Blikajúca vežička pre mačky: Rozdiel medzi revíziami

Verzia zo dňa a času 15:36, 10. jún 2019

Autor:	Monika Bírová
Študijný odbor:	Jadrové a fyzikálne inžinierstvo	3. Bc. (2019)

Opis projektu

Ako záverečný projekt predmetu DTV som si zvolila blikajúcu vežičku pre mačky - zariadenie, ktoré svieti svetlom na náhodné miesta v určenom plošnom rozsahu.

Prečo?

Nakoľko je moje zameranie štúdia vzdialené robotike, rozhodla som sa pre menej náročný projekt. Zadanie požadovalo využitie niektorej z technológií (3D tlač, laser, ..), ktoré sme si počas semestra vyskúšali a zakomponovanie modulu Arduino v našom výslednom zariadení. Keďže máme doma neposednú mačku vyžadujúcu veľa času na hranie, a vieme, že mačky rady naháňajú blikajúce svetielko, tak bola moja voľba jasná.

Ako ?

Na výrobu modelu budeme potrebovať nasledujúce komponenty:

vytlačenú 3D konštrukciu zloženú z viacerých častí
Arduino Nano
servo motorčeky Micro Servo 9g Tower Pro
predpripravené káble na prepájanie
potenciometre
modul s diódou emitujúcou laserové svetlo
tlačidlo
rezistor 10k
nepájivé kontaktné pole
USB mini kábel na napájanie

Postup výroby:

základnom je nosná konštrukcia - "vežička", ja som použila 3D, tlač, ale bolo by ju možné skonštruovať aj z vyrezanej preglejky

servomotorčeky zložíme spolu s jednotlivými vytlačenými časťami

na základe schémy v časti "Popis riešenia" zapojíme Arduino Nano a všetky periférie do nepájivého kontaktného poľa

modul s diódou prilepíme pomocou (napríklad) tavnej pištole ku konštrukcii vežičky

do Arduina nahráme kód

aby bolo zariadenie pripravené na použitie, pomocou potenciometrov a stlačením tlačidla uvedieme zariadenie do "kalibračného módu" - určíme mu plochu, v ktorej bude svietiť

počas jeho prevádzky je možné vykonávať priebežne kalibráciu (v predchádzajúcom bode)

Médiá:cat_lazertower.ino

Ako to má vyzerať v praxi: https://www.youtube.com/watch?v=hHIrxL0giJQ#action=share

Použité zdroje:

Zdroj pôvodného kódu a nápadu: https://github.com/LucasBerbesson/Laser-cat

Zdroj objektu na 3D tlač (koštrukcia vežičky): https://www.thingiverse.com/thing:107957

Obsah

1 Opis projektu
2 Analýza
3 Popis riešenia
- 3.1 Algoritmus a program
- 3.2 Výsledok

Analýza

zlúčila som pôvodný zdrojový kód z webu s kódom na kalibráciu rozsahu, zariadenie sa prepína pomocou tlačidla

pôvodné zapojenie iba so servo motorčekmi a led-diódou som rozšírila o potenciometre a tlačidlo (na uvedenie do kalibračného módu)

Popis riešenia

Základnou súčiastkou vežičky je okrem samotnej konštrukcie aj Arduino Nano, na ktoré sú pripojené všetky ostatné periférne moduly. Na samotné Arduino sa cez analógové výstupy pripájajú 2 servomotory a stredné piny potenciometrov. Na napájacie konektory (5V a zem) sa pripájajú servomotorčeky, potenciometre a dióda. Sériové (aby sa predišlo skratu) spojenie tlačidla a rezistora a Arduina je cez jeho digitálne vstupy. Konkrétne čísla vstupov sú uvedené v zdrojovom kóde a nasledujúcich schémach:

Schéma zapojenia Arduina s perifériami

Algoritmus a program

Program bol vytvorený v prostredí Arduino IDE 1.8.9. Ako základ bol použitý pôvodný zdrojový kód z webu (uvedený v zdrojoch).

Algoritmus

vo funkcii setup() inicializujeme pripojenie periférií na jednotlivé piny a servomotorčeky uvedieme do počiatočnej polohy (do stredu)
vo funkcii loop() je podmienka, ktorá rozdeľuje činnosť na dva módy na základe stlačenia tlačidla: pri stlačení prebieha čítanie vstupov z potenciometrov, ktoré určujú maximálny rozsah plochy, ak nie je stlačené tlačidlo, zariadenie prechádza do módu, v ktorom vykonáva náhodne pohyb (náhodne vygenerované súradnice vrámci rozsahu určeného potenciometrami)
pohyb motorčeka je ošetrený tak, aby pri nulového náhodného čísla bol vykonaný pohyb aspoň o 5 krokových jednotiek

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

Výsledok

Nezabudnite zdokumentovať výsledok vašej práce. Určite sem patria fotografie, video a zhodnotenie ako ste spokojní s výsledkom,

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.

