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Sensor ultrasónico HC-SR04 en Icaro

Para conectar un sensor ultrasónico HC-SR04 a una placa Icaro vamos a usar el conector P16 a como se muestra en la siguiente imágen.

Opcionalmente podríamos tomar corriente del banco de sensores analógicos.

En Icaro Bloques podemos ir a Archivo -> Ejemplos y escoger la carpeta hc-sr04 y abrir el ejemplo llamado ping.icr

Este firmware lo que hace es mostrar la distancia en centimetros en valores binarios en la barra de leds de la placa.

Icaro Bloques 1.0.8-3 y Pingüino Bootloader Versión 4

Icaro Bloques llega a la versión 1.0.8-3 y trae como principal cambio el uso del bootloader de pingüino  versión 4.

Este bootloader esta escrito en sdcc3 y entre los cambios notables está que es más pequeño y nos deja más espacio para nuestro firmware.

El cambio se ve impulsado por problemas con en Fedora 24 y 25 en la comunicación serial. En algunos casos no se lograba montar adecuadamente el dispositivo ACM, aunque en algunos casos el PIC se colgaba al inicializar. Lo que uno veía era que la luz de estado del PIC se apagaba justo después de encender, haciendo un parpadeo de un lapso apagado largo y un breve destello.

Lo más novedoso es el proceso de ejecución y carga de firmwares. Ahora la placa entra en estado de ejecución del firmware al encender y solo entra en la rutina de carga al apretar el botón reset.

Con el nuevo bootloader el proceso de carga del firmware cambia. Los pasos son a como siguen:

  1. Dar click en el botón de “Compilar” en Icaro Bloques para compilar el firmaware
  2. Dar click en Cargar para enviar el firmaware al PIC
  3. Oprimir el botón de reset en la placa. (El led de estado parpadea de forma continua)
  4. Dar click “Aceptar” en la ventanita lanzador.py que nos muestra la comunicación de la PC y la placa
  5. Dar click en OK en la notificación del resultado de la carga.

La carga es mucho más rápida.

Otras ventajas del nuevo bootloader es que se han trabajado las librerías, y por ejemplo ahora el control de servos es más preciso.

Si bien Icaro Bloques 1.0.8-3 tiene por defecto comunicarse con la versión 4 del bootloader uno puede editar el archivo /home/user/.icaro/config.ini

[general]
turtlear = /usr/share/sugar/activities/TurtleBlocks.activity/turtleblocks.py
dir = firmware
sdcc = sdcc-sdcc

[icaro_config]
bootloader = v4

Solo hay que reemplazar el número 4 por un número 2. Con ese cambio estaremos listos para correr el programa con PICs que tengan aun el bootloader de la versión 2 de pingüino.

Pilas no esta disponible en Icaro Bloques 1.0.8-3 debido a que no se ha trabajado las nuevas librerías para comunicación Bulk. Sin embargo se ha optado por avanzar debido a los grandes problemas de comunicación con el firmaware de tortucaro para comunicación CDC.

Conectar un shield Bluetooth a Ícaro

Arduino tiene dos shields de Bluetooth, el HC-05 y el HC-06. El HC-05 tiene la posibilidad de funcionar como unidad master o slave, mientras que el HC-06 solo puede funcionar como slave. En este caso me enfocaré al uso como slave, donde abrimos un canal de comunicación de la PC hacia la placa para enviar ordenes y recibir respuesta de estado de los sensores.

El HC-05 tiene 6 pines y el HC-06 tiene solo 4. Para este caso solo usaremos 4 pines, en cualquiera de los dispositivos. En el reverso del dispositivo están claramente indicados los pines RXD, TXD, GND y VCC

Por otra parte hay que ver el mapa de pines de la placa icaro para identificar en los puertos de servos cuales corresponden a señal, cuales a VCC ( corriente de +5VDC) y GND (Tierra). Igual pueden verse en la ilustración a continuación

Asignación
TXD – Pin de Señal K5 (pin más cerca del micro)
RXD – Pin de Señal K6
VCC – VCC K5 (pin del centro)
GND – GND K5 (pin más lejos del micro)

Luego de haber conectado el shield de Bluetooth a la placa procedemos a cargar el firmware de Bluetooth a la placa de Ícaro. Para ello conectamos la placa con un cable USB a la computadora, cargamos Ícaro bloques y buscamos el botón de icaroblue.

Este firmware se compila automáticamente y nos invita a resetear la placa Ícaro. Procedemos a oprimir el botón reset de la placa Ícaro esperamos por el mensaje de que la carga se realizó con éxito.

