Pierwsze spotkanie w nowym semestrze 2019/2020!

Nowy semestr w roku akademickim 2019/2020

Zapraszam zainteresowanych na zajęcia koła Fi-BOT w poniedziałki, o godz. 14:15 do sali 1064 (Wydział Fizyki, Kampus). Będziemy pracować nad rozpoczętymi projektami. Mile widziani studenci ze znajomością platformy Arduino, ale i tak liczy się zaangażowanie. Zapraszam!

Radiówka i „grzebek”

Pan Przemek zrealizował proste sterowanie „grzybkiem” (zamiast przycisków). Proste, bo wychylenie gałki (odczyt z analogRead() w zakresie 0..1023) powyżej ustalonej wartości (>700) oznacza ruch w jedną stronę z pełną prędkością, natomiast gałka w drugą stronę (<300) w przeciwną. Tak samo z drugą osią. W kolejnym podejściu prace nad uzależnieniem prędkości od wartości wychylenia (PWM silników skalowane analogReadem grzybka).

Jak zawsze coś się musiało rozlutować…

PM2D3D Nowe wózki i akceleracja

Pan Bartek udoskonalił nowe wózki i ciągle pracuje nad akceleracją… Więcej o projekcie PM2D3D na dedykowanej stronie.

(c) K.G.

Precyzyjna Maszyna oraz RPM

Obroty na minutę: RPM (czujka pola magnetycznego SS49E)

Pan Przemek ukończył kod, który zlicza obroty wirującego silniczka – brawo! Należy się pochwała, bo to jego pierwsze zmagania z Arduino.

Układ doświadczalny:

W układzie celowo zamontowano magnesy tak, by czujka SS49E „widziała” raz biegun północny (N) magnesu, a za drugim razem (gdy silniczek obróci sie o 180 stopni) biegun południowy (S). Ustawienie magnesów na końcach patyka nie jest więc przypadkowe 😉 Czujnik SS49E odczytuje zarówno biegun S jak i N (uwaga: nie wszystkie czujki pola magnetycznego, bazującego na efekcie Halla, tak mają – warto to sprawdzić przed zakupejm), dlatego widzimy dwa „piki” podczas obracania silniczka – jeden „do góry” (większe napięcie) oraz „do dołu” (napięcie mniejsze). Z dala od magnesów czujka zwraca napięcie ~2.5V informując, że wartość pola magnetycznego jest (około) zera. Poniżej wykres z Kreślarki

Program zliczający liczbę obrotów na sekundę (zmienna czas – aktualnie 1000ms, ale można zmienić, także przez krotność – zmienna krok). Algorytm polega na znajdowaniu maksimum i minimum napięcia – a zapisywane jest moment ich wystąpienia (do zmiennych t_1oraz t_2, odpowiednio). Różnica tych czasów do pół obrotu.

void setup() {
Serial.begin(9600);
}

int i,max_=518,min_=518,a=0,b=0,czas,n=0,krok=1;
float v;
long int t_1=0,t_2=0,t_k=0,t_3=0,t_p;

void loop(){
 t_p=millis();
 czas=1000;
 i=analogRead(A0);
 if(i>540){
   if(i>max_){
    max_=i;
    t_1=millis();
   }
   else if(i<max_){
    a=1;
   }
 }
 if(i<490){
   if(i<min_){
    min_=i;
    t_2=millis();  
    }
   else if(i>min_){ 
    b=1; 
  }
 }

 if(t_1>t_2){
  t_3=t_2;
 }
 else{
  t_3=t_1;
 }
 
 if(a==1&&b==1){
    t_k=abs(t_2-t_1);
    a=0;
    b=0;
    max_ = 518;
    min_ = 518;
    if(czas>t_3){
      n++;
    }
    else if(czas<t_3){
    Serial.print("Liczba pol-obrotow: ");
    Serial.println(n);
    n=0;
    krok++;
    czas=czas*krok;
    }
 }
 }

Zmienna n (małe n) zlicza wystąpienia „półobrotów”, a co ustalony czas wypisywany jest komunikat z tą liczbą. W ten sposób mamy właśnie pół-RPS (revolutions per second), z którego łatwo można już otrzymać RPM (revolutions per minute).

Precyzyjna Maszyna

Sprężynka nie wytrzymała – chyba była zbyt twarda 🙁

Nowy model powinien być lepszy – bo wydrukowany z Z-Ultratu:

No i mamy coraz lepszą pracę Maszyny:

Więcej o projekcie Maszyny na stronie projektu.

(c) K.G.

Precyzyjna Maszyna (chwytak!) oraz Wiatromierz

Chwytak do ołówka/mazaka zaprojektowany, wydrukowany w 3D i zamontowany! Działa z serwomechanizmem a kod BBcode obsługuje nowe instrukcje (up, down).

No i kolejny (próbny) precyzyjny rysunek:

Opis całego proejktu Maszyny pod tym adresem

Obroty na minutę (rpm) i czujka pola magnetycznego SS49E

Wakacje w trakcie, ale nie tylko Pan Bartek spędza wolny czas z pracą nad projektem. Pan Przemek, który nie miał czasu na zajęcia Fi-BOTa w roku akademickim, poznaje Arduino i „atakuje” temat liczenia obrotów silniczka, wykorzystując czujkę pola magnetycznego SS49E


A po co nam zliczanie tych obrotów? Zastosowań jest wiele, jednym z nich jest mierzenie prędkości wiatru takim prostym urządzeniem:

w środku którego znajdują się: czujka SS49E, dwa magnesy oraz łożysko kulkowe (typ 682ZZ).

O dalszych losach tego projektu niebawem…

(c) K.G.

Sterowanie serwem za pomocą joysticka

Na zajęciach sterowaliśmy serwomechanizmami za pomocą joysticka. Na początku używaliśmy niewielkiego modułu z joystickiem podłączanego bezpośrednio do Arduino. W drugiej części użyliśmy nakładki (shield) na Arduino z joystickiem oraz czterema przyciskami (podobnie jak na gamepadach).

Moduł z joystickiem

Moduł posiada pięć pinów. GND oraz 5V podłączamy do Arduino. VRx i VRy to piny sterujące odpowiednio osią OX (czyli lewo-prawo) oraz OY (czyli góra-dół). Podłączamy je do pinów analogowych. Ostatni pin odpowiada za przycisk, jednak nie używaliśmy go w tym zadaniu.

Prosty program wyświetlający położenie joystika

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}
int x,y;
void loop(){
   x = analogRead(A0);
   y = analogRead(A1);
   Serial.print("x=");
   Serial.print(x);
   Serial.print(", y=");
   Serial.println(y);  
  }

Położenie na osi OX (także OY) to liczby z zakresu 0..1023. Położenie spoczynkowe powinno odpowiadać wartości 511 (liczby 0..510 to wychylenie w lewo, liczby 512..1023 to wychylenie w prawo). Użycie tego programu pozwoliło nam sprawdzić, że tak jednak nie jest – u nas joy w położeniu spoczynkowym miał wartości 514, 517 (oś OX i OY).

