Código Arduino

La placa Arduino recibe por puerto USB un comando de 3 bytes de longitud, donde el primer byte indica el comando, y los dos restantes están destinados a parámetros. Estos parámetros, al ser de tipo byte, contemplan un rango numérico del 0 al 255.

Hay 16 comandos disponibles. Los 11 primeros están relacionados con el movimiento de los motores (comandos 0 al 10). El comando 11 está destinado al zumbador, el 12 al encendido y apagado de los leds, y los 4 últimos (13 al 16) realizan distintas lecturas de los sensores infrarrojos CNY70.

A continuación se detallan las funciones del código.

void setup()

Inicializa el código.

Abre la comunicación serie a 9600 baudios para poder realizar la comunicación por USB con la Raspberry Pi, y establece los modos de los pines de entrada y salida.

También establece la resolución de la escritura analógica a 10 bytes (esto significa que los valores que se pueden escribir con la función analogWrite(pin,value) van desde 0 hasta 1023). Por defecto, Arduino Due tiene una resolución de 12 bytes, aunque para mantener la compatibilidad con Arduino Mega, la placa GOShieldGR tiene una resolución de 10 bytes. La escritura analógica se emplea en el movimiento de los motores.

void loop()

Esta función espera a recibir un comando y mediante un switch llama a la función correspondiente.

Si hay 3 bytes disponibles en el buffer de la comunicación serie

void loop()
{
	//Receive a message (3 bytes)
	if (Serial.available() >= 3)
	{
		byte cmd = Serial.read();  //Command
		byte p1  = Serial.read();  //First parameter
		byte p2  = Serial.read();  //Second parameter
		
		switch (cmd)
		{
			//Command 0 -> Stop
			case 0:
			stopMotors();
			break;
			
			[... resto de comandos...]	
		}
	}
}

Los comandos disponibles son los siguientes:

0. stopMotors(): Detiene el movimiento de los motores
1. moveBalanced(speed,balance): Mueve los motores hacia adelante. El primer parámetro que recibe indica la velocidad, y el segundo el balance (0 se corresponde con un giro brusco a la izquierda, 123 avanza hazia adelante y 255 gira bruscamente a la derecha)
2. setLeftSpeed(speed): Establece la velocidad del motor izquierdo.
3. setRightSpeed(speed): Establece la velocidad del motor derecho.
4. moveForward(speed): Establece la velocidad de ambos motores.
5. turnLeft(speed): Establece la velocidad del motor izquierdo y detiene el derecho.
6. turnRight(speed): Establece la velocidad del motor derecho y detiene el izquierdo.
7. moveBackBalanced(speed,balance): Mueve los motores hacia atrás con velocidad y balance.
8. moveBackBoth(speed): Establece la velocidad de movimiento hacia atrás de ambos motores.
9. moveBackLeft(speed): Establece la velocidad de movimiento hacia atrás del motor izquierdo.
10. moveBackRight(speed): Establece la velocidad de movimiento hacia atrás del motor derecho.
11. beep(state): Establece el estado (encendido = 1, apagado = 0) del zumbador.
12. led(numLed, state): Enciende (_state_ = 1) o apaga (_state_ = 0) el led _numLed_ (entre 0 y 13).
13. sendFrontAndMiddle(): Lee todos los sensores infrarrojos y los envía los valores por USB.
14. sendFront(): Lee los sensores frontales en binario (negro = 1, blanco = 0) y envía los valores por USB.
15. sendMiddle(): Lee los sensores centrales en binario (negro = 1, blanco = 0) y envía los valores por USB.
16. sendAnalogFront(): Lee los sensores frontales en analógico y envía los valores por USB.

Funciones de motores

A continuación se explican las funciones asociadas al movimiento de los motores. Cada motor tiene asociadas 2 señales para controlar su movimiento.

La explicación detallada del funcionamiento de los motores está disponible <<<en esta página>>>.

void stopMotors()

Esta función es invocada mediante la Raspberry con el comando 0. No tiene parámetros. La señal que envía la Raspberry Pi para es [0,0,0] (bytes).

Realiza el freno por bloqueo estableciendo las 4 señales de los motores al valor máximo.

