Curso de introducción a la robótica. Juan Antonio Infantes Díaz Óscar Ramírez Jiménez

Transcripción

1 Curso de introducción a la robótica Juan Antonio Infantes Díaz Óscar Ramírez Jiménez

2 Índice Aprender el manejo de leds Aprender el manejo de pulsadores Aprender el manejo de servomotores Aprender el manejo de motores Aprender el manejo del mando de la wii Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

3 Quiénes somos? Iniciativa Focus (Formación Cultura y Solidaridad) Buscamos difundir el conocimiento libre. Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

4 Introducción a los microcontroladores Ordenador reducido. Bajo consumo. Poca potencia computacional (aunque va avanzando). Ideales para sistemas que requieren control. Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

5 Introducción a los microcontroladores Un microcontrolador no es mas que un circuito integrado programable. Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

6 Introducción a los microcontroladores Con él podemos manejar multitud de actuadores, sensores,... Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

7 Presentación de Arduino

8 Arduino Duemilanove Microcontrolador ATmega328 Voltaje de operación: 5V Voltaje (recomendado): 7-12V Voltaje (limite): 6-20V Pines digitales I/O: 14 (6 PWM) Pines Analógicos: 6 Intensidad por I/O Pin: 40 ma Intensidad del pin 3.3V: 50 ma Memoria flash: 32 KB SRAM: 2 KB EEPROM 1 KB Velocidad Reloj: 16 MHz Montaje superficial o dual in line Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

9 Presentación de nuestro Arduino

10 FocusDuino 5 Botones 1 Reset 1 digital(pin 2) 3 analógicos(pin analogico 0) Control de 2 Motores Entradas de 2 Servos Pines I 2 C macho 5 Leds superficie controlables 6 PWM en los puertos 3,5,6,9,10 y 11 6 entradas analógicas Aparte de todo lo anterior citado para Duemilanove Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

11 Extensiones de Arduino

12 Comunicaciones con Arduino Bluetooth: Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

13 Comunicaciones con Arduino ZigBee: Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

14 Comunicaciones con Arduino Ethernet: Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

15 Presentación de FocusDuino controlado por Wii Nunchuck

16 Introducción a la programación

17 Entorno de Arduino Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

18 Entorno de Arduino Incluimos la librería en: libraries/ Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

19 Introducción a la programación de Arduino. Funciones principales de Arduino: void setup() Define las condiciones iniciales del microcontrolador, es decir, especifica que pines se van a utilizar y con qué fin (Entrada o Salida). También se utiliza para inicializar las conexiones por ejemplo si tuviésemos un módulo bluetooth. void loop() Define la lógica del programa que queremos ejecutar. Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

20 Ejemplo void setup(){ inicializa(); void loop(){ avanza(); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

21 Incluimos las librerías Las librerías contiene información que nos falicita la vida: Ejemplo: Utilizamos una calculadora para hacer cuenta dificiles, nosotros utilizamos la librería CursoArduino para que sea más fácil programarlo. Las librerías son: #include <CursoArduino.h> #include <Servo.h> #include <Wire.h> Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

22 Ejemplo Encender el led1: #include <Servo.h> #include <Wire.h> #include <CursoArduino.h> void setup(){ inicializa(); void loop(){ enciendeled(led1); Librerías Inicialización Programa a ejecutar

23 Ejemplo #include <Servo.h> #include <Wire.h> #include <CursoArduino.h> void setup(){ inicializa(); void loop(){ enciendeled(led1); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

24 Introducción a la programación de Arduino. Todas las funciones acaban con punto y coma (;) Todos los programas deben contar de void setup y void loop Toda llave que se abre debe cerrarse ({... ) Todas las funciones utilizan paréntesis. Ejemplo: avanzaderecha(); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

25 Introducción a la programación de Arduino. Tabla de contenidos: Variables Constantes Sentencias Bucles Funciones Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

26 Variables boolean: boleano sólo toma valores verdadero y falso (true o false). int: valor numérico de tipo entero (sin decimales) float: valor numérico con decimales. Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

27 Ejemplo Tipo NombreDeLaVariable ; Tipo NombreDeLaVariable = Valor ; boolean botonpulsado; int velocidad = 200; float tiempo = 1.2; Cuando están creadas no necesitan declararse otra vez!! botonpulsado = False; velocidad = 100; Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

28 Ejercicio 1. Como se declara una variable flotante con nombre "valor"? 2. Como inicializamos una variable de tipo entera con nombre "sensor" a 3?

