NXP MCXN947微控制器在電鉆中的應用實例

在科技日新月異的時代，各種基于人工智能（AI）的創(chuàng)新技術不斷涌現(xiàn)，為我們的生活帶來了諸多便利。今天，就要向大家介紹一款令人矚目的創(chuàng)新實驗 —— 注入了 AI 靈魂的電鉆。

電鉆作為一種常見的工具，在家庭裝修、建筑施工等領域發(fā)揮著重要作用。然而，傳統(tǒng)電鉆在使用過程中往往需要使用者憑借經(jīng)驗和感覺來判斷打孔的深度和螺絲釘是否打到恰到好處。然而，這對使用者的經(jīng)驗提出了很高的要求，當誤差出現(xiàn)時，不但影響美觀，還可能導致材料的損壞。而這款注入 AI 靈魂的電鉆，卻能徹底改變這一狀況，能夠檢測出螺絲釘?shù)拿迸c材料表面處于同一平面時的情況，并且自動停止，這種能力叫做“打平即?！?。

這款電鉆的獨特之處在于其先進的工作原理。它采用了 NXP 公司的MCXN947微控制器，作為電鉆的 “大腦”，精確地控制著電鉆的電機。同時，微控制器還能夠采集電機的反饋信號，如電機的母線電流和相電壓，這些信號包含了鉆螺絲釘過程的豐富信息，但又無法直接告訴人們什么時候螺絲釘已經(jīng)鉆到恰到好處——打平，這也是我們訴諸AI的原始動力。

而 AI 技術的引入，則讓電鉆具備了智能判斷的能力。通過對反饋信號的分析，AI 能夠準確地判斷出螺帽是否已經(jīng)和被鉆的表面平齊。當達到這一狀態(tài)時，電鉆會自動停止打孔，避免了過度打孔或打孔不足的問題。為了使用基于AI的方法，我們記錄在鉆螺絲釘?shù)倪^程中這些信號的波形，并且根據(jù)經(jīng)驗把打平時和打平后的波形標記出來，再把這些波形分割成更短的固定長度的片段，制作成數(shù)據(jù)集。下圖是其中一次鉆螺絲釘過程的波形：

然后，使用新發(fā)布的eIQ Time Series Studio (eIQ TSS)工具，把這個需求以二分類的任務，來完成全自動的訓練過程，訓練結果可達99.6%的整體正確率：

為了驗證這款電鉆的性能，我們進行了一系列的實驗。

在一個簡單的 demo 中，我們對市場購買來的電鉆進行了改裝，安裝了基于MCXN947 FRDM開發(fā)板來控制電鉆的電機、接收反饋信號和運行訓練好的模型，當我們在木板上進行打螺絲釘操作時，電鉆的表現(xiàn)令人驚嘆。

在打孔過程中，電鉆會實時監(jiān)測螺絲釘?shù)你@入深度。當螺絲釘?shù)拿弊蛹磳⒑湍景迤烬R時，電鉆上的指示燈會由紅色變?yōu)榫G色，提醒使用者打孔即將完成。這一功能不僅提高了工作效率，還大大減少了因打孔不當而造成的材料浪費。

這款電鉆的成功離不開NXP 最新推出的 eIQ TSS 工具。這是一套自動機器學習(AutoML)的工具，用戶只需把自己的數(shù)據(jù)集送給這個工具，它就能自動從廣大的搜索空間中找到并訓練出合適的信號處理、特征提取與機器學習算法相結合的完整流程，生成多個完整的庫供用戶在精度、存儲器、計算量之間選擇合適的。這一工具為模型的訓練提供了強大的支持，極大地解放了我們的雙手，自動嘗試眾多的信號處理與機器學習算法，并找到最合適的組合。

現(xiàn)在，eIQ TSS已經(jīng)集成中NXP的eIQ Toolkit中，并且免費下載和使用。 注入 AI 靈魂的電鉆，不僅是科技的創(chuàng)新，更是對傳統(tǒng)工具的一次革命。它讓打孔變得更加簡單、精準，為使用者帶來了全新的體驗。 最后附上我們的實驗裝置圖片：

圖中的這塊目頭已經(jīng)被我們打得“千瘡百孔”，在打進螺絲的過程中，右邊的FRDM-MCXN947開發(fā)板上會亮起紅燈，在打平后變成綠燈：

在未來，我們相信這款電鉆將在更多的領域得到應用，為人們的工作和生活帶來更多的便利。如果你也對這款創(chuàng)新產(chǎn)品感興趣，歡迎了解更多關于它的詳細信息。

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