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Poniéndolo Expresión al ArduRobot
Bueno, ya era hora de poner una cabeza al ArduRobot. He aprovechado la anterior entrada para realizar una iniciación al control de un LCD con Arduino.
Como bien sabéis la placa que controla el Robot es un Arduino UNO y éste tiene sus salidas casi saturadas, por lo que para el control del LCD he tenido que utilizar otro controlador. Es el Arduino Nano.
Para que el ordenador me reconociese el Arduino Nano, he tenido que instalar unos driver exprofeso para esta placa (puede ser por que el procesador es Chino :)). Los Arduino Nano chinos suelen llevar el chip ch340 en vez el FTDI. En el Fórum de Arduino puedes encontrar más información al respecto
Le he dado muchas vueltas a que expresiones quería que tuviese el robot y al final he decidido que con cinco expresiones para empezar podría ser suficiente:
- Normal
- Triste
- Feliz
- Enfadado
- Sorpresa
En el futuro dotaré al robot de más expresiones.
Para dotar de expresión al Robot, he utilizado la posibilidad que me ofrece la librería “Adafruit_GFX.h” de representar imágenes Bitmap. Más abajo podréis ver un ejemplo de un bitmap de una cara de sorpresa.
Con la impresora 3D he realizado una carcasa que utilizo para meter en su interior al Arduino Nano y la pantalla LCD.
Representación 3D de la Cabeza
Circuito Práctico.
Programa Arduino
Ejemplo del Código del PROGMEM CaraSorpresa
Fotos
Visión 3D del ArduRobot
Códigos Fuente
Vídeo resumen:
Pantalla LCD Nokia 5110
En esta entrada trataré de explicar como utilizar el LCD del Nokia 5110. Es una pantalla pequeñas, de 1.5″, pero tienen buena legibilidad. Su resolución es de 84 x 48 pixel, internamente emplea un controlador PCD8544 desarrollado por Philips, un controlador de bajo consumo diseñado para manejar pantallas monocromas de 48 filas y 84 columnas. Para mayor legibilidad estos displays suelen incorporar una luz trasera (back light).
Sus características se pueden encontrar aquí.
La configuración de pines que voy a utilizar es:
|
Número de Pin |
Nombre de Pin | Arduino Pin | Función de Pin | Notas |
|
1 |
RST |
3 |
Reset |
10kΩ |
|
2 |
CE |
4 |
Chip Selection (Selección de chip) |
10kΩ |
| 3 | DC | 5 |
Data/Commands choice |
10kΩ |
|
4 |
DIN |
6 |
Serial data in |
10kΩ |
|
5 |
CLK | 7 |
Serial clock |
10kΩ |
|
6 |
VCC |
3,3 Vcc |
Positive power supply (Alimentación positiva) | 2.7V a 3.3V |
|
7 |
LIGHT |
GND |
LED backlight supply | Conectar a GND para máximo brillo |
|
8 |
GND |
GND |
Ground (Tierra) |
Existen varias librerías que funcionan con este LCD. Aquí explicaremos la librería más común para este modelo, “ Adafruit PCD8544 Nokia 5110 LCD library “. Esta librería posee una gran variedad de gráficos, entre ellos círculos, líneas, cuadros, triángulos, además de varios tipos de fuentes y la posibilidad de imprimir imágenes como logos o figuras.
Esta librería requiere de la instalación adicional de la librería gráfica “ GFX “ para su utilización.
En la siguiente dirección podréis ver un resumen de algunos de los procedimientos que tiene la librería “Adafruit_GFX.h”.
Circuito Práctico.
Programa Arduino
Fotos
Plano general del Circuito
Detalle de la Pantalla LCD
Códigos Fuente
Vídeo resumen:
Escudo de Ethernet W5100 – IV – Lector de Tarjetas SD
Vamos a conectar un arduino duemilanove con un escudo Ethernet W5100 y utilizaremos la posibilidad que nos ofrece el citado escudo de “Lector de Tarjetas SD”. Aunque quiero advertiros que tenemos ciertas limitaciones, debido a la librería actualmente existente.
