WIFI ŘÍZENÝ ZUMO ROBOT: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Přehled hardwaru:

 RedBearLab CC3200:

Zařízení SimpleLink CC3200 společnosti Texas Instrument je bezdrátové MCU, které integruje vysoce výkonné jádro ARM Cortex-M4 s frekvencí až 80 MHz, což umožňuje vývoj celé aplikace s jediným integrovaným obvodem. Toto zařízení obsahuje širokou škálu periferií včetně rychlého paralelního rozhraní kamery, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C a čtyřkanálového ADC. Subsystém správy napájení obsahuje integrovaný měnič DC-DC podporující široký rozsah napájecího napětí s nízkou spotřebou energie.

Klíčové vlastnosti:-Dvoujádrový MCU CC3200: Jádro ARM Cortex-M4 na 80 MHz pro aplikace a vyhrazené jádro ARM pro zpracování Wi-Fi sítě

- 256 kB RAM 1 MB sériové flash paměti se systémem souborů pro uživatele. - Hardware Crypto Engine pro pokročilé rychlé zabezpečení, včetně AES, DES, 3DES, SHA2 MD5, CRC a kontrolního součtu.

- Až 27 jednotlivě programovatelných, multiplexovaných GPIO pinů, včetně rychlého paralelního rozhraní kamery, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C a čtyřkanálového ADC.

-Výkonný Crypto Engine pro rychlé, zabezpečené Wi-Fi a připojení k internetu s 256bitovým šifrováním AES pro připojení TLS a SSL.

- Technologie SmartConfig, režim AP a WPS2 pro snadné a flexibilní poskytování Wi-Fi

 Zumo Robot v1.2:

Řídicí deska robota Zumo je štít určený k použití s hlavním ovladačem CC3200 nebo kompatibilními zařízeními. Na každé straně měří necelých 10 cm. K pohonu běhounu využívá dva mikrokovové převodové motory o výkonu 75: 1 HP, které poskytují dostatek točivého momentu a maximální rychlost přibližně 2 stopy za sekundu (60 cm/s). Obsahuje také 0,036 tlustý laserem řezaný nerezový sumo čepel namontovaný na přední části podvozku pro tlačení předmětů jako ostatní roboti a pole senzorů odrazivosti namontované podél předního okraje Zumo (za lopatkou sumo) umožňuje Zumu detekovat prvky na zemi před ním, například čáry pro sledování nebo hrany pro vyhýbání se.

Klíčové vlastnosti:- Duální ovladače motoru H-Bridge.

- Bzučák.

- Uživatelská LED a tlačítko.

- 3osý akcelerometr, kompas a gyroskop

Krok 1: Nastavení hardwaru

Hardwarové požadavky:

 RedBearLab CC3200

 Zumo Robot pro Arduino v1.2

 Dva samčí záhlaví 2,54 mm

 Dva propojovací kabely prémiové ženy a ženy

 Čtyři baterie AA

Počínaje předem sestaveným Zumo Robotem pro Arduino v1.2, existuje jen několik kroků k vytvoření nového Zumo CC3200:

 Připájejte řadu záhlaví k štítu Zumo Uživatelská příručka Pololu Zumo Shield pro Arduino podrobně popisuje, jak sestavit robota Zumo ze soupravy a na straně 16, jak jej dostatečně rozebrat a přidat nové komponenty. Proces demontáže je shrnut a lehce komentován níže.

1. Odstraňte pásy ze šasi a opatrně sundejte dvě řetězová kola z hřídelí motoru.

[Řetězová kola jsou velmi těsně uchycena na hřídelích motoru: nejbezpečnější způsob jejich odstranění je umístění řetězového kola do malého svěráku a jemného poklepání na hřídel motoru 3/32 palcovým kolíkem (nebo malým hřebíkem). V praxi není nutné zcela odstraňovat řetězová kola z hřídelí motoru; jejich posunutím těsně za podvozek, ale stále na hřídel, je možné oddělit štít od podvozku. Pokud je úplně neodstraníte, bude snazší později obnovit pastorky.]

2. Sejměte kryt baterií a baterie ze šasi.

3. Odšroubujte všechny čtyři sady šroubů a matic, které drží štít na šasi. Stiskněte pružinu záporného pólu baterie a jemně uvolněte oba vývody baterie skrz otvory ve šasi. Motory zůstanou připevněny ke štítu, jak se odděluje od podvozku.

5. Opatrně ohněte oba motory ze štítu, aby bylo možné vyjmout přední díl distanční desky.

[Oba distanční prvky budou muset být odstraněny pro pájení na nových záhlavích a protože jsou téměř, ale ne dokonale dvoustranně symetrické, budete si chtít jejich umístění pečlivě poznamenat, aby proces opětovného sestavení proběhl hladce.]