Podemos continuar usando el cable USB como fuente de energía, conectado a la PC o a un transformador. O bien pasamos a alimentar la placa desde una fuente externa, haciendo el cambio del jumper K1.

Para iniciar la comunicación debemos usar el administrador de dispositivos Bluetooth y hacer el emparejamiento con el dispositivo. Luego necesitamos hacer un clic derecho sobre dicho dispositivo para conectarlo como un puerto serial.

Una vez conectado como puerto serial podemos verificar la conexión usando un programa de comunicación serial como cutecom. Los parámetros de conexión que debemos configurar son:
Device: /dev/ttyrfcomm0
Baud rate: 9600bps

Le damos clic al botón Open device y debería establecerse la conexión.

Procedemos a escribir la letra “b” en la barra de input y damos enter.

Deberíamos ver en la pantalla una respuesta Icaro USB2.0 que es la respuesta al comando de estado.

Esto es suficiente para ver que esta funcionando. Mi siguiente reto es documentar los comandos seriales que pueden usarse con la placa ya sea por el cable USB o vía Bluetooth.

Conectar una pantalla LCD a Ícaro

Tengo esta pantalla de 16 caracteres por 2 lineas que deseaba conectar a la placa Ícaro. Esta pantalla es de las más comunes, pero ahora están tomando popularidad pantallas que incluyen un modulo I2C de comunicación. Esta pantalla no incluye dicho módulo. Espero hacer notas sobre trabajo con dispositivos I2C e Ícaro en el futuro.

Para conectar la pantalla LCD 2×16 vamos a ocupar 12 lineas de conexión. Pero lo más importante, antes de iniciar, es conocer nuestro Port B o P5 de la placa Ícaro.

El Port B es la salida del micro-controlador hacia el UNL2803. Si sostenemos placa con la barra de led hacia la derecha de forma que el micro controlador este arriba del integrado UNL2803, entonces en el Port B tendrás los pines de izquierda a derecha. El primer pin de la izquierda sera P0 y el ultimo hacia la derecha será P7.

Para conectar hay que seguir la siguiente asignación.

Pantalla – Placa Ícaro
VSS – Ground
VDD – +5VDC
V0 – Ground
RS – P4 Port B
RW – Ground
E – P5 Port B
D0
D1
D2
D3
D4 – P0 Port B
D5 – P1 Port B
D6 – P2 Port B
D7 – P3 Port B
A – +5VDC
K – Ground

Las lineas de +5VDC y Ground las conecte a los pines de VCC y Ground de los sensores analógicos. Igual podría conectarse a los pines respectivos en los puertos de servos.

Opcionalmente en la linea A se puede conectar una resistencia para variar el brillo o contraste de la pantalla, dado que A y K son los que alimentan la luz de la pantalla.

Para probar que todo esta bien solo hace falta abrir un script del menú Archivo, seleccionar Ejemplos, ahí navegar a la carpeta LCD y cargar el archivo llamado hola mundo. Como siempre, compilar el script y luego cargar al micro-controlador.

Al ver el script podemos identificar que se envían 0 y 0 antes de enviar los caracteres “hola”. El primer cero corresponde a la Columna y el siguiente corresponde a la Fila. Esto la posiciona en la primera columna de la primera fila. Como vemos “mundo” recibe de previo 0 y 1, es decir primera columna, segunda fila.

La pausa al final es importante, es lo que mantiene los caracteres en pantalla antes de reiniciar el bucle infinito del script. Sin la pausa, o con un valor muy pequeño, no podríamos ver el mensaje. Por otro lado las pausas son importante antes de borrar la pantalla o asignarle un nuevo valor. Sin pausa, el nuevo valor se mostrara en pantalla antes de que podamos haberlo leído.

Ahora lo que resta en experimentar y aprender.

Usar funciones en Icaro Bloques

Usar funciones al programar nos permite reutilizar código. En particular al tratar con bloques, nos evita atiborrar la pantalla, pero también nos evita errores de conexión entre bloques al repetir varias veces lo mismo.

Lo primero es crear una rutina que será nuestra función. Un ejemplo sencillo, hacer parpadear un led. Esta rutina la salvamos como un archivo de icaro.

Luego la salvamos como una función con el mismo nombre.

En el ejemplo siguiente mostramos como hacer la llamda de la función. Usamos un bloque de carga_func para llamar a la funcion y luego un bloque de acción con la función.

Para que esto funcione debemos salvar la rutina como un archivo de icaro y luego darle compilar. Todos los archivos deben estar en la misma carpeta, de esta manera Ícaro Bloques encuentra el código a usar de los archivos.

