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ロボットを完成させる

– microsaurus programming tutorial 10 –

●ロボットを完成させる

前回までの内容を全て盛り込んで完成版のロボットにしてみましょう。
・リモコンボタンで前進、後退、右旋回、左旋回、停止をコントロール
・リモコンボタンで音声再生
・リモコンボタンでLEDをON/OFF <=追加
基本的に”ms07″と”ms08″を組み合わせる感じです。”ms10″として作りましょう。

#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include "sounddata.h"
#include <Servo.h>

#define STOP 0
#define FWRD 1
#define BWRD 2
#define RIGHT 3
#define LEFT 4

const uint8_t interruptPin = 2;

// servo variables
Servo myservo1;
Servo myservo2;
uint8_t actionMode = 0;
int8_t offset1 = -4; //各自変更
int8_t offset2 = -5; //各自変更

// audio variables
uint8_t audEnbl = 7; //chip enable to HT82V739
uint8_t audOut = 11; //pwm tp HT82V739
volatile uint16_t audCounter;

// remote
boolean rmRecieved = 0; //信号受信完了した
uint8_t i; //受信データの桁
uint8_t rmState = 0; //信号受信状況
uint8_t dataCode; //データコード(8bit)
uint8_t invDataCode; //反転データコード(8bit)
uint16_t customCode; //カスタムコード(16bit)
uint32_t rmCode; //コード全体(32bit)
volatile uint32_t prevMicros = 0; //時間計測用

void stopPlayback()
{
  digitalWrite(audEnbl, HIGH); //オーディオアンプ出力を無効
  digitalWrite(audOut, LOW); //音声出力LOW
  cli(); //割り込み中止
}

ISR(TIMER0_COMPA_vect) //Timer0による割り込み
{
  // カウンターTCNT0が4usごとに加算されOCR0Aの値になると割り込みがかかるので
  // 8000HzとなるようにOCR0Aに30((30+1) x 4us = 124us(=~8000Hz))を足す
  OCR0A = TCNT0 + 30; //datasheet p.117
  if (audCounter >= sound_length-1) { // 音声データ最後まで来た
    stopPlayback();
  } else {
    // audCounter番めのデータを読んでOCR2Aに設定 PWMのパルス幅が決まる
    OCR2A = pgm_read_byte(&sound_data[audCounter]); //datasheet p.166
  }
  ++audCounter;
}

void startPlayback()
{
  // PWMのためのTimer2設定
  //
  // 内部クロックを使う (datasheet p.167)
  ASSR &= ~(_BV(EXCLK) | _BV(AS2));

  // fast PWMモードに設定 (datasheet p.164)
  TCCR2A |= _BV(WGM21) | _BV(WGM20); //WGM21ビットとWGM20ビットをHIGHに設定
  TCCR2B &= ~_BV(WGM22); //WGM22ビットをLOWに設定

  // OC2Aにnon-inverting PWMを出力 (datasheet p.162)
  // OC2AはマイコンのPB3ピン(Arduinoではdigital 11ピン)
  // datasheet p.12 と回路図を確認
  TCCR2A = (TCCR2A | _BV(COM2A1)) & ~_BV(COM2A0); //Table 18-3 
  COM2A1->1 COM2A0->0
  // プリスケーラ(分周)なし (datasheet p.165)
  // CS22->0 CS21->0 CS20->1
  TCCR2B = (TCCR2B & ~(_BV(CS22) | _BV(CS21))) | _BV(CS20); 
  //Table18-9

  // 最初のデータをOCR2Aに設定
  OCR2A = pgm_read_byte(&sound_data[0]);

  audCounter = 0;
  digitalWrite(audEnbl, LOW); // HT82V739の出力を有効に

  // 8000Hz割り込みのためのTimer0設定
  //
  cli(); //割り込み抑止
  // 波形出力しない WGM01->0 WGM00->0 datasheet p.115
  TCCR0A &= ~(_BV(WGM01) | _BV(WGM00)); //Table 15-8
  // コンペアマッチ割り込み有効
  TIMSK0 |= _BV(OCIE0A); //datasheet p.118
  // 割り込みフラグクリア
  TIFR0 |= _BV(OCF0A); //datasheet p.118
  sei(); //割り込み抑止解除
}

void rmUpdate() //信号が変化した
{
  uint32_t width; //パルスの幅を計測
  if(rmState != 0){
    width = micros()-prevMicros; //時間間隔を計算
    if(width > 10000)rmState = 0; //長すぎ
    prevMicros = micros(); //次の計算用
  }
  switch(rmState){
  case 0: //信号未達
    prevMicros = micros(); //現在時刻(microseconds)を記憶
    rmState = 1; //最初のOFF->ON信号を検出した
    i = 0;
    break;
  case 1: //最初のON状態
    if((width > 9500) || (width < 8500)){ //リーダーコード(9ms)ではない
      rmState = 0;
    }else{
      rmState = 2; //ON->OFFで9ms検出
    }
    break;
  case 2: //9ms検出した
    if((width > 5000) || (width < 4000)){ //リーダーコード(4.5ms)ではない
      rmState = 0;
    }else{
      rmState = 3; //OFF->ONで4.5ms検出
    }
    break;
  case 3: //4.5ms検出した
    if((width > 700) || (width < 400)){
      rmState = 0;
    }else{
      rmState = 4; //ON->OFFで0.56ms検出した
    }
    break;
  case 4: //0.56ms検出した
    if((width > 1800) || (width < 400)){ //OFF期間(2.25-0.56)msより長い or (1.125-0.56)msより短い
      rmState = 0;
    }else{
      if(width > 1000){ //OFF期間長い -> 1
        bitSet(rmCode, (i));
      }else{ //OFF期間短い -> 0
        bitClear(rmCode, (i));
      }
      i++; //次のbit
      if(i > 31){ //完了
        rmRecieved = 1;
        return;
      }
      rmState = 3; //次のON->OFFを待つ
    }
    break;
  }
}

