WIFI ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟ ZUMO ROBOT: 3 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Επισκόπηση υλικού:

 RedBearLab CC3200:

Η συσκευή SimpleLink CC3200 του Texas Instrument είναι ένας ασύρματος MCU που ενσωματώνει έναν πυρήνα ARM Cortex-M4 υψηλής απόδοσης έως και 80MHz που επιτρέπει την ανάπτυξη μιας ολόκληρης εφαρμογής με ένα μόνο IC. Αυτή η συσκευή περιλαμβάνει μεγάλη ποικιλία περιφερειακών, συμπεριλαμβανομένης μιας γρήγορης παράλληλης διεπαφής κάμερας, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C και τεσσάρων καναλιών ADC. Το υποσύστημα διαχείρισης ενέργειας περιλαμβάνει έναν ενσωματωμένο μετατροπέα DC-DC που υποστηρίζει μεγάλο εύρος τάσης τροφοδοσίας με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Βασικά χαρακτηριστικά:-CC3200 MCU διπλού πυρήνα: Ένας πυρήνας ARM Cortex-M4 στα 80 MHz για εφαρμογή και ένας αποκλειστικός πυρήνας ARM για επεξεργασία δικτύου Wi-Fi

- Σειριακή μνήμη flash 256KB RAM 1MB με σύστημα αρχείων για τον χρήστη. - Hardware Crypto Engine for Advanced Fast Security, Including AES, DES, 3DES, SHA2 MD5, CRC and Checksum.

- Έως 27 μεμονωμένα προγραμματιζόμενα, πολυπλεγμένα καρφίτσες GPIO, συμπεριλαμβανομένης μιας γρήγορης παράλληλης διεπαφής κάμερας, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C και τεσσάρων καναλιών ADC.

-Ισχυρό Crypto Engine για γρήγορες, ασφαλείς συνδέσεις Wi-Fi και Internet με κρυπτογράφηση AES 256-bit για συνδέσεις TLS και SSL.

- SmartConfig Technology, AP Mode και WPS2 για εύκολη και ευέλικτη παροχή Wi-Fi

 Zumo Robot v1.2:

Ο πίνακας ελέγχου ρομπότ Zumo είναι μια ασπίδα που προορίζεται για χρήση με CC3200 ή συμβατές συσκευές ως κύριο ελεγκτή. Μετρά λιγότερο από 10 εκατοστά σε κάθε πλευρά. Χρησιμοποιεί δύο μικρομεταλλικούς κινητήρες 75: 1 HP για να κινεί τα πέλματα, παρέχοντας άφθονη ροπή και τελική ταχύτητα περίπου 2 πόδια ανά δευτερόλεπτο (60 cm/s). Επίσης, περιλαμβάνει λεπίδα σούμο από ανοξείδωτο χάλυβα 0,036 , χοντροκομμένη με λέιζερ, τοποθετημένη στο μπροστινό μέρος του σασί για ώθηση αντικειμένων όπως άλλα ρομπότ και μια σειρά αισθητήρων ανακλαστικότητας τοποθετημένη κατά μήκος της μπροστινής άκρης του Zumo (πίσω από τη λεπίδα σούμο) επιτρέπει στο Zumo να ανιχνεύει χαρακτηριστικά στο έδαφος μπροστά του, όπως γραμμές που ακολουθούν ή άκρες για αποφυγή.

Βασικά χαρακτηριστικά:- Διπλοί οδηγοί μοτέρ H-Bridge.

- Buzzer.

- LED χρήστη και κουμπί.

- Επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων, πυξίδα και γυροσκόπιο

Βήμα 1: Ρύθμιση υλικού

Απαιτήσεις υλικού:

 RedBearLab CC3200

 Zumo Robot για Arduino v1.2

 Δύο αντρικές κεφαλίδες 2,54 mm

 Δύο καλώδια υψηλής απόδοσης γυναικών-γυναικών

 Τέσσερις μπαταρίες AA

Ξεκινώντας από το προσυναρμολογημένο Zumo Robot για το Arduino v1.2, υπάρχουν μόνο λίγα βήματα για την κατασκευή ενός νέου Zumo CC3200:

 Συγκολλήστε μια σειρά κεφαλίδων στην ασπίδα Zumo Ο οδηγός χρήστη Pololu Zumo Shield για Arduino περιγράφει λεπτομερώς πώς να συναρμολογήσετε το ρομπότ Zumo από ένα κιτ και, στη σελίδα 16, πώς να το αποσυναρμολογήσετε αρκετά για να προσθέσετε νέα εξαρτήματα. Η διαδικασία αποσυναρμολόγησης συνοψίζεται και σημειώνεται ελαφρώς παρακάτω.

