Návody

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).

navod 01


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.

navod 02


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.

navod 03


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.

navod 03


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.

navod 04


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.

navod 05


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.

navod 06

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.

navod 07

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.

navod 08

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.

navod 09

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.

navod 10