WIRC: collegalo ad Arduino

Continuo con la serie di articoli sul WiRC che ti porteranno a costruire un rover che puoi guidare con il tuo smatphone ( iPhone, Android o iPad)

I rover che solitamente costruisco e ti presento su questo blog fanno uso di Arduino come microcontrollore e di controlli motore di tipo a ponte-H, diversamente da quelli per cui il WiRC è stato progettato.

La dension realizza degli automodelli pilotabili con il loro prodotto, questi automodelli sono di tipo modellistico ed utilizzano dei controlli motore dedicati, io voglio provare a fare la medesima cosa con Arduino.

Qual’è il vantaggio di complicarsi la vita?

• primo che divertimento ci trovi a comprare una serie di pezzi già fatti per funzionare assieme ed assemblarli;
• secondo punto che me ne faccio di arduino, lo voglio usare;
• terzo posso anche pensare di integrare dei controlli sensori che impediscano al mio rover di danneggiarsi quando non è alla mia portata visiva;
• quarto che makers sarei se non sperimentassi sempre nuove opportunità 🙂

Premesso questo passiamo all’esperimento che puoi replicare con il tuo WiRC ed Arduino.

Componenti

Partiamo sempre dalla lista di cosa ti occorre per replicare l’esperimento:

• n.1 kit WiRC della dension
• n.1 arduino ( 2009, uno, mega, mini, ecc… )
• n.1 breadboard
• un po’ di cavetti per breadboard
• uno smartphone o simili ( iPhone, iPad, Andriod )
• l’app della Dension liberamente scaricabile dal sito
• un pizzico di buona volontà 🙂

Lo schema di collegamento tra arduino e il WiRC

realizza lo schema in cui i servo motori sono connessi sia alla centrale del WiRC sia ad Arduino così in fase di test vedrai sia i valori rilevati sul monitor seriale sia muoversi i servo a conferma dei comandi impartiti.

i due servo sono collegati contemporaneamente ai pin 7 ed 8 di arduino ed hai canali 1 e 2 del WiRC, l-alimentazione del WiRc avviene con una batteria esterna da 6 a 16v mentre sia Arduino sia i servo sono alimentati da 4 batterie di tipo AA da 1,5v.

Se utilizzi alimentazioni differenti per arduino ed i servo ricordati di connettere assieme i poli negativi ( GND ) perché il circuito funzioni;

Configurazione del WiRC

Come hai visto nell’articolo introduttivo l’interfaccia di gestione del WiRC deve essere configurata, per cui seleziona l’icona a forma di chiave inglese, clicca su Controls e quindi su Mode 1 a questo punto la schermata che vedrai è simile alla seguente:

cliccando sulle singole linee Channel 1,2,3 … potrei impostare per ogni canale che tipo di controllo desideri, impostali come in figura.

Vai a controllare la configurazione dei due canali: Channel 1 e 2 nel menu: chiave inglese -> Channels -> Channel 1 la schermata che vedrai è simile alla seguente:

mi interessa farti notare i valori di impostazione per ciascun canale:

il valore minimo è impostato a -140% ( riferimento interno del wirc ) e 800µs questo valore è molto importante in quanto indica il tempo del duty-cycle, se non sai cos’è ti invito a leggere questo mio articolo: Programmare con Arduino – Pin Digitali e Analogici in cui trovi una semplice spiegazione di come funziona e a cosa serve;

il valore massimo del duty-cicle è impostato a 2200µs vedrai che questi valori saranno più chiari dopo che avrai visto lo sketch e i valori letti sul monitor seriale;

il valore di Trimming, in posizione 0, è 1500µs;

Lo sketch da caricare su Arduino

lo sketch che ti presento è molto semplice, si fonda essenzialmente sul comando pulseIn( pin, valore, timeout ) è un comando di cui trovi la reference qui.

A cosa serve pulseIn()? la sua utilità è indicata quando ti occorre leggere un segnale il cui valore varia da LOW ad HIGH e viceversa in un dato intervallo di tempo, im pratica legge segnali tipo PWM il cui duty-cycle è costante in un dato intervallo.