1. Αφαιρέστε τις ράγες από το πλαίσιο και σύρετε προσεκτικά τα δύο γρανάζια μετάδοσης κίνησης από τους άξονες του κινητήρα.

[Τα γρανάζια είναι πολύ στερεωμένα στους άξονες του κινητήρα: ο ασφαλέστερος τρόπος για να τους αφαιρέσετε είναι να τοποθετήσετε το γρανάζι σε μια μικρή όψη και να χτυπήσετε απαλά τον άξονα του κινητήρα με μια διάτρηση 3/32 ιντσών (ή ένα μικρό καρφί). Στην πράξη, είναι περιττό να αφαιρέσετε εντελώς τα γρανάζια από τους άξονες του κινητήρα. σύροντάς τα λίγο πιο πέρα από το πλαίσιο, αλλά ακόμα στον άξονα, είναι δυνατό να διαχωρίσετε την ασπίδα από το πλαίσιο. Εάν δεν τα αφαιρέσετε εντελώς, θα είναι ευκολότερο να επαναφέρετε τα γρανάζια αργότερα.]

2. Αφαιρέστε το κάλυμμα της μπαταρίας και τις μπαταρίες από το πλαίσιο.

3. Ξεβιδώστε και τα τέσσερα σετ βιδών και παξιμαδιών της μηχανής που συγκρατούν την ασπίδα στο πλαίσιο.4. Πιέστε το αρνητικό ελατήριο ακροδέκτη μπαταρίας και χαλαρώστε απαλά και τους δύο ακροδέκτες της μπαταρίας μέσα από τις οπές στο πλαίσιο. Οι κινητήρες θα παραμείνουν προσκολλημένοι στην ασπίδα καθώς διαχωρίζεται από το πλαίσιο.

5. Λυγίστε προσεκτικά και τους δύο κινητήρες μακριά από την ασπίδα για να αφαιρέσετε το μπροστινό κομμάτι της πλάκας αποστάτη.

[Και οι δύο αποστάτες θα πρέπει να αφαιρεθούν για συγκόλληση σε νέες κεφαλίδες και, επειδή είναι σχεδόν αλλά όχι απόλυτα συμμετρικά διμερείς, θα πρέπει να λάβετε προσεκτικά υπόψη την τοποθέτησή τους, έτσι ώστε η διαδικασία επανασυναρμολόγησης να κυλήσει ομαλά.]

6. Συγκολλήστε μια σειρά κεφαλίδων στην ασπίδα Zumo που παρέχουν πρόσβαση στις ακίδες 5, 6, 9 και 10

7. Μπορείτε να συναρμολογήσετε ξανά το Zumo ακολουθώντας τη διαδικασία αποσυναρμολόγησης αντίστροφα.

[Φροντίστε να αντικαταστήσετε τα κομμάτια της πλάκας αποστάτη ακριβώς όπως είχαν αρχικά εγκατασταθεί. Δεδομένου ότι δεν είναι απόλυτα συμμετρικά διμερώς, είναι εύκολο να αντικαταστήσετε κατά λάθος τους αποστάτες ανάποδα. Το πίσω άκρο του πίσω διαχωριστή έχει μια επιπλέον μεγάλη εγκοπή στη μία πλευρά για να δημιουργήσει χώρο για την κεφαλίδα "σύνδεσμος φόρτισης" δίπλα στον διακόπτη on/off. Βεβαιωθείτε ότι ο πίσω αποστάτης κάθεται απόλυτα μεταξύ της θήκης της μπαταρίας και της θωράκισης.]

 Συνδέστε ένα καλώδιο βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των ακίδων 5 και 9 και ενός άλλου καλωδίου μεταξύ των ακίδων 6 και 10.

