Предисловие или зачем извращаться?
Здравствуй! Я сидел вечером 11 июня, смотрел фильм. Неожиданно для себя я обнаружил, что мне написала незнакомая мне ранее женщина с предложением сделать робота для их нового квеста. Суть заключается в том, что нужно разгадывать головоломки, исследовать тайники, правильно применять подсказки, использовать доступные вещи и в итоге добывать ключи и открывать двери… От меня требовалось сделать робота, управляемого с компьютера с помощью отдельной программы. У мебя были сомнения по поводу 2 вещей: успею ли я и как именно сделать беспроводную передачу данных (беспроводной передачей данных я занимался до этого только на NXT)? Взвесив все за и против я согласился. После этого я стал думать над передачей данных. Поскольку требовалось сделать робота быстро, то вспоминать и доосваевать, например, дельфи не было времени, поэтому возникла идея сделать модуль который будет заниматься отправкой команд. От компьютера требуется просто посылать данные в СОМ-порт. Этот способ странный, но наиболее быстрый. Его я и хочу описать здесь. Так же я приложу 3 программы которые помогут сделать радиоуправляемую машинку.
Сборка передатчика и его программа.
Я сделал модуль для компьютера из FTDI Basic Breakout 5/3.3V от DFrobot, довольно распространённого микроконтролера ATMEGA 328P-PU с загрузчиком Arduino и радиомодуля на основе микросхемы nRF24L01. По-сути это просто Arduino Uno с радиомодулем. Что есть, то есть. У радиомодуля есть особенность, которую я не сразу заметил: входное напряжение должно быть в диапазоне от 3 до 3.6 вольт (хотя подача на него 5 вольт его не убьёт, но работать не будет), верхняя граница логической единицы составляет 5В. Это означает то, что для подключения радиомодуля к меге не нужен преобразователь уровней между 3.3В и 5В, а вот стабилизатор на 3.3В установить нужно. У FTDI есть встроенный стабилизатор, от него я и подпитал радиомодуль.
Так выглядит сам модуль (внутри и в сборке) :
Программа состоит из инициализации, стартового сообщения и обработки команд из программы управления. Так было в моём случае. Основные команды библиотеки Mirf:
#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#include <MirfSpiDriver.h>
#include <nRF24L01.h>
Эти библиотеки нужны для работы радиомодуля
Mirf.csnPin = 4 — задаёт номер пина, отвечающего за «разрешение общаться» радиомодуля и МК
Mirf.cePin = 6 — задаёт номер пина, отвечающего за режим работы радиомодуля (приёмник/передатчик)
Mirf.spi = &MirfHardwareSpi — настраивает линию SPI
Mirf.init() — инициализирует радиомодуль
Mirf.payload = 1 — размер в байтах одного сообщения (поумолчанию 16, максимум 32)
Mirf.channel = 19 — задаёт канал (0 — 127, по умолчанию 0)
Mirf.config() — задаёт параметры передачи
Mirf.setTADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим передатчика
Mirf.setRADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим приёмника
Mirf.send(data) — отправляет массив типа byte
Mirf.dataReady() — сообщает об окончании обработки принятых данных
Mirf.getData(data) — записать принятые данные в массив data
Mirf.setTADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим передатчика
Mirf.setRADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим приёмника
Mirf.send(data) — отправляет массив типа byte
Mirf.dataReady() — сообщает об окончании обработки принятых данных
Mirf.getData(data) — записать принятые данные в массив data
Прилагаю код программы передатчика.
Программа передатчика
#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#include <MirfSpiDriver.h>
#include <nRF24L01.h>
char active;
byte data[1];
void setup()
{
Serial.begin(19200);
Mirf.csnPin = 4;
Mirf.cePin = 6;
Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;
Mirf.init();
Mirf.payload = 1;
Mirf.channel = 19;
Mirf.config();
Mirf.setTADDR((byte *)«serv1»);
//сигнальное сообщение о начале работы
data[0]=7;
Mirf.send(data);
delay(200);
}
void loop()
{
if (Serial.available()) //Если данные готовы к считыванию
{
active=Serial.read(); // Запись данных в переменную
}
if (active=='2')
{
data[0]=2;
}
if (active=='3')
{
data[0]=3;
}
if (active=='4')
{
data[0]=4;
}
if (active=='5')
{
data[0]=5;
}
if (active=='6')
{
data[0]=6;
}
Mirf.send(data); //Отсылаем данные
while(Mirf.isSending()); // Ждём пока данные отсылаются
}
Программа управления.
