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Software Souls
domingo, 12 de enero de 2014
miércoles, 8 de enero de 2014
How to start creating and programming robots
Introduction
Create robots requires a lot of different skills and, depending on how sophisticated is the behavior or the tasks that must be performed, can be really complex and extremely difficult.
The three pillars of robotics are electronics, mechanics and programming; there are others, but only with these three you can already start experimenting.
In addition to applicable knowledge you also need some others items such as motors (or other actuators), sensors, a small computer to avoid weight and power consumption (typically a SBC or microcontroller ) and a power source (battery to be autonomous) and some parts that sustain and hold together all these elements and their movements.
These elements can be acquired (some even manufactured) separately, or more easily, and probably cheaper as a kit.
.
What do I need to start?
Mainly, you need wish to enjoy creating and learning.
* Acquire a minimum and basic knowledge of:
+ Electronics or electricity (if only to distinguish voltage and current),
+ Mechanics (the minimum would be screwing and unscrewing or connect Lego type pieces)
+ Computer (at least to run a program on a computer)
* Get at least a microcontroller (Arduino, for example), a pair of motors, a distance sensor, a battery, cables, and a structure to support it. The basic set or kit.
A kit, the best option
A clear advantage of starting with a kit is that you start NOW, spending your time on where is your interest (electronic, mechanical or computer) , because the others areas are already solved, but anytime you can get to work in any of them. When you buy the kit with all the necessary set of elements together, the price is also often cheaper.
From the more expensive and complex to the cheapest and easiest
Bioloid : 18 powerful servo motors, 4 sensors. Ideal for humanoid, quadrupeds, hexapods and even vehicles; software to create them and behave like living beings. Includes programming software RoboPlus Tasks, you can also program in C, and create motion sequences with RoboPlus Motion. Using other controller, like Raspberry Pi you can use any language and programming tools which generate code to it.
It costs about 1000 euros. Yes, it is somewhat expensive, but if you have enough money and programming skills or willingness to learn, I think it deserves the price.
Mindstorm EV3: 2 servo motors, 1 motor, 4 sensors. Ideal for mechanisms and vehicles. Very easy to use, but it also allows you to create complex robots. Includes programming software NXT-G, NXT is also possible to program in Java with Far and C / C + + with Osek, not yet available for EV3 or very early versions.
It costs about 300 euros, although it may seem expensive compared to other options, its enormous potential and flexibility in all aspects (construction, programming and electronics) make it tremendously interesting.
Mindstorms EV3 is the latest version, released in August 2013.
[caption id="attachment_2226" align="alignleft" width="240"] Robot Arduino[/caption]
Vehicle based on Arduino: at least 2 servomotors and all the sensors you want to start. Is easy and cheap, for about 40€/50$ - 70€/97$ you can have the a robot. Ideal for deepening in electronics.
It can be programmed with the friendly Arduino programming environment .
Is the cheapest option and you can go further by buying more components as you go. It not offers as much flexibility and ability to build as Mindstorms vehicles or Bioloid articulated robots, but you can really learn a lot more than it may seem.
.
.
.
And with less money or no money?
For less money, for starters, you can get an Arduino microcontroller or its clones, which cost just over 20 euros/dollars.
Or, completely free of charge, you can start learning to program in C or C + +, which will come very handy to program robots.
Free resources for learning C programming:
C introduction (pdf)
But there are a lot…
C Language Tutorial (html)
How C Programming Works (html)
Several C programming tutorials (html)
... and more from Google
And here you can find free resources for learning C++ programming.
In the next post I will write about a fast comparative between Bioloid, Mindstorms and Arduino based robots and about Arduino programming.
jueves, 12 de diciembre de 2013
(III) ¿Cómo empezar a construir y programar robots?
Herramientas de programación de Arduino, Mindstorms y Bioloid
Tanto Lego Mindstorms como Bioloid de Robotis incluyen herramientas de programación gráfica (se utilizan iconos en lugar de únicamente escribir texto) y Arduino utiliza un editor de texto para los programas. Todos ellos permiten crear el ejecutable y enviarlo al controlador.
Entorno Arduino:
Además del entorno de programación donde editar los programas Arduino ofrece un conjunto de librerías que facilitan mucho la utilización de sensores, servos y otros dispositivos. Muchas de estas librerías para modelos de sensores concretos o servos ya vienen incorporadas, otras se han de incluir manualmente.
En el editor se escribe el programa utilizando C o C++ (dos potentes, flexibles y muy utilizados lenguajes estándares, especialmente en robótica). El entorno de Arduino, tras unas pequeñas transformaciones, lo compila utilizando el compilador avr-gcc o avr-g++, generando el ejecutable que enviaremos al microcontrolador.
