Proiect WiFi Car Revolutions (partea I)

La fel ca și în cazul filmelor de succes, reluarea repetată a unei idei este destul de periculoasă din cauza epuizării rând pe rând a variantelor interesante ce pot capta atenția. Totuși, în cadrul proiectului de față vom relua problematica realizării unei platforme robotice comandate prin WiFi sperând să vă păstrăm în continuarea atenția și interesul prin propunerea unei soluții ”revoluționare” atât ca și componente hardware utilizate cât și ca modalitate de comandă.

Platforma robotică propusă se bazează pe aceiași platformă FlexyBot utilizată și în precedentele două WiFi Car (WiFi Car și WiFi Car Reloaded). Se poate utiliza atât varianta cu două motoare cât și varianta cu patru motoare (comandă unificată pentru motoarele de pe aceiași parte a platformei).

2

Pentru implementarea comenzii vom utiliza o soluție clasică: placă de dezvoltare Arduino Uno R3 și shield driver de motoare L298 (shield utilizat și în prima versiune a WiFi Car). Pentru a realiza conexiunea WiFi vom utiliza o componentă Adafruit HUZZAH ESP8266 ce permite o conversie între comunicația de rețea WiFi și comunicația serială.

3

Noua soluție de implementare a comenzii are următoarele avantaje:

  • Un cost mai mic (placa de dezvoltare Arduino Uno + modulul Adafruit HUZZAH sunt mai ieftine împreună decât placa de dezvoltare Arduino Yun);
  • Se poate implementa o alimentare comună, placa de dezvoltare se poate alimenta direct prin intermediul shield-ului de motoare – se poate utiliza o singură sursă de alimentare de 7.4V (accumulator LiPo cu două celule) sau 9V (cutie 6 baterii AA) direct pe pinii de alimentare a shieldului cu jumperul de alimentare pus;

4

  • Soluția este extrem de familiară fiind similară cu soluția propusă de kit-ul FlexyBot Doua Motoare Controlat prin Bluetooth – doar se înlocuiește modulul bluetooth cu cel WiFi – conectorul este compatibil cu noul modul fiind vorba tot de comunicație serială. Aveți grijă să potriviți pinul de GND al modulului cu pinul de GND al conectorului de pe shield.

5

 

Înainte de montarea modulului WiFi pe shield el trebuie programat, după montare nu mai este posibilă programarea deoarece pinii de programare sunt utilizați pentru comunicația serială cu placa Arduino Uno.

Pentru programarea și utilizarea modulului Adafruit HUZZAH este necesată parcurgerea materialului următor:

Adafruit HUZZAH ESP8266 breakout

https://learn.adafruit.com/adafruit-huzzah-esp8266-breakout

Programul ce va rula pe modulul Adafruit este derivat din exemplul WiFiTelnetToSerial al extensiei esp8266 pentru Arduino IDE (codul a fost testat utilizând Arduino IDE 1.8.1 și extensia esp8266 2.3.0):

#include <ESP8266WiFi.h>

#define MAX_SRV_CLIENTS 1

const char* ssid = ““;

const char* password = ““;

WiFiServer server(23);

WiFiClient serverClients[MAX_SRV_CLIENTS];

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  Serial.println();

  WiFi.begin(ssid, password);

  uint8_t i = 0;

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && i++ < 20)

delay(500);

  if(i == 21){ while(1) delay(500); }

   server.setNoDelay(true); }

 

void loop() {

  uint8_t i;

  if (server.hasClient()){

    for(i = 0; i < MAX_SRV_CLIENTS; i++){

      if (!serverClients[i] ||

                      !serverClients[i].connected()){

        if(serverClients[i]) serverClients[i].stop();

        serverClients[i] = server.available();

        serverClients[i].println(F(“=== WiFi Car Revolutions ===”));

        continue;

      }

    }

    WiFiClient serverClient = server.available();

    serverClient.stop();

  }

  for(i = 0; i < MAX_SRV_CLIENTS; i++){

    if (serverClients[i] && serverClients[i].connected()){

      if(serverClients[i].available()){

        while(serverClients[i].available())

Serial.write(serverClients[i].read()); }

    }

  }

  if(Serial.available()){

    size_t len = Serial.available();

    uint8_t sbuf[len];

    Serial.readBytes(sbuf, len);

    for(i = 0; i < MAX_SRV_CLIENTS; i++){

      if (serverClients[i] &&

                      serverClients[i].connected()){

        serverClients[i].write(sbuf, len);

        delay(1);  }

    }

  }

}

Pentru încărcarea codului se va utiliza un cablu USB to TTL sau un conector FTDI. Modulul WiFi va încerca conectarea într-o rețea WiFi locală ce oferă IP-ul dinamic prin DHCP – credențialele de conectare (ssid și password) trebuie personalizate în program.