29 1. float valor; 2. int sensor = 3; Solución

30 Constantes true: verdadero false: falso Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

31 Sentencias if (condicion){ Lo que pongamos aquí se ejecuta si la condicion es verdadera else{ Lo que pongamos aquí se ejecuta si la condición es falsa Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

32 Condiciones Las condiciones son preguntas: 1 < 10 pulsado(pulsador1) velocidad > Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

33 Ejemplo if (pulsado(pulsador1)){ enciendeled(led1); else{ apagaled(led1); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

34 Ejemplo boolean variable = false; if (variable){ enciendeled(led1); else{ apagaled(led1); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

35 Bucles while (condicion){ Lo que pongamos aquí se ejecuta mientras la condicion es verdadera Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

36 Ejemplo while (pulsado(pulsador1)){ avanza(); para(); Juan Antonio Infantes - Óscar Ramírez Iniciativa Focus

37 Programación de Arduino

38 Manejo de leds Tenemos 5 leds en la placa: led1, led2, led3, led4, led5 Funciones para manejar los leds: enciederled( número de led ) apagarled( número de led )

39 Ejemplo Encender el led1: #include <Servo.h> #include <Wire.h> #include <CursoArduino.h> void setup(){ inicializa(); void loop(){ enciendeled(led1); Librerías Inicialización Programa a ejecutar

40 Ejercicio 1 Hacer un programa que encienda todos los leds

41 Solución void loop(){ enciendeled(led1); enciendeled(led2); enciendeled(led3); enciendeled(led4); enciendeled(led5);

42 Retardos Tenemos 2 tipos de retardos: espera( número de segundos ) espera1s()

43 Ejercicio 2 Hacer un programa que haga parpadear un led cada 2 segundos

44 Ejercicio propuesto Hacer parpadear todos los leds un tiempo diferente.

45 Solución void loop(){ enciendeled(led1); espera(2); apagaled(led1); espera(2);

46 Pulsadores Tenemos 4 pulsadores: pulsador1, pulsador2, pulsador3, pulsador4 Función para el manejo de pulsadores: pulsado( número de pulsador ) Esto nos devuelve un valor true o false y lo podemos utilizar como condición de un bucle (while) o de una sentencia (if)

47 Ejemplo void loop(){ if(pulsado(pulsador4)){ enciendeled(led1); else{ apagaled(led1);

48 Ejercicio 3 Hacer un programa que encienda el led2 si se pulsa el pulsador1 y encender el led3 si se pulsa el pulsador3

49 Solución void loop(){ if(pulsado(pulsador1)){ enciendeled(led2); else{ apagaled(led2); if(pulsado(pulsador3)){ enciendeled(led3); else{ apagaled(led3);

50 Servomotores Son motores a los que se le puede indicar la posición. Giran entre 0º y 180º Tienen mucha fuerza (tienen reductoras incluidas).

51 Servomotores Tenemos 2 servomotores: Servo1, Servo2 Función para el manejo de servomotores: moverservo1( grados ) Esto colocará al servomotor a los grados que indiquemos.

52 Ejemplo int i = 0; void loop(){ moverservo2(i); i = i + 10 ; if(i == 180){ i = 0; esperar(50);

53 Ejercicio 4 Hacer un programa que aumente en 10 grados el servo1 si pulsamos el pulsador2 y reduzca en 10 grados si pulsamos el 4.

54 Solución int grados = 0; void loop(){ if(pulsado(pulsador2)){ grados = grados + 10; if(pulsado(pulsador4)){ grados = grados - 10; moverservo1(grados); esperar(50);

55 Trucaje de los servomotores

56 Motores Función para el manejo de motores: avanza( [velocidad opcional] ) retrocede( [velocidad opcional] ) avanzaderecho( [velocidad opcional] ) avanzaizquierdo( [velocidad opcional] ) retrocedeizquierdo( [velocidad opcional] ) retrocedederecho( [velocidad opcional] ) para() Velocidad entre 0 y 255

57 Ejercicio 5 Mover el motor derecho hacia adelante y el izquierdo hacia atrás 1s. Después los 2 hacia adelante.

58 Ejemplo void loop(){ avanzaderecho(); retrocedeizquierdo(); espera1s(); int i = 0; while (i==0){ avanzaizquierdo();

59 Mando de la Wii

60 Libreria WiiNChuck Introducir el contenido de la libreria en: ~libreries/ Para comenzar a usarla, el paquete WiiNChuck tambien contiene un ejemplo de cómo usar la libreria.

