Operácie

Blikajúca vežička pre mačky

Zo stránky SensorWiki

Verzia z 21:04, 9. jún 2019, ktorú vytvoril StudentDTV (diskusia | príspevky) (→‎Popis riešenia)
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:

  1. vytlačenú 3D konštrukciu zloženú z viacerých častí
  2. Arduino Nano
  3. servo motorčeky Micro Servo 9g Tower Pro
  4. predpripravené káble na prepájanie
  5. potenciometre
  6. modul s diódou emitujúcou laserové svetlo
  7. tlačidlo
  8. rezistor 10k
  9. nepájivé kontaktné pole
  10. 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

Použité zdroje:

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 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:

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() je nastavený výstupný pin pre led pásik a pre sirénku
  • vo funkcii loop() sa pravidelne kontroluje váha na daných senzoroch a podľa toho sa ledky rozsvietia želanou farbou podľa podmienok nasledovne:
    • ak je na senzore mobilu prítomný mobil a na senzore pohára je pohár rozsvietia sa na zeleno
    • 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: 

#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);

}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.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.

Zdroj: „https://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php?title=Blikajúca_vežička_pre_mačky&oldid=10806“