La primera de ellas es que podemos leer y escribir en la tarjeta, pero no formatearla, esto se debe realizar desde un ordenador.
La segunda es que aunque el ordenador puede manejar varios formatos de sistema de archivos, la librería, por ahora solo soporta FAT16 y FAT32. En principio si se usa FAT32 se podría usar una tarjeta de hasta 32Gb. Otra de las limitación, son los nombres de los archivos, solo pueden utilizar los antiguos formatos de 8 caracteres para el nombre y tres para la extensión (sin acentos, ñ´s, espacios en blanco, etc).
El Shield Ethernet y la librería, controlan el acceso a Ethernet y a la SD Card por SPI, por lo que no podemos usar los pines que corresponden a la gestión el bus SPI.
Para comprobar que la tarjeta está bien formateada, que todo esta correcto y que podemos usarla, existe un ejemplo suministrado por el programa (CardInfo ) que nos puede servir para éste fin. Asegurémonos que la SD esta formateada, grabamos en ella algunos ficheros (con nombre 8.3), la introducimos en el lector del Shield y encendemos el Arduino. El resultado debe ser algo similar a esto:
Realizaré uno programa con tres módulos diferenciados:
- Introducir/Grabar un dato en un archivo de la tarjeta SD
- Leer los datos grabados en un archivo en la tarjeta SD
- Borrar el archivo
El archivo donde vamos a realizar la grabación es “TEST.TXT”
Modulo de Grabar
Asignamos un valor analógico, abrimos el archivo, grabamos el valor en dicho archivo y cerramos el archivo.
Módulo de Leer
Abrimos el archivo, leemos el archivo y cerramos el archivo.
Módulo de Borrar archivo
Borramos el archivo
Circuito Práctico.
Programa Arduino
Fotos
Códigos Fuente
Vídeo resumen:
Escudo de Ethernet W5100 – III
En este caso el control lo realizaré a través de una aplicación creada con “App Inventor”.
Como solo es un ejemplo he decidido realizar la implementación de tres salida digitales y dos entradas analógicas, simulando la temperatura de dos estancias de una casa.
La programación es muy fácil, para las salidas digítales, se trata de realizar un “Get” con uno de estos códigos:
- OnXXX para encender la estancia
- OffXXX para apagar la estancia
Módulo de Control de un Led con AppInventos.
Para las entradas analógicas simuladas, se implementa un “Web” dentro de la aplicación y se referencia a la dirección del servidor web (192.168.1.177).
Esquema de los LED
Circuito teórico
Circuito Práctico.
Programa Arduino
AppInventos
Aspecto Simulado
Captura de Pantalla desde un móvil
Archivo aia de AppInventor.
App de la Aplicación.
Códigos Fuente Arduino
Vídeo resumen:
Escudo de Ethernet W5100 – II
Esta entrada es una evolución de la anterior “Escudo de Ethernet W5100 – I” . Esta vez nos centraremos en representar los valores de las seis entradas analógicas de las que cuenta el Arduino UNO, además puliremos un poco el interface de la página para darle un aspecto uno poco más profesional (solo un poco).
Programamos el aspecto de un botón y lo sustituimos por el del enlace anterior.
Otro de los aspecto que debemos programar es la visualización de las entradas analógicas.
Esquema de los LED
Circuito teórico
Circuito Práctico.
Otra Foto
Programa Arduino
Página Web
Códigos Fuente Arduino
Vídeo resumen:
Escudo de Ethernet W5100 – I
Vamos a conectar un arduino duemilanove con un escudo Ethernet W5100 y realizaremos un servidor Web.
Cuando conectamos un Arduino Ethernet Shield en un Router, éste le asigna una dirección IP dentro de tu propia Red que se encuentre libre, es decir, una identificación que le permite diferenciar a tu Arduino del resto de ordenadores y demás elementos que tengas conectados a la red local de tu casa. Si no conocemos esa IP, el sistema dejará de funcionar. Para solucionar esto, lo que realizamos es asignarle mediante programación un IP conocida que se encuentre libre en nuestra Red Local con los siguientes pasos:
- Pulsa el botón de inicio.
- En la barra de búsquedas, escribe “cmd” y ejecuta el programa encontrado.