''' void stopMotors() { analogWrite(O_Bin1,MAX_ANALOG_RESOLUTION); digitalWrite(O_Bin2,HIGH); analogWrite(O_Ain1,MAX_ANALOG_RESOLUTION); digitalWrite(O_Ain2,HIGH); } '''

Este freno es el más rápido, aunque también el más agresivo. Para realizar un frenado gradual se puede emplear la función moveForward(0), que se corresponde con la señal [4,0,0].

void setForwardSpeedRight(int speed)

Función interna, es invocada desde otras funciones, nunca directamente desde la Raspberry ya que primero el valor debe ser escalado desde [0,255] a [0,KMAXSPEED]

Recibe un valor entre 0 y KMAXSPEED. Esta constante es la velocidad máxima de los motores, que por defecto es 400, y como máximo puede ser 1023, que es la resolución de la escritura analógica. Poner los motores a máxima velocidad no es recomendable ya se pueden dañar. La velocidad máxima recomendada es de 750, aunque esto hace la conducción del robot complicada.

Establece la primera señal del motor derecho a la velocidad indicada, y la segunda a nivel bajo. Si la velocidad está fuera del rango permitido, establece la misma al valor máximo o mínimo según corresponda.

void setForwardSpeedRight(int speed)
{
	//Check if numbers are out of range
	if      (speed < 0)         speed = 0;
	else if (speed > KMAXSPEED) speed = KMAXSPEED;

	//Set motor speed
	analogWrite(O_Ain1,speed);
	digitalWrite(O_Ain2,LOW);
}

void setForwardSpeedLeft(int speed)

Función interna, es invocada desde otras funciones, nunca directamente desde la Raspberry ya que primero el valor debe ser escalado desde [0,255] a [0,KMAXSPEED]

Recibe un valor entre 0 y KMAXSPEED. Esta constante es la velocidad máxima de los motores, que por defecto es 400, y como máximo puede ser 1023, que es la resolución de la escritura analógica. Poner los motores a máxima velocidad no es recomendable ya se pueden dañar. La velocidad máxima recomendada es de 750, aunque esto hace la conducción del robot complicada.

Establece la primera señal del motor izquierdo a la velocidad indicada, y la segunda a nivel bajo. Si la velocidad está fuera del rango permitido, establece la misma al valor máximo o mínimo según corresponda.

void setForwardSpeedLeft(int speed)
{
	//Check if numbers are out of range
	if      (speed < 0)         speed = 0;
	else if (speed > KMAXSPEED) speed = KMAXSPEED;

	//Set motor speed
	analogWrite(O_Bin1,speed);
	digitalWrite(O_Bin2,LOW);
}

Otros comandos

void led(byte num,bool state)

Controla el estado de los leds. Esta función puede ser invocada por comunicación USB con el comando 12, y recibe 2 parámetros. El primero, entre 0 y 13 se corresponde con el número de led. El segundo indica el estado (1 es encendido, y 0 apagado).

La placa GoShield-GR lleva incorporados 14 leds, 12 de ellos en las posiciones de los sensores frontales, y otros 2 en el centro. Por tanto, para establecer su estado (encendido o apagado), se envía como primer parámetro un valor numérico entre 0 y 13, donde 0 es el led situado más a la izquierda, 11 el que está más a la derecha, y 13 y 14 los dos leds adicionales situados en el centro.

Esta función comprueba el rango de los leds, entre o y 13. Si el valor es mayor, encenderá el led número 13, correspondiente al led secundario central situado ligeramente a la derecha.

Por otra parte, recibe como segundo parámetro un booleano que indica el estado del led. Si un valor es distinto de 0, se considera true y se encenderá el led. En caso de recibir un 0, el estado del led será apagado.

void led(byte num,bool state)
{
	if		(num < 0)			num = 0;
	else if (num >= NUMLEDS)	num = NUMLEDS-1;
	
	digitalWrite(LEDS[num],state);
}

void beep(bool status)

Establece el estado del zumbador, o claxon. 0 equivale a apagado, y cualquier otro valor (entre 1 y 255) establece el zumbador a activo.

void beep(bool status)
{
	digitalWrite(O_BUZZER,status);
}