După programarea modulului WiFi el poate fi conectat la platforma mobilă și se poate trece la programarea plăcii Arduino Uno. Codul pentru componenta Arduino este similar cu codul utilizat în cadrul variantei WiFi Car Reloaded pentru componenta 32U4 – programul va avea rolul de a transpune comenzile primite serial în comenzi către motoare (apar deosebiri la pinii de comandă ai motoarelor și la portul serial folosit, în cazul de față vom utiliza un port serial software – toate specifice shield-ului de motoare folosit).

#define MOTOR2_PIN1 3

#define MOTOR2_PIN2 5

#define MOTOR1_PIN1 6

#define MOTOR1_PIN2 9

#include “SoftwareSerial.h”

SoftwareSerial mySerial(2,4);

int vs = 0;

int vd = 0;

void setup()

{ mySerial.begin(9600);

  pinMode(MOTOR1_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR1_PIN2, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN2, OUTPUT); }

 

void loop()

{ if (mySerial.available()) {

    char c = (char)mySerial.read();

    switch (c) {

      case ‘i’:

        if (vs<245) vs=vs+10;

        if (vd<245) vd=vd+10;

        mySerial.print(“Viteza: “);

        mySerial.print(vs);

        mySerial.print(“/”);

        mySerial.println(vd);

        break;

      case ‘b’:

        if (vs>-245) vs=vs-10;

        if (vd>-245) vd=vd-10;

        mySerial.print(“Viteza: “);

        mySerial.print(vs);

        mySerial.print(“/”);

        mySerial.println(vd);

        break;

      case ‘s’:

        if (vs<245) vs=vs+10;

        if (vd>-245) vd=vd-10;

        mySerial.print(“Viteza: “);

        mySerial.print(vs);

        mySerial.print(“/”);

        mySerial.println(vd);

        break;

      case ‘d’:

        if (vs>-245) vs=vs-10;

        if (vd<245) vd=vd+10;

        mySerial.print(“Viteza: “);

        mySerial.print(vs);

        mySerial.print(“/”);

        mySerial.println(vd);

        break;       

      case ‘x’:

        vs=0;

        vd=0;

        mySerial.print(“Viteza: “);

        mySerial.print(vs);

        mySerial.print(“/”);

        mySerial.println(vd);

        break;

    }

  }

  mySerial.flush();

  go(vs,vd);

  delay(50);

}

 

void go(int speedLeft, int speedRight) {

  if (speedLeft > 0) {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, speedLeft);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, 0);

  }

  else {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, -speedLeft);

  }

  if (speedRight > 0) {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, speedRight);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, 0);

  }else {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, -speedRight);

  }

}

Comanda platformei robotice rezultate se poate face, la fel ca și în cazul WiFi Car Reloaded,  utilizând un client telnet (adresa de conectare este adresa IP alocată modulului WiFi prin DHCP) și comenzile i, d, s, b, x:

6

Sau utilizând aplicația Android RoboRemoFree – Arduino control:

7

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.hardcodedjoy.roboremofree

și configurând o interfață cu cinci butoane pentru comenzile i, d, s, b, x.

8

Adresa de conectare va fi adresa IP a sistemului și portul va fi portul 23 (specific protocolului telnet):

9

 

 

 

 

Proiect WiFi Car Reloaded (partea a II-a)

Adăugarea unei camere video la o platformă mobilă (mașină teleghidată) oferă posibilitatea extinderii funcționalității exploratorii – utilizatorul va putea să controleze la distanță platforma mobilă văzând efectiv mediul în care aceasta se mișcă. Această facilitate este folosită uzual la roboții teleghidați ce explorează medii periculoase (roboți de deminare de exemplu) sau medii inaccesibile omului. WiFi Car Reloaded își propune adăugarea acestei funcționalități pentru a crește cazurile de utilizare posibile.

Pentru a nu crește costul sistemului vom utiliza o cameră web USB obișnuită dar se poate modifica foarte ușor proiectul pentru a utiliza o cameră serială de exemplu. Calitatea camerei web va da performanțele de achiziție a imaginilor pentru sistem. Conectarea unei camere web USB la un sistem ce rulează OpenWRT a fost explicată în lecția ”Ce putem face cu o cameră web veche?” dar vom relua pe scurt elementele principale ale configurației în cele ce urmează.