Todo lo que aprendemos de C y/o C++ nos será muy útil, pues se puede utilizar con todos los kits, robots, sistemas operativos y computadores. Y estaresmos, además, aprendiendo la forma de trabajar y herramientas habituales en programación.
Lego Mindstorms NXT-G:
Es ideal para familiarizarse con Mindstorms y para pequeños programas, así como para las primeras pruebas que realicemos con un sensor u otro dispositivo nuevo.
Pero es exclusiva para Mindstorms, bastante fácil de utilizar para programas sencillos, pero, a medida que queramos desarrollar programas con un poco de complejidad, iremos descubriendo problemas y limitaciones (búsquedas en el programa, organizar modularmente, depuración de errores, guardar versiones y poderlas comparar)
Robotis Roboplus Tasks: (la ayuda, de momento, sólo está en inglés)
Se puede decir exactamente lo mismo que para Mindstorms NXT-G: Fácil de utilizar e ideal para empezar o para programas pequeños y pruebas, pero exclusiva para robots de (en este caso) Robotis. Adoleciendo de los mismos defectos, si queremos realizar programas con un mínimo de complejidad nos encontraremos con los mismos problemas.
Sólo añadiría que mi impresión es que está pensada para escribir pequeños programas que recojan los comandos mandados por el telemando y ejecuten las secuencias de movimiento creadas con Roboplus Motion (la otra utilidad básica de Robotis).
¿A qué me refiero con un poco más de complejidad?
Retomando la propuesta de comportamiento del primer artículo de la serie podemos ver una progresión de menos a más complejidad, de forma progresiva.
El típico vehículo que hacemos que evite obstáculos mediante dos sensores de contacto (ultrasonidos o infrarojos), uno a la derecha y otro a la izquierda.
1.- El programa más sencillo simplemente evita los obstáculos girando unos pocos grados a la izquierda cuando detecte una "colisión" en el sensor derecho, y a la izquierda cuando la detecte en el sensor derecho.
2.- Intentar evitar el obstáculo con las mínimas maniobras posibles, dando el mínimo rodeo, para seguir el rumbo previo.
Pero si el robot se nos acaba situando en un rincón o en un "callejón sin salida" (ha de girar 180 grados o salir marcha atrás) lo más probable es que nunca logre salir por sus propios medios de ahí, ya que irá de "rebotando" del lado izquierdo al derecho y viceversa hasta que se le agoten las baterías...
3.- Añadimos un poco de "inteligencia" y complejidad. En lugar de girar siempre unos determinados grados fijos vamos a hacer que cuando detecte cierta cantidad de colisiones seguidas (en determinada cantidad de milisegundos o segundos) aumente el número de grados que girará, para así acabar consiguiendo que salga del rincón o del "callejón".
4.- Ahora el problema es que tras salir del rincón o del "callejón" cuando detecte un obstáculo va a girar mucho más de lo necesario. Pues igual que se lo dimos, grados de más a girar, se lo quitamos; a medida que pasan determinados milisegundos o segundos sin detectar colisiones iremos disminuyendo los grados a girar hasta que lleguen al valor inicial.
Realmente sólo estamos utilizando dos sensores de contacto, medición del tiempo y contador de colisiones, pero ya no es ese sencillo programa inicial.
5.- Otro grado de complejidad, o probablemente más de un grado, sería añadir un sensor de luz que hiciera al robot tender hacia la fuente de luz más intensa, evitando los obtáculos del camino, claro.
A partir de este nivel de complejidad creo que utilizar la herramientas NXT-G o Roboplus Tasks requiere más esfuerzo y nos aparecerán más problemas que utilizando lenguajes estándares como Java, C o C++, así como sus herramientas asociadas.
Creo que una buena continuación serían estos artículos de introducción a la programación
martes, 10 de diciembre de 2013
(II) ¿Cómo empezar a construir y programar robots?
Resumen del anterior artículo
Antes de empezar con la programación resumamos las conclusiones del anterior artículo:
1.- Los conocimientos mínimos para empezar a construir un robot los tiene prácticamente todo el mundo o se pueden conseguir muy fácilmente:
+ electrónica o electricidad (aunque sólo sea saber distinguir voltaje e intensidad),
+mecánica (lo mínimo sería atornillar y destornillar o conectar piezas tipo Lego)
+informática (saber ejecutar un programa en un ordenador)
2.- Un kit basado en Arduino, Lego Mindstorms o Bioloid de Robotis es la forma más fácil, divertida y educativa de empezar.
¿Arduino, Mindstorms o Bioloid?
¿Por dónde queremos empezar y qué kit nos lo ofrece?
- Si queremos construir robots articulados que caminen con dos, cuatro o seis patas Bioloid es ideal, especialmente si además queremos centrarnos en programación.