Da quanto puoi leggere nel referenze del sito ufficiale il primo parametro indica il pin da cui leggere il segnale pulsante il secondo parametro indica il valore che il segnale deve raggiungere per essere valido ed il terzo parametro indica il timeout oltre il quale non è necesario verificare il valore di pulsazione.

So che quello che ho scritto può sembrare arabo, facciamo un esempio: se imposto il valore ad HIGH il comendo pulse legge il segnale sul pin definito e mi restituisce il tempo in millisecondi trascorso tra una variazione del tipo HIGH-LOW-HIGH in pratica una pulsazione.

Quindi il valore restituito da pulseIn è il tempo di pulsazione o durata del ciclo in un duty-cycle.

ecco quindi lo sketch:

int pinX = 7;
int pinY = 8;

unsigned long durationX;
unsigned long durationY;

void setup()
{
  Serial.begin( 9600 );
  pinMode(pinX, INPUT);
  pinMode(pinY, INPUT);
}

void loop()
{
  durationX = pulseIn(pinX, HIGH);
  durationY = pulseIn(pinY, HIGH);

  Serial.print( "X: " );
  Serial.print( durationX );
  Serial.print( " Y: " );
  Serial.println( durationY );
  delay (500);
}

ha poche righe in quanto il suo scopo è leggere i valori sui pin 7 ed 8 e restituire il tempo letto visualizzandolo sul monitor seriale dell’IDE Arduino, analizza lo sketch linea per linea:

linee 01-02: definisci due variabili di tipo integer a cui assegni i pin a cui hai collegato i due servo, io le ho chiamate pinX e pinY immaginando di posizionare un servo lungo un ipotetico asse X ed uno sull’ipotetico asse Y;

linee 04-05: definisci due variabili durationX e durationY di tipo unsigned long in cui memorizzerai i valori restituiti dal comando parseIn();

linea 09: imposta la comunicazione seriale;

linee 10-11: configura i pin pinX e pinY in modalità INPUT abilitandoli per ricevere segnali;

linee 16-17: sono il cuore dello sketch, ciascuna linea legge il valore restituito dal comando parseIn( pin, value, timeout ) e lo memorizza nel rispettivo valore durationX o Y. Il comendo parseIn() accetta 3 parametri, visti sopra, ma puoi omettere l’ultimo in quanto il timeout, se non specificato, è di un secondo al termine del quale se non ha ricevuto alcun segnale di start restituisce il timeout;

linee 19-22: scrivi sul monitor seriale i valori di durata dell’impulso letti sull’asse X e sull’asse Y;

linea 23: attendi un tempo di 500 millisecondi (1/2 secondo) prima di rieseguire il loop. In fase di produzione di uno sketch per il tuo progetto questo tempo è inutile e dannoso, in questo esempio ti permette di leggere con facilità i valori scritti sul monitor seriale, rallentando l’esecuzione dello sketch.

Monitor Seriale

Ora che conosci il significato di ogni riga di codice dello sketch ti mostro cosa ho letto sul monitor seriale dopo aver caricato lo sketch su arduino:

con la linea rossa ho evidenziato i valori letti quando i joystick sull’iPad erano in posizione massima;

con la linea gialla ho evidenziato i valori letti quando i joystick sull’iPad erano in posizione neutra o a zero del trim;

con la linea verde ho evidenziato i valori letti quando i joystick sull’iPad erano in posizione minima.

Avrai già notato lo relazione tra questi valori letti e la schermata di configurazione del canale, la riporto per averla sott’occhio:

e si i valori di durata dell’impulso sono proprio quelli impostati, considera che non saranno mai identici ma avrai sempre un piccolo scarto dovuto sia ai collegamenti ed alla resistenza dei cavi sia all’approssimazione che il comando pulseIn() fa, in fondo si è ricavato da solo il valore ed in tempo quasi reale, ti puoi accontentare del risultato.

Quando scriverai lo sketch dovrai tener conto di un certo scarto dei valori di ±15/20µs sul neutro

1500-1484 = 16µs

di ±105/110µs sul valore massimo

2200-2094=106µs

di ±50µs sil valore di minimo rilevato

843-800 = 43µs     800-793=7µs

Il video dei controlli da WiRC

come per il precedente articolo sul WiRC ho realizzato un video in cui mostro i valori letti sul monitor seriale al variare della posizione dei joystick:

Buon divertimento !!!