- Te habrá salido otra ventana de fondo negro.
- Escribe en ella “ipconfig”.
- Vamos a mirar si la dirección IP 192.168.1.177 se encuentra libre
- Escribe ping 192.168.1.177
IP Libre
IP Ocupada
Todas los dispositivos que conectas a tu red poseen un número identificativo “MAC”, de cara a la red, es como su DNI. Al igual que la IP, no debe haber otro dispositivo con el mismo MAC. El MAC de tu Arduino puede ser fijado por ti, por defecto puede ser: byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }, salvo que tengas especial interés por utilizar otra.
Vamos a crear un página Web con seis enlaces, tres enlaces encenderán un LED, o otros tres lo apagarán de la siguiente forma:
- Cargamos las librerías y realizamos la asignaciones de la dirección IP, MAC y puerto del servidor.
- Establecemos los pines de Salida para los LED
- Inicializamos la conexión Ethernet
- Creamos una conexión Cliente
- Creamos la página Web
- Y por último evaluamos si ha sido pulsado algún enlace
Esquema de los LED
Circuito teórico
Circuito Práctico.
Programa Arduino
Página Web
Códigos Fuente Arduino
Vídeo resumen:
Polímetro 2
Basándome en la entrada anterior, he construido una simulación de lo que podría ser un polímetro.
Las características son la siguientes:
Intensidad entro 0 y 5 A
Tensión entre 0 y 5 V
Resistencia, lo he dejado para un posterior cálculo, aunque basándose en la ley de Ohm la implementación es muy sencilla.
Desarrollo en Arduino.
Está basado en la entrada anterior (https://ardubasic.wordpress.com/2016/10/01/midiendo-intensidad/) y lo que hace es sacar la media de las medidas que realiza el sensor. Anteriormente el sensor debe estar calibrado.
Desarrollo en Visual Basic
Está basado en la entrada (https://ardubasic.wordpress.com/2013/11/04/comunicacion-con-visual-basic/) . Lo que he realizado es una mejora del diseño y la introducción de un sensor medidor de intensidad. He aumentado a tres las lecturas y el registro de los datos utilizando lo explicado en la entrada ( https://ardubasic.wordpress.com/2015/11/01/exportando-a-excel-los-valores/ ).
Obtener datos
Se realiza una escritura del carácter ASCII 10 para que el Arduino mande los datos. Leyéndolos la aplicación a continuación.
Representar en la Pantalla de Medida
Dependiendo de la escala y el parámetro que hemos seleccionado, realiza la representación en pantalla.
Representación Gráfica.
Se realizan los cálculos para que la representación se realice entre unos puntos definidos.
Configuración del SerialPort.
En el cuadro verde, señalo el puerto de comunicación de la aplicación con Arduino.
En el cuadro azul, señalo el parámetro “DtrEnable” que debe ser True para el Arduino Leonardo, si no se realiza así, hay problemas en la comunicación, envía datos pero no recibe. Si es otra placa distinta esta última consideración, no se tiene que tener en cuenta.
Código Arduino
Circuito Teórico
Fotos
Midiendo tensión y registrando los datos
Midiendo Intensidad y registrando los datos
Código Fuente Arduino Completo
Proyecto VB 2015
Vídeo resumen:
Midiendo Intensidad
En esta entrada realizaremos medidas de intensidad a través del sensor ACS712 – 5A, dicho sensor internamente trabaja con un sensor de “Efecto Hall” que detecta el campo magnético que se produce por inducción de la corriente que circula por la línea que se está midiendo y nos entrega un voltaje proporcional a la corriente.
Edwin Hall(1855-1938) descubrió que si por una fina lámina de oro circula una corriente y se le aplica un campo magnético elevado perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior de la lámina, perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado, a este campo eléctrico se le denomina “Voltaje Hall”
En el mercado podemos encontrar el ACS712 para diferentes rangos de intensidad:
El sensor necesita alimentación de +5v y este nos entrega un valor de +2.5 voltios más una tensión proporcional a la intensidad que circula por él, con una relación lineal entre la salida de voltaje del sensor y la corriente. Dicha relación es una línea recta donde la pendiente es la sensibilidad y la intersección en el eje Y es 2.5 voltios. La ecuación de la recta seria la siguiente:
Tensión de Salida del Sensor = Sensibilidad * Intensidad que Circula + 2.5
de donde se despeja que:
Intensidad=(Tensión de Salida del Sensor -2.5)/Sensibilida
Circuito ACS712
Sensor
Calibración del punto intensidad cero sin carga.