- Si lo que queremos es construir distintos vehículos con ruedas o cadenas, utilizando distintos sensores para percibir el mundo, Lego Mindstorms es la mejor opción.
- Y si queremos centrarnos en la electrónica y/o programación sin gastar demasiado dinero Arduino o un kit basado en Arduino es nuestra mejor opción.
Empecemos por el kit más barato, kit Arduino. Porque, además, lo que aprenderemos con él nos servirá también para otros kits, especial, aunque no únicamente, respecto programación en C y C++.
Kit con base Arduino
[caption id="attachment_2229" align="alignleft" width="90"] Controlador Arduino[/caption]
Arduino, explicado de forma sencilla, es un controlador programable de sensores y motores, que
[caption id="attachment_2226" align="alignright" width="150"] Robot Arduino 66€[/caption]
podemos utilizar como "cerebro" de un robot. Podemos empezar consiguiendo un controlador Arduino y posteriormente el resto de elementos.
O bien, conseguir el controlador con un kit que incluya ya todos los elementos necesarios para construir un vehículo robot. Con el kit nos aseguramos que motores, sensores y piezas de la
[caption id="attachment_2242" align="alignleft" width="90"] Robot arduino 40€[/caption]
estructura encajarán y se conectarán correctamente, probablemente también nos resulte más barato. En cualquiera de ambos casos terminaremos programando el microcontrolador que incorpora Arduino. Pero Arduino no es sólo hardware, es también un conjunto de utilidades que nos facilitarán muchísimo el trabajo de programar. Y existe además una comunidad muy activa de usuarios donde podremos participar recibiendo y dando ayuda a otras personas.
Guía, ejemplos y manual
Existe bastante documentación en castellano, aquí la referencia a las principales sentencias y funciones y este fantástico manual en castellano creado por Ardumanía. Pero aún hay más:
- Conceptos básicos y ejemplos
- Guía de instalación y ejecución de primer ejemplo para Windows
Bien, ¿y cómo es en programa sencillo con el lenguaje de programación C?, así se hace parpaderar un LED:
[sourcecode language="c"]
/*
Parpadeo
Enciende durante un segundo un LED,y lo apaga durante otro segundo, así continuamente
*/
// Pin 13 está conectado a un LED en la mayoría de Arduinos
// asignamos en número de conector pin a la variable led:
int led = 13;
// la función setup se ejecuta una sola vez cuando pulsas reset
void setup() {
// inicializ el conector pin digital como salida.
pinMode(led, OUTPUT);
}
// la función loop (bucle) se ejecuta una vez tras otra contínuamente
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // enciende LED (HIGH es nivel alto de voltaje)
delay(1000); // espera un segundo
digitalWrite(led, LOW); // apaga el LED bajando el voltaje; LOW, significa bajo
delay(1000); // espera un segundo
}
[/sourcecode]
¿Y C++? ¿Y las herramientas de programación que incluyen Robotis, RoboPlus Taks, y Lego Mindstorms, NXT-G? También, pero ya será en el siguiente artículo...
lunes, 25 de noviembre de 2013
¿Cómo empezar a construir y programar robots?
[caption id="attachment_2192" align="alignleft" width="213"] Honda Asimo[/caption]
Crear robots requiere una gran cantidad de conocimientos distintos y, dependiendo de lo sofisticado que sea el comportamiento o tareas que ha de realizar, puede ser realmente complejo y extremadamente difícil.
Los tres pilares fundamentales de la robótica son la electrónica, la mecánica y la informática; tiene otros, pero con estos tres ya podemos empezar a experimentar.
Además de conocimiento aplicable también necesitamos algunos elementos de los que partir, como motores (u otros actuadores), sensores, una computadora de pequeño tamaño, para evitar peso y consumo eléctrico, (habitualmente una SBC o microcontrolador) y una fuente de energía (batería para que sea autónomo) y algunas piezas que sustenten y mantengan unidos a todos estos elementos en sus movimientos y desplazamientos.
Estos elementos los podemos adquirir (algunos incluso fabricar) por separado o, para facilitar la entrada a la róbótica, también los podemos adquirir de forma conjunta, como un kit.
Comparte en este foro tus dudas y comentarios
Sobre todo, ganas de disfrutar creando y aprendiendo.
* Adquirir unos mínimos y básicos conocimientos de:
+ electrónica o electricidad (aunque sólo sea saber distinguir voltaje e intensidad),
+mecánica (lo mínimo sería atornillar y destornillar o conectar piezas tipo Lego)
+informática (saber ejecutar un programa en un ordenador)
* Conseguir, al menos, microcontrolador (Arduino, por ejemplo), un par de motores, un sensor de distancias, unas pilas, cables y una estructura que lo soporte. El conjunto o kit básico.