Si nos vamos a la pestaña de código fuente y damos click en el boton recargar, podremos ver el código con la declaración de la función y el llamado a la misma en lenguaje C.

 

Sensores Analógicos y Digitales con la placa Icaro

Los sensores digitales son los más simples. Un interruptor es un sensor digtal. Simple: Apagado o encendido. Un interruptor de paro o un botón de pulso es lo mismo.

Tomamos un interruptor y conectamos sus extremos a la bornera sn_d1 justo al lado del boton de reset en la placa NP-06.
interuptor de paro
Hacemos unos bloques simples a como se muestra a continuacion:
sensor-digital
El resultado será que cuando se cierra el circuito, es decir el interruptor esta encendido el led primero se encenderá. Cuando el interruptor se apague, el led hara lo mismo.

Los sensores analógicos son un poco más complicados. Su respuesta es un valor que varia segund determinadas condiciones. Para ilustrar esto usaremos un potenciometro. La forma más simple de potenciometros son los controles de volumen. Es bien fácil comprar uno o rescatar uno de un aparato que ya no sirve.
potenciometro
Vamos a encontrar clasicamente tres patitas. La primera es tierra (GND) , la segunda es la salida del sensor (sens_analog) y la tercera es voltaje (VCC). Realmente es una resistencia variable. Si invertimos el orden, no será un problema. Siempre tendremos un voltaje que varia en el centro en relación al voltaje existente entre la alimentación y tierra.

Lo que hay que hacer es conectar los cables en los puertos que se encuentran al lado del led rojo en la placa NP-06. Los tres primeros pines, los mas cerca al extremo de la barra de leds corresponden al primer sensor analógico. En la placa NP-06 estan claramente identificados.
sensor analogico
Ahora hacemos unos bloques a como se muestran a continuación.
sensor_analogico
El resultado es que al mover el valor del control de volumen, la barra de led incrementara o reducirá el valor binario representado por los leds.

Conexión serial a la placa Icaro

La placa Icaro nos ofrece una gran cantidad de beneficios como una placa autónoma. Pero también podemos sacar provecho de su conexión serial. Tortucaro es la herramienta que nos permite esto.

Para ello debemos ubicar el icono de tortucaro en la ventana de icaro y hacer click en él. Luego hacemos click en compilar. Finalmente hacemos click en Cargar. Oprimimos el botón de reset en la placa y nos debe decir que la carga fue exitosa. En la versión de desarrollo, todo esto es más breve, varios pasos redundante se eliminan, pero la lógica es la misma.
botones_icaro
Si este es el primer intento usando tortucaro, podemos querer hacer algunas pruebas. El primer paso es confirmar que existe la conexión con la placa. Desde la terminal usamos el comando ls /dev/ttyA* nosotros esperamos que la respuesta incluya que dentro de los dispositivos existe /dev/ttyACM0

Posiblemente el programa de comunicación serial más simple de usar es cutecom. Lo mas seguro es que no lo tengan instalado, asi que pueden usar la interfaz gráfica o un comando como
su -c “yum install cutecom”

Al iniciar cutecom enviará un aviso que no logro conectar con el puerto /dev/ttyS0, lo cual es lógico porque seguramente no tienen nada conectado a un puerto serial o incluso no tiene puerto seriales en la computadora. Asi que en la parte superior debemos configurar dispositivo o device a /dev/ttyACM0 y luego hacer click en el botón abrir dispositivo o open device. Si no hay malas noticias, son buenas noticias.
cutecom
El programa tiene tres áreas de texto, de arriba hacia abajo, respuesta del dispositivo, historico de comandos enviados al dispositivo y entrada o input. Nos colocamos en input y escribimos “b” y damos enter. En la ventana de respuesta dirá “icaro USB 02”

Si tenemos un servo podemos usar comando como m1! (mover servo del puerto uno al valor ascii 33) o bien puede escribir m1Ñ (mover servo del puerto uno al valor ascii 126) Puede buscar una guia de valores ascii

Ahora que ya saben como es el asunto de la comunicación serial y han comprobado que funciona, pueden hacer algunas cosas más intersantes. Por ejemplo les comparto un pequeño programa de python escrito por Valentin Basel

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#
# servo.py
#
# Copyright 2014 valentin basel
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
# GNU General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston,
# MA 02110-1301, USA.
#
#

import apicaro
import time
icaro=apicaro.puerto()

icaro.iniciar()
for a in range(3):
icaro.activar_servo(1,1)
time.sleep(1)
icaro.activar_servo(1,255)
time.sleep(1)

