User manual

ManualsBrandsDLR ManualsRobotsProgrammable robot ASURO

Stavebnice programovatelného robota

ASURO ARX-03

Obj. č.: 19 14 51

Vážení zákazníci,

děkujeme Vám za Vaši důvěru a za nákup stavebnice programovatelného robota ASURO ARX-03.

ASURO je mobilní mini robot, kompletně programovatelný v jazyku C, který byl vyvinut ke

vzdělávacím účelům v oddělení robotiky a mechatroniky Německého centra pro letectví a

kosmonautiku. Sestavování stavebnice je jednoduché pro zkušené elektrotechniky a zvládnutelné pro

začátečníky. S výjimkou desky plošných spojů (DPS) se ke skládání používají jen standardní součásti.

K programování se používá jen volně dostupný software. Proto se ASURO výborně hodí jako projekt

pro zájemce o hobby elektroniku s ovládacím procesorem, pro vzdělávací projekty na školách a

univerzitách i pro centra vzdělávání dospělých. Ve všech fázích vývoje elektroniky robota a jeho

softwaru byly použity nástroje, které jsou volně dostupné pro soukromé použití, což dokazuje, že

roboty lze vytvořit i bez použití drahých nástrojů a mechanik.

ASURO je vybaven procesorem RISC a dvěma nezávisle ovládanými motory, optickou jednotkou pro

sledování dráhy pohybu, šesti přepínači pro detekci kolize, dvěma odometrickými senzory a sadou pro

infračervenou komunikaci, která umožňuje programování a dálkové ovládání přes PC (viz obr. 0.1).

Varovný symbol upozorňuje na paragrafy,

které vyžadují důkladné prostudování, aby se

zabránilo poškození některých komponentů nebo

poranění osob.

Všechny uživatele musíme upozornit, že ASURO

není hračka a neměl by se dostat do rukou dětí

mladších 3 let, protože obsahuje množství malých

součástí a hrozí nebezpečí jejich spolknutí.

Opatřete si prosím nějaké baterie a začněte se

skládáním.

A ještě něco: ASURO je jen jiný způsob jak říct:

"Další malý a unikátní robot z Oberpfaffenhofenu!"

Obr. 0.1 Blokové schéma ASURO (viz také příloha E)

UPOZORNĚNÍ

• Právo na vrácení výrobku ztrácíte po otevření plastových sáčků obsahujících jednotlivé části

a komponenty.

• Pozorně si přečtěte tento návod ještě předtím, než začnete robota skládat.

• Při manipulaci s nástroji zachovávejte opatrnost.

• Výrobek udržujte mimo dosah dětí. Neskládejte robota v přítomnosti malých dětí.

Mohly by se poranit nástroji, nebo spolknout malé části a komponenty.

• Zkontrolujte správnou polaritu baterií.

• Dejte pozor, aby byly baterie stále suché. Pokud se ASURO namočí, vyjměte baterie

a všechny části co nejlépe vysušte.

• Pokud nebudete robota delší čas používat, vyjměte z něj baterie.

Mechanická část

Potřebné nástroje

Kromě součástí stavebnice budete při sestavování robota ASURO potřebovat následující nástroje:

• Držák pro pájení ("Třetí ruka")

• Nůž s odlamovací čepelí

• Malé kladivo

• Jehlové kleště pro práci s elektronikou

• Štípačky na kabely

• Páječku, nebo pájecí stanici (přibližně 20 - 30 W)

• Pájecí drát (1 mm), pokud možno bez olova

• Odpájecí knot (2 - 3 mm) - jen pro odstranění přebytečné pájky

• Lepidlo (buď instantní jednosložkové lepidlo, nebo dvousložkové lepidlo, nebo pistole

pro tavné lepení)

• Počítač: laptop nebo osobní počítač (s operačním systémem Windows, nebo Linux)

• Volitelně: multimetr

* Pro volitelný vysílač - přijímač USB IR může být potřebný USB kabel A - B

Obr. 1.1 Potřebné nástroje

Summary of content (26 pages)

PAGE 1
• • • • Stavebnice programovatelného robota • • ASURO ARX-03 • UPOZORNĚNÍ Právo na vrácení výrobku ztrácíte po otevření plastových sáčků obsahujících jednotlivé části a komponenty. Pozorně si přečtěte tento návod ještě předtím, než začnete robota skládat. Při manipulaci s nástroji zachovávejte opatrnost. Výrobek udržujte mimo dosah dětí. Neskládejte robota v přítomnosti malých dětí. Mohly by se poranit nástroji, nebo spolknout malé části a komponenty. Zkontrolujte správnou polaritu baterií.
PAGE 2
Příprava mechanické části Nejdříve je potřebné zkontrolovat úplnost celé stavebnice. Seznam všech dílů je uveden v příloze A. Dříve než přistoupíme k práci s elektronikou, musíme ještě provést určitou mechanickou přípravu. Takže začínáme. Pastorek motoru Výkon motoru se převádí na převod pomocí malých ozubených kol (s ozubením 1,9 mm), které se musí nasunout na nápravu motoru.
PAGE 3
Elektronická část Pokyny k pájení ASURO má větší množství součástí určených k připojení (na rozdíl od menšího počtu součástek, jejichž vývody se pájí přímo na povrch DPS. Obr. 3. 1 ukazuje nejmenší dostupné pouzdro procesoru IC v ASURO a pouzdro, které se připojuje. Čip uvnitř obou pouzder je však stejný! I když je pájení připojených součástí snadné a pohodlné, obzvláště nezkušené osoby musí zvážit některá preventivní opatření. Rezistory se do robota vkládají svisle.
PAGE 4
na povrch desky a zůstane v pevné poloze. Nyní naletujte všechny ostatní kontakty a nakonec znova nějakou extra pájkou ještě první kontakt. Po přiletování součástky byste měli přebývající části vývodů useknout štípačkami. Vývody usekněte těsně u DPS a dávejte přitom pozor, abyste vývody nevytrhli nebo na ně netlačili. Při stříhání drátů dávejte pozor na odlétávající kousky ostrých okrajů drátů.
PAGE 5
Sestavení IR USB vysílače Obr. 4. 3: DPS ASURO s připevněnými nápravami Obr. 4. 2: Infračervený USB vysílač Obr. 4. 3: Strana s komponenty IR USB vysílače Obr. 4. 4: Spodní strana IR USB vysílače Vkládání součástek na desku plošných spojů robota ASURO Dvě delší nápravy, které budou potřebné k druhé části převodovky, se přiletují, nebo přilepí na spodní stranu DPS.
PAGE 6
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R19, R21, R24: 1 kΩ (hnědý, černý, červený, zlatý) R9, R16: 220 Ω (červený, červený, hnědý, zlatý) R10, R17, R22, R31: 470 Ω (žlutý, fialový, hnědý, zlatý) R11: 100 Ω (hnědý, černý, hnědý, zlatý) R12: 12 kΩ (hnědý, červený, oranžový, zlatý) R13: 10 kΩ (hnědý, černý, oranžový, zlatý) R14, R15: 20 kΩ (červený, černý, oranžový, zlatý) R18, R20: 4,7 kΩ (žlutý, fialový, červený, zlatý) R23: 1 MΩ (hnědý, černý, zelený, zlatý) R25, R26, R32
PAGE 7
Příprava k uvedení do provozu Po dokončení montáže uvedeme robota do pohybu. Nejdříve však musíme najít a odstranit chyby, ke kterým mohlo dojít v předchozí fázi, aby se žádná součástka nepoškodila. Infračervený vysílač RS232 Následující provozní zkouška se týká jenom infračerveného vysílače RS232 (obr. 4. 8). Nejdříve ze všeho se musí IR vysílač RS232 zkontrolovat, protože jej budeme potřebovat k dalšímu kroku, který představuje samočinný test systému.
PAGE 8
Provoz robota ASURO Nevkládejte zatím procesor (IC1)! Nyní buďte opatrní a přepínač ON/OFF dejte do polohy ON. Obě zadní diody (D15, D16) by se měly slabě rozsvítit. V opačném případě systém okamžitě vypněte a pokračujte ve čtení níže uvedené části "Zadní diody se při spuštění nerozsvítí". Pokud se diody rozsvítily, vypněte systém a vložte IC1 (procesor) a IC3 (AND Gate), viz obr. 5. 1. Někdy je potřebné vývody IC opatrně ohnout, aby je bylo možné vložit do kontaktních otvorů na patici.
