Обучение мехатронике и робототехнике в школе, Программа обучения, что необходимо знать, какой МК выбрать? Опции

[Informatikum]

Здравствуйте, уважаемые разработчики электроники!

Меня зовут Антон. По первому образованию программист. За плечами 10 летний опыт работы. Вырос до арт-директора крупной it компании.
Дополнительно преподаю в одной школе информатику. Провёл опрос среди учеников 5-9 классов, какие у них интересы и чем бы хотелось заниматься.
Большинству интересно программирование и робототехника.

Открыл в школе кружок робототехники в феврале 2014г. В основах электроники разбираюсь. В универе программировали какие-то МК (не помню точно).
В кружке изучаем основы электроники на макетке, логику, простые микросхемы, пайку. Делаем различные проекты, от бегущих огней, светодиодного куба до машинок и квадрокоптера (готовые платы). Программируем Ардуино.

Выстраиваю программу обучения по электронике и робототехнике для школьников. Застрял на МК, начиная с их выбора и к чему прийти в обучении. Какими знаниями по вашему мнению должен обладать школьник по техническим специальностям в робототехнике и электронике, чтобы ему было проще и лучше учиться дальше, добавиться лучших результатов? Какие МК изучать? Нужно ли изучать и работать с Плис FPGA?

Сейчас мы поставили себе цели создать проекты:
1. Эквалайзер в модульном светодиодном кубе (с разборным механизмом). Несколько кубов, которые работают самостоятельно, могут передавать информацию друг другу или становиться одним целым кубом.
2. Два общающихся устройства (пейджера) по блютус. Чтобы можно было пересылать сообщения (блютус чат).

И ещё ряд других интересных проектов.

Ищу единомышленников, чтобы составить программу. Буду рад и благодарен за любую помощь и консультацию в проектах, чтобы у ребят всё получилось.

С уважением, Антон Михайлов.

[Informatikum]

Согласна. Начинать с STM32 не стоит - очень сложная периферия.
Ламинатор не нужен, если Вы не собираетесь организовать мелкосерийное производство, а вот паяльная(ые) станции, сверлильный и др. станочки нужны. Пленочный фоторезист вполне можно руками аккуратно. Есть еще позитивный фоторезист. Бывает в виде жидкости или в баллончике для распыления. Тут бы небольшую (самодельную) центрифугу неплохо бы иметь (сделать).

Мелкосерийное не планировал. Мало ребят занимается и количество проектов можно по пальцам пересчитать. Паяльники есть, станций пока нет. Сверла и пара станков есть, есть набор дримель с насадками.

На данном форуме вчера читал, что от балончиков лучше отказаться. Так как это вредно и не всегда хороший результат получается.

Для фоторезистра нужна лампы и стекло. Как я понимаю, лучше и проще лужение платы глицериновым методом.

Встречный вопрос: а Вам в кружок можно "старье" подарить? Есть несколько контейнеров микросхем мелкой логики, которые сейчас точно не буду использовать - много выпаянных, но есть и нулячие.

Хотя сам долго переходил сначала с MSC-48 -> MSC-51 -> AVR -> ARM7 -> Cortex-M.

Ага. У меня FGK-320, но сгодится практически любой. Фоторезист использую ПФ-ВЩ-50. Засвечиваю УФ лампой (энергосберегающая с черной колбой).
Проявитель кальцинированная сода. Травлю в хлорном железе. Фотошаблоны печатаю на лазерном принтере на прозрачной пленке (0.25/0.25 мм
получается; дорожки 0.4 мм вообще без проблем).

Плату прозрачной Вам не сделают. Я думал кубы делают навесным монтажем.

Подарить - можно! =)

То есть в итоге вы пришли к Corte-M, значит как ориентир ARM.

А если не УФ лампой, а на фото бумаге напечатать, потом утюгом и отодрать под водой хуже?

[adnega]

Мелкосерийное не планировал. Мало ребят занимается и количество проектов можно по пальцам пересчитать. Паяльники есть, станций пока нет. Сверла и пара станков есть, есть набор дримель с насадками.

Не стоит путать мелкосерийное производство и прототипирование.
Вам скорее важно именно прототипирование.

На данном форуме вчера читал, что от балончиков лучше отказаться. Так как это вредно и не всегда хороший результат получается.