Una clara ventaja de empezar con un kit es que puedes empezar YA y dedicarte a la parte fundamental (electrónica, mecánica o informática) que más te interese, porque las demás las tienes ya solucionadas; aunque en cualquier momento puedes ponerte a trabajar en cualquiera de las otras partes. Al comprar el kit, con todo el conjunto de elementos necesarios juntos, el precio además suele ser más barato.
Del más caro y complejo al más barato y sencillo
Bioloid: 18 potentes servomotores, 4 sensores. Ideal para humanoides, cuadrúpedos, hexápodos e incluso vehículos, y crearles software para que se comporten como seres vivos. Incluye software de programación Roboplus Tasks, también se puede programar en C, y de creación de movimientos Roboplus Motion.
Tiene un precio de unos 1000 euros. Sí, resulta algo caro, pero si dispones del dinero y de suficientes conocimientos de programación o ganas de aprender, creo que lo merece.
[caption id="attachment_76" align="alignleft" width="90"] NXT Acer Explorer con Acer[/caption]
Mindstorms: 2 servomotores, 1 motor, 4 sensores. Ideal para mecanismos y vehículos. Muy fácil de utilizar, pero también permite crear robots complejos. Incluye software de programacion NXT-G y, NXT es posible programarlo también en Java con Lejos y C/C++ con Osek, aún no disponible para EV3 o versiones muy preliminares.
Tiene un precio de unos 300 euros, aunque pueda parecer caro frente a otras opciones, su enorme potencial y flexibilidad en todos los aspectos (de construcción, programación y de ampliar su electrónica) lo hacen enormemente interesante.
[caption id="attachment_2226" align="alignleft" width="90"] Robot Arduino[/caption]
Vehículo basado en Arduino: 2 servomotores y los sensores con los que desees empezar. Es el más sencillo y barato, por unos 40-60 euros puedes tener lo mínimo. Ideal para profundizar en electrónica.
Se puede programar con el amigable entorno de programación Arduino.
Es el que tiene un precio más barato y que además lo puedes ir comprando por partes, a medida que vayas necesitándolas. No ofrece tanta flexibilidad como Mindstorms ni capacidad para crear robots articulados como Bioloid, pero realmente se puede aprender mucho más de lo que pueda parecer.
.
¿Y con menos dinero o sin dinero?
Por menos dinero puedes conseguir un microcontrolador tipo Arduino o sus clones, que cuestan poco más de 20 euros.
O, de forma totalmente gratuita, puedes empezar a aprender a programar en C o C++, que será muy útil para luego darle vida al robot.
Un sencillo vehículo de dos ruedas tractoras y una libre es un buen punto de partida con el que empezar a divertirse aprendiendo.
A modo de sugerencia de un programa sencillo y cómo ir añadiéndole una mínima complejidad de comportamiento. Se puede hacer de muchísimas formas:
El típico vehículo que hacemos que evite obstáculos mediante dos sensores de contacto, uno a la derecha y otro a la izquierda.
1.- El programa más sencillo simplemente evita los obstáculos girando unos pocos grados a la izquierda cuando detecte una "colisión" en el sensor derecho, y a la izquierda cuando la detecte en el sensor derecho.
2.- Se intenta evitar el obstáculo con las mínimas maniobras posibles para seguir el rumbo establecido.
Pero si el robot se nos acaba situando en un rincón o en un "callejón sin salida" (ha de girar 180 grados o salir marcha atrás) lo más probable es que nunca logre salir por sus propios medios de ahí, ya que irá de "rebotando" del lado izquierdo al derecho y viceversa hasta que se le agoten las baterías...
3.- Añadimos un poco de "inteligencia" y complejidad. En lugar de girar siempre unos determinados grados fijos vamos a hacer que cuando detecte cierta cantidad de colisiones seguidas (en determinada cantidad de milisegundos o segundos) aumente el número de grados que girará, para así acabar consiguiendo que salga del rincón o del "callejón".
4.- Ahora el problema es que tras salir del rincón o del "callejón" cuando detecte un obstáculo va a girar mucho más de lo necesario. Pues igual que se lo dimos, grados de más a girar, se lo quitamos; a medida que pasan determinados milisegundos o segundos sin detectar colisiones iremos disminuyendo los grados a girar hasta que lleguen al valor inicial.
Realmente sólo estamos utilizando dos sensores de contacto, medición del tiempo y contador de colisiones, pero ya no es ese sencillo programa inicial.
Otro paso sería añadir un sensor de luz que hiciera al robot tender hacia la fuente de luz más intensa, evitando los obtáculos del camino, claro.
Y en el siguiente artículo...