@@ Riadok 64: / Riadok 64: @@
 == Popis riešenia ==
-Základnou súčiastkou vežičky je okrem samotnej konštrukcie aj Arduino Nano, na ktoré sú pripojené všetky ostatné periférne moduly. Na samotné Arduino sa cez digitálne výstupy pripájajú 2 servomotory a rezistor. Na napájacie konektory (5V a zem) sa pripájajú servomotorčeky, potenciometre a dióda. Spojenie potenciometrov a Arduina je cez jeho analógové vstupy. Konkrétne čísla vstupov sú uvedené v zdrojovom kóde a nasledujúcich schémach:
+Základnou súčiastkou vežičky je okrem samotnej konštrukcie aj Arduino Nano, na ktoré sú pripojené všetky ostatné periférne moduly. Na samotné Arduino sa cez analógové výstupy pripájajú 2 servomotory a stredné piny potenciometrov. Na napájacie konektory (5V a zem) sa pripájajú servomotorčeky, potenciometre a dióda. Sériové (aby sa predišlo skratu) spojenie tlačidla a rezistora a Arduina je cez jeho digitálne vstupy. Konkrétne čísla vstupov sú uvedené v zdrojovom kóde a nasledujúcich schémach:
 '''Schéma zapojenia Arduina s perifériami'''
@@ Riadok 76: / Riadok 76: @@
 '''Algoritmus'''
-* vo funkcii setup() je nastavený výstupný pin pre led pásik a pre sirénku
+* vo funkcii setup() inicializujeme pripojenie periférií na jednotlivé piny a servomotorčeky uvedieme do počiatočnej polohy (do stredu)
-* vo funkcii loop() sa pravidelne kontroluje váha na daných senzoroch a podľa toho sa ledky rozsvietia želanou farbou podľa podmienok nasledovne:
+* vo funkcii loop() je podmienka, ktorá rozdeľuje činnosť na dva módy na základe stlačenia tlačidla: pri stlačení prebieha čítanie vstupov z potenciometrov, ktoré určujú maximálny rozsah plochy, ak nie je stlačené tlačidlo, zariadenie prechádza do módu, v ktorom vykonáva náhodne pohyb (náhodne vygenerované súradnice vrámci rozsahu určeného potenciometrami)
-** ak je na senzore mobilu prítomný mobil a na senzore pohára je pohár rozsvietia sa na zeleno
+* pohyb motorčeka je ošetrený tak, aby pri nulového náhodného čísla bol vykonaný pohyb aspoň o 5 krokových jednotiek
-** ak na senzore mobilu nie je prítomný mobil a na senzore pohára je pohár ledky blikajú na červeno a sirénka vydáva pipanie.
-** ak na senzore pohára nie je nič tak ledky svietia na modro
-Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili.
-Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu.
-Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.
-Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie ''source'':
-<source lang="c">
-#define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
-#define FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER
-#include "HX711.h"
-#include <FastLED.h>
-#define NUM_LEDS 8
-HX711 cellM(9, 10); //DT,SCK   //senzor pre mobil
-HX711 cellP(4, 5); //DT,SCK    //senzor pre pohar
-CRGB leds[8];
-const int ledPin = 7;
-const int sirenPin = 12;
-const int mobil = 80;
-const int pohar = 15;
-const int rychlost = 4;
-const int krok = 1;
-//long val=0;
-long valM = 0;
-long valP = 0;
-float count = 0;
-float vahaM = 0;
-float vahaP = 0;
-void setup() {
-  Serial.begin(9600);
-  FastLED.addLeds<WS2812B, ledPin, RGB>(leds, NUM_LEDS);
-  pinMode(sirenPin, OUTPUT);
-}
-void loop() {
-  char farba ;
-  int pocetCImp = 0;
-  while (1) {
-    count = count + 1;
-    //vyrazy na kalibraciu vahovych senzorov
-    //val = ((count-1)/count) * val    +  (1/count) * cellP.read();   // dlhodoby priemer
-    //val = 0.8 * val    +   0.2 * cell.read();                       // kratkodoby priemer
-    valM = cellM.read(); // most recent reading
-    valP = cellP.read(); // most recent reading
-    //vypocet aktualnej vahy na senzoroch v [g]
-    vahaM = ((valM - 8572579) / 31748.0f) * 32.6;
-    vahaP = ((valP - 8230240) / 33190.0f) * 32.6;
-    Serial.print("Mobil:  ");
-    Serial.print(vahaM);
-    Serial.print(" [g] \t\t");
-    Serial.print("Pohar:  ");
-    Serial.print(vahaP);
-    Serial.println(" [g]");
-    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-    // situacia ked je tam mobil a aj pohar
-    if (vahaM > mobil && vahaP > pohar) {      //ZELENA ZIADANA
