ROBOT ZUMO CONTROLLATO WIFI: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Panoramica dell'hardware:

 RedBearLab CC3200:

Il dispositivo SimpleLink CC3200 di Texas Instrument è un MCU wireless che integra un core ARM Cortex-M4 ad alte prestazioni fino a 80 MHz che consente di sviluppare un'intera applicazione con un singolo IC. Questo dispositivo include un'ampia varietà di periferiche tra cui un'interfaccia per telecamera parallela veloce, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C e ADC a quattro canali. Il sottosistema di gestione dell'alimentazione include un convertitore DC-DC integrato che supporta un'ampia gamma di tensioni di alimentazione con un basso consumo energetico.

Caratteristiche principali: - MCU dual core CC3200: un core ARM Cortex-M4 a 80 MHz per l'applicazione e un core ARM dedicato per l'elaborazione della rete Wi-Fi

- 256 KB di RAM 1 MB di memoria flash seriale con file system per l'utente. - Motore di crittografia hardware per una sicurezza rapida avanzata, inclusi AES, DES, 3DES, SHA2 MD5, CRC e Checksum.

- Fino a 27 pin GPIO multiplex programmabili individualmente, inclusa un'interfaccia telecamera parallela veloce, I2S, SD/MMC, UART, SPI, I2C e ADC a quattro canali.

- Potente motore di crittografia per connessioni Wi-Fi e Internet veloci e sicure con crittografia AES a 256 bit per connessioni TLS e SSL.

- Tecnologia SmartConfig, modalità AP e WPS2 per un provisioning Wi-Fi facile e flessibile

 Zumo Robot v1.2:

La scheda di controllo del robot Zumo è uno scudo destinato all'uso con un CC3200 o dispositivi compatibili come controller principale. Misura meno di 10 cm per lato. Utilizza due motoriduttori micrometallici da 75:1 HP per azionare i gradini, fornendo una coppia elevata e una velocità massima di circa 2 piedi al secondo (60 cm/s). Inoltre, include una lama di sumo in acciaio inossidabile tagliata al laser spessa 0,036 pollici montata sulla parte anteriore del telaio per spingere intorno agli oggetti come altri robot e un array di sensori di riflettanza montato lungo il bordo anteriore dello Zumo (dietro la lama di sumo) consente allo Zumo di rilevare le caratteristiche sul terreno di fronte ad esso, come linee da seguire o bordi da evitare.

Caratteristiche principali: - Doppio driver del motore H-Bridge.

- Cicalino.

- LED Utente e Pulsante.

- Accelerometro a 3 assi, bussola e giroscopio

Passaggio 1: configurazione hardware

Requisiti hardware:

 RedBearLab CC3200

 Zumo Robot per Arduino v1.2

 Due connettori maschio da 2,54 mm

 Due cavi jumper premium femmina-femmina

 Quattro batterie AA

Partendo dallo Zumo Robot for Arduino v1.2 preassemblato, bastano pochi passaggi per costruire un nuovo Zumo CC3200:

 Saldare una fila di intestazioni allo scudo Zumo La Guida utente Pololu Zumo Shield per Arduino descrive, in dettaglio, come assemblare il robot Zumo da un kit e, a pagina 16, come smontarlo quanto basta per aggiungere nuovi componenti. Il processo di smontaggio è riassunto e leggermente annotato di seguito.

1. Rimuovere i cingoli dal telaio e far scorrere con cautela le due ruote dentate di trasmissione dagli alberi del motore.

[I pignoni sono fissati molto saldamente agli alberi del motore: il modo più sicuro per rimuoverli è posizionare il pignone in una piccola morsa e picchiettare delicatamente l'albero del motore con un punzone da 3/32 pollici (o un piccolo chiodo). In pratica non è necessario rimuovere completamente i pignoni dagli alberi motore; facendoli scorrere appena oltre il telaio, ma sempre sull'albero, è possibile separare lo scudo dal telaio. Non rimuovendoli completamente, sarà più facile ripristinare i pignoni in un secondo momento.]

2. Rimuovere il coperchio della batteria e le batterie dal telaio.

3. Svitare tutte e quattro le serie di viti e dadi a macchina che fissano lo schermo al telaio.4. Stringere la molla del terminale negativo della batteria e allentare delicatamente entrambi i terminali della batteria attraverso i fori nel telaio. I motori rimarranno attaccati allo scudo mentre si separa dal telaio.

5. Piegare con cautela entrambi i motori lontano dallo scudo per consentire la rimozione della parte anteriore della piastra distanziatrice.