PAGE 9
IR rozhraní Pokud stavová LED svítí přerušovaným žlutým světlem, začal poslední test (asi 15 sekund). V průběhu tohoto testu IR vysílač odesílá a přijímá data. Aby mohla být tato data přijata, musí se dříve nainstalovaný IR vysílač propojit s PC a k danému účelu se může použít terminálový program, např. "Hyperterminal" ve Windows. Konfigurace bude stejná, jako při testu IR vysílače. Při příjmu symbolů ASURO odpoví symbolem, který následuje v abecedě.
PAGE 10
Nefunguje světelná indikace Byl správně vložen procesor? (Polarita!) Nefunguje stavová LED D12 Zkontrolujte polarizaci LED D12. Zkontrolujte rezistory R10, R31. 470 Ω (žlutý, fialový, hnědý, zlatý) Jednoduchou kontrolu můžete provést následujícím způsobem: odstraňte procesor (IC1) a propojte drátem Pin7 (VCC) a Pin14 (aktivuje se zelená stavová LED), respektive Pin4 (stavová LED bude svítit červeně).
PAGE 11
1 KΩ (hnědý, černý, červený, zlatý) Jeden motor se točí opačným směrem Zkontrolujte kabely, které připojují motor k systému. Tyto spoje by se měly zaměnit. IR rozhraní ASURO neodesílá symboly Zkontrolujte polaritu IR diody D10. Zkontrolujte rezistor R16 220 Ω (červený, červený, hnědý, zlatý) 100 nF (potisk: 104) Pokud jste zatím nenašli žádnou chybu, podívejte se na pájený spoj IC2. Tato součástka je citlivá na přehřátí a mohla se během pájení poškodit.
PAGE 12
Instalace editoru programu a kompilátoru K instalaci kompilátoru musíte mít oprávnění správce systému na svém počítači (během instalace dojde k změně položek v registru). Pokud nejste přihlášen jako správce, odhlaste se a znovu se přihlaste do systému jako správce! Kliknutím na symbol instalace spusťte instalaci. Objeví se další obrazovka: COMPILER WinAVR (20030913). Když se po kliknutí nic nestane, otevřete CD pomocí průzkumníka Windows.
PAGE 13
C/C++ je vybráno. Na ploše se objeví ikona "programmers notepad 2" nyní nainstalovány. . Editor programu a kompilátor jsou Kopírování ukázkových programů z CD na pevný disk Zkopírujte složku "ASURO_src" z CD na pevný disk (vložte ji do nějaké složky, jako např. "C:\ASURO_src"). Pokud je datový zdroj zabezpečen, klikněte pravým tlačítkem myši na soubor, přejděte na vlastnosti a zabezpečení deaktivujte. V editoru programu vytvořte vstupní menu pro kompilátor.
PAGE 14
V menu editoru programu vytvořte soubor "Clean". V hlavní nabídce "Tools" zvolte "Options" a poté vyberte znovu "C/C++": Pod položkou nástrojů najdete na obrazovce možností soubory make a clean, které jsme vytvořili v předchozích krocích. Pro přidání nového nástroje klikněte na [Add] a objeví se okno nového nástroje "New Tool": Klikněte na [OK]. Zadejte nebo pomocí tlačítka procházení vyberte následující text: Name: clean Command: C:\ASURO_src\FirstTry\Test-clean.
PAGE 15
Klikněte na [Open]. Otevře se soubor test.c. Když kliknete na Tools, najdete v liště nabídky nové nástroje make a clean. Pokud program neobsahuje žádné chyby (co jiného můžeme očekávat, když jsme načetli ukázkový program), objeví se ve spodní části zpráva: Errors: none. K čemu došlo? Ze souboru test.c (a asuro.c) se vygeneroval nový soubor test.hex, který obsahuje konvertovaný program ve strojovém kódu. Program ve strojovém kódu lze načíst do paměti robota ASURO.
PAGE 16
(Klikněte na [Cancel]). …A poté zadejte příkaz "clean" … K čemu došlo? Vstup menu "clean" spustí batch soubor Test-clean.bat. Inicioval to make s parametrem "clean". Nyní se jménem clean provede vstup v souboru make a všechna data, která už nebudou potřebná, se vymažou. Linux K instalaci budete potřebovat kořenová práva. Jestliže nejste přihlášen jako správce, odhlaste se a znovu se přihlaste do systému jako správce, nebo si kořenová práva vyžádejte pomocí "su".
