Libro: Il mio primo robot fai da te con Arduino

Libro: Il mio primo robot fai da te con Arduino

Questo libro è dedicato a chi è al suo primo robot e per tutti quelli che hanno voglia di fare e di scoprire l’affascinante mondo dei robot. Quando si inizia è tutto poco chiaro e le cose da sapere sono tante.

Il robot che costruirete con questo volume utilizza la scheda ArduinoTM, un sensore IR per ricevere dati da un qualsiasi telecomando TV ed un sonar ad ultrasuoni per misurare le distanze.

Nel libro trovate le indicazioni passo passo per costruirlo da voi: quali sono, come funzionano e dove acquistare tutti i componenti, la spiegazione del funzionamento di ogni singola funzione, schemi elettrici ed il software per programmare il robot con Arduino.

Pigiando i tasti del telecomando TV farete muovere il robot in ogni direzione, lo farete girare in cerchio, lo farete fermare davanti ad un ostacolo.

Due simpatici e fondamentali esempi concludono il libro: il robot che fa slalom tra ostacoli e che mappa e calcola il perimetro di una stanza.

Per acquistare il libro scontato direttamente dall’editore clicca Il mio primo robot fai da te con Arduino.


Problemi con fissaggio schede base circolare: Renzo T., che ringrazio, mi ha segnalato difficoltà nel fissaggio delle schede e porta batterie sulla base circolare. Propongo questa soluzione. Fissare il pacco batterie con bi-adesivo. Ritagliare una base di cartone o plastica trasparente, dei contenitori delle schede elettroniche, della dimensione di mezzo centimetro maggiore dell’area della scheda Arduino. Appoggiarla sul pacco batterie, così da isolare elettricamente le batterie alla scheda elettronica. Posizionare le schede elettroniche impilate. Fissare le schede con filo elettrico rigido isolato, oppure con filo normale, con scotch o con un elastico. Se decidete di praticare dei fori aggiuntivi sulla base in plexiglass ricordatevi di essere attenti perchè questo materiale tende a “criccarsi”. Fate in modo che le schede siano rimuovibili se utilizzate batterie non ricaricabili, o se intendete ricaricare le batterie estraendole dal porta batterie. Di seguito le fotografie a corredo di questa spiegazione.


fissare bi-adesivo sulla base del porta batterie

fissare bi-adesivo sulla base del porta batterie

Fissare il porta batterie alla base circolare

Fissare il porta batterie alla base circolare

Introdurre le batterie

Introdurre le batterie

Appoggiare un foglio isolante un pò più grande della scheda Arduino

Appoggiare un foglio isolante un pò più grande della scheda Arduino

Fissare le schede sopra il foglio isolante con scotch, elastico o filo elettrico isolato

Fissare le schede sopra il foglio isolante con scotch, elastico o filo elettrico isolato



Problemi con libreria IRemote: Rossano V., che ringrazio, mi ha segnalato che ha avuto problemi con la libreria IRemote presente sull’IDE Arduino 1.0.6. Ha risolto scaricando e installando la libreria originale di Ken Shirriff che trovate qui. Procedete con queste istruzioni:

Per scaricare da GitHub (http://github.com/shirriff/Arduino-IRremote), cliccare su “Download ZIP”, e salvate il file zip. Decomprimerlo e rinominare la directory Shirriff-Arduino-IrRemote-nnn con IrRemote. Per installare, spostare la directory IrRemote scaricata in:

arduino-1.x / librerie / IrRemote
dove arduino-1.x è la directory di installazione Arduino

Dopo l’installazione dovreste disporre di file come ad esempio:
arduino-1.x / librerie / IrRemote / IRremote.cpp


Il video:


Per scaricare il software clicca su robot_slalom_ostacoli.ino


Il file “ROBOT SLALOM OSTACOLI” per Arduino da copiare e incollare:

//***** ROBOT slalom ostacoli *****

//***** librerie da includere
  #include <IRremote.h> // carica libreria IR - Ken Shirriff http://arcfn.com
  
