ROBOT ZUMO STEROWANY WIFI: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Przegląd sprzętu:

 RedBearLab CC3200:

Urządzenie SimpleLink CC3200 firmy Texas Instrument to bezprzewodowy MCU, który integruje wysokowydajny rdzeń ARM Cortex-M4 działający do 80 MHz, co umożliwia tworzenie całej aplikacji za pomocą jednego układu scalonego. To urządzenie zawiera szeroką gamę urządzeń peryferyjnych, w tym szybki interfejs kamery równoległej, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C i czterokanałowy ADC. Podsystem zarządzania energią zawiera zintegrowaną przetwornicę DC-DC obsługującą szeroki zakres napięcia zasilania przy niskim poborze mocy.

Najważniejsze cechy:- CC3200 Dwurdzeniowy MCU: rdzeń ARM Cortex-M4 80 MHz do zastosowań i dedykowany rdzeń ARM do przetwarzania sieci Wi-Fi

- 256KB RAM Szeregowa pamięć flash 1MB z systemem plików dla użytkownika. - Sprzętowy silnik kryptograficzny dla zaawansowanych szybkich zabezpieczeń, w tym AES, DES, 3DES, SHA2 MD5, CRC i suma kontrolna.

Do 27 indywidualnie programowalnych, multipleksowanych pinów GPIO, w tym szybki interfejs kamery równoległej, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C i czterokanałowy ADC.

- Potężny silnik Crypto do szybkich i bezpiecznych połączeń Wi-Fi i internetowych z 256-bitowym szyfrowaniem AES dla połączeń TLS i SSL.

- Technologia SmartConfig, tryb AP i WPS2 dla łatwego i elastycznego przydzielania Wi-Fi

 Robot Zumo v1.2:

Płytka sterująca robota Zumo jest osłoną przeznaczoną do użytku z CC3200 lub kompatybilnymi urządzeniami jako głównym kontrolerem. Mierzy mniej niż 10 cm z każdej strony. Wykorzystuje dwa mikrometalowe motoreduktory 75:1 HP do napędzania bieżników, zapewniając duży moment obrotowy i maksymalną prędkość około 2 stóp na sekundę (60 cm/s). Zawiera również ostrze sumo o grubości 0,036 cala ze stali nierdzewnej, zamontowane z przodu obudowy, do popychania obiektów, jak inne roboty, oraz matrycę czujników odbicia zamontowanych wzdłuż przedniej krawędzi Zumo (za ostrzem sumo) umożliwia Zumo wykrywanie obiektów na ziemi przed nim, takich jak linie do podążania lub krawędzie do omijania.

Kluczowe cechy: - Sterowniki silników Dual H-Bridge.

- Brzęczyk.

- Dioda użytkownika i przycisk.

- Akcelerometr 3-osiowy, kompas i żyroskop

Krok 1: Konfiguracja sprzętu

Wymagania sprzętowe:

 RedBearLab CC3200

 Robot Zumo dla Arduino v1.2

 Dwie końcówki męskie 2,54 mm

 Dwa przewody połączeniowe premium żeńsko-żeńskie

 Cztery baterie AA

Zaczynając od wstępnie zmontowanego robota Zumo dla Arduino v1.2, jest tylko kilka kroków do zbudowania nowego Zumo CC3200:

 Przylutuj rząd nagłówków do osłony Zumo. Pololu Zumo Shield for Arduino User’s Guide opisuje szczegółowo, jak złożyć robota Zumo z zestawu oraz, na stronie 16, jak go zdemontować na tyle, aby dodać nowe komponenty. Proces demontażu jest podsumowany i lekko opisany poniżej.

1. Zdejmij gąsienice z podwozia i ostrożnie zsuń dwa napędowe koła łańcuchowe z wałów silnika.

[Koła łańcuchowe są bardzo ciasno przymocowane do wałów silnika: najbezpieczniejszym sposobem ich usunięcia jest umieszczenie koła łańcuchowego w małym imadle i delikatne uderzenie w wał silnika dziurkaczem 3/32 cala (lub małym gwoździem). W praktyce nie jest konieczne całkowite zdejmowanie kół zębatych z wałów silnika; przesuwając je tuż za obudowę, ale nadal na wale, można oddzielić ekran od obudowy. Nie usuwając ich całkowicie, łatwiej będzie później przywrócić koła zębate.]

2. Zdejmij pokrywę baterii i baterie z obudowy.

3. Odkręć wszystkie cztery zestawy śrub maszynowych i nakrętek mocujących osłonę do obudowy.4. Ściśnij sprężynę ujemnego zacisku akumulatora i delikatnie wysuń oba zaciski akumulatora przez otwory w obudowie. Silniki pozostaną przymocowane do osłony, gdy oddzieli się ona od obudowy.

5. Ostrożnie odegnij oba silniki od osłony, aby umożliwić zdjęcie przedniej części płytki dystansowej.

[Oba przekładki będą musiały zostać usunięte, aby przylutować nowe nagłówki, a ponieważ są one prawie, ale nie idealnie, dwustronnie symetryczne, warto zwrócić szczególną uwagę na ich rozmieszczenie, aby proces ponownego montażu przebiegał sprawnie.]

