Systemy wbudowane – Ścieżka kariery #2

08/02/2023 Blog, Elektronika, Robotyka, Systemy wbudowane

Poniżej prezentujemy rozmowę z Panem Tomaszem Waliczek (Embedded Software Engineer) o jego scieżce zawodowej związanej z systemami wbudowanymi!

Gdybyś i Ty chciał się podzielić Twoją historią zawodową związaną z elektroniką, systemami wbudowanymi, IoT, robotyką czy automatyką, napisz do nas!!

Kiedy zaczął się Pan interesować elektroniką/systemami wbudowanymi?

Zainteresowanie elektroniką – układami wbudowanymi pojawiło się u mnie podczas studiów. Jak prawie każdy zacząłem „Bawić się w Arduino” . Zaczynałem od prostych projektów dążąc za każdym razem do nowego wyzwania. Bardzo szybko porzuciłem tą nakładkę na rzecz pisania kodu bezpośrednio w Języku C dla AVR. W między czasie rozpoczęły się pierwsze zajęcia z układów wbudowanych na mojej uczelni, gdzie poznałem inną rodzinę mikrokontrolerów (czyli msp430) lecz produkty TI zdecydowanie mnie nie przekonywały. Układy AVR gościły w moim projektach, aż do obrony pracy inżynierskiej ( która także była oparta o AVR). Po obronie przerzuciłem się na stałe na STM32. Dlatego wszystkie kolejne projekty w głównej mierze opierałem właśnie na tych układach. Aktualnie rozważam dokształcenie się z rodziny ESP32 – m.in. ze względu na kryzys mikrokontrolerów. A co do samej
elektroniki to wiedza o niej szła w parze z projektami- szczególnie gdy trzeba projektować układy sterujące – nie mniej jeszcze bardzo dużo jest do nauki.

Czy Pana wykształcenie jest związane z obszarami, którymi obecnie Pan się zajmuje?

Ukończyłem studia inżynierskie (2017 r.) i magisterskie (2018 r.) na kierunku Automatyka i Robotyka na Politechnice Opolskiej. Nie mniej jednak broniąc tytuł inżyniera wiedziałem, że nie chce pracować jako Automatyk, a chcę swoją karierę zawodową poświęcić typowo Embedded. Z tego też powodu okres studiów magisterskich, każdy wolny czas i środki poświęcałem właśnie na rozwój w tej dziedzinie. W głównej mierze do wszystkiego musiałem dojść sam, ponieważ podstawa programowa z zakresu embedded jest daleko nie wystarczająca. Bardzo dużo czasu poświęciłem na samokształcenie, wykonując kolejne mikroprojekty – które małymi krokami wprowadzały mnie w ten świat zaawansowania embedded. Dzięki nabytemu doświadczeniu bez problemu dostałem pracę w tej branży. Ten zawód wymaga sporej wiedzy z zakresu pobocznych dziedzin (elektronika, informatyka, programowanie, mechanika, automatyka, algorytmy itd.) dlatego cieszę się że mi się udało.

Jak wygląda Pana doświadczenie zawodowe jeśli chodzi o systemy wbudowane?

Moje doświadczenie zawodowe można podzielić na dwie części – tą gdzie jestem zatrudniony w ramach umowy o pracę oraz tą, dzięki której po pracy dodatkowo się rozwijam. Jeżeli mamy na myśli moje zatrudnienie, to w tym roku mija 5 lat odkąd zatrudniłem się w bardzo dużej firmie zajmującej się projektami Automotive. Mowa tu o globalny koncernie technologicznym – ZF. W tej firmie od początku pracuję w aktywnych systemach bezpieczeństwa i jestem właśnie programistą układów wbudowanych. Na co dzień mam do czynienia z bardzo zaawansowanymi systemami, od których zależy zdrowie i życie ludzi. Nie mniej, jak w każdym dużym projekcie jestem odpowiedzialny tylko za bardzo wąski kawałek tego tortu. Mimo to nie ograniczam się w pracy tylko do zleconych zadań, a często sporo rzeczy robię dodatkowo – szczególnie jeśli widzę, że czegoś mogę się nauczyć. W moim przypadku, gdy coś mnie zainteresuje to jestem w pełni zdeterminowany do nauki. Na co dzień głównie używamy języka C, czasami podstawy assemblera. Nie mniej jednak– potrzeby projektów niejako zapoznały mnie z językiem Python i w tym momencie statystycznie najwięcej w nim piszę. Ten język przyśpiesza znacząco moją pracę. Żałuję, że w czasie studiów nie znałem tego języka, ponieważ znacząco ułatwiłby mi pracę. Z racji różnorodności projektów i wyzwań, każdy dzień przynosi sporo nowości w pracy, a wyśrubowane wymagania klientów nie ułatwiają nigdy pracy sprawiając, że trzeba cały czas dużo nowej wiedzy przyswajać.

Czy poza pracą uczestniczy Pan dodatkowo w innych projektach?

Jak wspomniałem w poprzednim pytaniu, „praca po pracy” jest dla tak samo ważna, jak moja główna forma zatrudnienia. To jest właśnie to miejsce w którym wykonuje 100% tego co lubię robić. A jeśli coś mi się nie podoba – zawsze mogę zmienić temat. Poza pracą głównym miejscem, gdzie zdobyłem bardzo dużo doświadczenia zawodowego był projekt łazika marsjańskiego
Politechniki Opolskiej. Do projektu dołączyłem jeszcze w czasie studiów (w 2016 r.). Od początku byłem tam odpowiedzialny za układy wbudowane oraz elektronikę. W 2018 wraz z całym zespołem podjęliśmy szaloną decyzję by całą elektronikę i oprogramowanie na nowo stworzyć i napisać (nie zmieniając już kilkuletniej mechaniki pojazdu). Pomysł był o tyle szalony, że mówimy o kwietniu 2018 r. w którym wszystko usunęliśmy, a w wrześniu 2018 r. już łazik jeździł na zawodach. Wówczas uplasował się daleko w stawce, ale dzięki tym zawodom dokładnie wiedzieliśmy, co musimy zaimplementować w oprogramowaniu – by jak najmniej tracić z powodu już wiekowej mechaniki. Można powiedzieć: „gdzie mechanik nie może, tam programistę pośle”. Tak też się stało w 2019 r. – bardzo intensywnie pracowaliśmy, co zaowocowało 5 miejscem na zawodach European Rover Challenge w Kielcach. Nasz łazik okazał się czarnym koniem zawodów i wszystkich zaskoczył. Bardzo niewiele zabrakło nam do podium tych zawodów. Ciekawostką był budżet jaki wydaliśmy – wynosił tylko kilka % budżetów drużyn, które pokonaliśmy. Projekt łazika w tym czasie tworzyło tylko kilka osób, dzięki czemu każdy z członków mógł bardziej się wykazać. Dało mi to też okazję poprowadzić ten projekt od strony technicznej, gdzie trochę nabrałem doświadczenia jako lider projektowy. Oczywiście jednocześnie realizowałem zadania, które w łaziku już pełniłem. Byłem wówczas odpowiedzialny za oprogramowanie do modułów łazika (jazdy, ramienia, główna jednostka sterująca), podstawową architekturę całego systemu oraz inne mniejsze elementy. Jak już wspominałem, wszystkiego sam nie robiłem, więc to była nie tylko moja praca a całego zespołu. O tym jak wspaniały to jest zespół, przekonałem się w tym roku podczas uroczystości wesela, kiedy łazik przywiózł mojej żonie oraz mi pamiątkowy prezent. W takich chwilach w ułamku sekundy człowiek przypomina sobie wszystkie dzieje tego projektu oraz wysiłek wszystkich ludzi którzy brali udział w nim. Aktualnie w projekcie jestem już tylko ciałem doradczym, bądź wykonuję niezbędne szkolenia oraz naprawy. Czas by młodsi poprowadzili dalszy rozwój łazika jak i swoich własnych umiejętności. To, że taki projekt to jest idealny poligon do nauki i znalezienia pracy dla studentów wspominać nawet nie trzeba.

Czy realizuje Pan własne projekty związane z elektroniką/systemami wbudowanymi?

Zdecydowanie tak, nie mniej one są mniejszej rangi oraz mają niższy priorytet niż te wykonywane grupowo. Przykładem może być projekt który rozpocząłem w październiku 2019 r. i zrealizowałem go do 23 grudnia 2019 r. – Zbudowałem kompletny system światełek świątecznych mrugających w rytm muzyki. Ten projekt był moim marzeniem od dawna. W skrócie stworzyłem kompletny system w którym jednostka główna – Raspberry Pi
korzystając z sieci MODBUS sterowała 4 sterownikami (każdy miał 24 niezależne kanały świetlne) lampek choinkowych, które mrugały w rytm muzyki. Cały system oparłem o bezpieczne napięcie stałe, a oprócz tego
umożliwiłem sterowanie tego systemu przy pomocy napisanej przeze mnie dedykowanej aplikacji w Java dla systemu Android. Zdalne sterowanie zrealizowałem za pomocą transmisji UDP używając sieci WIFI. Materiał jak cały system stworzyłem oraz jak prezentuje się ten system zamieszczam pod linkiem https://www.youtube.com/watch?v=SrELh2hGL7U&;t=778s

Dwoma bardzo ważnymi projektami w moim życiu były projekty prac dyplomowych : Inżynierskiej i Magisterskiej. W ramach obu prac zbudowałem dwa roboty o bardzo wdzięcznych nazwach : Pimpuś(Inż.) oraz Solarek(Mgr). Te projekty są ważne dla mnie, bo one nie tylko pozwoliły mi uzyskać tytuł naukowy, ale osiągnąłem nimi znacznie znacznie więcej.