//***** variabili usate per lo slalom
// velocità valide con batterie ben cariche
  #define   GIRA_SX   190 // velocità di sterzata
  #define   GIRA_DX   185 // velocità di sterzata 
  #define   DRITTO_A  230 // velocità motore sinistro dritto
  #define   DRITTO_B  240 // velocità motore destro dritto
  
  byte t0, t1, t_tot; // memorizza i tempi di percorrenza
  byte fase = 0; // memorizza in che fase si trova il robot

//***** variabili usate dal ricevitore IR *****
  int RECV_PIN = 10; // Arduino pin D10 collegato a IR OUT 
  IRrecv irrecv(RECV_PIN); // imposta il pin di ricezione dei dati
  decode_results results; //
  unsigned long code; // memorizza il codice ricevuto
  // i codic sono del telecomando marca LG
  // ai codici ricevuti aggiungere 0x + codice 
  #define STOP             0x00       // comando stop
  #define KEY_STOP    0x7689807F // codice del tasto STOP 
  #define SLALOM           0x11       // comando calcola perimetro
  #define KEY_1       0x7689A05F // codice del tasto 1 
  #define CERCHIO_SX       0x22       // comando stampa risultato
  #define KEY_2       0x7689609F // codice del tasto 2
  #define CERCHIO_DX       0x33       // comando stampa risultato
  #define KEY_3       0x7689E01F // codice del tasto 3 

//***** variabili usate dal sonar
  #define ECHO 12  // Arduino pin D12 - SRF04 pin 4
  #define TRIG 11  // Arduino pin D11 - SRF04 pin 3
  unsigned long echo_time = 0; // tempo di ritorno dell'echo sonar in us
  #define DISTANCE_CM echo_time / 48 // calcola la distanza in centimetri
  unsigned long go_sonar = 0; // timer per accensione a tempo
  boolean obstacle = 0; // memorizza se è stato avvicinato un ostacolo
  unsigned long max_distance = 30; // distanza massima a cui può avvicinarsi il robot in cm

//***** variabili usate dai motori
  #define PIN_PWMA  5 // Arduino pin D3 PWM motore A
  #define PIN_DIRA  2 // Arduino pin D2 comando direzione motore A
  #define PIN_PWMB  9 // Arduino pin D3 PWM motore A
  #define PIN_DIRB  8 // Arduino pin D2 comando direzione motore A
  int velo_A = 0; // imposta la velocità del motore A
  int velo_B = 0; // imposta la velocità del motore B
  int dir_A = LOW; // imposta la direzione del motore A
  int dir_B = LOW; // imposta la direzione del motore B

void setup() {
  irrecv.enableIRIn(); // attiva il ricevitore
  pinMode(ECHO, INPUT); // Arduino attiva ingresso
  pinMode(TRIG, OUTPUT); // Arduino attiva uscita
  pinMode(13, OUTPUT); // Arduino attiva uscita pin D13 led L
  pinMode(PIN_PWMA, OUTPUT); // Arduino attiva uscita
  pinMode(PIN_PWMB, OUTPUT); // Arduino attiva uscita
  pinMode(PIN_DIRA, OUTPUT); // Arduino attiva uscita
  pinMode(PIN_DIRB, OUTPUT); // Arduino attiva uscita
  Serial.begin(9600); // attiva la comunicazione seriale-USB
  }

void loop() {
  
//***** ricevi segnali dal telecomando *****
  if (irrecv.decode(&results)) { // è stato ricevuto un comando
    digitalWrite(13, HIGH); // accende il led L di Arduino
    if(results.value == KEY_1) code = SLALOM; // se premuto 1 calcola il perimetro
    if(results.value == KEY_2) code = CERCHIO_SX; // se premuto 2 gira a sinistra
    if(results.value == KEY_3) code = CERCHIO_DX; // se premuto 3 gira a destra
    if(results.value == KEY_STOP) code = STOP; // se premuto tasto STOP
    Serial.println(results.value, HEX); // stampa il codice ricevuto
    irrecv.resume(); // riceve il prossimo codice
    delay(5); // aspetta 5ms
    digitalWrite(13, LOW); // spegne il led L di Arduino
  } 