Aprendiendo a programar con Bioloid, Mindstorms o robot basado en Arduino.
Introducción
Crear robots requiere una gran cantidad de conocimientos distintos y, dependiendo de lo sofisticado que sea el comportamiento o tareas que ha de realizar, puede ser realmente complejo y extremadamente difícil.
Los tres pilares fundamentales de la robótica son la electrónica, la mecánica y la informática; tiene otros, pero con estos tres ya podemos empezar a experimentar.
Además de conocimiento aplicable también necesitamos algunos elementos de los que partir, como motores (u otros actuadores), sensores, una computadora de pequeño tamaño, para evitar peso y consumo eléctrico, (habitualmente una SBC o microcontrolador) y una fuente de energía (batería para que sea autónomo) y algunas piezas que sustenten y mantengan unidos a todos estos elementos en sus movimientos y desplazamientos.
Estos elementos los podemos adquirir (algunos incluso fabricar) por separado o, para facilitar la entrada a la róbótica, también los podemos adquirir de forma conjunta, como un kit.
Comparte en este foro tus dudas y comentarios
¿Qué necesito para empezar?
Sobre todo, ganas de disfrutar creando y aprendiendo.
* Adquirir unos mínimos y básicos conocimientos de:
+ electrónica o electricidad (aunque sólo sea saber distinguir voltaje e intensidad),
+mecánica (lo mínimo sería atornillar y destornillar o conectar piezas tipo Lego)
+informática (saber ejecutar un programa en un ordenador)
* Conseguir, al menos, microcontrolador (Arduino, por ejemplo), un par de motores, un sensor de distancias, unas pilas, cables y una estructura que lo soporte. El conjunto o kit básico.
Un kit, la mejor opción
Una clara ventaja de empezar con un kit es que puedes empezar YA y dedicarte a la parte fundamental (electrónica, mecánica o informática) que más te interese, porque las demás las tienes ya solucionadas; aunque en cualquier momento puedes ponerte a trabajar en cualquiera de las otras partes. Al comprar el kit, con todo el conjunto de elementos necesarios juntos, el precio además suele ser más barato.
Del más caro y complejo al más barato y sencillo
Bioloid: 18 potentes servomotores, 4 sensores. Ideal para humanoides, cuadrúpedos, hexápodos e incluso vehículos, y crearles software para que se comporten como seres vivos. Incluye software de programación Roboplus Tasks, también se puede programar en C, y de creación de movimientos Roboplus Motion.
Tiene un precio de unos 1000 euros. Sí, resulta algo caro, pero si dispones del dinero y de suficientes conocimientos de programación o ganas de aprender, creo que lo merece.
[caption id="attachment_76" align="alignleft" width="90"] NXT Acer Explorer con Acer[/caption]
Mindstorms: 2 servomotores, 1 motor, 4 sensores. Ideal para mecanismos y vehículos. Muy fácil de utilizar, pero también permite crear robots complejos. Incluye software de programacion NXT-G y, NXT es posible programarlo también en Java con Lejos y C/C++ con Osek, aún no disponible para EV3 o versiones muy preliminares.
Tiene un precio de unos 300 euros, aunque pueda parecer caro frente a otras opciones, su enorme potencial y flexibilidad en todos los aspectos (de construcción, programación y de ampliar su electrónica) lo hacen enormemente interesante.
[caption id="attachment_2226" align="alignleft" width="90"] Robot Arduino[/caption]
Vehículo basado en Arduino: 2 servomotores y los sensores con los que desees empezar. Es el más sencillo y barato, por unos 40-60 euros puedes tener lo mínimo. Ideal para profundizar en electrónica.
Se puede programar con el amigable entorno de programación Arduino.
Es el que tiene un precio más barato y que además lo puedes ir comprando por partes, a medida que vayas necesitándolas. No ofrece tanta flexibilidad como Mindstorms ni capacidad para crear robots articulados como Bioloid, pero realmente se puede aprender mucho más de lo que pueda parecer.
.
¿Y con menos dinero o sin dinero?
Por menos dinero puedes conseguir un microcontrolador tipo Arduino o sus clones, que cuestan poco más de 20 euros.
O, de forma totalmente gratuita, puedes empezar a aprender a programar en C o C++, que será muy útil para luego darle vida al robot.
¿Con qué robot empezar?
Un sencillo vehículo de dos ruedas tractoras y una libre es un buen punto de partida con el que empezar a divertirse aprendiendo.
A modo de sugerencia de un programa sencillo y cómo ir añadiéndole una mínima complejidad de comportamiento. Se puede hacer de muchísimas formas:
El típico vehículo que hacemos que evite obstáculos mediante dos sensores de contacto, uno a la derecha y otro a la izquierda.