Zacznijmy od Pimpusia – był to dwumodułowy robot mobilny, składający się z ciągnika i przyczepki. Praca dyplomowa miała na celu zaprojektowanie, wykonanie i przeprowadzenie badań wpływu obciążenia przyczepki na pracę całego robota. Tego właśnie robota wówczas oparłem o AVR i prostą do implementacji technologię komunikacji Bluetooth. Pracę obroniłem na 5, ale to nie jest główne osiągniecie. Budując pierwsze prototypy w ramach tego projektu, a potem po obronie projekt o nazwie „Pimpuś” dostarczył mi dwie nagrody – w dwóch zawodach robotycznych : 3 miejsce w Opolskim
Festiwalu robotów w roku 2016 r. w kategorii Freestyle oraz 3 miejsce w European Robot Challenge 2017 r. także w kategorii Freestyle. Jego małe rozmiary oraz urocza nazwa przyciągały
tłumy widzów, a sędziowie docenili jego wnętrze – czyli technologie, które wówczas zastosowałem. Aktualnie robot stoi na półce, dumnie czekając na jakiś lifting, co tylko udowadnia jak udaną platformą do rozwoju jest.

Druga praca – Magisterska „Solarek” była już pracą innego rozmiaru – częściowo
sponsorowana przez uczelnię. Za zadanie miałem
ponownie zaprojektować i wykonać robota mobilnego, ale tym razem z umieszczonym panelem fotowoltaicznym, który doładowywał akumulator urządzenia. By tak się stało niezbędne było: zaprojektowanie od zera przetwornicy Step Up, która z
panelu fotowoltaicznego (o parametrach napięcia 3V i prądu zwarciowego 8A) miała podwyższać napięcie do
użytecznego dla całego układu napięcia akumulatora, czyli ponad 13V. Jak można się domyślać zaprojektowanie takiej przetwornicy nie było proste. Po kilku spalonych próbach udało się, przez co wraz z wykonanymi później badaniami, praca obroniła się także na 5. Wyjątkowość tej konstrukcji polega na tym, że budując tego robota myślałem już o ramieniu robotycznym łazika – wbrew pozorom oba projekty
miały wiele rzeczy wspólnych – sterowanie silnikami, enkodery, PID itd. Tym razem skorzystałem mikrokontrolera STM32, a dokładnie modelu STM32F407. Moje zaangażowanie w realizację tego projektu jak i samego robota docenili sędziowie Konkursu Prac Dyplomowych Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej w 2018 r. przyznając mi 1 miejsce w tym konkursie.

Poza wymienionymi projektami w czasie studiów byłem też członkiem kilku kół naukowych, w których wraz z kolegami i koleżankami realizowaliśmy nasze małe projekty, ale też i uczyliśmy innych studentów. To doświadczenie pozwoliło mi, pozbyć się stresu przy wystąpieniach na żywo – szczególnie jeśli prowadzę jakieś warsztaty / szkolenia. Moje zamiłowanie do nauczania – mimo, że nie zdecydowałem się na ścieżkę kariery uczelnianej (miałem taką
możliwość) – przekułem przy pomocy kanału na Youtube o wdzięcznej nazwie „Mały ale wariat”. Początkowo kanał miał pomagać od strony technicznej przy budowie dronów FPV. Aktualnie dotyka tematyki szeroko rozumianej elektroniki, programowania ale i nie tylko. Prowadzenie kanału wraz z każdym filmem nauczyło mnie dystansu do swojej wiedzy oraz do starannego doboru treści. Niewiele się o tym mówi, ale na ten sam temat niejednokrotnie można mówić godzinę albo 15 minut. Widz zawsze wybierze krótszy film, co udowadnia to, że więcej – nie zawsze znaczy lepiej. Pamiętam sam jak starałem się znaleźć interesujące treści i jak bardzo męczyły mnie długie i
monotonne filmy, ale na ten temat można rozmawiać godzinami.
Aktualnie pracuje nad mniejszymi projektami w ramach „relaksu” – głównie samemu. Większe projekty trudno się samemu prowadzi, co zawsze podkreślam. Nie ukrywam, że studia są najwygodniejszym czasem, kiedy takie rzeczy można realizować (jest na to więcej czasu) chociaż ujawniają też pewne wady. Okres pandemii także mocno ograniczył wszelkie inicjatywy prac grupowych – szczególnie tych robionych po godzinach – w grupach. Brak
wydarzeń skutkuje brakiem konkursów – brak konkursów brakiem sponsorów – brak sponsorów możliwością realizacji ambitnych planów. Do tego wszystkiego były ograniczenia poruszania się, spotkań, izolacje. Wierzę, że
2023 r. przywróci normalność w tym aspekcie. Ja jestem otwarty na ciekawe pomysły, mam wielu dobrych znajomych, którzy także są chętni. Z osobistych pobudek interesuje mnie kosmos i ta tematyka, także kto wie – może coś ciekawego z tego wyniknie. Marzy mi się stworzenie jakiegoś CubeSat’a, ale czy będę miał okazję – zobaczymy.

Dziękujemy za rozmowę i poświecony czas i życzymy wielu sukcesów w dalszej karierze!

Systemy wbudowane – Ścieżka kariery #2