Podczas działania tego programu możemy postawić sobie następujące zadanie: ustawić pozycję joy-a w takim położeniu, aby odczyty były x=800 y=200. Okazuje się to jednak bardzo trudne! Widzimy więc, że sterowanie joy-em nie jest łatwe i wymaga sporo wprawy.

Wieżyczka

Używana przez nas wieżyczka (do której można przyczepić, np. kamerkę internetową by nią sterować) składała się z dwóch serw na podstawce. Umożliwia to poruszanie się mechanizmu na boki oraz w górę i dół.

Wszystkie potrzebne elementy połączyliśmy za pomocą płytki prototypowej. Zamiast zasilania z Arduino użyliśmy zewnętrznego koszyka na 4 baterie o łącznym napięciu 5V. Dlaczego tak zrobiliśmy? Chodziło nam o oddzielne zasilanie silników aby nie przeciążyć płytki Arduino – pojedyncze serwo może pobrać nawet 200mA prądu (co sprawdzaliśmy na poprzednich zajęciach), a wydajność prądowa Arduino UNO to około 200-400 mA. Dlatego dwa takie serwa mogą uszkodzić naszą płytkę. My użyliśmy oddzielnego zasilania silników aby temu zapobiec. WAŻNE: w przypadku używania kilku źródeł zasilania (u nas Arduino 5V i 4x baterie AAA) musimy uwspólnilić masy (GDN z Arduino, „minus” z bateryjki).

Użyliśmy płytki prototypowej, gdzie na jednej szynie (koloru niebieskiego) wetknęliśmy „-” z koszyka baterii oraz GND Arduino. Do tej „szyny” podłączone były masy serw (przewody koloru brązowego). Druga szyna (czerwona – z drugiej strony płytki, dla naszej wygody) doprowadzone miała przewód „+” z koszyka baterii i tam podłączone były zasilania silników serw (czerwone przewody serw). UWAGA: nie można łączyć pinu 5V Arduino z zewnętrznym zasilaniem baterii – może to spowodować uszkodzenie płytki! Łączymy (=uwspólniamy) jedynie masy. Przewody sterujące serwami (koloru żółtego) podłączyliśmy do pinów PWM Arduino UNO – u nas #3 i #5.

Program sterujący

Na początku standardowo dołączamy do programu bibliotekę umożliwiającą sterowanie serwami. Następnie dodajemy zmienne do obu serw, jedno odpowiedzialne za ruch góra-dół, a drugie lewo-prawo.

#include <Servo.h>
Servo GoraDol;
Servo LewoPrawo;

void setup (){
  Serial.begin(9600);
  GoraDol.attach(3);
  LewoPrawo.attach(5);
}
int x,y;

W kolejnej części deklarujemy zmienne odpowiadające za położenie obu osi joysticka – dokładnie tak, jak w pierwszym programie odczytującym położenia joy-a. Wyświetlamy wartości x oraz y w monitorze szeregowym. Joystick zwykle nie jest idealnie skalibrowany, jednak nie ma to znaczenia przy niewielkiej precyzji.

Funkcja map pozwala na łatwe proporcjonalne przeliczenie wartości. Używamy jej, ponieważ położenia joysticka są z zakresiu 0-1023, natomiast sterowanie serwem chcemy wyrażamy w stopniach 0-180. Wynik przypisujemy od razu do zmiennych x oraz y (używamy tych samych zmiennych, niszcząc ich poprzednie wartości). W argumentach funkcji wpisujemy zmienną do przeliczenia, następnie jej obecny zakres i na końcu zakres po zamianie. Po przeliczeniu wartości możemy je przekazać do serwomechanizmów.

   x=map(x,0,1023,0,180); //funkcja map
   LewoPrawo.write(x);
   y=map(y,0,1023,0,180);
   GoraDol.write(y);
   delay(10);

Nakładka (shield) na Arduino

Fajnym rozwiązaniem jest wykorzystanie specjalnej nakładki (shield), która poszerza możliwości Arduino. Piny obu komponentów pasują do siebie, więc nie da się pomylić przy wpinaniu nakładki. Joystick oraz przyciski są fabrycznie podłączone do pinów, więc nie musimy tego robić w programie. Na nakładce wszystkie piny są podpisane, więc później będziemy tylko operować odpowiednimi oznaczeniami pinów.

Modyfikacja programu – przycisk „zamrażający” położenie wieżyczki

Program sterujący jest bardzo podobny do poprzedniego. Jedyną różnicą jest brak podłączenia pinów cyfrowych. Dodatkową funkcją, którą wprowadzamy do naszego programu, jest zatrzymywanie serwa w ustawionej pozycji. Chcemy aby wciśnięcie wybranego przycisku (np. koloru czerwonego) zablokowywało dalsze sterowanie wieżyczką. Kolejne wciśnięcie tego przycisku powoduje odblokowanie sterowania. W tym celu do kodu wprowadzamy zmienną typu logicznego bool (nazwaną tryb) i ustawiamy ją na wartość true. Następnie wybieramy przycisk (np. ten czerwony), który ma sterować zatrzymaniem serwa i  sprawdzamy, który numer pinu u odpowiada. W naszym programie jest to pin 5.  Tworzymy instrukcję sterującą if, która wykona się po wciśnięciu przycisku. Do wartości zmiennej tryb, przypisujemy jej odwrotność. Czyli jeśli tryb jest true, zostanie zmieniony na false i odwrotnie. Funkcja delay() wprowadzamy aby zarejestrować tylko jedną zmianę ustawienia przycisku (przyciski lubią „drgać” co powoduje nie jeden „klik” a wiele takich „klików” – opóźnienie je zniweluje). Działa to w taki sposób, że jeśli tryb jest wartością false, czyli zostanie raz zmieniony we wcześniejszym if'ie, sterowanie joyem zostaje zablokowane. Natomiast po kolejnym użyciu przycisku, tryb zmieni się z false na true, a sterowanie zostanie odblokowane.

bool tryb=true;
void loop(){
  x=analogRead(A0);
  y=analogRead(A1); 
   if (digitalRead(5)==HIGH){
      tryb=!tryb;
      delay(50);
   }

   if(tryb==true){ 
   x=map(x,0,1023,0,180); //funkcja map
   LewoPrawo.write(x);
   y=map(y,0,1023,0,180);
   GoraDol.write(y);
  }
}

Podsumowanie

Jak można zauważyć programy umożliwiające sterowanie servami nie są skomplikowane ani długie. Można sprytnie wykorzystać komponenty posiadające więcej niż jedną oś ruchu, dzięki czemu nasze możliwości się poszerzają. Jednak precyzyjne sterowanie takimi joystikami nie jest łatwe…

(c) Ewelina, KG 2017

Sterowanie servem za pomocą potencjometru

Na ostatnich zajęciach łączyliśmy wiedzę nabytą na dwóch poprzednich spotkaniach, czyli działanie potencjometru oraz serva. Chcieliśmy wykorzystać możliwość zmiany nastawy potencjometru, w celu sterowania ramionami serwomechanizmu. Podobnie jak na zajęciach przedświątecznych, wykorzystamy do tego komendy biblioteki sterującej servami.