Σημείωση: Ο πίνακας RedBearLab CC3200 υποστηρίζει μόνο έξοδο PWM στις ακίδες 5 και 6, ενώ η θωράκιση Zumo συνδέει τις ακίδες 9 και 10 στις εισόδους PWM του οδηγού κινητήρα DRV8835. Έτσι, απαιτούνται αυτοί οι δύο άλτες.

 Αποσυνδέστε τη συστοιχία αισθητήρα ανακλαστικότητας Zumo από το μπροστινό κάτω μέρος του Zumo. Σημείωση: Ποτέ μην χρησιμοποιείτε τον πίνακα αισθητήρων ανάκλασης Zumo όταν το RedBearLab CC3200 είναι συνδεδεμένο στο Zumo. οι αισθητήρες παράγουν σήματα 5V που μπορούν να βλάψουν μόνιμα τις μέγιστες αναλογικές εισόδους 1.5V του CC3200.

 Συνδέστε το RedBearLab CC3200 στο επάνω μέρος της ασπίδας Zumo.

Βήμα 2: Λογισμικό

 Έκδοση Energia17 MT: Για δημιουργία και εκτέλεση εφαρμογών που εκτελούνται στο RedBearLab CC3200 LP.

Σημείωση: Χρησιμοποιήστε μόνο την Energia Release 0101E0017.

 Επεξεργασία 2.2.1: Για να εκτελέσετε ένα πρόγραμμα από την πλευρά του κεντρικού υπολογιστή που ελέγχει το Zumo CC3200. Σημείωση: Βεβαιωθείτε ότι έχετε κατεβάσει το Processing 2.x όχι 3.x. πολλά από τα παραδείγματα χρησιμοποιούν βιβλιοθήκες που δεν έχουν ακόμη μεταφερθεί στο Processing 3.x.

Ρύθμιση λογισμικού:

 Εγκαταστήστε την Energia έκδοση17 MT, ώστε να μπορείτε να δημιουργήσετε και να δημιουργήσετε σκίτσα που εκτελούνται στο Zumo. Εάν χρησιμοποιείτε την έκδοση Windows του Energia, πρέπει επίσης: - Εγκαταστήστε τα προγράμματα οδήγησης USB του RedBearLab για να επιτρέψετε στο Energia MT να πραγματοποιεί λήψη προγραμμάτων στο RedBearLab CC3200 και να ενεργοποιεί σειριακές επικοινωνίες με το CC3200 μέσω μιας θύρας COM των Windows.

- Εγκαταστήστε τα προγράμματα οδήγησης CC3200 για Windows (ανατρέξτε στις οδηγίες στην ενότητα "CC3200 LaunchPad" για λεπτομέρειες).  Εγκαταστήστε την επεξεργασία 2.2.1, ώστε να μπορείτε εύκολα να δημιουργήσετε σκίτσα που επικοινωνούν με το Zumo μέσω του Wi-Fi.

Αντιμετώπιση προβλημάτων: Εάν χρησιμοποιείτε Windows και η Energia δεν είναι σε θέση να μεταφορτώσει στο CC3200, βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει τα προγράμματα οδήγησης CC3200 για Windows. Εάν, μετά την εγκατάσταση, η Energia εξακολουθεί να μην μπορεί να μεταφορτώσει, τότε αντιγράψτε το cc3200_drivers_win/i386/ftd2xx.dll στο φάκελο που περιέχει το πρόγραμμα μεταφόρτωσης της Energia (cc3200load.exe): Energia_installation_folder/hardware/tools/lm4f/bin.

Βήμα 3: Επίδειξη

Μετά τη συναρμολόγηση υλικού και την εγκατάσταση των εργαλείων λογισμικού που περιγράφηκαν παραπάνω, η βασική λειτουργικότητα υλικού του Zumo CC3200 μπορεί να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας ένα απλό σκίτσο Energia MT που επικοινωνεί με ένα σκίτσο επεξεργασίας. Μαζί, αυτά τα σκίτσα παρέχουν απλό έλεγχο πληκτρολογίου στους κινητήρες του Zumo και εμφανίζουν σε πραγματικό χρόνο τα επιταχυνσιόμετρα και τα γυροσκοπικά δεδομένα του Zumo.

