Review Pololu 3pi Robot

pololu-3pi-robot

O Pololu 3pi robot é uma plataforma móvel completa de grande performance e com com dois motores simples acoplados às suas rodas. Possui cinco sensores reflexivos, um LCD 8×2, um buzzer e 3 botões de pressão, todos conectados a um micro-controlador ATmega328. É capaz de atingir velocidades até 0,9m/s, sendo este um bom primeiro robot para quem esta a começar na área da robótica.

Este robot é dedicado a competições de seguimento de linhas e execução de labirintos. Tem um tamanho de 9,5 cm de diâmetro e pesa 83g sem pilhas (usa 4 pilhas AAA). Possui um sistema de potência único que faz os motores rodar a uma tensão constante de 9,5V, independentemente da carga das pilhas.

O 3pi é uma ótima plataforma para pessoas com experiência em linguagem C entrarem no mundo da robótica e até mesmo para aqueles que pretendam aprender a linguagem C pode-se tornar um desafio interessante. O micro-controlador ATmega328P, possui uma frequência de 20MHz e 32KB de memória flash programável, assim como 2KB de RAM, e 1KB de memoria EEPROM. Este robot é compatível com a plataforma Arduino.

 

Diagramas:

0J843.1200

 

Exemplo:

  • Algoritmo seguidor de linha para o 3pi

O código fonte mostra uma variedade de diferentes recursos do robot 3pi, incluindo os sensores, motores, LCD, o monitor de bateria e o buzzer. O programa tem duas fases.

A primeira fase do programa é a fase de inicialização e calibração, que é dada pela função intitialize(). Esta função é chamada uma vez no início da função main(), antes de algo acontecer.

Na segunda fase do programa, o seu 3pi irá fazer leituras a partir dos sensores e preparar a velocidade dos motorias conforme essas leituras. A ideia geral é que, caso o robot fique parado em qualquer direção deva virar para o lado e continuar, mas se está em cima da linha deve conduzir para a frente. Os passos seguintes ocorrem dentro de um ciclo while(1),  que se irá repetir vezes sem conta até que o robot seja desligado ou resetado.

0J831.1200

Código:


/*
* 3pi-linefollower - demo code for the Pololu 3pi Robot
*
* This code will follow a black line on a white background, using a
* very simple algorithm.  It demonstrates auto-calibration and use of
* the 3pi IR sensors, motor control, bar graphs using custom
* characters, and music playback, making it a good starting point for
* developing your own more competitive line follower.
*
* <a href="http://www.pololu.com/docs/0J21">http://www.pololu.com/docs/0J21</a>
* <a href="http://www.pololu.com/">http://www.pololu.com</a>
* <a href="http://forum.pololu.com/">http://forum.pololu.com</a>
*
*/

// The 3pi include file must be at the beginning of any program that
// uses the Pololu AVR library and 3pi.
#include &lt;pololu/3pi.h&gt;

// This include file allows data to be stored in program space.  The
// ATmegaxx8 has 16x more program space than RAM, so large
// pieces of static data should be stored in program space.
#include &lt;avr/pgmspace.h&gt;

// Introductory messages.  The "PROGMEM" identifier causes the data to
// go into program space.
const char welcome_line1[] PROGMEM = " Pololu";
const char welcome_line2[] PROGMEM = "3\xf7 Robot";
const char demo_name_line1[] PROGMEM = "Line";
const char demo_name_line2[] PROGMEM = "follower";

// A couple of simple tunes, stored in program space.
const char welcome[] PROGMEM = "&gt;g32&gt;&gt;c32";
const char go[] PROGMEM = "L16 cdegreg4";

// Data for generating the characters used in load_custom_characters
// and display_readings.  By reading levels[] starting at various
// offsets, we can generate all of the 7 extra characters needed for a
// bargraph.  This is also stored in program space.
const char levels[] PROGMEM = {
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111
};

// This function loads custom characters into the LCD.  Up to 8
// characters can be loaded; we use them for 7 levels of a bar graph.
void load_custom_characters()
{
lcd_load_custom_character(levels+0,0); // no offset, e.g. one bar
lcd_load_custom_character(levels+1,1); // two bars
lcd_load_custom_character(levels+2,2); // etc...
lcd_load_custom_character(levels+3,3);
lcd_load_custom_character(levels+4,4);
lcd_load_custom_character(levels+5,5);
lcd_load_custom_character(levels+6,6);
clear(); // the LCD must be cleared for the characters to take effect
}

// This function displays the sensor readings using a bar graph.
void display_readings(const unsigned int *calibrated_values)
{
unsigned char i;

for(i=0;i&lt;5;i++) {
// Initialize the array of characters that we will use for the
// graph.  Using the space, an extra copy of the one-bar
// character, and character 255 (a full black box), we get 10
// characters in the array.
const char display_characters[10] = {' ',0,0,1,2,3,4,5,6,255};