[Entrambi i distanziatori dovranno essere rimossi per saldare su nuove intestazioni e, poiché sono quasi ma non perfettamente simmetrici bilateralmente, ti consigliamo di prendere nota del loro posizionamento in modo che il processo di rimontaggio proceda senza intoppi.]

6. Saldare una fila di intestazioni allo scudo Zumo che fornisce l'accesso ai pin 5, 6, 9 e 10

7. Puoi rimontare lo Zumo seguendo la procedura di smontaggio al contrario.

[Assicurarsi di sostituire i pezzi della piastra distanziale esattamente come sono stati originariamente installati. Poiché non sono perfettamente simmetrici bilateralmente, è facile sostituire erroneamente i distanziali capovolti. Il bordo d'uscita del distanziale posteriore ha una tacca extra larga su un lato per fare spazio all'intestazione del "connettore di carica" accanto all'interruttore di accensione/spegnimento. Assicurati che il distanziale posteriore sia perfettamente piatto tra la custodia della batteria e lo scudo.]

 Collegare un ponticello tra i pin 5 e 9 e un altro filo tra i pin 6 e 10.

Nota: la scheda RedBearLab CC3200 supporta solo l'uscita PWM sui pin 5 e 6 mentre; lo shield Zumo collega i pin 9 e 10 agli ingressi PWM del driver del motore DRV8835. Pertanto, sono necessari questi due ponticelli.

 Scollegare l'array di sensori di riflettanza Zumo dalla parte inferiore anteriore dello Zumo. Nota: non utilizzare mai l'array di sensori di riflettanza Zumo quando RedBearLab CC3200 è collegato a Zumo; i sensori producono segnali a 5V che possono danneggiare permanentemente gli ingressi analogici max 1,5V del CC3200.

 Collegare RedBearLab CC3200 sulla parte superiore dello schermo Zumo.

Passaggio 2: software

 Energia versione17 MT: per creare ed eseguire app eseguibili su RedBearLab CC3200 LP.

Nota: utilizzare solo la versione Energia 0101E0017.

 Processing 2.2.1: per eseguire un programma lato host che controlla lo Zumo CC3200. Nota: assicurarsi di scaricare Processing 2.x e non 3.x; molti degli esempi utilizzano librerie che non sono ancora state portate su Processing 3.x.

Configurazione software:

 Installa Energia versione 17 MT, in modo da poter creare e costruire schizzi che girano su Zumo. Se stai utilizzando la versione Windows di Energia, devi anche: - Installare i driver USB RedBearLab per consentire a Energia MT di scaricare programmi su RedBearLab CC3200 e abilitare le comunicazioni seriali con CC3200 tramite una porta COM di Windows.

- Installare i driver CC3200 per Windows (consultare le istruzioni nella sezione "CC3200 LaunchPad" per i dettagli).  Installa Processing 2.2.1, in modo da poter creare facilmente schizzi che comunicano con Zumo tramite Wi-Fi.

Risoluzione dei problemi: se stai utilizzando Windows e Energia non è in grado di caricare su CC3200, assicurati di aver installato i driver CC3200 per Windows. Se, dopo l'installazione, Energia non riesce ancora a caricare, copia cc3200_drivers_win/i386/ftd2xx.dll nella cartella contenente il programma di caricamento di Energia (cc3200load.exe): Energia_installation_folder/hardware/tools/lm4f/bin.

Passaggio 3: dimostrazione

Dopo l'assemblaggio dell'hardware e l'installazione degli strumenti software sopra descritti, è possibile dimostrare la funzionalità hardware di base di Zumo CC3200 utilizzando un semplice schizzo Energia MT che comunica con uno schizzo di elaborazione. Insieme, questi schizzi forniscono un semplice controllo da tastiera dei motori di Zumo e visualizzano in tempo reale i dati dell'accelerometro e del giroscopio di Zumo.

Crea e carica la demo di ZumoTest:

 Collega lo Zumo al tuo PC con un cavo USB.

- Spostare l'interruttore di alimentazione di Zumo Bot su "off" (l'alimentazione verrà fornita al CC3200 tramite la connessione USB).

- Collega RedBearLab CC3200 USB a una delle porte USB del tuo PC.

 Decomprimi la cartella “ZumoTest” dagli allegati e fai doppio clic sul file ZumoTest/ZumoTest.ino. Nota: la prima volta che fai doppio clic su uno schizzo dopo aver installato Energia MT, Windows ti chiederà quale programma dovrebbe aprire lo schizzo. Basta accedere alla propria installazione di Energia MT e associare il programma energia.exe ai file.ino.