Δημιουργία και μεταφόρτωση του ZumoTest Demo:

 Συνδέστε το Zumo στον υπολογιστή σας με καλώδιο USB.

- Αλλάξτε το διακόπτη τροφοδοσίας του Zumo Bot σε "απενεργοποιημένο" (το ρεύμα θα παρέχεται στο CC3200 μέσω σύνδεσης USB).

- Συνδέστε το RedBearLab CC3200 USB σε μία από τις θύρες USB του υπολογιστή σας.

 Αποσυμπιέστε το φάκελο "ZumoTest" από τα συνημμένα και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο ZumoTest/ZumoTest.ino. Σημείωση: Την πρώτη φορά που κάνετε διπλό κλικ σε ένα σκίτσο μετά την εγκατάσταση του Energia MT, τα Windows θα σας ρωτήσουν ποιο πρόγραμμα πρέπει να ανοίξει το σκίτσο. Απλώς μεταβείτε στην εγκατάσταση του Energia MT και συσχετίστε το πρόγραμμα energia.exe με αρχεία.ino.

Μέσα στο Energia MT IDE:- Επιλέξτε την πλακέτα RedBearLab CC3200 EMT (μέσω Εργαλεία> Πίνακας> RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Επιλέξτε τη θύρα COM που είναι συνδεδεμένη στο Zumo (μέσω Εργαλεία> Σειριακή θύρα> COMx). Εάν χρησιμοποιείτε Windows, είναι η "mbed Serial Port" που εμφανίζεται στην ενότητα "Ports (COM & LPT)" στη Διαχείριση Συσκευών.- Κάντε κλικ στο κουμπί "Upload" για να δημιουργήσετε και να ανεβάσετε το σκίτσο του ZumoTest στο CC3200.

 Επαναφέρετε το CC3200 πατώντας και αφήνοντας το κουμπί επαναφοράς του RedBearLab CC3200. Σημείωση: μερικές φορές η Energia MT αντιμετωπίζει πρόβλημα με τη μεταφόρτωση σκίτσων στο RedBearLab CC3200. Σε αυτές τις περιπτώσεις, συχνά βοηθά να αποσυνδέσετε και να επανασυνδέσετε το καλώδιο USB και να προσπαθήσετε να το ανεβάσετε ξανά.

Above Το παραπάνω σκίτσο ZumoTest ξεκινά το δικό του δίκτυο, που ονομάζεται "zumo-test" με κωδικό πρόσβασης "password", το οποίο θα πρέπει να εντοπιστεί από τον υπολογιστή σας. - Συνδέστε τον υπολογιστή σας στο zumo-test δίκτυο WiFi

 Αποσυμπιέστε το φάκελο "Zumo Test Sketch" και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο zgraph/zgraph.pde.

Σημείωση: Την πρώτη φορά που θα διπλασιάσετε ένα σκίτσο μετά την εγκατάσταση της επεξεργασίας, τα Windows θα σας ρωτήσουν ποιο πρόγραμμα πρέπει να ανοίξει το σκίτσο. Απλώς μεταβείτε στην εγκατάσταση της Επεξεργασίας και συσχετίστε το εκτελέσιμο processing.exe με αρχεία.pde.

Μέσα στο IDE επεξεργασίας:

- Κάντε κλικ στο κουμπί Εκτέλεση για να ξεκινήσει η εκτέλεση του σκίτσου

- Περιμένετε να εμφανιστεί το παράθυρο του γραφήματος και πληκτρολογήστε το γράμμα 'c' για να ξεκινήσει η συνεχής λήψη και εμφάνιση δεδομένων επιταχυνσιόμετρου από το Zumo Θα πρέπει να δείτε τρία χωριστά γραφήματα δεδομένων επιτάχυνσης, ένα για τον άξονα x, y και z. Οποιαδήποτε κίνηση του Zumo θα πρέπει να αντικατοπτρίζεται σε άμεσες αλλαγές σε αυτά τα οικόπεδα. Μπορείτε να μεταβείτε στην εμφάνιση γυροσκοπικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο πληκτρολογώντας "G" όταν το παράθυρο γραφήματος έχει εστίαση και να επιστρέψετε στην οθόνη επιτάχυνσης σε πραγματικό χρόνο πληκτρολογώντας "A".