61 Libreria WiiNChuck Estructura básica para utilizar la libreria: #include <WiiNChuck.h> #include <Wire.h> WiiNChuck chuck; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); //utilización del nunchuck

62 Libreria WiiNChuck void begin() void update() int JoyX() int JoyY() int AccelX() int AccelY() int AccelZ() bool CButton() bool ZButton()

63 Libreria WiiNChuck Para pintar los datos por serie: void Print_All() void Print_Space() void Print_JoyX() void Print_JoyY() void Print_AccelX() void Print_AccelZ() void Print_CButton() void Print_ZButton()

64 WiiNChuck void begin() Con este método inicializamos el nunchuck para empezar a enviar. Siempre se coloca en la parte de configuración. Ej.: WiiNChuck chuck; void setup(){ chuck.begin();

65 WiiNunchuck void update() Con este método actualizamos los valores recividos desde el nunchuck. Siempre se coloca en la parte de ejecución. Ej.: WiiNChuck chuck; void setup(){ chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

66 int JoyX() WiiNunchuck Este metodo nos devuelve el valor leido del eje X del joystick. Se usa despues de usar el metodo update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int ejex; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); ejex=chuck.joyx(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

67 WiiNunchuck int JoyY() Este metodo nos devuelve el valor leido del eje X del joystick. Se usa despues de usar el metodo update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int ejey; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); ejey=chuck.joyy(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

68 int AccelX() WiiNunchuck Este método nos devuelve el valor leido del eje X del accelerómetro. Se usa después de usar el método update() Ej.: WiiNChuck chuck; int accelx; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); accelx=chuck.accelx(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

69 int AccelY() WiiNunchuck Este método nos devuelve el valor leido del eje Y del accelerómetro. Se usa después de usar el método update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int accely; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); accely=chuck.accely(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

70 int AccelZ() WiiNunchuck Este método nos devuelve el valor leido del eje Z del accelerómetro. Se usa después de usar el método update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int accelz; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); accelz=chuck.accelz(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

71 WiiNunchuck bool CButton() Este método nos devuelve el valor leido del botón C, 1 si está pulsado y 0 si está suelto. Se usa después de usar el método update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int botc; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); if(chuck.cbutton()){ //incrementamos el valor del servo 1 Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

72 WiiNunchuck bool ZButton() Este método nos devuelve el valor leido del botón Z, 1 si está pulsado y 0 si está suelto. Se usa después de usar el método update(). Ej.: WiiNChuck chuck; int botz; void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); if(chuck.zbutton()){ //incrementamos el valor del servo 2 Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

73 WiiNunchuck void Print_All() Todas las funciones que empiezan por Print muestran usan el protocolo Serie para mostrar los valores. Ej.: void setup(){ Wire.begin(); chuck.begin(); Serial.begin(9600); void loop(){ chuck.print_all(); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

74 WiiNunchuck EJERCICIOS UTILIZANDO EL MANDO DE LA WII Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

75 WiiNunchuck Ejercicios 1.- Mostrar y apuntar los valores máximos y minimos de nuestro nunchuck mostrando los valores por Serie. 2.-Mover los 2 servo motores con el joystick uno conectado al eje X y otro al eje Y Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

76 #include <Wire.h > #include <WiiNChuck.h> WiiNunchuck Ejercicios WiiNChuck chuck; void setup(){ wire.begin(); chuck.begin(); Serial.begin(); void loop(){ chuck.update(); chuck.print_all(); espera(30); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

77 #include <Wire.h > #include <WiiNChuck.h> #include <CursoArduino.h> WiiNChuck chuck; WiiNunchuck Ejercicios void setup(){ inicializa(); wire.begin(); chuck.begin(); void loop(){ chuck.update(); moverservo1(joyx/2); moverservo2(joyy/2); Juan Antonio Infantes Díaz - Óscar Ramírez Jiménez Iniciativa Focus

78 Montaje de las ruedas

79 Montaje del chásis

80 Programación del robot

81 Fin del curso Muchas gracias por asistir!!