Conectarea unei camere web USB la placa LinkIt Smart 7688 Duo necesită un adaptor OTG (imagine de mai jos).

2

După conectarea fizică a camerei trebuie să verificăm recunoașterea corectă a dispozitivului USB de către sistemul de operare, se face cu ajutorul următoarelor comenzi (în consola OpenWRT):

dmesg – va afișa mesajele generate de nucleu sistemului de operare la conectarea dispozitivului USB;

3

lsusb – va enumera dispozitivele USB conectate;

4

lsusb -s 001:002 -v | egrep “Width|Height” – ne permite identificarea modurilor video – rezoluțiilor – suportate;

5

ls /dev/video* –  va enumera dispozitivele video din sistem.

6

În cazul în care una dintre comenzile prezentate nu este recunoscută sau camera video nu este recunoscută ca dispozitiv USB sau video se va verifica dacă pachetele software necesare sunt instalate:

opkg update 

opkg install kmod-video-uvc kmod-video-core

opkg install usbutils

opkg install mjpg-streamer

Pentru transmisia live de imagine se va utiliza programul mjpg-streamer (instalat de ultima comandă din blocul anterior). Comanda de pornire a acestuia este:

mjpg_streamer -i “input_uvc.so -d /dev/video0 -y” -o “output_http.so”

Accesarea imaginilor transmise se poate face la adresele:

Flux video:

http://adresa_IP_sistem:8080/?action=stream

Imagini:

http://adresa_IP_sistem:8080/?action=snapshot

Pentru ca aplicația mjpg-streamer să pornească în mod automat trebuie ca în fișierul /etc/config/mjpg_streamer să configurați parametrul enabled (și alți parametrii dacă este cazul):

config mjpg-streamer ‘core’

        option enabled ‘1’

        option input ‘uvc’

        option output ‘http’

        option device ‘/dev/video0’

#       option resolution ‘320×240’

        option yuv ‘1’

        option quality ’80’

        option fps ’15’

#       option led ‘auto’

#       option www ‘/www/webcam’

        option port ‘8080’

#       option username ‘openwrt’

#       option password ‘openwrt’

și să executați comanda:

/etc/init.d/mjpg-streamer enable

Pentru mai multe informații despre configurarea programului mjpg-streamer puteți consulta materialul:

Webcam with the Linux UVC driver [OpenWrt Wiki]

https://wiki.openwrt.org/doc/howto/webcam

În acest moment mașina emite imagini live și poate fi comandată simultan prin WiFi. Pentru vizualizarea imaginilor se poate utiliza un client web (browser) sau o aplicație multimedia (VLC de exemplu – captura de ecran de mai jos).

7

Pentru a putea realiza o comandă mai bună a platformei robotice vom înlocui clientul telnet utilizat până acum cu o aplicație mobilă pentru dispozitivele Android: RoboRemoFree – Arduino control:

8

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.hardcodedjoy.roboremofree

Această aplicație a fost creată pentru proiecte bazate pe platforma Arduino și module de comunicație bluetooth  sau pentru platforme bazate pe circuitul WiFi ESP8266 dar noi o vom putea utiliza fără probleme pentru platforma noastră. Mai multe despre proiectul Robo Remo puteți găsi la adresa:

RoboRemo – Customizable Bluetooth / Internet / WiFi Remote Control App

http://www.roboremo.com/

Pentru configurarea aplicației mobile trebuie să edităm interfața utilizator (edit ui) și să adăugăm cinci controale de tip buton pe care definim acțiunile (set press action): i, d, s, b, x. După finalizarea interfeței ne vom conecta prin rețea (Internet (TCP)) la adresa adresa_ip_sistem:2001 . În acest moment mașina poate fi comandată prin intermediul aplicației mobile iar timpul de reacție este mult mai bun față de varianta prin intermediul protocolului HTTP.