//***** misura la distanza con il sonar *****
  delay(1); // conta fino ad 1ms
  if(go_sonar++ >= 250) { // attiva il sonar ogni 250 cicli del loop
  digitalWrite(TRIG, HIGH); // attiva l'emissione sonar
  delayMicroseconds(10); // aspetta 10 us
  digitalWrite(TRIG, LOW); // termina l'emissione sonar
  echo_time = pulseIn(ECHO, HIGH); // misura la durata dell'echo
  if(DISTANCE_CM <= max_distance) {
      obstacle = 1; // memorizza l'incontro di un ostacolo 
      digitalWrite(13, HIGH); // accendi il led L 
    }
    else {
      digitalWrite(13, LOW); // spegni il led L  
    }
  if(code == SLALOM){
    t_tot++; // incrementa il tempo di percorrenza
    // il robot viaggia dritto e attende il primo ostacolo
    if(fase == 0) {
      Serial.print("fase "); Serial.println(fase);
      // dir_A = LOW motore_A avanti // dir_B = HIGH motore_B avanti
      velo_A  = DRITTO_A; velo_B = DRITTO_B; dir_A = LOW; dir_B = HIGH;
      if(obstacle) {
        fase = 1; // passa alla fase 1
      }
    }
    
    
    
    // ruota a sinistra finchè non vede più l'ostacolo
   if(fase == 1) {
     Serial.print("fase "); Serial.println(fase);
      velo_A  = DRITTO_A; velo_B = DRITTO_B; dir_A = HIGH; dir_B = HIGH;
      if(obstacle) {
        obstacle = 0; // azzera il flag ostacolo
      }
      else{
        t0 = t_tot; // prendi nota del tempo t0
        fase = 2; // passa alla fase 2  
      }
    }
    // gira destra finchè vede il secondo ostacolo
   if(fase == 2) {
     Serial.print("fase "); Serial.println(fase);
      velo_A  = DRITTO_A; velo_B = GIRA_DX; dir_A = LOW; dir_B = HIGH;
      if(obstacle) {
       fase = 3; // passa alla fase 3
      }
    }
    // ruota a destra finchè non vede più l'ostacolo
   if(fase == 3) {
     Serial.print("fase "); Serial.println(fase);
      velo_A  = DRITTO_A; velo_B = DRITTO_B; dir_A = LOW; dir_B = LOW;
      if(obstacle) {
        obstacle = 0;
      }
      else{
        t1 = t_tot; // prendi nota del tempo t0
        fase = 4; // passa alla fase 2    
      }
    }
   // gira sinistra finchè non finisce il tempo totale
   if(fase == 4) {
     Serial.print("fase "); Serial.println(fase);
      velo_A  = GIRA_SX; velo_B = DRITTO_B; dir_A = LOW; dir_B = HIGH;
      if(t_tot-t0 >= 2*(t1-t0)) { // prosegui finchè non è finito il tempo
       fase = 0; // riparte da zero
       t_tot = 0;
       code = STOP; // ferma il robot
      }
    }  
  }
  
  if(code == CERCHIO_SX) {
    // il robot gira in cerchio
     velo_A  = GIRA_SX; velo_B = DRITTO_B; dir_A = LOW; dir_B = HIGH;    
  }
  if(code == CERCHIO_DX) {
    // il robot gira in cerchio
     velo_A  = DRITTO_A; velo_B = GIRA_DX; dir_A = LOW; dir_B = HIGH;    
  }
    
  go_sonar = 0; // azzera il timer
  }

//***** comanda i motori *****

  // regola la velocità dei motori 
  // dir_A = LOW motore_A avanti // dir_B = HIGH motore_B avanti

  if(code == STOP) { velo_A = 0; velo_B = 0; dir_A = LOW; dir_B = LOW; } // ferma il robot

  analogWrite(PIN_PWMA, velo_A); // imposta velocità motore A
  analogWrite(PIN_PWMB, velo_B); // imposta velocità motore B
  digitalWrite(PIN_DIRA, dir_A); // imposta la direzione del motore A
  digitalWrite(PIN_DIRB, dir_B); // imposta la direzione del motore B   
}