6. Pájejte řadu záhlaví na štít Zumo, které poskytují přístup k pinům 5, 6, 9 a 10

7. Zumo můžete znovu sestavit podle postupu demontáže v opačném pořadí.

[Dbejte na to, abyste díly distanční desky vyměnili přesně tak, jak byly původně nainstalovány. Vzhledem k tomu, že nejsou dokonale bilaterálně symetrické, je snadné omylem vyměnit rozpěrky vzhůru nohama. Odtoková hrana zadní rozpěrky má na jedné straně extra široký zářez, aby se vedle vypínače uvolnil prostor pro záhlaví „nabíjecího konektoru“. Zajistěte, aby zadní rozpěrka byla dokonale plochá mezi pouzdrem baterie a štítem.]

 Připojte propojovací vodič mezi piny 5 a 9 a další vodič mezi piny 6 a 10.

Poznámka: Deska RedBearLab CC3200 podporuje výstup PWM pouze na pinech 5 a 6; štít Zumo spojuje piny 9 a 10 se vstupy PWM ovladače motoru DRV8835. Tyto dva propojky jsou tedy nutné.

 Odpojte pole senzorů odrazivosti Zumo od přední spodní části Zumo. Poznámka: Nikdy nepoužívejte pole senzorů odrazivosti Zumo, když je k Zumo připojen RedBearLab CC3200; senzory produkují signály 5V, které mohou trvale poškodit max. 1,5V analogové vstupy CC3200.

 Připojte RedBearLab CC3200 na horní část krytu Zumo.

Krok 2: Software

 Energia verze 17 MT: Vytváření a spouštění aplikací, které se spouštějí na RedBearLab CC3200 LP.

Poznámka: Používejte pouze Energia Release 0101E0017.

 Processing 2.2.1: Chcete-li spustit program na straně hostitele, který ovládá Zumo CC3200. Poznámka: Nezapomeňte si stáhnout Processing 2.x, nikoli 3.x; mnoho z příkladů používá knihovny, které ještě nebyly přeneseny do Processing 3.x.

Nastavení softwaru:

 Nainstalujte si Energia verze 17 MT, abyste mohli vytvářet a vytvářet skici, které běží na Zumo. Pokud používáte verzi Energie pro Windows, musíte také: - Nainstalovat ovladače RedBearLab USB, aby Energia MT mohla stahovat programy do RedBearLab CC3200 a umožňovat sériovou komunikaci s CC3200 přes port Windows COM.

- Nainstalujte ovladače CC3200 pro Windows (podrobnosti viz pokyny v části „CC3200 LaunchPad“).  Nainstalujte si Processing 2.2.1, abyste mohli snadno vytvářet skici, které se Zumo komunikují přes Wi-Fi.

Odstraňování problémů: Pokud používáte Windows a Energia nemůže nahrávat na CC3200, ujistěte se, že jste nainstalovali ovladače CC3200 pro Windows. Pokud ani po instalaci Energia nemůže nahrávat, zkopírujte soubor cc3200_drivers_win/i386/ftd2xx.dll do složky obsahující program pro nahrávání společnosti Energia (cc3200load.exe): Energia_installation_folder/hardware/tools/lm4f/bin.

Krok 3: Demo

Po sestavení hardwaru a instalaci výše popsaných softwarových nástrojů lze základní hardwarovou funkčnost Zumo CC3200 předvést pomocí jednoduchého náčrtu Energia MT, který komunikuje se skicou Processing. Tyto skici společně poskytují jednoduché ovládání motorů Zumo pomocí klávesnice a v reálném čase zobrazují data akcelerometru a gyroskopu Zumo.

Sestavte a nahrajte demo ZumoTest:

 Připojte Zumo k počítači pomocí kabelu USB.

- Přepněte vypínač Zumo Bot do polohy „vypnuto“(napájení bude do CC3200 dodáváno prostřednictvím připojení USB).

- Připojte RedBearLab CC3200 USB k jednomu z USB portů vašeho počítače.

 Rozbalte složku „ZumoTest“z příloh a poklepejte na soubor ZumoTest/ZumoTest.ino. Poznámka: Při prvním poklepání na skicu po instalaci Energia MT se vás Windows zeptá, jaký program by měl skicu otevřít. Jednoduše přejděte k instalaci Energia MT a přiřaďte program energia.exe k souborům.ino.