Sterowanie serva

#include <Servo.h>
Servo silnik;

void setup (){
  Serial.begin(9600);
  silnik.attach(3);
}

Servo podłączamy tak samo jak na przedświątecznych zajęciach, jednak w tym przypadku używamy 3 pinu, a sam mechanizm nazywamy silnikiem (linia #2 i #6).

Wykorzystanie potencjometru

int pot;
void loop(){
   pot=analogRead(A0);//odczytujemy liczby z zakresu od 0 do 1023
   pot=pot*180.0/1023;//zamienimy na liczby od 0 do 180
   Serial.print(pot);
   silnik.write(pot);
}

Na początku deklarujemy zmienną zapisującą stan potencjometru. W ciele funkcji void loop() podłączamy potencjometr do portu analogowego A0. Linia #4 przelicza zakres potencjometru. Jak pamiętamy, wynosi on od 0 do 1023, natomiast stopnie wychylenia serva chcemy wyrażać w zakresie 0-180. 180 konwertujemy na zmienną typu float dopisując do niej część dziesiętną w celu uniknięcia dzielenia całkowitego. W innym wypadku otrzymywalibyśmy nieprawdziwe wyniki, ponieważ wynikiem dzielenia 180/1023 zawsze będzie 0, przez co całe działanie również wyniesie 0. Przy zapisie 180.0/1023 mamy do czynienia z dzieleniem rzeczywistym, którego wynikiem będzie liczba rzeczywista. Następnie przy przemnożeniu przez zmienną całkowitą pot dostaniemy również liczbę rzeczywistą. Ostateczny wynik jest rzutowany na liczbę całkowitą w momencie przypisania operatorem równości.

Ulepszenie – dodatkowy if

W celu ulepszenia naszego kodu, chcieliśmy aby położenie ramion serwa było aktualizowane jedynie wtedy, kiedy zmienimy położenie potencjometru. Tym samym chcemy uniknąć sytuacji wydawania polecenia „ustaw serwo na pozycję XX” jeśli właśnie aktualną pozycją jest XX (nie ma to sensu, mimo tego, że to działa – jak w naszym pierwszym, prostym programie). Użyliśmy do tego instrukcji sterującej if. W linii #1 dopisaliśmy kolejną zmienną nazwaną old, która ma za zadanie zapisywać poprzedni stan położenia potencjometru (odczytanego napięcia). W warunkach if-a sprawdzamy, czy zmienna pot (czyli aktualny stan potencjometru), różni się od zmiennej old (czyli jego poprzedni stan).  Jeśli nie, funkcja Serial.print() nic nie wypisze i nie zmieniamy położenia serwa. W przeciwnym przypadku zostanie wypisane nowe napięcie, a ramiona serwa zmienią położenie. Na końcu przypisujemy zmienną old do pot, aby móc dokonać nowego porównania w kolejnej iteracji pętli. 

int pot, old; //old - zmienna zapisujaca poprzedni odczyt

void loop(){
  pot=analogRead(A0);
  pot=pot*180.0/1023.0; 
  if (pot!=old){ //aby zmieniac polozenie tylko wtedy, kiedy sie zmienilo, a nie wyswietlac polozenie ciagle
   Serial.print(pot);
   silnik.write(pot);
   old=pot; 
  }
}

Podsumowanie

Dzięki naszemu programowi możemy sterować ramionami serwa kręcąc potencjometrem. Przeliczenie wartości napięcia na stopnie umożliwia dość precyzyjne ustawienie serva.

2018, Ewelina (c)

Sygnały analogowe

Konwerter analogowo cyfrowy (DAC)

Sygnały analogowe to takie sygnały elektroniczne, które możemy zapisywac nie tylko jako 0 lub 1 (tak/nie, prawda/fałsz – tylko dwie wartości), ale w wielu „odcieniach” – w końcu pomiędzy zerem a jedynką jest nieskończenie wiele liczb. Oczywiście w informatyce wszystko musi byc skończone, tak więc tych „odcieni” (poziomów pomiędzy zerem a jedynką) jest skończona liczba. Układ zamianiający sygnał elektroniczny na informację cyfrową nazywa się konwerter analogowo cyffrowy (DAC) i mówiąc o nim podajemy jego zakres – liczbę bitów. Dla 8-bitowego DACa mamy wartości sygnału analogowego z przedziału od 0..255 (256 poziomów = 2^8), natomiast w przypadku 10-bitów 0..1023 (1024 poziomy = 2^10).

Potencjometr

Wygląda dość topornie – ale jeśl macie w domu zbyteczną gałkę z kryształów Swarowskiego to proszę śmiało przynieść i uatrakcyjnimy wygląd tego podzespołu elektronicznego 😉 Trzeba pamiętać o sposobie podłączania go do budowanych układów. Widzimy trzy nóżki więc:

  • jedna skrajna nóżka (nie ma różnicy która) powinna być podłączona do masy (nazwijmy ją GND i oznacza napięcie zero V)
  • druga skrajna nóżka musi być podłączona do danego napięcia, nazwijmy je VCC
  • środkowa nóżka będzie „wyprowadzać” napięcie od zera do VCC w zależności od ustawienia pokrętła na potencjometrze. 

Na zajęciach dość szczegółowo omówiłem budowę potencjometru i zasadę jego działania – dzielnik napięć – ale do tego jeszcze obiecuję wrócić. Na razie skupmy się na powyższych informacjach jak potencjometr łączymy w układ. Jako przykład możemy podłączyć „minus” bateryjki AAA do pierwszej nóżki, „plus” do trzeciej „nóżki”, wówczas z pinu numer dwa otrzymamy napięcie od 0..1.5V. Innym przykładem podłączenia jest wykorzystanie Arduino i pinów GND (podłączamy do pinu 1 na potencjometrze) oraz 5V (do pinu 3 na potencjometrze) – wówczas mamy kontrolę potencjometrem nad napięciem 0..5V (pin 2 na potencjometrze). 

Pinem #2 z potencjometru możemy zasilać jakiś układ – sprawdzaliśmy to z LED-em wpiętemym pomiędzy piny #1 (GND) i #2(0..3.3V) potencjometru, lub mozemy podłączyć pin #2 do wejścia A0 w Arduino – wówczas odczytamy wartość napięcia ustawionego potencjometrem jako liczbę z przedziału 0..1023 (Arduino UNO ma DAC 10-bitowy).