6. Przylutuj rząd nagłówków do osłony Zumo, które zapewniają dostęp do pinów 5, 6, 9 i 10

7. Możesz ponownie złożyć Zumo, wykonując procedurę demontażu w odwrotnej kolejności.

[Zwróć uwagę, aby wymienić elementy płyty dystansowej dokładnie tak, jak zostały pierwotnie zainstalowane. Ponieważ nie są one idealnie dwustronnie symetryczne, łatwo jest omyłkowo wymienić podkładki do góry nogami. Tylna krawędź tylnego elementu dystansowego ma z jednej strony bardzo szerokie wycięcie, aby zrobić miejsce na gniazdo „złącza ładowania” obok włącznika/wyłącznika. Upewnij się, że tylny element dystansowy leży idealnie płasko między obudową baterii a osłoną.]

 Podłącz przewód połączeniowy między pinami 5 i 9, a drugi przewód między pinami 6 i 10.

Uwaga: płyta RedBearLab CC3200 obsługuje tylko wyjście PWM na pinach 5 i 6, podczas gdy; osłona Zumo łączy piny 9 i 10 z wejściami PWM sterownika silnika DRV8835. Dlatego te dwie zworki są wymagane.

 Odłącz matrycę czujników reflektancji Zumo od przedniej części urządzenia Zumo. Uwaga: Nigdy nie używaj matrycy czujników reflektancji Zumo, gdy RedBearLab CC3200 jest podłączony do Zumo; czujniki wytwarzają sygnały 5 V, które mogą trwale uszkodzić wejścia analogowe maks. 1,5 V CC3200.

 Podłącz RedBearLab CC3200 na górze osłony Zumo.

Krok 2: Oprogramowanie

 Energia wersja 17 MT: Do tworzenia i uruchamiania aplikacji, które działają na RedBearLab CC3200 LP.

Uwaga: Używaj tylko wersji Energia 0101E0017.

 Processing 2.2.1: Aby uruchomić program po stronie hosta, który kontroluje Zumo CC3200. Uwaga: Pamiętaj, aby pobrać Processing 2.x, a nie 3.x; wiele przykładów używa bibliotek, które nie zostały jeszcze przeniesione do Processing 3.x.

Konfiguracja oprogramowania:

 Zainstaluj Energię w wersji 17 MT, aby móc tworzyć i budować szkice działające na Zumo. Jeśli używasz wersji Energia dla systemu Windows, musisz również: - Zainstalować sterowniki USB RedBearLab, aby umożliwić Energii MT pobieranie programów do RedBearLab CC3200 i umożliwić komunikację szeregową z CC3200 przez port COM systemu Windows.

- Zainstaluj sterowniki CC3200 dla systemu Windows (szczegółowe informacje znajdują się w sekcji „CC3200 LaunchPad”).  Zainstaluj Processing 2.2.1, aby łatwo tworzyć szkice, które komunikują się z Zumo przez Wi-Fi.

Rozwiązywanie problemów: Jeśli korzystasz z systemu Windows, a Energia nie może przesłać danych do CC3200, upewnij się, że zainstalowano sterowniki CC3200 dla systemu Windows. Jeśli po instalacji Energia nadal nie może wgrać, skopiuj cc3200_drivers_win/i386/ftd2xx.dll do folderu zawierającego program do wgrywania Energii (cc3200load.exe): Energia_installation_folder/hardware/tools/lm4f/bin.

Krok 3: Demo

Po złożeniu sprzętu i instalacji narzędzi programowych opisanych powyżej, podstawowe funkcje sprzętowe Zumo CC3200 można zademonstrować za pomocą prostego szkicu Energia MT, który komunikuje się ze szkicem przetwarzania. Razem te szkice zapewniają proste sterowanie klawiaturą silników Zumo i wyświetlanie w czasie rzeczywistym danych akcelerometru i żyroskopu Zumo.

Zbuduj i prześlij demo ZumoTest:

 Podłącz Zumo do komputera za pomocą kabla USB.

- Ustaw przełącznik zasilania Zumo Bot w pozycji „off” (zasilanie będzie dostarczane do CC3200 przez połączenie USB).

- Podłącz RedBearLab CC3200 USB do jednego z portów USB komputera.

 Rozpakuj folder „ZumoTest” z załączników i dwukrotnie kliknij plik ZumoTest/ZumoTest.ino. Uwaga: Przy pierwszym dwukrotnym kliknięciu szkicu po zainstalowaniu Energii MT system Windows zapyta, który program powinien otworzyć szkic. Po prostu przejdź do swojej instalacji Energia MT i skojarz program energia.exe z plikami.ino.