PAGE 17
Kompilátor Při instalaci kompilátorů Gnu pro procesory AVR vložte do čtecí mechaniky CDROM ASURO a ve složce “/Linux/Compiler/” vyberte následující: 1. avr-binutils-... .rpm 2. avr-gcc-... .rpm 3. avr-libc-... .rpm Instalace je celkem jednoduchá! V kořenovém adresáři zadejte jen příkaz: rpm -i .rpm Hotovo! Z editorů můžete použít Exmacs, Kate nebo Kedit. Na zkoušku si můžete z CD zkopírovat demo programy. Najdete je ve složce “/ASURO_src/FirstTry/”.
PAGE 18
Soubor si uložte a vyberte Tools > make, sledujte zprávy v zobrazovacím okně. Několik sekund počkejte, dokud program nedokončí hlášení. Zkontrolujte, jestli se ve spodním řádku objeví informace o bezchybném zpracování zdrojového souboru: Process Code: 0. Pokud kompilátor zobrazí jinou zprávu, budete muset analýzou zdrojového kódu zjistit, kde se stala chyba. Stojí za to, podívat se na první řádek zdroje, ve kterém se píše o chybách.
PAGE 19
Na následujícím příkladu ukážeme jednoduchý kompletní programovací kód: #include “asuro.h” int main(void) { int i; // i může obsahovat čísla v rozsahu mezi -32768 and 32767 char any_token; // proměnná any_token může obsahovat symboly ASCII nebo // čísla mezi -128 and 127 i=3; any_token =17+i; // proměnné any_token se nyní přiřadí 20 i=i/2; // dělení 2, vždy se zaokrouhlí směrem dolů // proto i bude mít nyní hodnotu 1! return 0; } V programovacím jazyku C existuje několik zajímavých zkratek, jako např.
PAGE 20
Příklad: #include “asuro.h” int main(void) { MotorDir(FWD,FWD); // Oba motory běží dopředu MotorSpeed(120,120); // Oba motor běží přibližně na poloviční rychlost StatusLED(GREEN); // Stav zapnuto - LED svítí zeleně while (PollSwitch()==0) { // As long as there is no collision SerWrite(“All OK!\n”,10); // ... Feeling groovy ....
PAGE 21
Ukážeme si tuto metodu na příkladu: Když dostává pravý senzor více světla než levý senzor, provede se příkaz 1, v opačném případě se provede příkaz 2.
PAGE 22
void Sleep (unsigned char time72kHz) Touto funkcí se přikáže procesoru, aby určitou dobu čekal. Doba čekání se může definovat parametrem (unsigned char), který bude obsahovat číslo s maximem 255 a výpočetní cykly, které dodává 72 kHz-timer. Příklad: 0,003 s 1 = 216. 72 KHz Funkce sleep (216); přinutí procesor 3 milisekundy čekat. Procesor buse asi 3 ms.
PAGE 23
void OdometrieData(unsigned int *data) Funkce snímá senzor odráženého světla: Obě LED (D13, D14) jsou aktivní a funkce vrací AD konvertované hodnoty fototranzistorů (T11, T12). Podobně jako ve funkci LineData() se musí 2 celými čísly zadat oblast v paměti, která bude funkcí vyplněna. První hodnota celého čísla obsahuje AD hodnotu z levého fototranzistoru (T11), druhá hodnota celého čísla obsahuje AD hodnotu z pravého fototranzistoru (T12).
PAGE 24
Volitelný vysílač RS-232-IR bude obsahovat následující části: 1 x Deska plošných spojů IR-RS232-transceiver 3 x diody 1N4148 1 x Zenerova dioda ZPD5.
PAGE 25
C. Vysílač RS-232 D.
PAGE 26
E. Blokové schéma ASURO G. Obsah sady ASURO F. Blokové schéma PIC procesor Překlad tohoto návodu zajistila společnost Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Všechna práva vyhrazena. Jakékoliv druhy kopií tohoto návodu, jako např. fotokopie, jsou předmětem souhlasu společnosti Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Návod k použití odpovídá technickému stavu při tisku! Změny vyhrazeny! © Copyright Conrad Electronic Česká republika, s. r. o.