Kalibracja

Konieczne jest sprawdzenie poziomu napięcia 5V w Arduino – może się zdarzyć, że nasza płytka jest uszkodzona lub producent nie trzymał standartów i zamiast 5V mamy 5.1V. To spora różnica. W przypadku uszkodzonych płytek – których wcale nie ma co wyrzucać – napięcie zamiast 5V może być nawet 4.5V co jest już ogormną różnicą! Dlatego konieczne jest sprawdzenie multimetrem wartości napięcia produkowanego przez Arduino z pinu 5V. 

Odczytywanie sygnału – analogRead

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}
int odczyt;
void loop(){
  odczyt = analogRead(A0);
  Serial.print("Odczytalem ");
  Serial.print(odczyt);
  Serial.print(" ---> ");
  Serial.print(odczyt*4.9/1024);
  Serial.println(" [V] ");   
}

Ten prosty program odczytuje sygnał podłączony do pinu A0 w Arduino (możesz wybrac inne wyjścia: A1,A2…A5) i wypisuje jego wartość jako liczbę z przedziału 0..1023 (gdyż Arduino UNO ma przetwornik DAC 10-cio bitowy, czyli 2^10=1024) a także podaje wartość w woltach. Sprawdziłem, że w moim Arduino napięcie z pinu 5V wcale nie wynosiło 5V a 4.9V i dlatego linia #10 zawiera właśnie takie przeliczenie na wolty. Zwróć też uwagę na sposób komunikowania się z ekranem – budowanie napisu w jednej linii i dopiero na koniec użycie funkcji Serial.println().

Posługują się powyższym programem najpierw sprawdzamy odczytywane napięcie z pinu 3.3V Arduino, potem 5V Arduino –  porównując wartości wypisywane na ekranie z multimetrem. Potem możemy użyć jakiś baterii a w końcu wykorzystać potencjometr i jego środkowy pin.

PWM (cyfrowe piny z „tyldą” ~)

PWM to szybkozmienny sygnał cyfrowy (cyfrowy, a więc tylko dwie wartości: 0V oraz 5V). Szybkozmienny oznacza naprawdę szybkie zmiany, 500x na sekundę – czyli co 2ms! Musimy podać jaki ułamek czasu (z przedziału 2ms) będzie napięciem wysokim (5V) a wówczas pozostały czas będzie napięciem 0V. Ten ułamek czasu musimy wyrazić jako liczbę całkowitą z przedziału 0..255 (gdzie 255 to 100%) gdyż w Arduino UNO piny PWM są 8-bitowe (a 2^8=256). Wartość 0..255 nazywa się to wypełnieniem sygnału.

Sterowanie wypełnieniem – analogWrite

void setup(){
  pinMode(3, INPUT);//pin cyfrowy z tyldą = PWM 
}

void loop(){ 
  analogWrite(3, 0);
  delay(5000);
  analogWrite(3, 100);
  delay(5000);
  analogWrite(3, 200);
  delay(5000);
  analogWrite(3, 255);
  delay(5000);
}

Powyższy program wybiera pin #3 Arduino UNO (zwróć uwagę, że jest on onzaczony „tyldą” na płytce – czylli jest to pin PWM, ale można wybrac inne piny PWM) i steruje jego wypełnieniem. W tym celu używamy funkcji analogWrite(int,int) podając numer pinu którego ma dotyczyć zmiana (koniecznie pin z tyldą!) oraz wartość wypełnienia (koniecznie z przedziału 0..255). Co 5 sekund zmienia jego wartość, którą możemy odczytać na multimetrze – ale uwaga, będzie to tylko wartość średnia! Aby zobaczyć zmiany napięcia w okresach 2ms należało by użyć oscyloskopu. 

Praca domowa

Wykorzystując informacje z dzisiejszych zajęć uruchomić wirtualne Arduino i zbudować program z potencjometrem, który steruje jasnością LED-a. Musimy więc odczytywać wartości z potencjometru a następnie odpowiednio sterować zasilaniem LED-a. Powodzenia!

(c) KG, 2017

 

Zajęcia nr 5 – serwo silniki, map(), bluetooth

 Serwo silnik (a właściwie mikro-serwo)

serwo1Czyli silnik, który obraca się od 0 do 180 stopni (ma blokadę na inne wychylenia). Potem utrzymuje swoją pozycję. Służy do tworzenia obrotowych ramion itd…

Trzy przewody – zasilanie (czerowny +5V, czarny/brązowy GND) oraz jeden sterujący – musi być PWM. Za dużo nie wnikałem o co chodzi w sterowaniu tym silnikiem, tylko wspomniałem o potencjometrze wewnątrz i o wypełnieniu sygnału sterującego… więcej może później? Zobaczymy.

 

Do sterowania tym silnikiem użyliśmy 2 nowych funkcji z nowej biblioteki:

  • #include <Servo.h> – na początku programu informujemy, że chcemy funkcje z tej nowej biblioteki
  • Servo silniczek; tworzymy zmienną typu silnik-serwo, czyli właśnie o to nam chodzi!
  • silniczek.attach(3); powoduje przekazanie informacji do Arduino, że sterujemy silnikiem przez pin numer 3 (przypominam: musi być to pin PWM, czyli jak nie 3, to 5,9…)
  • silniczek.write(133); ustawia nasz silnik w pozycji 133 stopni. Albo na dowolny inny z zakresu 0..180 stopni. Dziecinie proste 😉

Serwo sterowane z klawiatury

Przypomnieliśmy sobie jak odczytywać liczby z klawiatury (funkcja parseInt() dla obiektu Serial) i stworzyliśmy program ustawiający silnik w pozycji wczytanej z klawiatury. Proste a przyjemne. No i zawsze warto powtarzać wiedzę 😉

Serwo sterowane potencjometrem

Połączenie poprzednich zajęć – potencjometr liniowy (dzielnik napięć!) wykorzystany do ustawiania pozycji serwa – ruszam „gałką” w lewo, orczyk w serwie obraca się w lewo. Tak samo w prawo. Fajne!

Serwo sterowane potencjometrem – program PRO

Dbamy o szczegóły – i nie chcemy ustawiać położenia serwa wówczas, gdy potencjometr nie zminił swojej pozycji. Bez złośliwości – my staramy się programować na serio

Prąd „zjadany” przez serwo – mierzymy!

W skrajnych ustawieniach serwa (tj. w okolicy 0 stopni, oraz w okolicach 180 stopni) słyszymy buczenie/piszczenie serwo-silnika. Coś się dzieje. Amperomierz w garść i mierzymy prąd.

serwo1

Przyjrzyj się uważnie obrazkowi i zwróć uwagę, jak podłączony jest amperomierz.

