje del análisis de circuitos.

Answer 2

Siento que Jacob ha dado valiosos aportes sobre cómo hacer bien sus fundamentos. Voy a dilucidar un poco más sobre robótica a mi leal saber y entender.

La robótica es un campo interdisciplinario con: teoría de control, visión por computadora, mecánica y dinámica. Al ver que está interesado en la electrónica, me atendré a los dos primeros. (Además, no sé mucho sobre el componente mecánico :-P)

Teoría de control: se trata del comportamiento del sistema. Lo que le sucede al sistema cuando hay entradas, variando las entradas, recibiendo una retroalimentación de la salida, etc. El controlador de trabajo (este es el algoritmo de control que rige el sistema) es para darle la salida deseada de la entrada dada al sistema. Lo que significa que el controlador manipula la entrada de tal manera que se obtiene la salida deseada.
Como ejemplo, si su robot es un evitador de obstáculos y detecta un obstáculo cerca de él, el algoritmo de control debe calcular si el robot debe detenerse o girar, si gira en qué dirección y en qué grado, a qué velocidad, etc. Todo esto será atendido por su algoritmo de control.
En la teoría de control, puede observar subdisciplinas como control no lineal, control robusto, control inteligente, etc.
La teoría de control no se limita a la robótica, y se usa en casi todos los sistemas, como los sistemas de vuelo autónomos, aplicaciones quirúrgicas (corazones y extremidades artificiales), automóviles sin conductor, etc.

Visión por computadora : esto puede decir que le está dando a su sistema una sensación de ‘visión’ en el sentido literal. Su sistema debería ser capaz de obtener imágenes, procesarlas, analizarlas y tomar decisiones basadas en eso. Puede tener reconocimiento de rostros, detección de objetos, detección de movimiento, seguimiento de objetos, detección de escritura a mano, etc. La visión por computadora y la robótica van de la mano al abordar problemas en el mundo real y hay un enorme potencial en esto.
Por ejemplo, si desea que su robot cuente la cantidad de personas que entran y salen de una habitación, necesitará su sistema para identificar primero a las personas, y luego identificar si las personas están entrando o saliendo, y luego llevar una cuenta del número de personas entrando o saliendo.

Aparte de esto, puede ver las tecnologías de detección, actuadores, fuentes de energía, codificar el algoritmo de control, etc. Pero no tienen un impacto tan grande como los dos anteriores, al menos para mí.

Answer 3

Comience con lo fundamental, analógico.

Crea, prueba un amplificador simple. Aprenderá que lo fundamental de la electrónica es mover el voltaje de un nivel a otro. Aprenderás lo difícil que es hacerlo perfecto. Conociendo esta electrónica fundamental, también construirá un buen sentido de los sensores. He tenido dificultades para explicar algunas cosas importantes en un proyecto solo porque uno no comprende bien cómo funciona el mundo analógico.

Lo siguiente es aprender sistema digital. Aprenderá cómo se usa esa señal analógica como información y la procesará a nivel de información.

Lo siguiente es software / firmware. Programación. Tener la capacidad de hacer ese procesamiento digital en el software es como tener una nueva varita mágica. De repente, puedes hacer / cambiar cosas escribiendo.

Siguiente avance de información / procesamiento digital, como procesamiento de señales, reconocimiento de patrones, etc.

Answer 4

Bueno, debe tener un plan a corto plazo y un plan a largo plazo para guiarse y priorizar.

Su plan a largo plazo puede ser hacer una carrera en robótica, hacer maestría o doctorado en robótica, o unirse a alguna compañía y continuar la robótica como un hobby, y dejar la robótica más tarde y disfrutarla ahora solo …

El plan a corto plazo sería como el próximo proyecto, qué quieres aprender / explorar a continuación, qué competencias quieres competir a continuación.
Trate de mantener el plan a corto plazo sincronizado con los objetivos a largo plazo. También es fácil dejar de mejorar una vez que eres lo suficientemente bueno como para que todos tus compañeros comiencen a elogiarte por tu habilidad. Trate de encontrar compañeros que aún puedan criticarlo, siempre evalúe lo que realmente sabe y cómo proceder para mejorar y caer en la trampa de la pereza desperdiciando su precioso tiempo.

Para ser bueno en robótica es necesario tener un buen equilibrio en teoría y experiencia práctica práctica. No todos los cursos pueden parecer muy valiosos, pero aún así es posible que desee hacerlo para no perderse nada y especialmente cuando no tiene otros cursos mejores que se adapten a su interés. También lea muchos artículos y blogs sobre robótica, trabajos de investigación y realice cursos en línea. Sí, también aprende a usar Arduino, Raspberry Pi para tus proyectos … Para estos Google es lo mejor para encontrar el material necesario para estudiar. Si no puede encontrar buen material, intente más, pase más tiempo y aprenderá a Google mejor, lo cual es una habilidad invaluable.

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Answer 5

Hay excelentes respuestas de otros sobre las muchas disciplinas superpuestas involucradas en la robótica. Tenga especial cuidado de incluirlos en sus planes, no tanto de inmediato como a medida que elija su camino de capacitación formal. Ciertamente, estas cosas son el lenguaje del diseño robótico. Pero más, son el lenguaje de su expresión e interacción con otras personas en esta, su carrera elegida.

Particularmente, recomiendo la recomendación de Amit de aprender / usar simulación. Porque esta es la disciplina puente que conecta toda la teoría con los circuitos y el rendimiento mecánico que hace que las cosas caminen y hablen.

La robótica es particularmente interesante porque atrae a personas con una perspectiva práctica. Añadiría 3 cosas para su consideración.

1. Primero, seguir a los líderes. sus carreras, escuelas, papeles, libros. Conocer su pensamiento. Encuentra y merodea por los sitios de Internet de esta actividad.
2. Segundo, enseña a tus manos y al otro lado de tu cerebro cómo crear. Comience haciendo su propio laboratorio en una escala modesta. Comprar / hacer las herramientas. Aprende a ti mismo cómo convertir ideas en objetos de trabajo.
3. Tercero, ejercita tus habilidades de pensamiento visual. Muchos han notado que los ingenieros son como artistas: “ven” cosas, garabatean en tableros, dibujan mientras escriben. Esta es la sustancia geométrica de tu expresión.

Usted es afortunado en este momento de que hay un resurgimiento de la actividad “fabricante”. Participa en las ferias de fabricantes. Youtube es un recurso increíble de personas que comparten cómo llevar a cabo tantos proyectos. Cuando tengas una idea, busca cómo la ven los demás y dale tu propio giro.

Mantenga un registro de inventor de sus ideas y su trabajo.

Como alguien que comenzó con diodos de galena y tubos de vacío y luego vio los inventos del transistor y el chip, envidio su comienzo en este momento increíblemente fructífero.

Te deseo inspiración y perseverancia. El siguiente es un poema que escribí al reflexionar sobre las largas tradiciones de la ingeniería. De cómo las viejas ideas sentaron las bases para las nuevas ideas.

Answer 6

Puede comenzar a diseñar su circuito en un simulador de circuito. Puede aprender simulaciones de circuitos de especias utilizando LTspice. LTspice está disponible gratis de Linear Technology. LTspice es quizás uno de los simuladores gratuitos más utilizados. Es un poderoso simulador con una interfaz simple de manejar.

Para aprender LTspice, puede consultar el siguiente enlace:

Enfoque basado en esquemas de goo.glA (Simulaciones de circuitos electrónicos) (Volumen 1): Amit Kumar Singh, Rohit Singh: 9781508649212: Amazon.com: Libros