Μπορείτε επίσης να οδηγήσετε το Zumo CC3200 χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα πληκτρολογίου 'w', 'a', 's', 'd' και '' (διάστημα). 'W' - οδηγείτε προς τα εμπρός

'a' - στρίψτε αριστερά

's' - οδηγήστε προς τα πίσω

'd' - στρίψτε δεξιά

' - stopΒλέπε το αρχείο zgraph/zgraph.pde για πρόσθετες εντολές πληκτρολογίου.

Δημιουργήστε και ανεβάστε το Zumo Balancing Demo

Εγκατάσταση επεξεργασίας βιβλιοθήκης: Αυτή η επίδειξη απαιτεί ControlP5 (βιβλιοθήκη GUI για επεξεργασία) και μπορεί να μεταφορτωθεί από τα συνημμένα. Ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες για να εγκαταστήσετε αυτήν τη βιβλιοθήκη στην Επεξεργασία.

- Ξεκινήστε την εφαρμογή Επεξεργασία

- Εντοπίστε το φάκελο επεξεργασίας sketchbook επιλέγοντας το στοιχείο μενού Αρχείο> Προτιμήσεις και αναζητώντας "Θέση βιβλίου σχεδίου"

- Αντιγράψτε το φάκελο ControlP5 στο φάκελο βιβλιοθήκες του βιβλίου σχεδίου σας. Θα πρέπει να δημιουργήσετε το φάκελο βιβλιοθήκες εάν αυτή είναι η πρώτη συνεισφορά εγκατάστασης βιβλιοθήκης.

 Συνδέστε το Zumo στον υπολογιστή σας με καλώδιο USB.

- Αλλάξτε το διακόπτη τροφοδοσίας του Zumo Bot σε "απενεργοποιημένο" (το ρεύμα θα παρέχεται στο CC3200 μέσω σύνδεσης USB).

- Συνδέστε το RedBearLab CC3200 USB σε μία από τις θύρες USB του υπολογιστή σας.

 Αποσυμπιέστε το φάκελο "ZumoBalance" από τα συνημμένα και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο ZumoBalancing/Balancing.ino. Μέσα στο Energia MT IDE:

- Επιλέξτε την πλακέτα RedBearLab CC3200 EMT (μέσω Εργαλεία> Πίνακας> RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Επιλέξτε τη θύρα COM που είναι συνδεδεμένη στο Zumo (μέσω Εργαλεία> Σειριακή θύρα> COMx). Εάν χρησιμοποιείτε Windows, είναι η "mbed Serial Port" που εμφανίζεται στην ενότητα "Ports (COM & LPT)" στη Διαχείριση Συσκευών.- Κάντε κλικ στο κουμπί "Upload" για να δημιουργήσετε και να ανεβάσετε το σκίτσο εξισορρόπησης στο CC3200.

 Επαναφέρετε το CC3200 πατώντας και αφήνοντας το κουμπί επαναφοράς του RedBearLab CC3200.

Σημείωση: μερικές φορές η Energia MT αντιμετωπίζει πρόβλημα με τη μεταφόρτωση σκίτσων στο RedBearLab CC3200. Σε αυτές τις περιπτώσεις, συχνά βοηθά να αποσυνδέσετε και να επανασυνδέσετε το καλώδιο USB και να προσπαθήσετε να το ανεβάσετε ξανά.

Above Το παραπάνω σκίτσο ZumoBalancing ξεκινά το δικό του δίκτυο, που ονομάζεται "zumo-balancing" με κωδικό πρόσβασης "password", το οποίο θα πρέπει να εντοπιστεί από τον υπολογιστή σας.

1. Συνδέστε τον υπολογιστή σας στο δίκτυο Wi-Fi εξισορρόπησης zumo

 Αποσυμπιέστε το φάκελο "Zumo Balance Sketch" από το συνημμένο και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο zbalacing/zbalancing.pde.