由 NI LabVIEW 和 NI Single-Board RIO 打造下一代機器教學/競賽/應用平台--KNR

戴銘成 業務工程師, 貝登堡國際股份有限公司

"NI 硬體 NI Single-Board RIO 嵌入式系統與 NI LabVIEW 結合彈性開放性,我們可以順利把 KNR 所需要硬體功能設計出來。產生一個適合教學/競賽/應用領域使用機器開發平台。 並且後續 NI 硬體品質硬體整合上面我們可以無後顧之憂。"

- 戴成 業務工程師, 貝登堡國際股份有限公司

挑戰:

機器人相關的應用往往需要學習橫跨許多領域的知識,從如何透過感測器取得機器人四周環境訊息,到撰寫應用程式來分析處理擷取之訊號,到控制馬達讓機器人動起來,這幾項可能就已經困難重重,除此之外還有設計機器人的外在機構、電池的選擇、電力系統設計來滿足機器人與周邊 I/O 的電力需求等等。

解決方案:

使用 NI LabVIEW 軟體與 NI Single-Board RIO 嵌入式系統,開發出機器人應用平台 -- KNR。 KNR 提供十分完整機器人所需之軟硬體功能,讓使用者可以設計各式各樣的機器人應用。

機器人相關的應用往往需要學習橫跨許多領域的知識,從如何透過感測器取得機器人四周環境訊息,到撰寫應用程式來分析處理擷取之訊號,到控制馬達讓機器人動起來,這幾項可能就已經困難重重,除此之外還有設計機器人的外在機構、電池的選擇、電力系統設計來滿足機器人與周邊 I/O 的電力需求等等。諸多的領域如果每一項都要從底層做起,可能一年半載機器人還無法動起來。 貝登堡多年來一直致力於舉辦機器人研習營與競賽,從 LEGO NXT 加上 LabVIEW 開始培養起學生學習機器人的興趣。但缺乏一個適合的平台能銜接做更高階的應用,常常聽到使用者的心聲與碰到的挑戰,因此由感而發地設計了新一代的機器人應用平台— KNR。 KNR 搭配 LabVIEW 的使用能輕鬆地滿足上列的需求,讓使用者能快速地實現心目中的機器人,獲得更好的機器人應用經驗。

 

 

下一代機器人應用平台KNR 擁有下列幾點特色:

  • 感測器:KNR 可以連接廣泛的感測器。 包裝裡已經包含超音波測距離儀與紅外線測距離儀,此兩種感測器為機器人應用上十分常見的兩款感測器。常用來放在機器人上偵測障礙物的距離。如果需要擴充更多感測器,KNR 有類比電壓量測通道,可量測感測器轉換出來的類比電壓,即可連接傾斜儀、陀螺儀等感測器。

 
  • 核心控制器:KNR 使用 NI Single-Board RIO 嵌入式系統做為控制核心,NI Single-Board RIO 上內建處理器、記憶體與硬碟,讓使用者可以輕鬆的把應用程式放到上面來執行。在通訊介面上也有豐富的支援,包含 CAN、RS232、USB 等介面。此豐富性讓 KNR 可應用的領域變得更豐富,例如某些雷射測距儀是透過 RS232 傳輸資料,使用者可快速的將其連接到 KNR 控制器上。除此之外,NI Single-Board RIO 包含了可重複燒錄的 FPGA 晶片,提供給進階的使用者做更彈性的開發,例如您可以把機器人控制演算法放到 FPGA 晶片中做運算,即可降低處理器的負擔,獲得更快的反應時間。

 


  • 核心控制器:KNR 提供充電電池與 I/O 電力供應,除了提供核心控制器所需的 DC 電源 之外,也可轉出電力給周邊系統,例如:擴充的感測器,無線基地台,DC 馬達等使用。使用者無須再做煩惱。
  • Power by LabVIEW:KNR 搭配 LabVIEW 來做應用程式的撰寫。LabVIEW 擁有豐富的分析、訊號處理、控制、人機介面等涵式庫與範例程式。可縮短應用程式開發的時間。除此之外,KNR 有量身設計的高階 API,讓使用者可以很方便的寫程式控制連接上 KNR的感測器與馬達。
  • 機構鐵件:KNR 搭配 Matrix 3D 機構元件來設計機器人所需的外型。讓使用者可以在最短的時間內,發揮創意,設計出理想的機器人外型。Matrix  包含的元件包括鐵條、齒輪、框架、固定用元件、輪子等等。
  • 制動器:KNR 包裝裡即內建兩顆 DC 馬達與一顆 RC 馬達,可搭配 Matrix 設計乘載機器人的輪子,做開關動作的機器手臂等。也可根據需求擴充更多的馬達到平台內。

 

KNR 機器人核心控制器,是個適用於教學、競賽、機器人應用開發等應用領域的機器人開發平台,讓使用者可輕鬆整合感測器,馬達,金屬機構與應用軟體。

使用 NI Single-Board RIO 嵌入式系統、及 NI LabVIEW 來進行 KNR 開發,使本控制器打破機器人教學及競賽難以入手的迷思;本系統具備輕鬆上手、平易近人的特性,能有效幫助教師教學,並激發學生學習興趣,快速地實現心中地機器人創意。

KNR 的平台,可以發揮的應用十分廣泛,從機器人競賽的開發平台到學校的教學實驗到專題設計時的創意開發,都可以快速地利用 KNR 來完成。學生能從 LEGO NXT 加 LabVIEW 的經驗接軌到 KNR 加 LabVIEW 的使用上,順利做更進階的機器人專題或應用。希望 KNR「隨插即用」的方便性能讓使用者實現心中無限的創意。

KNR 由貝登堡有限公司獨家販售,如欲了解進一步資訊,請洽貝登堡有限公司    

打造下一代機器人教學/競賽/應用平台:KNR