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), rmUpdate, CHANGE);
  // LED
  pinMode(12, OUTPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);
  // audio
  pinMode(audOut, OUTPUT);
  pinMode(audEnbl, OUTPUT);
  digitalWrite(audEnbl, HIGH);
  // servo
  myservo1.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo2.attach(10); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo1.write(90 + offset1);
  myservo2.write(90 + offset2);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  if(rmRecieved){ //リモコン受信した
    detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin));
    rmRecieved = 0; //初期化
    rmState = 0; //初期化
    //図とは左右が逆であることに注意
    customCode = rmCode; //下16bitがcustomCode
    dataCode = rmCode >> 16; //下16bitを捨てたあとの下8bitがdataCode
    invDataCode = rmCode >> 24; //下24bitを捨てたあとの下8bitが 
    invDataCode
    if((dataCode + invDataCode) == 0xff){ //反転確認
      switch(dataCode){ //<-switch文を追加
      case 24: //"2"ボタン
        actionMode = FWRD;
        break;
      case 28: //"5"ボタン
        actionMode = STOP;
        break;
      case 82: //"8"ボタン
        actionMode = BWRD;
        break;
      case 12: //"1"ボタン
        actionMode = LEFT;
        break;
      case 94: //"3"ボタン
        actionMode = RIGHT;
        break;
      case 8: //"4"ボタン
        startPlayback();
        break;
      case 66: //"7"ボタン
        digitalWrite(12, HIGH);
        digitalWrite(13, HIGH);
        break;
      case 74: //"9"ボタン
        digitalWrite(12, LOW);
        digitalWrite(13, LOW);
        break;
      default:
        break;
      }
    }
    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), 
    rmUpdate, CHANGE);
  }
  switch(actionMode){
  case STOP:
    myservo1.write(90 + offset1);
    myservo2.write(90 + offset2);
    break;
  case FWRD:
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(100 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(80 + offset2); //左後ろ足を後方に。右後ろ足は浮いている。
    delay(200);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(80 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(100 + offset2); //右後ろ足を後方に。左後ろ足は浮いている。
    delay(200);
    break;
  case BWRD:
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(100 + offset2); //右後ろ足を後方に。
    delay(200);
    myservo1.write(100 + offset1); //左前足を下げる。->左後ろ足が浮く。
    myservo2.write(80 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(80 + offset2); //左後ろ足を後方に。
    delay(200);
    myservo1.write(80 + offset1); //右前足を下げる。->右後ろ足が浮く。
    myservo2.write(100 + offset2);
    delay(100);
    break;
  case LEFT:
    myservo1.write(80 + offset1); //右前足を下げる。->右後ろ足が浮く。
    myservo2.write(90 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(90 + offset2); //左後ろ足動かない。
    delay(200);
    myservo1.write(100 + offset1); //左前足を下げる。->左後ろ足が浮く。
    myservo2.write(70 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(110 + offset2); //右後ろ足を後方に。
    delay(200);
    break;
  case RIGHT:
    myservo1.write(80 + offset1); //右前足を下げる。->右後ろ足が浮く。
    myservo2.write(110 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(70 + offset2); //左後ろ足を後方に。
    delay(200);
    myservo1.write(100 + offset1); //左前足を下げる。->左後ろ足が浮く。
    myservo2.write(90 + offset2);
    delay(100);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(90 + offset2); //右後ろ足動かない。
    delay(200);
    break;
  }
}

●チャレンジテーマ
歩行コントロールで、リモコンボタン1回押しで「ゆっくり歩行」、2回押しで「早足歩行」(3回目で「ゆっくり歩行」に戻る)となるようにしてください。

// 前進歩行についてのみ記載します
//
// delay()の時間を調節する変数を追加
uint16_t walkSpeed = 1;

// FWRDボタンが押されたらwalkSpeedの値を切り替え
switch(dataCode){
case 24: //"2"ボタン
actionMode = FWRD;
if(walkSpeed == 2) walkSpeed = 1;
else walkSpeed = 2;

// delay()時間をwalkSpeed倍する(小さいほうが速い)
switch(actionMode){
  case STOP:
    myservo1.write(90 + offset1);
    myservo2.write(90 + offset2);
    break;
  case FWRD:
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(100 + offset2);
    delay(100 * walkSpeed);
    myservo1.write(80 + offset1);
    myservo2.write(80 + offset2); //左後ろ足を後方に。右後ろ足は浮いている。
    delay(200 * walkSpeed);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(80 + offset2);
    delay(100 * walkSpeed);
    myservo1.write(100 + offset1);
    myservo2.write(100 + offset2); //右後ろ足を後方に。左後ろ足は浮いている。
    delay(200 * walkSpeed);
    break;

<= マイクロサウルス チュートリアル(9)
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