Oczywiście w wirtualnym Arduino (ciągle polecam circuits.io) silniczek serwo jest idealny i nie widzimy tego, co było u nas na zajęciach….

Dodatkowo: w przypadku mierników uniwersalnych ustaw największą wartość prądu, jaką się spodziewasz dostać – nie odwrotnie! W przeciwnym przypadku zwiększając zakres przepalisz bezpiecznik w multimetrze…

Funkcja map()

Czyli skalowanie wartości z jednego zakresu na drugi zakres. Przykład, z którym my się bawiliśmy: serwo silniczek sterowany potencjometrem. Odczytujemy nastawy potencjometru z portu analogowego Arduino jako liczbę (nazwijmy ją x) z zakresu 0..1023, a następnie ustawiamy serwo w położeniu z zakresu 0..180 stopni (nazwijmy te stopnie y). Czyli musimy dokonać zamiany wczytaj liczby x na y. Na zajęciach pokazałem skalowanie funkcją liniową, rozwiązaliśmy ten układ równań, ale Arduino jest także dla tych co tego nie umieją zrobić i przygotowało funkcję map(). W naszym przypadku będzie to:

y=map(x, 0, 1023, 0, 180);

Należy pamiętać, że funkcja map() działa tylko na liczbach całkowitych (int).

Serwo sterowane przez Androida – bluetooth XM-15B

Dlaczego ten? Bo działa w zakresie 3-6V, czyli można go bezpiecznie podłączyć do Arduino. Inne modele – popularne HC-05, HC-06 komunikują się przez 3.3V i wymagają „zbijania” napięcia (np. dzielnikiem napięć). To proste, ale… po co się w to bawić, jak można kupić właśnie moduł pozbawiony tej uciążliwości? Praujemy więc z XM-15B.

 

Pamiętajmy o łączeniu „na krzyż” portów RxD,TxD modułu XM-15B z portami RxD,TxD płytki Arduino (także tymi wirtualnymi).

Komunikacja z 8LAMP

Ze sklepu Play bierzemy prostą apkę i sprawdzamy, co ona wysyła do naszego bluetootha. Kod:

#include <SoftwareSerial.h>

#define RxD 8
#define TxD 9
SoftwareSerial btSerial(RxD,TxD);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  btSerial.begin(9600);
  Serial.println("start!");
}

void loop() {
  if (btSerial.available()){
    Serial.print("Odebrałem znak= ");
    Serial.println(btSerial.read());
  }  
}

Następnie tak modyfikujemy ten program, by wczytany znak sterował naszym serwem – guzik '1′ ustawiał serwo na 90 stopni, guzik '2′ na 10 stopni i guzik '3′ na 170 stopni. Inne modyfikacje mile widziane 😉

Ważne

Na następne zajęcia proszę o zainstalowanie ze sklepu Play aplikacji Arduino Bluetooth Controler bo będziemy sterować pojazdem.

Podstawy: dzielnik napięć, PWM, fotorezystor = inteligentne oświetlenie

Podstawy: dzielnik napięć

Obrazki z tablicy… 

Najpierw bawiliśmy się multimetrem i dzielnikiem:

fibot2016-11-22-note-19-36-1

a potem podłączyliśmy fotorezystor i próbowaliśmy go odczytywać z poziomu Arduino.

Pomysł Pana Pawła (PPP) aby najpierw zmierzyć multimetrem prąd płynący w obwodzie, a następnie znając podane napięcie i stosując prawo Ohma otrzymywać wartość rezystancji na fotooporniku – był dobry, ale wymagał ówczesnego użycia amperomierza (z multimetru). Mi bardziej chodziło o wykorzystanie fotorezystora w ten sposób, aby uzyskać informację czy go zasłaniamy czy nie, czy jest dużo światła zastanego (w pomieszczeniu) czy jest ciemno. Dlatego nie koniecznie interesuje mnie sama wartość oporu, a raczej jej zmiany. Dlatego po sprawdzeniu działania PPP i przyznaniu mu racji (a raczej Ohmowi), zaproponowałem zastosowanie dzielnika napięć i mierzenia napięcia w standardowy spodówb

fibot2016-11-22-note-19-36-2

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}

void loop(){
  Serial.println(analogRead(A0));  
  delay(100);
}

W zależności od kolejności oporników (stałego R i zmiennego fotorezystora) otrzymywaliśmy liczby rosnące lub malejące zasłaniając fotorezystor ręką. Dodatkowo można było użyć latarki z telefonu komórkowego i symulować mocne oświetlenie.

PWM

Aby zrobić inteligentne oświetlenie potrzebowaliśmy sposobu na kontrolowanie jasności LED-a. Poznaliśmy Pulse Width Modulation i piny cyfrowe Arduino z „falką” (wolę: tyldą).

fibot2016-11-22-note-19-36-3

Inteligentne oświetlenie

To nic innego jak połączenie dwóch poznanych schematów:

  • mierzymy napięcie na fotorezystora przez wejście analogowe, a następnie
  • ustawiamy jasność LED-a sterując wypełnieniem PWM.

Jedyny problem to kwestia zamiany odczytywanych wartości z portu A0 (fotorezystora) na wartości akceptowane przez piny PWM (przypominam: 0..255). W tym celu wróciliśmy do gimnazjum i zastosowaliśmy funkcję liniową.

Dla przykładu: Pani Emanuela zastosowała stały opornik R o takiej wartości, że na porcie A0 odczytywała wartości 130 gdy fotorezystor był zasłonięty palcem, oraz 500 gdy był oświetlany światłem zastanym. Wartości pomiędzy przedziałem 130..500 odpowiadały częściowemu zasłonięciu ręką fotorezystora. Trzeba to teraz zamienić na liczby 0..255 aby sterować LED-em przez PWM (bo PWM akceptuje właśnie takie liczby, a nie 130..500). Dlatego stosujemy liniowe skalowanie (y=ax+b, współczynniki ab na razie nie znane), gdzie wartość 130 ma odpowiadać maksymalnemu świeceniu LED-a, czyli 100% wypełnieniu PWM-a (wartość 255), natomiast gdy odczytujemy 500 (jest jasno) to LED ma się nie świecić (wypełnienie 0). Trzeba skonstruować układ równań i wyznaczyć a oraz b a następnie przeliczać wskazania z portu A0 (traktując je jako x w równaniu prostej, a otrzymany y to właśnie wartość przekazana do PWM-a). Poniższy rysunek wyjaśniał ten opis:

fibot2016-11-22-note-19-36-4

Z kolei Pan Paweł użył innego rezystora (oraz innej kolejności ustawienia oporników) i miał następujący schemat do rozważenia 

fibot2016-11-22-note-19-36-5

W obu przypadkach trzeba było rozwiązać otrzymany układ równań na kartce a następnie wpisać liczby (wyliczone współczynniki a b) to takiego prostego programiku:

#define lampka 9
float a=0.689189, b = 344.595;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(lampka, OUTPUT);
}

void loop(){
  int fotorezystor = analogRead(A0);  
  Serial.print("fotorezystor=");
  Serial.print(fotorezystor);  
  Serial.print("-->");  
  int pwm = a*fotorezystor+b:
  Serial.print(" PWM=");  
  Serial.println(pwm);
  analogWrite(lampka, pwm);  
  delay(100);  
}

Wrócimy do tego programu na kolejnym spotkaniu, bo trzeba tu o paru kwestiach wspomnieć. Ale już teraz zachęcam do zabawy z powyższym programikiem na wirtualnym Arduino (jest tam też wirtualny fotorezystor). Proszę też zastanowić się nad następującymi kwestiami:

  • dlaczego Pan Paweł miał prostą o współczynniki kierunkowym a>0, a Pani Ema a<0 ?
  • kto zastosował lepszą wartość opornika stałego – Pani Ema czy Pan Paweł, a może to nieistotne? 

Zapraszam za tydzień!

 

Podstawy – wejście analogowe + potencjometr

Podstawy – komunikacja szeregowa i obiekt Serial.

Z racji sporej liczby nowych ludzi (nie tylko studentów), głodnych wiedzy i żądnych przygód (zdjęć nie publikuję – tak, jak się umawialiśmy) rozpoczęliśmy od przypomnienia podstaw… Na warsztat trafiło pojęcie zmiennej. Aby to pojęcie „namacalnie” zobrazować przygotowałem programik, w którym poziom życia bohatera (np. Wiedźmina) reprezentowane przez zmienną energia ciągle malał (np. bohater ranny = krwawi). Aktualna wartość życia był wypisywany na ekranie monitora (via obiekt Serial i metoda print/println).

byte energia=77;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  energia=17;
}

void loop(){
  Serial.print("Energia= ");  
  Serial.println(energia);  
  delay(1000);
  energia= energia-1;  
}

Powyższy programik posłużył także do omówienia pojęć bit i bajt oraz wielkości informacji, jaką można zapisać wiadomości za pomocą n-bitów. Zapiski z tablicy w trakcie zajęć (pokolorowałem już po zajęciach):
fibot2016-11-15-note-19-03-1

gdzie przypominam, ze RAM na moim super-obrazku przedstawia całą pamięć operacyjną płytki Arduino UNO (dlatego komórki pamięci – bajty – są ponumerowane od 1..2048, bo UNO ma 2kB pamięci), gdzie mikrokontroler przechowuje właśnie zmienne. W szczególności w naszym programie zaznaczyłem miejsce w pamięci, gdzie zadeklarowaliśmy zmienną energia. Na tym rysunku (modyfikowanym w trakcie zajęć – pamiętacie?) zmienna ta zajmuje 2 komórki (bajty) i odpowiada to już sytuacji innej niż z pierwszego listingu programu: mianowicie int energia=77; Zmienna typu int to 16 bitów, czyli 2^16 różnych informacji (kolor zielony na pokolorwanej tablicy, natomiast kolor żółty – to bity). Pierwotnie była to zmienna byte, czyli 8 bitów i 256 dopuszczalnych wartości (kolor niebieski). Ta pierwsza wersja programu była bardzo treściwa, gdyż pokazywała sytuację co się dzieje z wartością zmiennej, gdy przekraczamy jej dopuszczalny zakres: w naszym przypadku zmniejszaliśmy wartość zmiennej energia co 1 sekundę (delay(1000)) no i gdy mieliśmy już „na liczniku” 0 (zero) to wcale nie pojawiło się -1 (minus jeden) tylko… 255! a potem juz 254… 253… itd. Warte to jest zapamiętania (no i oczywiście w drugą stronę – gdybyśmy zwiększali naszą zmiennę z wartości 255 o jedne to… wiesz, co będzie? jeśli nie, proponuję sprawdzić!).

Potencjometr nastawny.

potencjometr-osiowy-liniowy-5kNa spotkaniu poznawaliśmy potencjometr nastawny i jego podłączenie/obsługę przez Arduino. Ale najpierw zabawy z bateryjka i multimetrem – ćwiczenia obowiązkowe. Dodatkowo przypomniałem co to jest dzielnik napięć i jak „to się je”, a tym samym (mam nadzieję) zrozumieliśmy działanie potencjometru nastawnego (w naszym przypaku liniowego 10k).potencometr

Powyższy schemat tłumaczy działanie potencjometru… Warty zapamiętania jest też taki rysunek:

który pokazuje co się dzieje gdy mierzymy napięcie, lub raczej (prawidłowo) różnicę napięć (potencjałów). Podłaczamy do pinu nr 1 (kolor czerwony na rysunku, numeracja odnosi się do schematu potencjometru z poprzedniego obrazka) „minus” z bateryjki, a do pinu 3 „plus” z bateryjki (niech to będzie 4x bateria AAA – czyli właśnie 6V). Gdy ustawiemy potencjometr w takiej pozycji, aby zmierzone napięcie na pinie nr 2 wynosiło 4V to w zależności od tego, jak mierzymy (=jak podłączamy sondy multimetru) możemy otrzymać też wynik 2V. Chodzi oczywiście o poziom odniesienia (sonda czerwona jest cały czas w „środkowej nóżce”, czyli pinie nr 2, natomiast sonda czarna – poziom odniesienia właśnie – może być w pinie 1 lub 3). Jeśli naszym poziomem będzie GND (=0V, pin 1) to faktycznie otrzymamy 4V, ale gdy mierzymy napięcie pomiędzy „szczytem góry” a naszą pozycją (sonda czarna „na szczycie”, czyli pinie 3) to oczywiście otrzymamy 2V. Wszystko jasne?

Po zabawach z multimetrem (i LED-em podłączonym do potencjometru) przyszedł czas na podłączenie do Arduino i wpisanie nowego kodu programu:

#define IN A0

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}

void loop(){
  int war = analogRead(IN);  
  Serial.print(war);  
  Serial.print("-->");  
  Serial.print(war*5.0/1024);  
  Serial.println("V");  
  delay(100);  
}

Ten program (dla odróżnienia się od poprzedniego) wprowadza etykiety nazw (za pomocą dyrektywy preprocesora #define) i nie posługuje się zmienną w tym celu. Zmienna pojawia się dopiero w funkcji loop(). Przypominam, że „zysk” ze stosowania etykiet nazw jest taki, że nie zajmują one pamięci RAM komputera… (ale są i minusy).

