Costruzione del RinoBot: scheda sensori

Concludiamo questa serie di articoli sulla realizzazione del RinoBOT. Dopo la "Costruzione del RinoBot: scheda navigazione e controllo" e "Costruzione del RinoBot: il software", in questo articolo si descrive la scheda che, simulando i sensi umani, permette la navigazione in un campo sconosciuto evitando gli ostacoli e trovando alcuni obiettivi specifici.

Nei miei precedenti articoli di questa serie "costruire un robot", ho spiegato come costruire le parti essenziali di "Rino Il robottino", la piattaforma meccanica, l'hardware e il software necessari per guidare il robot alla velocità desiderata, in una certa direzione, sapendo dov’è in ogni momento relativamente ad un sistema di riferimento noto.

Per crescere, Rino deve diventare consapevole dell'ambiente circostante. Ha bisogno di sensi per partecipare ad una gara di tipo explorer, dove deve spostarsi in un campo sconosciuto evitando gli ostacoli e trovare alcuni obiettivi specifici.

ArduRino

Il primo passo è quello di selezionare il giusto controller. Ho già avuto esperienze con sensori controllati dal PIC, quindi è inutile spendere tempo, in modo noioso, ripetendo gli stessi passi. E’ meglio avere qualcosa di subito pronto, abbastanza intrigante e senza troppo sforzo per la programmazione. Una MCU a otto bit è più che sufficiente per pilotare i sensori normalmente utilizzati nella robotica amatoriale. Questi sensori di solito hanno un tempo di risposta misurato in termini di diversi millisecondi o più. Durante l'esperienza con Processing [1] per lo sviluppo della console remota descritto negli articoli precedenti, ho imparato qualcosa di più su piattaforme hardware e software. Arduino [2] è abbastanza interessante, è economico, è potente e ... è sviluppato in Italia (scusate il mio patriottismo), ma la cosa migliore è che sta crescendo sempre di più con il contributo di molte persone in tutto il mondo. Essendo completamente aperta, sia a livello hardware sia software è facile trovare qualsiasi tipo di interfaccia hardware o libreria software necessaria. Si ha la possibilità di utilizzare un pezzo di software già pronto o costruire la propria libreria con la programmazione C fino al controllo di ogni singolo bit della MCU Atmel. Questa volta il periodo di apprendimento è stato molto breve e la programmazione molto "rilassante", anche perché Arduino utilizza gli stessi concetti di base dell’IDE Processing.

In questa foto si vede un Arduino Diecimila [3] come scheda: ecco che ArduRino è nato (Foto 1).

 

 

Photo1

Foto 1 – Il Robot Rino con sensori di bordo con la maggior parte dei dispositivi installati.

 

Le specifiche standard Arduino includono anche il modo in cui le schede di espansione devono essere realizzate (shield) [4]. Non ho seguito lo standard, ho utilizzato una scheda millefori per costruire una versione molto personale dello shield (Foto 2).

 

 

Photo2

Foto 2 - La mia versione personale di una shield per Arduino.

 

Sulla millefori ci sono i connettori per interfacciare Arduino con il resto dei componenti e schede. Tra questi alcuni LED di segnalazione, interruttori e un Maxim MAX127 come "sistema di acquisizione dati analogici" [5], vale a dire 8 canali analogico-digitali con interfaccia I2C. Questo è utile per ampliare le porte analogiche di Arduino anche per applicazioni future. Utilizzando la libreria Wire per Arduino [6] è molto facile usare il bus I2C con solo poche righe di codice. Alcuni esempi di codice sono disponibili on line per controllare il MAX127.

Un paio di regolatori di tensione a basso dropout sono stati aggiunti in questa scheda per alimentare Arduino e i sensori di gas Figaro (vedi sotto) [...]

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3 Commenti

  1. Emanuele Bonanni Emanuele 8 maggio 2015
  2. Massimo Spiezia Massimo Spiezia 29 agosto 2015
  3. Massimo Spiezia Massimo Spiezia 29 agosto 2015

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