10

9

 

Un ultim sfat: pentru a scădea încărcarea sistemului OpenWRT puteți activa doar comunicația între portul 2001 și a portului serial /dev/ttyS0 . În fișierul /etc/ser2net.conf se vor comenta toate liniile de după linia ce definește comunicația utilizată:

2001:raw:600:/dev/ttyS0:9600 NONE 1STOPBIT 8DATABITS XONXOFF LOCAL -RTSCTS

#2002:raw:600:/dev/ttyS1:9600 NONE 1STOPBIT 8DATABITS XONXOFF LOCAL -RTSCTS

#2003:raw:5:/dev/ttyS2:9600

#2004:raw:5:/dev/ttyS3:115200

 

 

Dacă sunteți în căutare de idei suplimentare vă recomandăm și următoarele proiecte:

Wi-Fi RC Car – Qi Enabled – Arduino Project Hub

https://create.arduino.cc/projecthub/ioanniskydonis/wi-fi-rc-car-qi-enabled-b972b2

WiFi Controlled Mobile Robot | Adafruit Learning System

https://learn.adafruit.com/wifi-controlled-mobile-robot/

Arduino RC Car With FPV Camera

http://www.instructables.com/id/Arduino-RC-Car-with-FPV-Camera/

Make a remote tank with LinkIt smart 7688 Duo and MCS gamepad channel

https://iamblue.gitbooks.io/linkit-smart-nodejs/content/en/cloud/gamepad.html

arduino WiFi remote control car – WiFi arduiCar

http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/arduino-wifi-remote-control-car-wifi-arduicar/

Lukse.lt » Carambola powered robot v2

http://lukse.lt/uzrasai/2013-01-carambola-powered-robot-v2/

Proiect WiFi Car Reloaded (partea I)

Așa cum am prezentat și în proiectul precedent (WiFi Car), realizarea unei platforme robotice comandate la distanță prin intermediul unei conexiuni WiFi se poate realiza foarte simplu prin intermediul unei plăci de dezvoltare mixte (microprocesor + microcontroler) – Arduino Yun sau echivalentă. În cadrul lecției de față vom relua aceiași provocare dar vom aduce o serie de îmbunătățiri atât la nivel hardware cât și la nivel funcțional.

1

Din punct de vedere hardware ne propunem să utilizăm o placă de dezvoltare similară cu placa Arduino Yun dar de dimensiuni mult mai mici, în plus nu vom mai utiliza un șasiu cu 2 motoare ci unul cu 4 motoare pentru o stabilitate crescută și o manevrabilitate mult mai bună. Din punct de vedere funcțional vom adăuga posibilitatea de control prin intermediul unei aplicații mobile și transmiterea de imagini live direct de pe platforma robotică (vom adăuga o cameră ce va transmite de pe WiFi Car).

Șasiul utilizat pentru implementare este asemănător cu cel folosit anterior dar dispune de 4 roți și 4 motoare oferind, în ciuda unui consum mai mare, o stabilitate foarte bună și o posibilitate de control al direcției superioară variantei cu doar 2 motoare:

2

https://www.robofun.ro/kit-roboti/flexybot-4-motoare

Placa de dezvoltare utilizată este o placă MediaTek LinkIt Smart 7688 Duo, placă cu aceleași facilități funcționale și performanțe ca și placa de dezvoltare de Arduin Yun dar la un preț și o dimensiune mult mai mici:

3

https://www.robofun.ro/wireless/wireless-wifi/linkit-smart-7688-duo

Pentru controlul motoarelor vom utiliza un driver dual de curent Pololu DRV8835 ce permite o logică de comandă între 2V și 7V și o tensiune de comandă de pănă la 11V și 1.2A per canal (potrivit pentru mașina noastra ce va avea o logică de comandă de 3.3V și o tensiune de alimentare a motoarelor de 7.4V și un curent de 2x300mA per canal):

4

https://www.robofun.ro/mecanice/driver/driver_dc/drv8835-dual-motor-driver

5

Alimentarea mașinii se va face prin intermediul unui accumulator LiPo de 7.4V și capacitate 1800mAh dar dacă se dorește o autonomie mai mare se poate înlocui varianta indicată cu un accumulator de capacitate mai mare. Atenție!!! Utilizarea accumulatorilor LiPo necesită anumite precauții specifice (pericol de explozie / incendiu). Pentru începători este recomandată utilizarea unei cutii de 6 baterii AA – la fel ca și în lecția precedentă – conectarea este identică atât pentru accumulatorul LiPo cât și pentru cutia de baterii.

https://www.robofun.ro/surse_de_alimentare/acumulatori/acumulator-lipo-gens-1800mah

Tensiunea oferită de accumulator va alimenta în mod direct motoarele prin intermediul driverului de curent dar pentru alimentarea plăcii de dezvoltare, deoarece nu există regulator de tensiune pe placă, este nevoie de un regulator step-down de 5V extern, de exemplu:

6

https://www.robofun.ro/surse_de_alimentare/regulator_step_down/pololu-5v-1a-step-down-voltage-regulator-d24v10f5

Astfel, sistemul de alimentare al mașinii are următoarea schemă (este inclus și un întrerupător pentru oprirea alimentării, este util dar opțional):

7

Schema de interconectare a componentelor de comandă este următoarea:

8

După cum se poate vedea din schema de interconectare, placa de dezvoltare se va alimenta la 5V (ieșirea regulatorului de tensiune) iar motoarele (prin intermediul driverului de curent) la 7.4V/9V. Placa de dezvoltare dispune totuși de un regulator de tensiune intern ce coboară tensiunea de la 5V la 3.3V, ieșirea de 3.3V va fi utilizată pentru a indica driverului de curent nivelul tensiunii de comandă (spre deosebire de placa Arduino Yun care avea logica pinilor pe 5V, placa LinkIt Smart 7688 Duo are logica pinilor pe 3.3V). La ieșirea driverului de curent se vor conecta câte două motoare pe fiecare canal (cele din dreapta pe un canal, cele din stânga pe celălalt canal).

Comanda individuală a celor patru motoare nu este necesară deoarece controlul direcției se poate face foarte bine și prin comanda simultană a motoarelor de pe aceiași parte. Placa va comanda motoarele de pe partea stângă prin intermediul pinilor digitali 5 și 6 iar motoarele de pe partea dreaptă prin intermediul pinilor digitali 9 și 10 (toți cei patru pini au facilitate de ieșire PWM). Dacă, la punerea în funcțiune a mașinii, se observă anomalii de tipul: motoarele de pe aceiași parte se rotesc în sens invers sau în loc ca mașina să meargă înainte se rotește înseamnă că motoarele au fost conectate încrucișat și trebuie modificată conectarea acestora.

Noua platformă WiFi Car (Reloaded) poate fi programată în mod similar cu vechea platformă WiFi Car (placa LinkIt Smart 7688 Duo are aproape aceiași arhitectură cu placa Arduino Yun și rulează tot sistemul de operare OpenWRT) – singura modificare necesară este schimbarea definițiilor de conectare a pinilor de comandă.

Nu vom continua dezvoltarea programului din proiectul precedent ci vom propune o nouă abordare în comanda la distanță a WiFi Car. Noul sistem software va avea două componente: o componentă ce va rula pe microprocesorul plăcii (sub OpenWRT) și se va ocupa de retransmiterea traficului de rețea către portul serial al microcontrolerului și o componentă ce va rula pe microcontrolerul ATmega32U4 și se va ocupa cu comanda motoarelor conform mesajelor primite pe serială (similar cu funcționarea unei mașini comandate prin bluetooth).

Programul ce va rula pe microcontrolerul ATmega32U4 este următorul (programarea plăcii se poate face, la fel ca și în cazul plăcii Arduino Yun, prin WiFi – Over The Air):

#define MOTOR2_PIN1 10

#define MOTOR2_PIN2 9

#define MOTOR1_PIN1 6

#define MOTOR1_PIN2 5

int vs = 0;

int vd = 0;

void setup() {

  pinMode(MOTOR1_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR1_PIN2, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN2, OUTPUT);

  Serial1.begin(9600); }

void loop() { 

  if (Serial1.available()) {

    char c = (char)Serial1.read();

    switch (c) {

      case ‘i’:

        if (vs<245) vs=vs+10;

        if (vd<245) vd=vd+10;

        Serial1.print(“Viteza: “);

        Serial1.print(vs);

        Serial1.print(“/”);

        Serial1.println(vd);

        break;

      case ‘b’:

        if (vs>-245) vs=vs-10;

        if (vd>-245) vd=vd-10;

        Serial1.print(“Viteza: “);

        Serial1.print(vs);

        Serial1.print(“/”);

        Serial1.println(vd);

        break;

      case ‘s’:

        if (vs<245) vs=vs+10;

        if (vd>-245) vd=vd-10;

        Serial1.print(“Viteza: “);

        Serial1.print(vs);

        Serial1.print(“/”);

        Serial1.println(vd);

        break;

      case ‘d’:

        if (vs>-245) vs=vs-10;

        if (vd<245) vd=vd+10;

        Serial1.print(“Viteza: “);

        Serial1.print(vs);