Para realizar el calibrado inicial del punto cero (sin carga) realizaremos un programa que en ausencia de intensidad debería de dar una salida de 2.5 v.
Para evitar ruido, realiza 1.000 medidas y luego realizo la media.
Pero como se puede observar el valor es ligeramente superior 2.503 v
Calibrando la sensibilidad del Sensor.
Como hemos dicho anteriormente el sensor responde a una ecuación de la resta con una pendiente que es el valor de la sensibilidad, pues bien calculando dos valores, seremos capaces de calcular la pendiente de la recta con la formula siguiente:
Sensibilidad del sensor = (V1-V0)/(I1-I0)
Para realizar el ensayo coloco una carga de aproximadamente 230 mA y realiza una nueva medida con el programa anterior, obteniendo los siguientes resultados:
Con estos valores calculamos la pendiente.
Sensibilidad del sensor = (2.530-2.503)/(230-0)=0.117
Sensibilidad=0.117 V/A
Realizando Mediciones
Circuito teórico
Circuito Práctico.
Medida del Polímetro
Medida del Sensor
No se varia mucho de lo que hemos medido con el polímetro, aunque para ser sinceros, para obtener unos resultados aceptables hay que realizar una calibración cada vez que realicemos la medida.
Código del Programa de Medida
Códigos Fuente Arduino Completo
Vídeo resumen:
Movimiento de Brazos
He tardado un poco en publicar esta entrada pero por problemas de recepción de los servos y el periodo vacacional no ha sido posible antes.
Por fin el ArduRobot ya mueve los brazos pero al hacerlo tiene problemas de estabilidad, por lo que he tenido que ponerle unos zapatos un poco más grandes y el problema se ha solucionado.
Como la calidad de los servos es la que es, he diseñado una rutina para mover los brazos que realiza el movimiento en diez submovimientos, con lo que mejora la respuesta y los servos sufren meno.
Rutina de Movimientos de los brazos.
Fotos
Frontal
Perfil
Zapatos Nuevos
Video:
Midiendo Sensores
He decidido dotar al ArduRover de tres entradas analógicas para poder medir y representar sensores externo que se conecten a él.
Es una evolución de la anterior entrada. En esta ocasión, doto al programa de un panel de configuración, para que se pueda personalizar las medidas que se realicen.
Como podemos ver se puede configurar el nombre del sensor a representar, el valor de aviso(por si queremos que al llegar a un valor dado nos avise), si se representa o no, el valor máximo en la escala y un último valor que ajustará los valores recibidos a una escala real de medición.
Si conectásemos el sensor siguiente, el valor de conversión sería -> 0.4882
Continuamos con la posibilidad de almacenar los valores en una hoja de Excel, para su posterior análisis.
La programación con VB es casi idéntica al realizado en la entrada “Conociendo el Estado de los Sensores” y el posterior “ Exportando a Excel los valores” con unos pequeños ajustes para parametrizar las medidas.
Una mejora que puede dar muy buen resultado es realizar una media de diez mediciones antes de enviar el valor desde Arduino a la aplicación, con esta minimizamos parte de los errores por ruido.
Esquema Práctico del Sensor LM35:
Esquema Práctico de las Entradas Analógicas:
Lista de Piezas
| Dibujo de la Pieza | Nombre | Nº Piezas |
 |
Soporte Hembra | 1 |
 |
Soporte Macho | 1 |
 |
Porta Soporte | 2 |
Extracto del Programa Arduino:
Fotos:
Vista Superior
Detalle con sensores
Primer plano
Visión General del Programa
Detalle del Panel de Configuración
Código Fuente Arduino Completo
Proyecto VB 2015
Vídeo resumen:
