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[中级] 有头有脸的履带机器人

Boris_Liu 发表于 2015-7-31 11:44:29 | 显示全部楼层 [复制链接]
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有头有脸的履带机器人

[size=14.6667px]偷插一张图


【案例说明】
本例程为一款,基于Devastator 履带机器人移动平台,具有两个自由度云台的小车。希望能帮助初学者对Romeo BLE多合一控制器及其蓝牙控制方法有一定初步的了解, 同时对制作过程中的一些容易出错的地方做了整理和说明。 如有不足和疏漏的地方,望大家批评指正。

所需的硬件清单

注:以上配件在DFRobot 商城均有出售。Devastator履带机器人移动平台的搭建,请参考产品资料库 ,产品安装手册

视频效果






【主控板图解】




注意事项说明:
1.因为硬件设计的原因。数字串口D4,D5,D7,D6被默认控制M1,M2处的马达。拔掉跳线将释放数字口,电机控制器将被禁用。故该四个端口最好不要用于连接其他外部硬件。

2.当Romeo BlE与其他设备有进行蓝牙通讯的时候。将导致Arduino程序无法下载。故下载时要留意蓝牙连接Link配对Pair指示灯是否点亮。

【硬件原理图】





【程序分析】

因为控制程序较长。为便于初学者理解,将程序按功能分解为四个部分,一步步增加小车的功能,以便于初学者能循序渐进的掌握Arduino程序编写的过程。程序按功能从基本到扩展可分为如下几个步骤

Step1.小车基本运动的实现 >> Step2.蓝牙控制小车运动 >> Step3.蓝牙控制云台>>Step4.完整程序。

在进行下列代码学习之前,请先下载好和两个arduino扩展库。




Step1.小车基本运动的实现

测试代码:
说明:改变LeftWheelSpeed, RightWheelSpeed两个变量的参数值(可取正负号),用于测试小车基本的前进,后退,左转,右转,停止等基本功能。

#include "DFMobile.h"
DFMobile Robot (4, 5, 7, 6);                        //注释a
int LeftWheelSpeed = 200;                            //注释b
int RightWheelSpeed = 200;
void setup () {
       Serial.begin(9600);
       Robot.Direction(false,true);  }
void loop () {
  Robot.Speed (LeftWheelSpeed, RightWheelSpeed);     //注释c
       Delay(1000);
}
代码回顾

a.函数:DFMobile Robot (4,5,7,6);
作用:用于初始化控制小车两侧直流电机的引脚。
说明:DFMobil Robot (EnLeftPin,LeftPWMSpeedPin,EnRightPin,RightPWMSpeedPin);


b.函数:Robot.Direction(bool left, bool right));
作用:用于改变两侧马达的控制方向
说明:因为左右侧马达是反方向安装的,所以只有当两侧马达的转向相反时,小车才会沿着同一个方向运动。bool 即为布尔变量类型,其逻辑为ture 和false, 这里我们用于方便改变马达的转向。例:如本例中用DFMobilr.Direction(LOW,HIGH);可以用来修正马达相对反装而造成的编程逻辑上的麻烦。并且用户如果不小心将马达的接线接错,也可以用这个函数进行快速的改正这个错误。

c.函数: robot.Speed (int16_t left_speed, int16_t right_speed);
作用: 用于设定小车两个轮子的速度,因为正负号可控制相反的电机转向,故在void setup()中用Robot.Direction设定好默认方向后。便可直接用DFMobile.Speed()表示小车的运动状态。
说明:取值范围是-255~255,   值的绝对值越大,马达的输出转速越大。负号代表与原来设定的转向相反。

举例
void setup(){
robot.Direction(LOW,HIGH);
}
则: robot.Speed(255,255) //   小车前进
robot.Speed(-255,255)//   小车后退
robot.Speed(-255,255) //  小车左转
robot.Speed(255,-255) //  小车右转





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发表于 2015-7-31 12:01:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 Boris_Liu 于 2015-7-31 14:35 编辑