1.- El programa más sencillo simplemente evita los obstáculos girando unos pocos grados a la izquierda cuando detecte una "colisión" en el sensor derecho, y a la izquierda cuando la detecte en el sensor derecho.
2.- Se intenta evitar el obstáculo con las mínimas maniobras posibles para seguir el rumbo establecido.
Pero si el robot se nos acaba situando en un rincón o en un "callejón sin salida" (ha de girar 180 grados o salir marcha atrás) lo más probable es que nunca logre salir por sus propios medios de ahí, ya que irá de "rebotando" del lado izquierdo al derecho y viceversa hasta que se le agoten las baterías...
3.- Añadimos un poco de "inteligencia" y complejidad. En lugar de girar siempre unos determinados grados fijos vamos a hacer que cuando detecte cierta cantidad de colisiones seguidas (en determinada cantidad de milisegundos o segundos) aumente el número de grados que girará, para así acabar consiguiendo que salga del rincón o del "callejón".
4.- Ahora el problema es que tras salir del rincón o del "callejón" cuando detecte un obstáculo va a girar mucho más de lo necesario. Pues igual que se lo dimos, grados de más a girar, se lo quitamos; a medida que pasan determinados milisegundos o segundos sin detectar colisiones iremos disminuyendo los grados a girar hasta que lleguen al valor inicial.
Realmente sólo estamos utilizando dos sensores de contacto, medición del tiempo y contador de colisiones, pero ya no es ese sencillo programa inicial.
Otro paso sería añadir un sensor de luz que hiciera al robot tender hacia la fuente de luz más intensa, evitando los obtáculos del camino, claro.
Y en el siguiente artículo...
Empezando a programar
Aprendiendo a programar con Bioloid, Mindstorms o robot basado en Arduino.
miércoles, 20 de noviembre de 2013
(I) Reading sensors connected to Robotis CM-510
Using the Dynamixel SDK instead of RoboPlus Tasks is not possible to query sensors connected to the CM-5xx controller. But, of course, using standard programming languages, like C++, and tools, line QT Creator or Eclipse, with its full featured IDEs and debuggers is a hugue gain.
So I created a firmware for the CM-510 which can be queried and receive commands to itself, including its sensors, or to Dynamyxel devices.
The idea is very simple:
This program running in the CM-510 receives:
- commands or queries to IDs of Dynamixel devices. These are not processed, only redirected to the Dynamixel bus only if it was received by serial port ( serial cable or zigbee). If it was received from the Dynamixel bus nothing is done.
- commands or queries to the CM-510 ID (I chose ID=200), like beep, or to the sensors connected to it. This commands and queries are processed in the CM-510, basically querying the sensors.
In both cases the answer is sent to the connection from which the query or command was received.
After power on the CM-510, you can select the mode with the 4 cursor keys as showed in a terminal connected to its serial port:
"For 'Toss mode' press (Up), for 'Device mode' (Down), for 'Device debug mode' (Left),to start press (Right)"
In the Device mode:
all the receptions and sends are through the Dynamixel bus, the CM-510 is simply another device.
In the Toss mode:
- what is received from the serial connection is sent to the Dynamixel bus or processed in the CM-510 (If sent to its ID)
-what is received from the Dynamixel bus is sent to the serial connection
Finally, the Debug mode:
is like the Device mode, but all the debug messages included in the CM-510 are sent to the serial connection.
A complete sequence with code snippets from the CM-510 program and from the code running in the other computer:
Some C++ code snippets from this example: (C# in the next post)
[sourcecode language="cpp"]
enum AX12Address //and functions implemented in the CM-510 program, like
{
ReadCM510SensorRaw = 1,
Beep = 8,
ReadCM510SensorFiltered = 4,
SetSensorValuesToFilter = 5,
...
}
[/sourcecode]
[sourcecode language="cpp"]
void doBeep()
{
cout << "Beep" << endl;
mySystem.dynamixelCommunication.sendOrder(100, AXS1_Buzzer, (byte) DO, (short) 500);
usleep (200000);
mySystem.dynamixelCommunication.sendOrder(200,MyCommunications::Beep short)5);
}
[/sourcecode]
Querying sensor:
[sourcecode language="cpp"]
void doQuerySensor()
{
int sensorPort=getSensorPort();
int value=mySystem.dynamixelCommunication.readSensorValue (200,ReadCM510SensorRaw, sensorPort);
cout << "the sensor reads: [" << value << "] " << endl << endl << endl;
}
[/sourcecode]
These command and query are processed in the CM-510:
Getting the sensor value:
[sourcecode language="c"]
int executeCM510Function()
{
...