Icaro y la version devel

Cuando estamos probando las ultimas cosas de un programa puede ser que tengamos deseo de ir al paso del desarrollo de ese programa. La versión en desarrollo o devel es un espacio para experimentar, encontrar que cosas no están funcionando y hacer sugerencias. Icaro tiene esta versión y quiero compartir como echarla a andar. No estoy siendo muy explicito, porque si están buscando la versión de desarrollo, supongo que ya tienen alguna experiencia en Fedora

Lo primero a saber, es que el repositorio nos va a presentar la versión estable. Nosotros tenemos que navegar en busca de la versión de desarrollo.

La pueden encontrar aqui: https://github.com/valentinbasel/icaro/tree/devel

Eso les dará acceso a hacer una descarga de un archivo zip. Deben descomprimirlo manteniendo la estructura interna de directorios. Usualmente yo descomprimo en la misma carpeta de Descargas y obtengo una carpeta llamada icaro-devel. Luego muevo esta carpeta hacia mi directorio Home. Lo hago así porque un error de descomprimir cosas en Home, puede ser algo tedioso de limpiar, mientras que si ocurre en Descargas no será la gran cosa.

Voy a usar la palabra USUARIO que ustedes deberan cambiar por el nombre de su propio usuario. Hasta el momento tenemos /home/USUARIO/icaro-devel/ y posiblemente han usado los beneficios de las herramientas gráficas.

Si no han instalado la version estable, ustedes deben hacer algunas configuraciones, las cuales las realicé desde la terminal

su -c “group add microchip”
su -c “usermod -a -G microchip USUARIO”
su -c “usermod -a -G dialout USUARIO”

Lo siguiente es poner algunos archivos en su sitio, lo mismo esto lo hago desde la terminal

mkdir ~/.icaro
cp -r ~/icaro-devel/hardware/icaro/micro/firmware ~/.icaro/
cp -r ~/icaro-devel/hardware/icaro/micro/conf ~/.icaro/
su -c “mkdir /usr/share/icaro”
su -c “cp -r ~/icarodevel/hardware /usr/share/icaro/”

Para correr la version de desarrollo la ejecutan desde la terminal ubicandose en el directorio de desarrollo:

cd ~/icaro-devel
python lanzador.py

Correr el programa desde la terminal nos permite ver los comentarios que va generando y en caso de error nos puede dar idea de que se trata ese error.

rpm source rebuild de icaro paso a paso

Icaro es un proyecto de robótica educativa, basado en una placa muy básica de hardware la cual es controlada vía software. Aquí vamos a ver como instalar el software.

En fedoraforum.org por allá de Enero de 2008, leigh123linux me dijo que

“to be honest you appear clueless to the process of rebuilding source rpms so I have written a quick guide for you”

Traducido …Para ser honesto tu pareces despistado en relación al proceso de reconstruir fuentes de rpm, asi que he escrito una guia rápida para ti.

El estaba realmente en lo cierto cuando decia que yo estaba clueless. Su guía me ha servido mucho.

Ahora me enfrento con Icaro y al menos ahora identifico que es un fuente de rpm y debo reconstruirlo, asi que usando la guia que me brindaronhace algun tiempo, aqui pongo como fue que lo hice.

1.- Instalar soporte para compilar software

su
yum groupinstall “Bibliotecas de desarrollo” “Herramientas de desarrollo”
yum install rpmdevtools
exit

Nota: si su sistema esta en ingles deberá usar los grupos “Development Libraries” “Development Tools”

2.- Crear el entorno de trabajo

rpmdev-setuptree

3.- Conseguir el paquete rpm source y crear el paquete

cd ~/Descargas/
wget http://lletelier.fedorapeople.org/icaro/icaro-0.6.2-1.290311.fc15.src.rpm
rpmbuild –rebuild icaro-0.6.2-1.290311.fc15.src.rpm

Nota: hay que agradecer a Larry Letelier de Chile por crear el rpm source.

4.- Instalar el paquete

cd rpmbuild/RPMS/x86_64/
su
yum install icaro-0.6.2-1.290311.fc15.x86_64.rpm
exit

Nota: ustedes pueden tener sus paquetes en otra rura, por ejemplo sustituyendo x86_64 por i686. MI sistema es de 64 bits.

A final este es solu un paso intermedio de un camino por andar en la robótica educativa. Le agradezco infinitamente a Valentin por haberme incentivado a participar y el apoyo constante que me ha brindado