Step2.蓝牙控制小车运动

测试代码:
说明:用于实现“走你”App控制小车基本前进,后退,左右转,停止等运动。详细资料参考
海盗船套件进阶教程 手机遥控功能

测试文件下载   

代码回顾
a.函数 Goble.available()
作用:当接收到蓝牙发过来的数值时它的值为TURE,否则返回False.
备注:用于判断是否接收到“走你”App发来的蓝牙数据。下面是用法:
if(Goble.available()){
do.something;
}

b.读取参数
代码:int joystickX,joystickY;
说明:joystickX,joystickY,buttonState[6]这三个变量是针对GoBLE库定义的。分别用来存储摇杆X轴,Y轴以及6个按键的状态值的。
joystickX = Goble.readJoystickX();
joystickX = Goble.readJoystickX();

各输入GoBLE“的分布,见下图
SWITCH_UP (上键) -- 1
SWITCH_RIGHT (右键) -- 2
SWITCH_DOWN (下键) -- 3
SWITCH_LEFT (左键) -- 4
SWITCH_SELECT (选择键) -- 5
SWITCH_START (开始键) -- 6

c. 处理读取的摇杆参数
代码: int SpeedX=2*joystickX-256;
        int SpeedY=2*joystickY-256;
说明:需要将手柄读到的数据映射到我们小车的轮子转速上,所以就有了下面这两句。将读到的原始数据0~255映射为小车速度-255~255。

d. 建立摇杆和小车运动的联系     
代码
翻译
if (SpeedX>200 || SpeedX<-200){        
      LeftWheelSpeed=SpeedX;                 
      RightWheelSpeed=SpeedX;
      Robot.Speed (LeftWheelSpeed,RightWheelSpeed);
   }         
   else if (SpeedY>200 || SpeedY<-200){           
      LeftWheelSpeed=SpeedY-80;            
      RightWheelSpeed=-SpeedY-80;
      Robot.Speed(LeftWheelSpeed,RightWheelSpeed);
   }
   else if (SpeedX==0 && SpeedY==0){
      Robot.Speed(0,0);
   }
如果 ( 摇杆向上 或者(||) 摇杆向下 ){  
      小车前进或者后退;
   }         
   如果 ( 摇杆向右 或者(||) 摇杆向左){   
      小车右转或者左转;
   }
   如果 (摇杆X轴没变化 并且(&&) 摇杆Y轴没变化){
      小车停止;
   }


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发表于 2015-7-31 12:06:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 Boris_Liu 于 2015-7-31 12:19 编辑

Step3.蓝牙控制云台

测试代码
用于实现“走你”App控制小车云台的控制。


测试程序下载   

代码回顾

a.代码for(int i; i<7; i++){
            根据按键的情况改变伺服舵机的角度
         }
作用:使一次按键后,舵机改变7°。使得舵机角度调节更加明显和具有连续性。
说明:这里的循环次数可以根据用户自己的实际用途进行修改。
   
b.函数int clip(float min, float max, float Value)
作用:用于限定舵机的角度范围。相对于云台的实际情况,它的调整范围并非伺服舵机固有的(0~180°)那么大。
说明:其中flaot min , float max分别表示限定范围的最小值和最大值。而Value为要限定的变量。

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发表于 2015-7-31 14:03:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 Boris_Liu 于 2015-7-31 14:42 编辑

Step4.完整程序

经过以上三个步骤的分析,大家应该对这辆小车的编程有了一定程度的了解。那么尝试下,如何对以上的程序进行整合,得到我们想要的能用蓝牙同时控制小车的云台和基本的运动。这里我们给出了整合后的完整程序供大家参考。

完整程序及相关库下载链接:  


附:【常用蓝牙配置

这里整理了常用的AT指令配置蓝牙的方法, 供大家参考。详细信息可参考Bluno蓝牙4.0控制Wiki

进入AT模式的方法和AT指令的输入固件版本1.8及以后

1.打开Arduino IDE
2.在菜单-》工具-》串口中选择正确的设备
3.开启串口监视器 (点击窗口的右上角的按键)
4.在两个下拉菜单中选择"No line ending"(①)和115200 baud(②)
5.在输入框中(③)输入"+++",并点击发送键(④)
6.如果收到“Enter AT Mode”(⑤),就证明已经进入AT指令模式.