// The variable c will have values from 0 to 9, since
// calibrated values are in the range of 0 to 1000, and
// 1000/101 is 9 with integer math.
char c = display_characters[calibrated_values[i]/101];

// Display the bar graph character.
print_character(c);
}
}

// Initializes the 3pi, displays a welcome message, calibrates, and
// plays the initial music.
void initialize()
{
unsigned int counter; // used as a simple timer
unsigned int sensors[5]; // an array to hold sensor values

// This must be called at the beginning of 3pi code, to set up the
// sensors.  We use a value of 2000 for the timeout, which
// corresponds to 2000*0.4 us = 0.8 ms on our 20 MHz processor.
pololu_3pi_init(2000);
load_custom_characters(); // load the custom characters

// Play welcome music and display a message
print_from_program_space(welcome_line1);
lcd_goto_xy(0,1);
print_from_program_space(welcome_line2);
play_from_program_space(welcome);
delay_ms(1000);

clear();
print_from_program_space(demo_name_line1);
lcd_goto_xy(0,1);
print_from_program_space(demo_name_line2);
delay_ms(1000);

// Display battery voltage and wait for button press
while(!button_is_pressed(BUTTON_B))
{
int bat = read_battery_millivolts();

clear();
print_long(bat);
print("mV");
lcd_goto_xy(0,1);
print("Press B");

delay_ms(100);
}

// Always wait for the button to be released so that 3pi doesn't
// start moving until your hand is away from it.
wait_for_button_release(BUTTON_B);
delay_ms(1000);

// Auto-calibration: turn right and left while calibrating the
// sensors.
for(counter=0;counter&lt;80;counter++)
{
if(counter &lt; 20 || counter &gt;= 60)
set_motors(40,-40);
else
set_motors(-40,40);

// This function records a set of sensor readings and keeps
// track of the minimum and maximum values encountered.  The
// IR_EMITTERS_ON argument means that the IR LEDs will be
// turned on during the reading, which is usually what you
// want.
calibrate_line_sensors(IR_EMITTERS_ON);

// Since our counter runs to 80, the total delay will be
// 80*20 = 1600 ms.
delay_ms(20);
}
set_motors(0,0);

// Display calibrated values as a bar graph.
while(!button_is_pressed(BUTTON_B))
{
// Read the sensor values and get the position measurement.
unsigned int position = read_line(sensors,IR_EMITTERS_ON);

// Display the position measurement, which will go from 0
// (when the leftmost sensor is over the line) to 4000 (when
// the rightmost sensor is over the line) on the 3pi, along
// with a bar graph of the sensor readings.  This allows you
// to make sure the robot is ready to go.
clear();
print_long(position);
lcd_goto_xy(0,1);
display_readings(sensors);

delay_ms(100);
}
wait_for_button_release(BUTTON_B);

clear();

print("Go!");

// Play music and wait for it to finish before we start driving.
play_from_program_space(go);
while(is_playing());
}

// This is the main function, where the code starts.  All C programs
// must have a main() function defined somewhere.
int main()
{
unsigned int sensors[5]; // an array to hold sensor values

// set up the 3pi
initialize();

// This is the "main loop" - it will run forever.
while(1)
{
// Get the position of the line.  Note that we *must* provide
// the "sensors" argument to read_line() here, even though we
// are not interested in the individual sensor readings.
unsigned int position = read_line(sensors,IR_EMITTERS_ON);

if(position &lt; 1000)
{
// We are far to the right of the line: turn left.

// Set the right motor to 100 and the left motor to zero,
// to do a sharp turn to the left.  Note that the maximum
// value of either motor speed is 255, so we are driving
// it at just about 40% of the max.
set_motors(0,100);

// Just for fun, indicate the direction we are turning on
// the LEDs.
left_led(1);
right_led(0);
}
else if(position &lt; 3000)
{
// We are somewhat close to being centered on the line:
// drive straight.
set_motors(100,100);
left_led(1);
right_led(1);
}
else
{
// We are far to the left of the line: turn right.
set_motors(100,0);
left_led(0);
right_led(1);
}
}

// This part of the code is never reached.  A robot should
// never reach the end of its program, or unpredictable behavior
// will result as random code starts getting executed.  If you
// really want to stop all actions at some point, set your motors
// to 0,0 and run the following command to loop forever:
//
// while(1);
}

Nota: Para este projeto funcionar na perfeição, deve ser colocada uma linha preta (pode ser uma fita adesiva preta) sobre um suporte (mesa, chão, etc.) que, de preferência, seja branco.

Espero que tenham gostado deste tutorial e ponham em prática a vossa imaginação!

 

Comentários no Facebook