„Danie główne” dzisiejszego spotkania to piny analogowe Arduino, i aby je zrozumieć posłużyłem się takim rysuneczkiem:

fibot2016-11-15-note-19-03-3

gdzie pokazuję jakiś przebieg napięcia w czasie (krzywa czarna na wykresie V(t), minimalne napięcie 0, zaznaczone jest też poziom 5V), który teraz możemy odczytywać z rozdzielczością 7-miu poziomów (od 0..6). Mamy więc odczyty jako napięcia jako liczby całkowite 0,1,2,..,6 które odpowiadają napięciom 0V, 0.8333V, 1.666V, …, 5V (przedziały napięcia to właśnie dV=5/6V). Przy takiej rozdzielczości nie ma możliwości odróżnić napięć 0.2V, 0.6V czy 0.8V, gdyż te odczyty trafiają do jednego „worka” (tu: zero). Dopiero poziom 0.84V zmienia wartość mojego odczytu (tu: jedynka).

W przpadku Arduino mamy nie 7 dostępnych poziomów, a 1024 (gdyż jest tam przetwornik analogowo cyfrowy 10-cio bitowy, czyli 2^10=1024). Stąd też i dokładność pomiarów dużo lepsza niż na moim rysuneczku. 

Co najciekawsze, wykonaliśmy kalibrację odczytów z analogowego portu Arduino – posłużyliśmy się multimetrem. Okazało się bowiem, że bez tego często pomiary były baaaardzo nietrafione (tj. dużo się różniły wskazania woltomierza od wskazań Arduino). Przyczyną były doś „spracowane” płytki Arduino…

Bardzo ważna była też informacja o dzieleniu liczb: przypominam, że 5/1024 jest zawsze 0 (zero), natomiast 5.0/1024 już nie.

Zapraszam za tydzień!

 

Zajęcia nr 6 – pilot IR, fotorezystor, map() i serwa

Pilot na podczerwień – TSOP22xx

tsop22xx

Czyli wykorzystujemy bibliotekę IRLib wraz z czujką TSOP22xx. Przy tej okazji pokazałem, jak instalowac biblioteki w Arduino IDE na 2 sposoby: z pliku zip, oraz ze środowiska.

Cujka TSOP22xx pożera bardzo mało prądu (jedynie 5 mA – patrz nota katalogowa) i dlatego zdecydowałem się pokazać Wam podłączenie jej bezpośrednio do płytki Arduino (czyli bez przewodów lub płytki stykowej). Jedna nóżka czujki siedziała w GND, druga w pinie numer 13 (zasilanie VCC) a trzecia – sygnałowa – w pinie 12 Arduino – bardzo stabilna konfiguracja. Należało tylko włączyć zasilanie na 13-tce aby odbiornik podczerwieni pracował –  ale to już powinniśmy umieć (ponownie: pamiętacie „zabawy” z LED-ami? no właśnie po to one wszystkie…).

Nasz pierwszy projekt polegał na odczytywaniu kodów klawiszy z domowego pilota, a potem sterowanie trzema LEDami. Przy tej okazji poznaliśmy też wygodny zamiennik instrukcji if/else w języku C – a mianowicie switch/case.

Dzielnik napięć

Wróciliśmy do dzielnika aby pobawić się miernikami oraz… aby za chwilę wykorzystać je w projekcie inteligentnego oświetlenia sterowanego Arduio. Ale to za chwilę. Najpierw fajna (mam nadzieję) zabawa z multimetrem 😉dzielnik_napiec

Dzielnik napięć – bardzo podstawowa wiedza, ale niezbędna podczas zabawy z Arduino i podobnymi. Dlatego zajęcia rozpoczęliśmy od dwóch rezystorów o tej samej wartości, wówczas ze wzoru na dzielnik Uwy= Uwe*R/(R+R1)= 0.5*Uwe i przy pomocy miernika uniwersalnego mierzyliśmy napięcie Uwy. Jako źródło mieliśmy do dyspozycji baterie AAA (różnie – jedni 2 sztuki, inni 4) o różnych napięciu. Dlatego aby prawidłowo wykonać to ćwiczenie trzeba było najpierw zmierzyć napięcie źródła. Dzielnik napięć zbudowaliśmy na płytce stykowej, o tak:

dzielnik1

Gdy już prawidłowo zbudowaliśmy dzielnik napięć i rozumieliśmy co się dzieje z mierzonym napięciem, zastąpiliśmy fotorezystorem.

Fotorezystor

fotorezystor

Oświetlenie fotorezystora powoduje zmniejszenie jego rezystancji (a tym samym zwiększenie płynącego przez niego prądu, jeśli mamy stałe napięcie zasilania). Oświetlenie zmienialiśmy albo zasłaniając ręką fotorezystor, albo oświetlając go latarką z telefonu komórkowego. Dalej zamieniliśmy jeden z rezystorów z naszego dzielnika napięć na fotoopornik i przeprowadziliśmy pomiary napięcia. Układy doświadczalne prezentowały się w ten oto sposób:

dzielnik3 dzielnik2

Warto podkreślić, że istotne jest który rezystor zastępujemy fotoopornikiem. Rysunki poniżej przedstawiają dwa podobne układy dzielnika napięć – zwróć uwagę na wskazania napięcia przy zmianie oświetlenia:

dzielnik52 dzielnik51  Czyli w jednej konfiguracji napięcie rosło oświetlając dzielnik, w drugiej – napięcie malało. Najpierw każdy z nas ustalił więc, co ma na swojej płytce aby kontrolować swój układ.

Odczyt zastanego oświetlenia

W tym ćwiczeniu do zbudowanego układu podłączyliśmy Arduino z pinem analogowym i odczytywaliśmy napięcie, niezależnie od miernika – to ważne, aby kontrolować to co wypisuje nam Arduino niezależnym miernikiem (u nas multimetrem). Ponownie okazało się, że aby otrzymać wyniki bardzo zbliżone do multimetru należało najpierw upewnić się jakie mamy faktycznie napięcie 5V w naszym Arduino (wiadomo – uczniowie/studenci popełniają błędy –  a kto nie! – i płytka się uszkadza…. są więc płytki z napięciem 4.7V zamiast katalogowych 5V).