Fig1: +++进去CMD模式
7.在两个下拉菜单中选择"Both NL & CR"(①)和115200 baud(②)
8.在输入框中(③)输入AT指令,并点击发送键(④)
9.如果BLE配置成功,界面将会返回"OK"(⑤)



Fig1: 输入AT指令,记得更改为Both NL & CR
10.如果收到“ERROR CMD”,可以再发一遍。发送多次后如果还是“ERROR CMD”,你需要检查一下指令发送是否正确.(大写字母)
11.可以使用"AT+EXIT"来退出AT指令模式.

常用的两个AT指令

"AT+ROLE" 设置BLE芯片主从机状态
AT+ROLE=ROLE_CENTRAL<CR+LF>
设置BLE工作在主机状态下
AT+ROLE=ROLE_PERIPHERAL<CR+LF>
设置BLE工作在从机状态下
AT+ROLE=?<CR+LF>
查询当前BLE芯片的主从机状态。 (默认值为ROLE_PERIPHERAL)


"AT+NAME" 设置和查询当前设备名称
AT+NAME=DFBLEduinoV1.0<CR+LF>
设置模块名称为“DFBLEduinoV1.0”。ascii码形式,小于等于13字节
AT+NAME=?<CR+LF>
查询当前模块名称, 默认值为DFBLEduinoV1.0









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发表于 2015-7-31 17:05:28 | 显示全部楼层
这么详细 太赞了
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发表于 2015-7-31 22:25:06 | 显示全部楼层
太详细了,视频看起来更赞
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发表于 2015-7-31 23:16:25 | 显示全部楼层
真的很详细,先顶一个再说。
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发表于 2015-8-1 09:23:35 | 显示全部楼层
丄帝De咗臂 发表于 2015-7-31 22:25
太详细了,视频看起来更赞

下一次把课程加入履带车
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发表于 2015-8-1 20:36:15 | 显示全部楼层
大连林海 发表于 2015-8-1 09:23
下一次把课程加入履带车

嗯,主意不错
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发表于 2015-8-4 10:24:21 | 显示全部楼层
小白也可以玩起来~真的很不错呢~
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发表于 2015-8-4 10:28:30 | 显示全部楼层

完全是优质教程~可以做为课程了
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发表于 2015-8-4 10:41:20 | 显示全部楼层
luna 发表于 2015-8-4 10:28
完全是优质教程~可以做为课程了

教程很厉害,绝对优质
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发表于 2015-8-4 12:17:55 | 显示全部楼层
大赞,好东西,不过5节电池够用吗?
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发表于 2015-9-28 08:27:31 | 显示全部楼层
sg90舵机hemg90舵机都需要么?
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发表于 2015-9-28 08:28:01 | 显示全部楼层
sg90舵机和mg90舵机都需要么?
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发表于 2015-9-28 09:51:23 | 显示全部楼层
xuelang 发表于 2015-9-28 08:28
sg90舵机和mg90舵机都需要么?

推荐使用金属齿轮的小型舵机。
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发表于 2015-9-28 09:52:20 | 显示全部楼层
xuelang 发表于 2015-9-28 08:28
sg90舵机和mg90舵机都需要么?

只需要两个 TowerPro MG90舵机。
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发表于 2015-12-30 16:09:44 | 显示全部楼层
创客大篷车…………挺好的
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发表于 2016-5-10 23:37:18 | 显示全部楼层
额额    看标题进来的  开始还以为是瓦力
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发表于 2016-12-17 09:13:38 | 显示全部楼层
太给力,讲的真详细
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发表于 2016-12-17 09:26:19 | 显示全部楼层
感觉可以把云台换成一个2自由度机械手臂,然后固定一个手机在小车上,通过QQ做视频监
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