        Serial1.print(“/”);

        Serial1.println(vd);

        break;       

      case ‘x’:

        vs=0;

        vd=0;

        Serial1.print(“Viteza: “);

        Serial1.print(vs);

        Serial1.print(“/”);

        Serial1.println(vd);

        break;

    }

  }

  Serial1.flush();

  go(vs,vd);

  delay(50);

}

void go(int speedLeft, int speedRight) {

  if (speedLeft > 0) {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, speedLeft);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, 0);

  }

  else {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, -speedLeft);

  }

  if (speedRight > 0) {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, speedRight);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, 0);

  }else {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, -speedRight);

  }

}

Se observă că programul preia de pe portul serial Serial1 (portul serial ce face legătura între microprocesor și microcontroler) comenzile de înainte (i), dreapta (d), stânga (s), înapoi (b) și stop (x) și le transmite către motoare. Comenzile constau în modificarea (incrementarea sau decrementarea cu 10) celor două viteze (a motoarelor de pe partea dreapta și a motoarelor de pe partea stângă).

Înainte de a implementa cea de a doua componentă software a sistemului, componenta de legătură între conexiunea WiFi și comunicația serială dintre cele două circuite programabile ale plăcii de dezvoltare, trebuie să configurăm placa LinkIt Smart 7688 Duo să poată acceseze Internet prin intermediul unei rețele WiFi locale – configurația inițială a plăcii – similară cu partea de configurare inițială din lecția precedentă. Pentru configurarea de bază / inițială a plăcii de dezvoltare LinkIt Smart 7688 Duo se poate consulta următorul material:

LinkIt Smart 7688 Duo – Seeed Wiki

http://wiki.seeed.cc/LinkIt_Smart_7688_Duo/

Testarea configurației următoare a fost realizată pe o placă LinkIt Smart 7688 Duo cu firmware 0.9.4.

Componenta software ce va rula pe microprocesorul sistemului sub OpenWRT este aplicația ser2net ce trebuie instalată:

opkg update

opkg install ser2net

Pentru pornirea automată a aplicației la restarea sistemului vom crea fișierul /etc/init.d/ser2net cu următorul conținut:

#!/bin/sh /etc/rc.common

START=10

STOP=15

start(){

ser2net

}

stop(){

killall ser2net

}

După care vom activa pornirea aplicației și vom porni efectiv aplicația:

chmod +x /etc/init.d/ser2net

/etc/init.d/ser2net enable

/etc/init.d/ser2net start

Pentru a transmite comenzile către mașină vom utiliza o aplicație client telnet (putty de exemplu) și ne vom conecta la adresa IP locală a plăcii de dezvoltare pe portul 2001. În consola telnet vom trimite comenzile descrise anterior (caracterele i, s, d, b, x) – captură de ecran de mai jos.

9

În partea a doua a proiectului vom vedea cum putem realiza comanda prin intermediul unei aplicații mobile și, bineînțeles, cum putem adăuga sistemului nostru o cameră video.

RoboTEC 2017 LigaAC

RoboTEC este o competiţie internaţională între roboţi care se desfăşoară în perioada 24-26 martie, la Timişoara. În cadrul concursului, se pot înscrie echipe formate din 3 studenţi, cu posibilitatea de a fi însoţiţi de un cadru didactic (mentor).
Fiecare echipă construieşte un robot pentru una dintre cele 5 categorii ale concursului: urmărirea liniei, ieşirea din labirint, mini-sumo, mega-sumo şi freestyle. Astfel, participanţii au şansa de a-şi aprofunda cunoştinţele de programare, de a le pune în practică şi de a interacţiona cu alţi studenţi, atât din Timişoara, cât şi din lume.
Aşadar, înscrie-te şi tu la RoboTEC până la data de 15 martie,construieşte-ţi roboţelul autonom, inteligent şi puternic şi câştigă marea competiţie!
Pentru a completa formularul de înscriere şi a afla mai multe detalii, accesează site-ul oficial: https://robotec.ligaac.ro/.