All'interno dell'IDE Energia MT:- Selezionare la scheda RedBearLab CC3200 EMT (tramite Strumenti > Scheda > RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Seleziona la porta COM collegata allo Zumo (tramite Strumenti > Porta seriale > COMx). Se stai utilizzando Windows, è la "Porta seriale mbed" che appare sotto "Porte (COM e LPT)" in Gestione dispositivi.- Fai clic sul pulsante "Carica" per creare e caricare lo schizzo ZumoTest sul CC3200.

 Ripristina CC3200 premendo e rilasciando il pulsante di ripristino di RedBearLab CC3200. Nota: a volte Energia MT ha problemi a caricare gli schizzi su RedBearLab CC3200. In questi casi, spesso è utile scollegare e ricollegare il cavo USB e riprovare a caricare.

 Lo sketch ZumoTest qui sopra avvia la propria rete, denominata "zumo-test" con password "password", che dovrebbe essere rilevabile dal tuo PC. - Collega il tuo PC alla rete WiFi di zumo-test

 Decomprimere la cartella “Zumo Test Sketch” e fare doppio clic sul file zgraph/zgraph.pde.

Nota: la prima volta che raddoppi uno schizzo dopo aver installato Processing, Windows ti chiederà quale programma dovrebbe aprire lo schizzo. Passa semplicemente alla tua installazione di Processing e associa l'eseguibile processing.exe ai file.pde.

All'interno dell'IDE di elaborazione:

- Fare clic sul pulsante Esegui per avviare l'esecuzione dello schizzo

- Attendi che appaia la finestra del grafico e digita la lettera 'c' per avviare l'acquisizione continua e la visualizzazione dei dati dell'accelerometro dallo Zumo. Dovresti vedere tre grafici a linee separati dei dati di accelerazione, uno per gli assi x, yez. Qualsiasi movimento dello Zumo dovrebbe riflettersi in cambiamenti immediati a queste trame. È possibile passare alla visualizzazione dei dati del giroscopio in tempo reale digitando "G" quando la finestra del grafico è attiva e tornare alla visualizzazione dell'accelerazione in tempo reale digitando "A".

Puoi anche guidare lo Zumo CC3200 usando i tasti della tastiera 'w', 'a', 's', 'd' e ' ' (spazio). 'w' - vai avanti

'a' - gira a sinistra

's' - guida all'indietro

'd' - gira a destra

' – stopVedi il file zgraph/zgraph.pde per ulteriori comandi da tastiera.

Crea e carica Zumo Balancing Demo

 Install Processing library: questa demo richiede ControlP5 (una libreria GUI per l'elaborazione) e può essere scaricata dagli allegati. Segui le seguenti istruzioni per installare questa libreria in Processing.

- Avvia l'applicazione di elaborazione

- Individua la cartella dello sketchbook di Processing selezionando la voce di menu File > Preferenze e cercando "Posizione dello sketchbook"

- Copia la cartella ControlP5 nella cartella delle librerie del tuo album da disegno. Dovrai creare la cartella delle librerie se questa è la tua prima installazione di librerie con contributi.

 Collega lo Zumo al tuo PC con un cavo USB.

- Spostare l'interruttore di alimentazione di Zumo Bot su "off" (l'alimentazione verrà fornita al CC3200 tramite la connessione USB).

- Collega RedBearLab CC3200 USB a una delle porte USB del tuo PC.

 Decomprimere la cartella “ZumoBalalance” dagli allegati e fare doppio clic sul file ZumoBalancing/Balancing.ino. All'interno dell'IDE Energia MT:

- Seleziona la scheda RedBearLab CC3200 EMT (tramite Strumenti > Scheda > RedBearLab CC3200 EMT (80MHz))

- Seleziona la porta COM collegata allo Zumo (tramite Strumenti > Porta seriale > COMx). Se stai utilizzando Windows, è la "Porta seriale mbed" che appare sotto "Porte (COM e LPT)" in Gestione dispositivi.- Fai clic sul pulsante "Carica" per creare e caricare lo sketch di bilanciamento sul CC3200.

 Reimpostare il CC3200 premendo e rilasciando il pulsante di ripristino di RedBearLab CC3200.

Nota: a volte Energia MT ha problemi a caricare gli schizzi su RedBearLab CC3200. In questi casi, spesso è utile scollegare e ricollegare il cavo USB e provare a caricarlo di nuovo.

 Lo schizzo ZumoBalancing sopra avvia la propria rete, denominata "zumo-balancing" con password "password", che dovrebbe essere rilevabile dal tuo PC.

1. Collega il tuo PC alla rete Wi-Fi zumo-balancing

 Decomprimere la cartella “Zumo Balance Sketch” dall'allegato e fare doppio clic sul file zbalacing/zbalancing.pde.