Есть одна интересная штука — Processing. Синтаксис такой же как в Arduino, только вместо void loop() там расположился void draw(). Но она становилась ещё более интересной в моей ситуации с библиотекой processing Serial, которая позволяет работать с сериал-портом. Прочитав уроки на сайте Spurkfun`а, я поигрался с миганием светодиода на подключенной к компьютеру ардуинке по клику мышки. После этого я написал программу управления роботом с клавиатуры. Прилагаю код управления с помощью стрелок. В нём, в принципе, ничего необычного нет.
Программа управления машинкой
import processing.serial.*;
import cc.arduino.*;
Serial myPort;
PFont f=createFont(«LetterGothicStd-32.vlw», 24);
void setup()
{
size(360, 160);
stroke(255);
background(0);
textFont(f);
noCursor();
String portName = «XXXX»; // Сюда нужно написать имя вашего порта
myPort = new Serial(this, portName, 19200);
}
void draw() {
if (keyPressed == false)
{
clear();
myPort.write('6');
println(«6»);
}
}
void keyPressed()
{
// 10 — enter
// 32 — probel
// 37/38/39/40 — keys
clear();
fill(255);
textAlign(CENTER);
//text(keyCode, 180, 80);
switch(keyCode)
{
case 37:
text(«Edem vlevo», 180, 80);
myPort.write('1');
break;
case 38:
text(«Edem pryamo», 180, 80);
myPort.write('2');
break;
case 39:
text(«Edem vpravo», 180, 80);
myPort.write('3');
break;
case 40:
text(«Edem nazad», 180, 80);
myPort.write('4');
break;
default:
text(«Takoy kommandi net», 180, 80);
myPort.write('6');
break;
}
}
Программа приёмника.
Инициализация этой программы отличается от инициализации программы передатчика буквально одной строчкой. Ключевая команда в бесконечном цикле Mirf.getData(data). Дальше полученная команда сравнивается с числами, которым соответствуют какие-либо действия робота. Ну а дальше робот действует точно по командам. Прилагаю код программы приёмника машинки.
Программ машинки
#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#include <MirfSpiDriver.h>
#include <nRF24L01.h>
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(13, OUTPUT); //LED
Mirf.csnPin = 10;
Mirf.cePin = 9;
Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;
Mirf.init();
Mirf.payload = 1;
Mirf.channel = 19;
Mirf.config();
Mirf.setRADDR((byte *)«serv1»);
}
void loop()
{
byte data[1];
if(!Mirf.isSending() && Mirf.dataReady())
{
Mirf.getData(data);
Serial.println(data[0]);
}
switch (data[0])
{
case 1:
motors(-100, 100); // поворачиваем влево
break;
case 2:
motors(100, 100); // едем прямо
break;
case 3:
motors(100, -100); // поворачиваем вправо
break;
case 4:
motors(-100, -100); // едем назад
break;
default:
motors(0, 0); // стоим
break;
}
delay(50);
}
Заключение.
Что из этого всего вышло:
www.youtube.com/watch?v=K5ekFyph82U
Этого робота я сделал для «Клаустрофобии». Они проводят квесты в реальности в разных городах, и как раз для одного из таких квестов организаторам понадобился радиоуправляемый робот-сапер. Мне понравилось. Это, конечно, ущербно, т.к. на фоне управления с помощью встроенных в ноутбук средств связи, но зато своё, сделанное весьма быстро и без особых проблем. Надеюсь эта статья поможет сделать нечто подобное, а, может, даже сложнее. Тут уж кому что захочется.
Читать полностью »