Proiect WiFi Car

Realizarea unei mașini teleghidate este o provocare plăcută pentru orice pasionat de electronică indiferent dacă este începător sau veteran. Dacă soluțiile clasice RC bazate pe frecvențe subgigahertz sau bazate pe protocolul bluetooth sunt exemplificate într-o multitudine de proiecte, varianta de comandă radio prin protocol WiFi este puțin mai problematică din cauza consumului și costurilor mari pentru componenta de comunicație. În cadrul proiectului de față vom prezenta o soluție simplă de realizarea a unei mașini controlate prin WiFi bazându-ne pe următoarele componente:

  1. Un șasiu FlexyBot cu cu două motoare:

2

https://www.robofun.ro/kit-roboti/flexy-bot-2-motoare

  1. O placă de dezvoltare Arduino Yun ce va asigura atât partea de logică de comandă cât și partea de comunicație WiFi:

3https://www.robofun.ro/wireless/wireless-wifi/arduino_yun

  1. Un shield driver de motoare bazat pe circuitul L298:

4

https://www.robofun.ro/shields/shield-motoare-l298-v2

Asamblarea celor trei componente este simplă și este prezentată detaliat în pagina produsului FlexyBot. Nu există deosibiri majore între placa Arduino Uno și placa Arduino Yun în această fază. Nu alimentați ansamblul până nu parcurgeți următorii pași ai lecției (Configurarea inițială a plăcii Arduino Yun și Alimentarea WiFi Car).

Configurarea inițială a plăcii Arduino Yun

Configurarea inițială a plăcii Arduino Yun este prezentată în materialul:

Start with Arduino Yun

http://www.arduino.org/learning/getting-started/getting-started-with-arduino-yun

În funcție de modul în care doriți să interacționați cu WiFi Car există două posibile configurații WiFi:

  1. Să lăsați placa Arduino Yun configurată ca WiFi AP – configurație utilă dacă doriți să accesați WiFi Car și în afara acoperirii unei rețele WiFi cunoscute, vă veți conecta cu un dispozitiv de comandă la AP-ul WiFi Car.
  2. Să configurați placa Arduino Yun să se conecteze la o rețea WiFi – această configurația are avantajul de a oferi posibilă conectivitate Internet plăcii Arduino Yun dar este dependentă de aria de acoperire a rețelei WiFi prin care se va face comanda la distanță.

Indiferent de varianta aleasă, utilizarea plăcii Arduino Yun oferă marele avantaj al posibilității programării la distanță a WiFi Car – nu trebuie să conectați, deconectați, reconectați cablul USB la fiecare nouă testare de program. Totul se poate face la distanță prin selectarea portului OTA (Over-The-Air).

5

 

Alimentarea WiFi Car

Pentru alimentarea WiFi Car se vor folosi două elemente distincte: o cutie de baterii ce va alimenta motoarele prin intermediul shield-ului și o baterie USB pentru a alimenta placa Arduino Yun. În cadrul testelor s-a utilizat o cutie cu 6 baterii AA și un USB Battery Pack de 2000mAh.

6

https://www.robofun.ro/surse_de_alimentare/baterii/cutie-6-baterii-cablu

7

https://www.robofun.ro/surse_de_alimentare/acumulatori/usb-battery-pack-2200-mah-capacity-5v-1a-output

Cele două surse de alimentare distincte oferă o mai mare stabilitate plăcii de comandă Arduino Yun neproducând fluctuații ale tensiunii de alimentare la manevrele de pornire / oprire a motoarelor. În plus de asta, placa Arduino Yun nu are regulator de tensiune integrat (cum are placa Arduino Uno) și din acest motiv trebuie alimentată cu o tensiune de fix 5V.

ATENȚIE!!! Conectarea jumperului de pe shield-ul driver de motoare ce permite alimentarea plăcii de dezvoltare din aceiași sursă ca motoarele va conduce la arderea imediată a plăcii Arduino Yun deoarece aceasta nu acceptă pe pinul Vin altă tensiune decât fix 5V.

8

 

Programarea WiFi Car

Programul ce va rula pe microcontrolerul ATmega32U4 al plăcii Arduino Yun va utiliza biblioteca software Bridge pentru a crea legătura dintre comanda motoarelor și comenzile web pe care le vom trimite prin conexiunea WiFi.

#include <Bridge.h>

#include <BridgeServer.h>

#include <BridgeClient.h>

BridgeServer server;

Configurarea și comanda motoarelor este similară cu utilizarea shield-ului în conjuncție cu o conexiune bluetooth sau un algoritm local de tip evitare de obstacole sau urmărire de linie.

