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.
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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.
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 }