Inteligentne oświetlenie

Do układu podłączyliśmy LEDa, którego jasnością sterowaliśmy poprzez Arduino z pinem PWM (poprzednie zajęcia z przykładem Fade). Zabawa miała polegać na oprogramowaniu układu tak, aby LED gasł gdy jest dużo światła zastanego (mierzonego przez fotorezystor i wejście analogowe Arduino), oraz aby LED świecił mocniej i mocniej gdy światła zastanego braknie. Takie proste, ale inteligentne oświetlenie 😉

Tutaj poznaliśmy nową funkcję z biblioteki Arduino: map(). Funkcja ta przeskalowywała (liniowo) podaną wartość z pewnego zakresu (dziedziny, poniżej oznaczonej jako wartości od min_x do max_x), na inna wartość z innego zakresu (przeciwdziedzina, od min_y do max_y). Formalnie wygląda to następująco:

map(war,  min_x, max_x,  min_y, max_y)

co oznacza, że chcemy przeskalować wartość war z zakresu min_x do max_x, na wartość z przedziału min_y do max_y. W naszym przykładzie chodziło o przeskalowanie wartości odczytywanych przez analogRead (czyli wartości od 0 do 1023) do wartości podawanych do sterowania jasnością LEDa (przez PWM, czyli z zakresu 0..255). Dlatego skalowaliśmy

war2= map(war, 0, 1023, 255, 0);

To liniowe skalowanie przez funkcję map() nie ma „magii” w sobie, to proste wykorzystanie funkcji liniowej y=ax+b, znanej Wam z lekcji matematyki plus umiejętność rozwiązania układu równań. Dopowiadając: w liniowym skalowaniu mamy 2 nieznane parametry – współczynniki a i b prostej. Musimy więc podać dwa równania aby je wyznaczyć (chyba każdy pamięta, że do narysowania prostej potrzebne są tylko dwa punkty? więc stąd dwa równania…). Posługuję się wartościami krańcowymi, oczywistymi przy naszym zagadnieniu: chcę bowiem, by do PWMa trafiło 255 gdy na wejściu z analogRead-a było 0 (pierwsze równanie: y=255 gdy x=0), oraz chcę, by mieć wartość y=0 gdy podaję x=1023 (drugie równanie). Oba punkty podstawiam do niewiadomego y=a*x+b i otrzymuję układ równań. Funkcja map() znajduje a i b za nas i wyznacza każdą inną wartość leżącą na tej prostej.

UWAGA: map() działa tylko na liczbach całkowitych!

Przyjrzyjcie się ponownie mojemu rysunkowi – to prosta matematyka w zastosowaniu 😉

map2

Sterowanie jasnością LDEa przez PWM robiliśmy poleceniem analogWrite(9, war2);

Okazało się, że aby wszystko działało dość widowiskowo należało najpierw wyskalować nasze odczyty jasności zastanej zmniejszając zakres…. W wielu przypadkach było więc potrzebne:

war2 = map(war, 400, 800, 255, 0);

co sprawdziło się metodą prób-i-błędów – w tym celu mocno debugowaliśmy nasz kod wypisując na ekran monitora odczytywane liczby.

Serwo silnik (a właściwie mikro-serwo)

serwo1Czyli silnik, który obraca się od 0 do 180 stopni (ma blokadę na inne wychylenia). Potem utrzymuje swoją pozycję. Służy do tworzenia obrotowych ramion itd…

Trzy przewody – zasilanie (czerowny +5V, czarny/brązowy GND) oraz jeden sterujący – musi być PWM. Za dużo nie wnikałem o co chodzi w sterowaniu tym silnikiem, tylko wspomniałem o potencjometrze wewnątrz i o wypełnieniu sygnału sterującego… więcej może później? Zobaczymy.

 

Do sterowania tym silnikiem użyliśmy 2 nowych funkcji z nowej biblioteki:

  • #include <Servo.h> – na początku programu informujemy, że chcemy funkcje z tej nowej biblioteki
  • Servo silniczek; tworzymy zmienną typu silnik-serwo, czyli właśnie o to nam chodzi!
  • silniczek.attach(3); powoduje przekazanie informacji do Arduino, że sterujemy silnikiem przez pin numer 3 (przypominam: musi być to pin PWM, czyli jak nie 3, to 5,9…)
  • silniczek.write(133); ustawia nasz silnik w pozycji 133 stopni. Albo na dowolny inny z zakresu 0..180 stopni. Dziecinie proste 😉

Serwo sterowane z klawiatury

Przypomnieliśmy sobie jak odczytywać liczby z klawiatury (funkcja parseInt() dla obiektu Serial) i stworzyliśmy program ustawiający silnik w pozycji wczytanej z klawiatury. Proste a przyjemne. No i zawsze warto powtarzać wiedzę 😉

Prąd „zjadany” przez serwo – mierzymy!

W skrajnych ustawieniach serwa (tj. w okolicy 0 stopni, oraz w okolicach 180 stopni) słyszymy buczenie/piszczenie serwo-silnika. Coś się dzieje. Amperomierz w garść i mierzymy prąd.

serwo1

Przyjrzyj się uważnie obrazkowi i zwróć uwagę, jak podłączony jest amperomierz.

Oczywiście w wirtualnym Arduino silniczek serwo jest idealny i nie widzimy tego, co było u nas na zajęciach….

Dodatkowo: w przypadku mierników uniwersalnych ustaw największą wartość prądu, jaką się spodziewasz dostać – nie odwrotnie! W przeciwnym przypadku zwiększając zakres przepalisz bezpiecznik w multimetrze…

Serwo sterowane pilotem na podczerwień

W tym przykładzie wróciliśmy do początku zajęć i ponownie wykorzystaliśmy pilot od telewizora  – tym razem czytywaliśmy klawisze i ustawialiśmy serwo na konkretną wartość kąta. Dwa przyciski obracały serwo w lewo i w prawo, trzeci zaś ustawiał serwo w pozycję 90 stopni.

Serwo pracy ciągłej (aka 360 stopni)

Serwo obrotowe360stop. FS90R 1,3kg/cm FeetechPoznaliśmy też serwa obracające się „w kółko”, ale z kontrolą szybkości swoich obrotów. Sterowanie polegało na używaniu funkcji writeMicroseconds(), w której komenda STOP dla silnika wymagała podania wypełnienia 1500 ms, natomiast wypełnienie z zakresu 1501-2000 ms oznaczało obrót w prawą stronę z prędkością proporcjonalną do tego wypełnienia (i analogicznie z obrotami w lewą stroną – wypełnienie z przedziału 1000-1499 ms).

Ta sama funkcja writeMicroseconds() może być przydatna w korygowaniu niedoskonałości tanich, chińskich serw, które nie trzymają katalogowych parametrów – obrót od 0 do 180 stopni. Proszę tylko obchodzić się z nią ostrożnie, bo z poprzedniego ćwiczenia – gdzie mierzyliśmy prąd zjadany przez serwo – wiemy, że dużo się dzieje w skrajnych położeniach.

Koniec? Początek!

Z wielkim niedosytem kończymy nasze spotkania w ramach Talentów XXI w. Niedosyt bierze się z faktu, że umiemy obsługiwać kilka fajnych „klocków” i aż się prosi, aby je teraz połączyć w jakąś całość (samochodzik sterowany pilotem, albo obrotowa wieżyczka z laserem). Ale czas naszych spotkań dobiegł końca. Cóż… zachęcam do samodzielnej pracy i koniecznie pochwalcie się swoimi osiągnięciami – dlatego dla Was jest to początek przygody z Arduino (mam nadzieję!). Proszę śmiało pisać do mnie na email! Pozdrawiam i dziękuję za wspólną pracę, K. Gawryluk