V rámci Energia MT IDE:- Vyberte desku RedBearLab CC3200 EMT (přes Nástroje> Deska> RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Vyberte port COM, který je připojen k Zumo (pomocí Nástroje> Sériový port> COMx). Pokud používáte Windows, je to „mbed Serial Port“, který se ve Správci zařízení zobrazuje pod „Porty (COM & LPT)“.- Kliknutím na tlačítko „Nahrát“vytvoříte a nahrajete skicu ZumoTest do CC3200.

 Resetujte CC3200 stisknutím a uvolněním resetovacího tlačítka RedBearLab CC3200. Poznámka: někdy má Energia MT potíže s nahráváním skic do RedBearLab CC3200. V těchto případech často pomůže odpojit a znovu připojit kabel USB a zkusit nahrát znovu.

 Skica ZumoTest výše spouští vlastní síť s názvem „zumo-test“s heslem „heslo“, kterou by měl váš počítač zjistit. - Připojte svůj počítač k WiFi síti zumo-test

 Rozbalte složku „Zumo Test Sketch“a dvakrát klikněte na soubor zgraph/zgraph.pde.

Poznámka: Při prvním zdvojnásobení skici po instalaci Processing se vás Windows zeptá, jaký program by měl skicu otevřít. Jednoduše přejděte k instalaci Processing a přiřaďte spustitelný soubor processing.exe k souborům.pde.

V rámci IDE zpracování:

- Skici spustíte kliknutím na tlačítko Spustit

- Počkejte, až se zobrazí okno grafu a zadáním písmene „c“zahájíte nepřetržité získávání a zobrazování dat akcelerometru ze Zumo. Měli byste vidět tři oddělené řádkové grafy dat zrychlení, jeden pro osu x, y a z. Jakýkoli pohyb Zumo by se měl odrazit v okamžitých změnách těchto zápletek. Na zobrazení gyro dat v reálném čase můžete přepnout zadáním „G“, když je okno grafu zaostřeno, a přepnutím zpět na zobrazení zrychlení v reálném čase zadáním „A“.

Zumo CC3200 můžete také řídit pomocí kláves 'w', 'a', 's', 'd' a '' (mezera). 'W' - jet vpřed

'a' - odbočte vlevo

's' - jeďte dozadu

'd' - zahněte doprava

' - stop Další příkazy z klávesnice najdete v souboru zgraph/zgraph.pde.

Vytvářejte a nahrajte demo vyvážení Zumo

 Instalovat knihovnu zpracování: Toto demo vyžaduje ControlP5 (knihovna GUI pro zpracování) a lze ji stáhnout z příloh. Při instalaci této knihovny ve Zpracování postupujte podle následujících pokynů.

- Spusťte aplikaci Processing

- Vyhledejte složku Processing sketchbook výběrem položky Soubor> Předvolby a hledáním „Umístění skicáře“

- Zkopírujte složku ControlP5 do složky knihoven ve vašem skicáři. Pokud se jedná o vaši první instalaci knihovny, budete muset vytvořit složku libraries.

 Připojte Zumo k počítači pomocí kabelu USB.

- Přepněte vypínač Zumo Bot do polohy „vypnuto“(napájení bude do CC3200 dodáváno prostřednictvím připojení USB).

- Připojte RedBearLab CC3200 USB k jednomu z USB portů vašeho počítače.

 Rozbalte složku „ZumoBalance“z příloh a dvakrát klikněte na soubor ZumoBalancing/Balancing.ino. V rámci Energia MT IDE:

- Vyberte desku RedBearLab CC3200 EMT (přes Nástroje> Deska> RedBearLab CC3200 EMT (80 MHz))

- Vyberte port COM, který je připojen k Zumo (pomocí Nástroje> Sériový port> COMx). Pokud používáte Windows, je to „mbed Serial Port“, který se ve Správci zařízení zobrazuje pod „Porty (COM & LPT)“.- Kliknutím na tlačítko „Nahrát“vytvoříte a nahrajete náčrt vyvažování do CC3200.

 Resetujte CC3200 stisknutím a uvolněním resetovacího tlačítka RedBearLab CC3200.

Poznámka: někdy má Energia MT potíže s nahráváním skic do RedBearLab CC3200. V těchto případech často pomůže odpojit a znovu připojit kabel USB a zkusit jej nahrát znovu.

 Skica ZumoBalancing výše spouští vlastní síť s názvem „zumo-balancing“s heslem „heslo“, kterou by měl váš počítač zjistit.

1. Připojte počítač k Wi-Fi síti s vyvážením zumo

 Rozbalte složku „Zumo Balance Sketch“z přílohy a dvakrát klikněte na soubor zbalacing/zbalancing.pde.