W IDE Energia MT:- Wybierz płytkę RedBearLab CC3200 EMT (przez Narzędzia > Płyta > RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Wybierz port COM, który jest podłączony do Zumo (poprzez Narzędzia > Port szeregowy > COMx). Jeśli używasz systemu Windows, jest to „mbed Serial Port”, który pojawia się w sekcji „Porty (COM i LPT)” w Menedżerze urządzeń.- Kliknij przycisk „Prześlij”, aby zbudować i przesłać szkic ZumoTest do CC3200.

 Zresetuj CC3200, naciskając i zwalniając przycisk resetowania RedBearLab CC3200. Uwaga: Czasami Energia MT ma problemy z przesyłaniem szkiców do RedBearLab CC3200. W takich przypadkach często pomocne jest odłączenie i ponowne podłączenie kabla USB oraz ponowna próba wgrania.

 Powyższy szkic ZumoTest uruchamia własną sieć o nazwie „zumo-test” z hasłem „password”, która powinna być wykrywalna przez komputer. - Podłącz komputer do sieci Wi-Fi zumo-test

 Rozpakuj folder „Zumo Test Sketch” i kliknij dwukrotnie plik zgraph/zgraph.pde.

Uwaga: przy pierwszym podwojeniu szkicu po zainstalowaniu Przetwarzania system Windows zapyta, jaki program powinien otworzyć szkic. Po prostu przejdź do swojej instalacji Processing i skojarz wykonywalny plik processing.exe z plikami.pde.

W ramach przetwarzania IDE:

- Kliknij przycisk Uruchom, aby rozpocząć uruchamianie szkicu

- Poczekaj, aż pojawi się okno wykresu i wpisz literę „c”, aby rozpocząć ciągłą akwizycję i wyświetlanie danych akcelerometru z Zumo. Powinieneś zobaczyć trzy oddzielne wykresy liniowe danych przyspieszenia, jeden dla osi x, y i z. Każdy ruch Zumo powinien znaleźć odzwierciedlenie w natychmiastowych zmianach na tych wykresach. Możesz przełączyć się na wyświetlanie danych żyroskopowych w czasie rzeczywistym, wpisując „G”, gdy okno wykresu jest skupione, i wrócić do wyświetlania przyspieszenia w czasie rzeczywistym, wpisując „A”.

Możesz także sterować Zumo CC3200 za pomocą klawiszy na klawiaturze „w”, „a”, „s”, „d” i „” (spacja). „w” - jazda do przodu

'a' - skręć w lewo

's' - jedź do tyłu

'd' - skręć w prawo

' – stopZajrzyj do pliku zgraph/zgraph.pde, aby uzyskać dodatkowe polecenia klawiaturowe.

Zbuduj i prześlij demo balansowania Zumo

 Zainstaluj bibliotekę przetwarzania: To demo wymaga ControlP5 (biblioteka GUI do przetwarzania) i można je pobrać z załączników. Postępuj zgodnie z poniższymi instrukcjami, aby zainstalować tę bibliotekę w Przetwarzaniu.

- Uruchom aplikację Przetwarzanie

- Zlokalizuj folder szkicownika Przetwarzanie, wybierając pozycję menu Plik > Preferencje i szukając „Lokalizacja szkicownika”

- Skopiuj folder ControlP5 do folderu bibliotek w swoim szkicowniku. Musisz utworzyć folder biblioteki, jeśli jest to Twoja pierwsza instalacja biblioteki.

 Podłącz Zumo do komputera za pomocą kabla USB.

- Ustaw przełącznik zasilania Zumo Bot w pozycji „off” (zasilanie będzie dostarczane do CC3200 przez połączenie USB).

- Podłącz RedBearLab CC3200 USB do jednego z portów USB komputera.

 Rozpakuj folder „ZumoBalance” z załączników i kliknij dwukrotnie plik ZumoBalancing/Balancing.ino. W ramach IDE Energia MT:

- Wybierz płytę RedBearLab CC3200 EMT (przez Narzędzia > Płyta > RedBearLab CC3200 EMT (80 MHz))

- Wybierz port COM, który jest podłączony do Zumo (poprzez Narzędzia > Port szeregowy > COMx). Jeśli używasz systemu Windows, jest to „mbed Serial Port”, który pojawia się w sekcji „Porty (COM i LPT)” w Menedżerze urządzeń.- Kliknij przycisk „Prześlij”, aby zbudować i przesłać szkic równoważenia do CC3200.

 Zresetuj CC3200 naciskając i zwalniając przycisk resetowania w RedBearLab CC3200.

Uwaga: czasami Energia MT ma problem z przesłaniem szkiców do RedBearLab CC3200. W takich przypadkach często pomocne jest odłączenie i ponowne podłączenie kabla USB, a następnie ponowna próba wgrania.

 Powyższy szkic ZumoBalancing uruchamia własną sieć o nazwie „zumo-balancing” z hasłem „password”, która powinna być wykrywalna przez komputer.

1. Podłącz komputer do sieci Wi-Fi równoważącej zumo

 Rozpakuj folder „Zumo Balance Sketch” z załącznika i kliknij dwukrotnie plik zbalacing/zbalancing.pde.