Návody
Inštalácia programového prostredia MATLAB
O licenciu programu MATLAB si môžete požiadať na adrese foltin[at]humusoft.sk. Na váš e-mail príde oznámenie o začatí TRIAL licencie. Pomocou odkazu si vytvoríte konto, cez ktoré si môžete stiahnuť inštalátor MATLABu. Postup stiahnutia nájdete na nasledujúcom odkaze:
Priebeh inštalácie nájdete na nasledujúcom odkaze:
Počas inštalácie zvoľte nasledujúce produkty:
- MATLAB
- Simulink
- Computer Vision Toolbox
- Image Processing Toolbox
- MATLAB Coder
- Robotics System Toolbox
- Simulink Coder
- Simulink 3D Animation
- Stateflow
Hello world - blikanie ledkou D13
Najjednoduchšia vec aká ide s Arduino doskou spraviť. Rozblikáme LED číslo 13, ktorá je priamo na doske. Ak sa to podarí, znamená to, že počítač komunikuje s doskou a doska je pravdepodobne v poriadku.
Inštalácia podporných balíčkov pre MATLAB a Simulink
Arduino sa dá programovať aj s prostredia MATLAB/Simulink. V návode sa dozviete ako si svoj MATLAB rozšíriť o balíčky, ktoré sú na programovanie Arduino dosiek potrebné.
1 Arduino & MATLAB - Digitálny a analógový výstup
V tomto návode si ukážeme ako môže MATLAB spolupracovať s doskou Arduino MEGA 2560. Zameriame sa na výstup a to ako digitálny tak analógový (PWM).
2 Arduino & MATLAB - Digitálny a analógový vstup
Ako si poradiť v výstupom na doske Arduino sme si vysvetlili v predošlej časti. V tejto sa sústredíme na vstupy. Arduino MEGA disponuje množstvom digitálnych vstupov (môžu fungovať aj ako digitálne výstupy)označené ako DIGITAL a 16 analógovými vstupmi označenými ako ANALOG IN.
3 Tak a ideme do Simulinku
V predošlých častiach sme si ukázali ako môžeme ovládať dosku Arduino z príkazového riadka MATLABu. Teraz sa posunieme o značný kus ďalej a naučíme sa programovať Arduino z prostredia Simulink. Riadiaci program budeme tvoriť pomocou blokových schém a ukážeme si ako spraviť standalone aplikáciu. Počas ladenia budeme využívať interaktívny režim, ktorý nám dovoľuje sledovať jednotlivé veličiny v reálnom čase. Máme tak skvelý prehľad o tom čo sa deje na doske a čo vykonáva naša riadiaca schéma.
Konfigurácia Simulink modelu pre beh na zariadení
Simulink je prostredie, v ktorom môžete vytvoriť model zariadenia a simulovať jeho správanie bez toho, aby ste mali skutočný hardvér k dispozícií. Odladený algoritmus vytvorený v Simulinku môže byť neskôr nasadený na rôzne zariadenia. Podpora zariadení sa do Simulinku pridáva pomocou hardvérových balíčkov (Hardware Support Packages). Balíčky rozširujú bloky Simulinku zvyčajne o periférie zariadenia, pomocou ktorých môžeme snímať alebo riadiť. V tomto návode si ukážeme ako nakonfigurujeme model Simulinku tak, aby bežal na Arduine a povieme si o 2 možnostiach pre nahratie modelu na Arduino.
4 Simulink & Arduino - vstupy/výstupy
V tejto časti naviažeme na predošlú. Budeme používať rovnaké zapojenie Arduina. Naplno využijeme potenciál Simulinku v interaktívnom móde. Ukážeme si ako čítať vstupy v reálnom čase, ako ich môžeme spracovať a zobrazovať. Na záver vytvoríme opäť standalone aplikáciu.
5 Ovládanie jednosmerných motorov
V tomto návode si ukážeme ako môžeme hýbať motormi robota. Ovládanie si najskôr vyskúšame v MATLABe priamo, aby sme zistili smer otáčania jednotlivých kolies. Neskôr prejdeme do Simulinku a ukážeme si zapojenie jednotlivých blokov tak, aby sme vedeli ovládať motory v ďalších úlohách.
6 Modelovanie postupnosti krokov v prostredí Stateflow
Pri riadení zariadení častokrát vykonávame určité postupnosti krokov. Pri robotovi chceme napríklad ísť chvíľku dopredu, zastaviť a následne sa otočiť do strany. V tomto návode si ukážeme, ako môžeme túto postupnosť krokov modelovať v nadstavbe MATLABu a Simulinku, ktorá sa nazýva Stateflow.
7 Snímanie čiary
V predchádzajúcich návodoch sme si ukázali, ako môžeme ovládať motory a s robotom pomocou Stateflow namodelovať postupnosť operácií. Ako ale zabezpečíme, aby robot sledoval čiaru? Na sledovanie čiary potrebujeme snímač, ktorý rozlíši či je pod ním biela alebo čierna farba. V tomto návode si povieme o snímači, ktorý je dostupný v stavebnici.
8 Sledovanie čiary s pomocou Stateflow
V predchádzajúcich návodoch sme si pripravili bloky/subsystémy, ktoré využijeme na hlavnú úlohu celej súťaže a to je sledovanie čiary. Existuje niekoľko spôsobov ako to dosiahnuť. V tomto návode si ukážeme ako môžeme sledovať čiaru pomocou binárnych výstupov zo snímačov čiary. Znamená to, že máme k dispozícii informáciu, či je pod snímačom čiara (logická 1) alebo nie je (logická 0). Túto informáciu využijeme v prostredí Stateflow na vytvorenie rozhodovacej logiky správania robota tak, aby sledoval čiaru.
9 Sledovanie čiary pomocou PID regulátora
V predchádzajúcom návode sme si ukázali, ako môžeme sledovať čiaru pomocou stavového automatu a binárnych výstupov zo snímačov. Aby sme moli reagovať na kombináciu všetkých výstupov zo snímačov pomocou váženého priemeru priebežne musíme využiť iný typ regulátora - PID regulátor. V tomto návode si ukážeme ako vieme vytvoriť schému s regulátorom.
10 Sledovanie čiary pomocou Stateflow a PID regulátora
V predchádzajúcom návode sme si ukázali, ako môžeme sledovať čiaru pomocou PID regulátora. Ak by sme chceli okrem sledovania čiary pridať ďalšie časti algoritmu (postupnosti krokov), schéma by bola s využitím blokov komplikovaná a menej prehľadná na ladenie. Z návodov o postupnosti tiež vieme, že postupnosť krokov sa ľahko modeluje v prostredí Stateflow. V tomto návode si ukážeme ako vieme integrovať PID regulátor ako stav Stateflowu.
11 Virtuálne modely
Nie každý má možnosť pracovať s reálnym robotom. Preto sme vytvorili virtuálne modely, ktoré budú simulovať správanie sa reálneho robota.