#define MOTOR2_PIN1 3

#define MOTOR2_PIN2 5

#define MOTOR1_PIN1 6

#define MOTOR1_PIN2 9

void setup() {

  Bridge.begin();

  pinMode(MOTOR1_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR1_PIN2, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN1, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN2, OUTPUT);

  server.listenOnLocalhost();

  server.begin();

}

void go(int speedLeft, int speedRight) {

  if (speedLeft > 0) {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, speedLeft);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, 0);

  } else {

    analogWrite(MOTOR1_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR1_PIN2, -speedLeft);

  }

  if (speedRight > 0) {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, speedRight);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, 0);

  } else {

    analogWrite(MOTOR2_PIN1, 0);

    analogWrite(MOTOR2_PIN2, -speedRight);

  }

}

În cadrul secțiunii loop() se vor prelua, prin intermediul bibliotecii Bridge, conexiunile de comandă și se vor trimite către procedura process() pentru execuție.

void loop() { 

  BridgeClient client = server.accept();

  if (client) {

    process(client);

    client.stop();

  }

  delay(50);

}

void process(BridgeClient client) {

  String command = client.readStringUntil(‘/’);

  command.trim();

  if(command == “forward”) { 

          go(150,150);

          client.println(“Forward”);

          client.println(“Vs: 150 Vd: 150”);

        }

   if(command == “left”) { 

          go(100,150);

          client.println(“Left”);

          client.println(“Vs: 100 Vd: 150”);

        }

  if(command == “stop”) { 

          go(0,0);

          client.println(“Stop”);

        }

  if(command == “right”) { 

          go(150,100);

          client.println(“Right”);

          client.println(“Vs: 150 Vd: 100”);

        }

  if(command == “back”) { 

          go(-150,-150);

          client.println(“Backward”);

          client.println(“Vs: -150 Vd: -150”);

        }

}

După încărcarea programului se vor putea accesa comenzile WiFi Car de pe orice sistem ce deține un client web (browser) și este conectat la aceiași subrețea ca și placa Arduino Yun accesând următoarele URL-uri:

Pentru mers înainte

http://ip_placa_arduino_yun/arduino/forward/

Pentru virare stânga

http://ip_placa_arduino_yun/arduino/left/

Pentru virare dreapta

http://ip_placa_arduino_yun/arduino/right/

Pentru oprire

http://ip_placa_arduino_yun/arduino/stop/

Pentru mers înapoi

http://ip_placa_arduino_yun/arduino/back/

Bineînțeles, partea de comandă poate fi îmbunătățită prin introducerea unor comenzi de accelerare, frânare sau accentuare/încetinire a virării.

 

Realizarea unei interfețe centralizate de comandă

Având în vedere faptul că placa Arduino Yun rulează implicit un server web (uhttp) se poate realiza o pagină html care să centralizeze accesul la URL-urile de comandă. Există două variante de copiere și localizare la nivelul sistemului de fișiere OpenWRT a fișierului html:

 

Utilizarea unui card microSD și includerea fișierului html în proiectul Arduino. Copierea fișierului html se va face automat la încărcarea programului. Această variantă este descrisă în următorul material:

Arduino Yún: Intro to web server

https://create.arduino.cc/projecthub/Arduino_Scuola/arduino-yun-intro-to-web-server-6caf93

 

Crearea manuală a fișierului html în linie de comandă. Aceasta este varianta propusă datorită simplității.

Se va crea un fișier wificar.html în directorul /www cu următorul conținut:

<html>

<head>

<style>

a.button {-webkit-appearance: button;

-moz-appearance: button;

appearance: button;

height:200px;

line-height:200px;

text-align:center;

text-decoration: none;

font-size: 50px;

color: initial;}

</style>

</head>

<body>

<a href=”/arduino/forward/” class=”button”

style=”width:100%;””>FORWARDS</a>

<br />

<a href=”/arduino/left/” class=”button”

style=”width:35%;””>LEFT</a>

<a href=”/arduino/stop/” class=”button”

style=”width:30%;””>STOP</a>

<a href=”/arduino/right/” class=”button”

style=”width:35%;””>RIGHT</a>

<br />

<a href=”/arduino/back/” class=”button”

style=”width:100%;””>BACKWARDS</a>

<br />

</body>

</html>

Se va verifica dacă în fișierul /etc/config/uhttp variabila option home are valoarea /www:

# Server document root

option home             /www

Se va accesa URL-ul:

http://ip_placa_arduino_yun/wificar.html

9

Din păcate latența de comunicație a protocoalelor TCP/IP, mai ales al protocolului HTTP, este destul de mare. Nu vă așteptați să aveți aceiași viteză de răspuns ca în cazul unei mașini teleghidate RC obișnuite.