case F_GET_SENSOR_VALUE_RAW:
values[1] = getSensorValueRaw(parameters[1]);
break;
case F_GET_SENSOR_VALUE_FILTERED:
values[1] = getSensorValueFiltered(parameters[1], sensorValuesToFilterDefined);
break;
case F_GET_TWO_DMS_SENSOR_VALUES:
parametersReceived=3;
getTwoDMSSensorsValues();
break;
case F_GET_MULTIPLE_SENSOR_VALUE:
getMultipleSensorsValues();
break;
case F_DO_SENSOR_SCAN:
values[1]= sensorScan(parameters[1]);
break;
case F_SET_VALUE_DMS1 : //set default value DMS1
DMS1=parameters[1];
break;
case F_SET_VALUE_DMS2 : //set default value DMS1
DMS2=parameters[1];
break;
case F_BEEP:
if (debugMode)
printf("executeCM510Function beep\n");
beep();
break;
case F_SET_SENSOR_VALUES_TO_FILTER:
sensorValuesToFilterDefined=parameters[1];
break;
}
return function;
}
}
...
int getSensorValueRaw(unsigned char portId)
{
ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1);
setPort(portId);
//PORTA &= ~0x80;
//PORTA &= ~0x20;
//_delay_us(12); // Short Delay for rising sensor signal
_delay_us(24);
ADCSRA |= (1 << ADIF); // AD-Conversion Interrupt Flag Clear
ADCSRA |= (1 << ADSC); // AD-Conversion Start
while( !(ADCSRA & (1 << ADIF)) ); // Wait until AD-Conversion complete
PORTA = 0xFC; // IR-LED Off
//printf( "%d\r\n", ADC); // Print Value on USART
//_delay_ms(50);
_delay_ms(ReadSensorDelayMS);
return ADC;
}
[/sourcecode]
[sourcecode language="c"]
void beep()
{
buzzOn(100);
buzzOff();
}
[/sourcecode]
But we can do a little more with the CM-510 processor, we can do some filtering to the sensor values.
The readings from the DMS are usually somewhat erratic, so we can simply:
- discard the minimum and maximum values:
- if we take 5 more than measures, then return the average if the are more than 3, if 3 or less it
Previously we should set how many readings should be done, if not, the default number of readings are 5:
[sourcecode language="c"]
int getSensorValueFiltered(unsigned char portId, int times)
{
...
switch(function)
{
case F_GET_SENSOR_VALUE_RAW:
values[1] = getSensorValueRaw(parameters[1]);
break;
case F_GET_SENSOR_VALUE_FILTERED:
values[1] = getSensorValueFiltered(parameters[1], sensorValuesToFilterDefined);
break;
case F_GET_TWO_DMS_SENSOR_VALUES:
parametersReceived=3;
getTwoDMSSensorsValues();
break;
case F_GET_MULTIPLE_SENSOR_VALUE:
getMultipleSensorsValues();
break;
case F_DO_SENSOR_SCAN:
values[1]= sensorScan(parameters[1]);
break;
case F_SET_VALUE_DMS1 : //set default value DMS1
DMS1=parameters[1];
break;
case F_SET_VALUE_DMS2 : //set default value DMS1
DMS2=parameters[1];
break;
case F_BEEP:
if (debugMode)
printf("executeCM510Function beep\n");
beep();
break;
case F_SET_SENSOR_VALUES_TO_FILTER:
sensorValuesToFilterDefined=parameters[1];
break;
}
...
[/sourcecode]
We also can take values from multiple sensors with one query, but It will be explained in the next post...
So I created a firmware for the CM-510 which can be queried and receive commands to itself, including its sensors, or to Dynamyxel devices.
The idea is very simple:
This program running in the CM-510 receives:
- commands or queries to IDs of Dynamixel devices. These are not processed, only redirected to the Dynamixel bus only if it was received by serial port ( serial cable or zigbee). If it was received from the Dynamixel bus nothing is done.
- commands or queries to the CM-510 ID (I chose ID=200), like beep, or to the sensors connected to it. This commands and queries are processed in the CM-510, basically querying the sensors.
In both cases the answer is sent to the connection from which the query or command was received.
After power on the CM-510, you can select the mode with the 4 cursor keys as showed in a terminal connected to its serial port:
"For 'Toss mode' press (Up), for 'Device mode' (Down), for 'Device debug mode' (Left),to start press (Right)"
In the Device mode:
all the receptions and sends are through the Dynamixel bus, the CM-510 is simply another device.
In the Toss mode:
- what is received from the serial connection is sent to the Dynamixel bus or processed in the CM-510 (If sent to its ID)
-what is received from the Dynamixel bus is sent to the serial connection
Finally, the Debug mode:
is like the Device mode, but all the debug messages included in the CM-510 are sent to the serial connection.
