miércoles, 26 de marzo de 2014

Nokia LCD 5110.Ejemplo de Radar Gráfico

En esta entrada (como en la mayoría :) sólo voy a coger algo de código de otra fuente y ponerlo aquí con las reflexiones acerca del componente y su utilidad. Como siempre , las cosas nunca son exactamente como te las encuentras en los foros o en tutoriales. En este caso he cogido el cableado y la programación de http://muziol.com/nokialcd/. Y excepto un par de detalles, lo demá está tal cual aparece en dicho blog.


El componente en questión es el LCD Nokia 5110. Es un lcd gráfico que cuenta con librerías de ADAFRUIT (copia local de código del blog anterior, en Adafruit tb están disponibles) :

https://github.com/adafruit/Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

Estas librerías permiten dibujar lineas, círculos e imprimir cadenas con facilidad , lo que hace de este lcd un magnífico elemento para montar encima de un vehículo robótico y que nos vaya mostrando lo que ve (sonar).


Para ello voy a utilizar tb un sonar con una librería(ultrasonic.h) para facilitar su uso: http://www.ardublog.com/library-for-arduino-ultrasonic-ranging-hc-sr04/#more-62


El programa dibuja un grid y una linea que se mueve de izquierda a derecha simulando el comportamiento de una pantalla radar. Luego dibuja un circulo relleno donde encuentre un obstáculo hasta a 51 cmd de distancia.Esta distancia es la máxima que permite la librería, pero es facilmente modificable dentro de ella en una constante que viene con explicaciones en el propio código de la misma


La imagen del circuito es la siguiente (los pines y cabreados se deducen fácilmente del código):


Como adelantaba en la introducción , las cosas no siempre funcionan a la primera y el circuito, tal cual está planteado en el blog de referencia, sobrecargaba el Arduino, haciendo que se reiniciara aparte de que se veía muy mal el dibujo. La parte del dibujo la arreglé subiendo el contraste en el código , a 60. Pero la segunda parecía tener que ver con consumo.  El LCD de Nokia se alimenta a 3,3v. Por lo que puse una resistencia desde vcc (en  Arduino uno no hace falta porque hay salida directa de 3,3v). Sin embargo la luz de fondo es muy intensa y no me parecía normal (se puede apreciar en la foto). El cableado del blog indica poner la patilla 2, light, a GND. Yo he puesto  una resistencia de 100 ohmios  a masa en este pin y ahora el sistema es estable y la imagen es más nítida.
:








El programa es el siguiente:



#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_PCD8544.h>

// pin 3 - Serial clock out (SCLK)    3
// pin 4 - Serial data out (DIN)      4
// pin 5 - Data/Command select (D/C)  5
// pin 7 - LCD chip select (CS)       7
// pin 6 - LCD reset (RST)            6
/*
HC-SR04 VCC -> ARDU 5V
HC-SR04 TRIG-> ARDU 11
HC-SR04 ECHO-> ARDU 12
HC-SR04 GND -> ARDU GND
*/

#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic(11,12);


Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(3, 4, 5, 7, 6);

int i=0;
int dist,inv=0;
boolean stan=0;

void setup()   {
  display.begin();
  display.setContrast(60);
  display.clearDisplay();
}

void loop() {
distance();


//sweep loops
for(i=0;i<=84;i=i+2){
      if(i>0){
    display.clearDisplay();  
  display.drawLine(i-2,0,42,47,WHITE);
  display.drawLine(i,0,42,47,BLACK);
  grid();
  distance();
  } else {
   display.clearDisplay();
  display.drawLine(i,0,42,47,BLACK);
  grid();
  distance();
  }
  display.display();  
  delay(50);
}
for(i=84;i>=0;i=i-2){
   if(i>=84){
      display.clearDisplay();
  display.drawLine(i,0,42,47,BLACK);
  grid();
  distance();
  display.display();  
  delay(50);
  } else {
     display.clearDisplay();
  display.drawLine(i+2,0,42,47,WHITE);
  display.drawLine(i,0,42,47,BLACK);
  grid();
  distance();
  display.display();  
  delay(50);  
  }
}
distance();
}

void distance(){
  grid();
  display.setCursor(66,33);
  dist=ultrasonic.Ranging(CM);
  display.println(dist);
  if (dist<=5){
  display.setCursor(54,41);
  display.println("ALERT");
  }
}

void grid(){
  //function body
  display.drawLine(0,0,42,47,BLACK);
  display.drawLine (84,0,42,47,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,5,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,15,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,25,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,35,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,45,BLACK);
  display.drawCircle(42,47,55,BLACK);
  display.fillTriangle(0,1,41,47,0,47,WHITE);
  display.fillTriangle(84,1,43,47,84,47,WHITE);
  display.drawLine(0,7,0,47,BLACK);
  display.drawLine(42,0,42,47,BLACK);
  display.drawLine(0,47,3,47,BLACK);
  display.drawLine(0,42,1,42,BLACK);
  display.drawLine(0,37,3,37,BLACK);
  display.drawLine(0,32,1,32,BLACK);
  display.drawLine(0,27,3,27,BLACK);
  display.drawLine(0,22,1,22,BLACK);
  display.drawLine(0,17,3,17,BLACK);
  display.drawLine(0,12,1,12,BLACK);
  display.drawLine(0,7,3,7,BLACK);
  display.fillCircle(42,(48-dist),2,BLACK);
}