Не пробовал - врать не буду. Видео процесса меня не устроило: парень брызгал из баллончика на плату на лестничной клетке многоквартирного дома.
В подъезде брызгать не хочу, а дома не буду((

Для фоторезистра нужна лампы и стекло. Как я понимаю, лучше и проще лужение платы глицериновым методом.

Лампу купить не проблема. Стекло плохо пропускает УФ. Я использую крышку от CD-коробки.

Подарить - можно! =)

У нас в городе такой кружок уже не существует((
В следующую чистку наберу.
Постараюсь отправить еще по несколько разных отладок (на AVR, ARM7, Cortex-M).
Пришлите пожалуйста свой адрес на adnega@mail.ru.

То есть в итоге вы пришли к Corte-M, значит как ориентир ARM.

Да. От Cortex-M3 -> Cortex-M4F -> Cortex-M0 (как замена AVR).
Но тут я скорее пришел не к ядру/технологии, а к конкретному производителю с заявляемой pin2pin совместимостью.
До STM32 делал на Atmel, NXP, Luminary.

А если не УФ лампой, а на фото бумаге напечатать, потом утюгом и отодрать под водой хуже?

Это ЛУТ. Причем, когда мы с друзъями попробовали вместо утюга ламинатор, то все были в шоке. Бумага в воде сама отвалилась, ничего скатывать
не пришлось, весь тонер припекся. Главное оптимальную температуру подобрать и "правильную" бумагу. Качество дорог хорошее, но заливка сплошного
полигона после травления - как апельсиновая корка (с фоторезистом такого нет). Для прототипирования самое оно (без фоторезистов, ламп и т.п).

От обработки печатных плат пыль вреднее, а еще флюсы и свинцовые пары. Вытяжка или хорошее проветривание.

+1.
И не заниматься этим по N часов в день.

А начинать нужно не с контроллеров, а с резисторов..... транзисторов и прочих элементарных деталей.

Спорный вопрос. Если ставить его ребром, то: либо аналоговая электроника, либо цифровая.
Цифровая на порядки легче, т.к. высокая повторяемость и... логичность что ли.
В аналоговой очень много нужно знать.
Некая госпожа Бэйкер написала книжку "что нужно знать цифровику об аналоговой электронике" (дословно не помню), но тендерция понятна.
Людям хорошо знающим цифру, приходится задумываться и об аналоге. Пишет довольно легко (хотя есть и матан), много историй из жизни)

Описание (краткое) АЦП для STM32 более 100 страниц с картинками на сложном для детей техническом английском.
Никак для начинающих не годится по моему мнению.

Ниже пример оцифровки с нескольких каналов.
Пять регистров изучить всего-то надо (а может и не надо, если есть готовый шаблон).

CODE

void init_ADC(void)
{
ADC1->CR2 = (1 << ADC_CR2_ADON);
ADC1->CR1 = (0 << ADC_CR1_RES);
ADC->CCR = (1 << ADC_CCR_TSVREFE) | (ADC_CLKPREx6 << ADC_CCR_ADCPRE);
ADC1->SQR1 = ((1 - 1) << ADC_SQR1_L);
ADC1->SQR2 = 0;
ADC1->SQR3 = (0 << ADC_SQ1);
ADC1->SMPR2 =
(ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP0)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP1)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP2)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP3)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP4)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP5)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP6)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP7)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP8)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR2_SMP9);
ADC1->SMPR1 =
(ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP10)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP11)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP12)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP13)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP14)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP15)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP16)
| (ADC_SMPR_480 << ADC_SMPR1_SMP17);
}
void adc_timer(void)
{
if(ADC1->SR & (1 << ADC_SR_EOC))
{
// обработка, усреднение и т.п.
value = ADC1->DR;
}
else
{
adc_channel = 0;
adc_cnt = 0;
ADC1->SQR3 = (adc_channels[adc_channel] << ADC_SQ1);
ADC_CR2_SWSTART_bit = 1;
}
}

[Tanya]

Ниже пример оцифровки с нескольких каналов.
Пять регистров изучить всего-то надо (а может и не надо, если есть готовый шаблон).

А вот попробуйте этому научить... с абсолютного нуля.