-      if (farba != 'z') {
-        if (farba == 'm') {
-          for (int j = 255; j >= 0; j -= krok) {
-            for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-              leds[i] = CRGB(0, 0, j);        //MODRA stmievanie                  //GRB
-            }
-            FastLED.show();
-            delay(rychlost);
-          }
-        }
-        for (int j = 0; j <= 255; j += krok) {
-          for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-            leds[i] = CRGB(j, 0, 0);      //ZELENA rozsvecovanie                  //GRB
-          }
-          FastLED.show();
-          delay(rychlost);
-        }
-      }
-      farba = 'z';
-      //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-    // situacia ked mobil nie je na mieste a pohar je
-    } else if (vahaP > pohar && vahaM < mobil) {        //CERVENA ZIADANA
-      pocetCImp = 0;
-      if (farba != 'c') {
-        for (int j = 255; j >= 0; j -= krok) {
-          for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-            if (farba == 'm') {
-              leds[i] = CRGB(0, 0, j);      //MODRA stmievanie                  //GRB
-            }
-            else if (farba == 'z') {
-              leds[i] = CRGB(j, 0, 0);      //ZELENA stmievanie                  //GRB
-            }
-          }
-          FastLED.show();
-          delay(rychlost);
-        }
-        // blikanie cervenej
-        while (1) {  //cervena
-          if (pocetCImp > 1) {
-            siren();
-          }
-          for (int j = 0; j <= 255; j += krok) {
-            for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-              leds[i] = CRGB(0, j, 0);      //CERVENA rozsvecovanie
-            }
-            FastLED.show();
-            delay(rychlost);
-          }
-          if (pocetCImp > 1) {
-            siren();
-          }
-          for (int j = 255; j >= 0; j -= krok) {
-            for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-              leds[i] = CRGB(0, j, 0);      //CERVENA stmievanie
-            }
-            FastLED.show();
-            delay(rychlost);
-          }
-          pocetCImp++;
-          // kontrola vahy pre vyskocenie z cyklu blikania cervenej
-          valM = cellM.read(); // most recent reading
-          valP = cellP.read(); // most recent reading
-          vahaM = ((valM - 8572579) / 31748.0f) * 32.6;
-          vahaP = ((valP - 8230240) / 33190.0f) * 32.6;
-          Serial.print("Mobil:  ");
-          Serial.print(vahaM);
-          Serial.print(" [g] \t\t");
-          Serial.print("Pohar:  ");
-          Serial.print(vahaP);
-          Serial.println(" [g]");
-          if (vahaM > mobil || vahaP < pohar) {
-            break;
-          }
-        }
-        pocetCImp = 0;
-        farba = 'c';
-      }
-      ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-    // situacia ked pohar nie je pritomny, na mobile nezalezi
-    } else {                //MODRA ZIADANA
-      if (farba != 'm') {
-        if (farba == 'z') {
-          for (int j = 255; j >= 0; j -= krok) {
-            for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-              leds[i] = CRGB(j, 0, 0);      //ZELENA stmievanie                  //GRB
-            }
-            FastLED.show();
-            delay(rychlost);
-          }
-        }
-        for (int j = 0; j <= 255; j += krok) {
-          for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
-            leds[i] = CRGB(0, 0, j);      //MODRA rozsvecovanie                      //GRB
-          }
-          FastLED.show();
-          delay(rychlost);
-        }
-        farba = 'm';
-      }
-    }
-  }
-}
-//funkcia pipania sireny
-void siren() {
-  digitalWrite(sirenPin, HIGH);
-  delay(50);
-  digitalWrite(sirenPin, LOW);
-  delay(50);
-  digitalWrite(sirenPin, HIGH);
-  delay(50);
-  digitalWrite(sirenPin, LOW);
-}
-</source>
 Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!
 Zdrojový kód: [[Médiá:Serial.h|serial.h]] a [[Médiá:Pip.c|main.c]]
-[[Médiá:MojProgram.c|program.c]]