A complete sequence with code snippets from the CM-510 program and from the code running in the other computer:
Some C++ code snippets from this example: (C# in the next post)
[sourcecode language="cpp"]
enum AX12Address //and functions implemented in the CM-510 program, like
{
ReadCM510SensorRaw = 1,
Beep = 8,
ReadCM510SensorFiltered = 4,
SetSensorValuesToFilter = 5,
...
}
[/sourcecode]
[sourcecode language="cpp"]
void doBeep()
{
cout << "Beep" << endl;
mySystem.dynamixelCommunication.sendOrder(100, AXS1_Buzzer, (byte) DO, (short) 500);
usleep (200000);
mySystem.dynamixelCommunication.sendOrder(200,MyCommunications::Beep short)5);
}
[/sourcecode]
Querying sensor:
[sourcecode language="cpp"]
void doQuerySensor()
{
int sensorPort=getSensorPort();
int value=mySystem.dynamixelCommunication.readSensorValue (200,ReadCM510SensorRaw, sensorPort);
cout << "the sensor reads: [" << value << "] " << endl << endl << endl;
}
[/sourcecode]
These command and query are processed in the CM-510:
Getting the sensor value:
[sourcecode language="c"]
int executeCM510Function()
{
...
case F_GET_SENSOR_VALUE_RAW:
values[1] = getSensorValueRaw(parameters[1]);
break;
case F_GET_SENSOR_VALUE_FILTERED:
values[1] = getSensorValueFiltered(parameters[1], sensorValuesToFilterDefined);
break;
case F_GET_TWO_DMS_SENSOR_VALUES:
parametersReceived=3;
getTwoDMSSensorsValues();
break;
case F_GET_MULTIPLE_SENSOR_VALUE:
getMultipleSensorsValues();
break;
case F_DO_SENSOR_SCAN:
values[1]= sensorScan(parameters[1]);
break;
case F_SET_VALUE_DMS1 : //set default value DMS1
DMS1=parameters[1];
break;
case F_SET_VALUE_DMS2 : //set default value DMS1
DMS2=parameters[1];
break;
case F_BEEP:
if (debugMode)
printf("executeCM510Function beep\n");
beep();
break;
case F_SET_SENSOR_VALUES_TO_FILTER:
sensorValuesToFilterDefined=parameters[1];
break;
}
return function;
}
}
...
int getSensorValueRaw(unsigned char portId)
{
ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1);
setPort(portId);
//PORTA &= ~0x80;
//PORTA &= ~0x20;
//_delay_us(12); // Short Delay for rising sensor signal
_delay_us(24);
ADCSRA |= (1 << ADIF); // AD-Conversion Interrupt Flag Clear
ADCSRA |= (1 << ADSC); // AD-Conversion Start
while( !(ADCSRA & (1 << ADIF)) ); // Wait until AD-Conversion complete
PORTA = 0xFC; // IR-LED Off
//printf( "%d\r\n", ADC); // Print Value on USART
//_delay_ms(50);
_delay_ms(ReadSensorDelayMS);
return ADC;
}
[/sourcecode]
[sourcecode language="c"]
void beep()
{
buzzOn(100);
buzzOff();
}
[/sourcecode]
But we can do a little more with the CM-510 processor, we can do some filtering to the sensor values.
The readings from the DMS are usually somewhat erratic, so we can simply:
- discard the minimum and maximum values:
- if we take 5 more than measures, then return the average if the are more than 3, if 3 or less it
Previously we should set how many readings should be done, if not, the default number of readings are 5:
[sourcecode language="c"]
int getSensorValueFiltered(unsigned char portId, int times)
{
...
switch(function)
{
case F_GET_SENSOR_VALUE_RAW:
values[1] = getSensorValueRaw(parameters[1]);
break;
case F_GET_SENSOR_VALUE_FILTERED:
values[1] = getSensorValueFiltered(parameters[1], sensorValuesToFilterDefined);
break;
case F_GET_TWO_DMS_SENSOR_VALUES:
parametersReceived=3;
getTwoDMSSensorsValues();
break;
case F_GET_MULTIPLE_SENSOR_VALUE:
getMultipleSensorsValues();
break;
case F_DO_SENSOR_SCAN:
values[1]= sensorScan(parameters[1]);
break;
case F_SET_VALUE_DMS1 : //set default value DMS1
DMS1=parameters[1];
break;
case F_SET_VALUE_DMS2 : //set default value DMS1
DMS2=parameters[1];
break;
case F_BEEP:
if (debugMode)
printf("executeCM510Function beep\n");
beep();
break;
case F_SET_SENSOR_VALUES_TO_FILTER:
sensorValuesToFilterDefined=parameters[1];
break;
}
...
[/sourcecode]
We also can take values from multiple sensors with one query, but It will be explained in the next post...
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