La idea ahora es montar este dispositivo sonar encima de un servo y mostrar la linea de obstáculos que tiene enfrente el Arduino car, pero antes tengo que encontrar 5 pines libres!. La solución a este problema va a ser poner el arduino mega en el robot. Sin embargo el primer intento de este cambio no funcionó, probablemente por alguna incompatibilidad con el motorshield. Ya contaré si tiene solución.



domingo, 16 de marzo de 2014

Arduino Car I de IV: Base , controlador y montaje

Ya comenté en un post anterior(primeros pasos y intenciones) mis primeros avances en la conexión del motor al coche y un programa de ejemplo, pero he decidido dar un poco más de detalle del proceso , ya que ahora el coche cuenta con mando IR, Sonar para esquivar obstáculos , siguelíneas , buzzer y led de estado y es mejor que organice el proceso por si alguien quiere seguir mis pasos (alguno creo que es mejor no seguirlo, por que los resultados son .... ;), pero de todo se aprende, y de los fallos más )

 ,. En fin Empecemos:


Uno de los montajes más repetidos en Arduino es el coche teledirigido con sensores. Hay kits de montaje que supera ampliamente los 100 dólares y que vienen con todo preparado para empezar a montar e incluso con programas de ejemplo. Arduino tiene su propia versión  a 180€

y en España BQ, ha empezado a hincarle el diente a este mercado por 84 Euros (Robótica Educativa):



Pero yo quiero aprender en como hacerlo desde cero , asi que compré el kit que ya os he comentado en Bangood y otros componentes (ver http://arduinoleaks.blogspot.com.es/2014/01/lista-de-la-compra-para-un-coche-arduino.html )  

  • Motor Shield compatible con adafruit   en banggood                    3,1€
  • Base para el coche robótico de banggood                                 8,5€
  • Siguelineas de 5 sensores ya integrados    de DX                     3,5€
  • Sensor de distancia    banggood                                                2€
  • IR y mando banggood                                                               3,5€
  • arduino (Ya lo tenia, pero en banggood estan a )                         8,5

En total el coste es de unos 30€. Ya veremos que para algunos usos la parte que es mejorable es la base robótica, por la calidad y tipo de motores usados.






La primera parte, la del montaje de la base no está exenta de interés, ya que como es costumbre en los chinos :(, no hay instrucciones!. En fin la única parte que requiere de probar y pensar es el par de  placas de metal que parece no tener sentido hasta que se intenta montar la rueda. Una imagen vale más que mil palabras: 


Una vez montado se coloca el arduino con el motor shield encima, y lo primero que se da uno cuenta es que el portapilas impide enchufar el usb y por lo tanto programarlo. Solución temporal (para siempre ;): un trozo de corcho blanco.



Después se trata de conectar las pilas al motor shield y hacer un pequeño programa de test usando las librerías de Adafruit: http://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield/overview


Básicamente la librería funciona de la siguiente manera: 

Incluimos la librería (previamente la copiamos en el directorio libraries de arduino) y creamos dos instancias de motores (hay instancias con distintas velocidades y consumos, pero la versión por defecto suele valer para el caso:

 #include <AFMotor.h>
  
  AF_DCMotor motorIzq(1);
  AF_DCMotor motorDer(2);

La salida de corriente de cada motor la hemos puesto en el motor shield donde marca M1 y M2 (tb se podría haber elegido M3 y M4, pero viene mas cerca de la posición de los motores estos dos y los cables no son muy largos): 





Par mover los motores hay que asignarles una velocidad, que puede variar durante el proceso de 0 a 255, pero con ciertas limitaciones, porque por debajo de 60-70 los motores no tienen fuerza para mover el peso y sólo andan en vacío. Esto dificulta ciertos movimientos delicados como el de seguimiento de lineas (ya hablaremos de esto más adelante). Otra características es que no tienen la misma velocidad de giro y hace falta calibrarlos , así que lo habitual es poner una velocidad que compense  los dos motores. En mi caso un motor es un 90% de la velocidad máxima del otro:
   
    velocidadD=250;
    velocidadI=250*calibracion; 
    motorIzq.setSpeed(velocidadI);
    motorDer.setSpeed(velocidadD);




Para que se muevan sólo hay que decirles el sentido (este ejemplo produce un giro rápido al mover cada rueda en un sentido):


  motorIzq.run(FORWARD);
  motorDer.run(BACKWARD);

Finalmente cuanto queremos parar los motores :

   motorIzq.run(RELEASE);  
   motorDer.run(RELEASE);

Algunas consideraciones :

 - La carga de las baterías afecta a la velocidad de los motores de manera importante, por lo que no es fácil tener una velocidad de giro conocida y ello es importante para saber cuanto giramos al esquivar un obstáculo o cuando seguimos una linea. El kit trae unas arandelas radiadas para colocar en las ruedas en las que se supone que se puede colocar un medidor de velocidad.:


 Pero son de baja calidad y se rompen al ponerlas y además no tengo aún estos medidores (aunque andan en camino...).

Siguiente Post: Añadiendo lógica medidor de Distancia con Radar  Sónico y pines libres en el Shield