My Spice Cabinet: August 2019

DHT11 で計測の温度と湿度を TM1637 に表示する

TM1637は、7セグメント4桁表示器なので、「℃」や「％」の表示は、７セグメントの１文字では表示できない。
それゆえ、写真にあるように「℃」と「％」を簡易表示するようにした。
温度と湿度は、１秒ごとに切り替えて表示する。

《ピン接続について》
① DHT11 の左から２番目の信号ピン　-> D2
② TM1637 の CLK -> D9
③ TM1637 の DIO -> D10

《Sketch》

// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors
// Written by ladyada, public domain
// REQUIRES the following Arduino libraries:
// - DHT Sensor Library: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
// - Adafruit Unified Sensor Lib: https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 2 // Digital pin connected to the DHT sensor
// Feather HUZZAH ESP8266 note: use pins 3, 4, 5, 12, 13 or 14 --
// Pin 15 can work but DHT must be disconnected during program upload.
#include <TM1637Display.h>
#define CLK 9   //can be any digital pin
#define DIO 10 //can be any digital pin
#define CHAR_DEG 0b01100011
#define CHAR_C 0b00111001
// Uncomment whatever type you're using!
#define DHTTYPE DHT11    // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor
// Initialize DHT sensor.
// Note that older versions of this library took an optional third parameter to
// tweak the timings for faster processors. This parameter is no longer needed
// as the current DHT reading algorithm adjusts itself to work on faster procs.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
TM1637Display display(CLK, DIO);
const uint8_t Letter_deg[] = { SEG_A | SEG_B | SEG_F | SEG_G };
const uint8_t Letter_C[] = { SEG_A | SEG_D | SEG_E | SEG_F };
const uint8_t Letter_o[] = { SEG_C | SEG_D | SEG_E | SEG_G };
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(F("DHTxx test!"));
display.setBrightness(4); // 0x01 << dark -- bright >> 0x0f
display.clear();
dht.begin();
}
void loop() {
// Wait a few seconds between measurements.
delay(1000);
// Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
// Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
float h = dht.readHumidity();
// Read temperature as Celsius (the default)
float t = dht.readTemperature();
// Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
float f = dht.readTemperature(true);
// Check if any reads failed and exit early (to try again).
if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
return;
}
// Compute heat index in Fahrenheit (the default)
float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
// Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);
Serial.print(F("Humidity: "));
Serial.print(h);
Serial.print(F("% Temperature: "));
Serial.print(t);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(f);
Serial.print(F("°F Heat index: "));
Serial.print(hic);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(hif);
Serial.println(F("°F"));
display.clear();
display.showNumberDec(t,false, 2, 0); // distance to front obstacle 
display.setSegments(Letter_deg,1,2);
display.setSegments(Letter_C,1,3);
delay(1100);
display.clear();
display.showNumberDec(h,false, 2, 0); // distance to front obstacle
display.setSegments(Letter_deg,1,2);
display.setSegments(Letter_o,1,3);
delay(100);
}

《参考にした資料》
① https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library/blob/master/examples/DHTtester/DHTtester.ino

08/25/2019 in Arduino | Permalink | Comments (0)

Tank Robotの背中に処理状況を表示

Tank Robot の動き方をいろいろ調整して、ほぼ満足のゆく状況になってきた。Sketch については、前回のものに対して少し加筆修正も行ったが･･･、Sketch内の各ステートメントで、変数の意味は何で、また何の処理をしているのか、後で見直した際にも分かるように、コメントを追記した。

《 Sketch 》

const int PIN_SONAR_ECHO = 5; // define pin for sensor echo
const int PIN_SONAR_TRIGGER = 6; // define pin for sensor trig
#include <Servo.h>
#include <TM1637Display.h>
#define CLK 7 //can be any digital pin
#define DIO 8 //can be any digital pin
int Fdistance = 0; // Distance to the obstacle in the direction of the sensor
float Dlh; // Distance to left obstacle
float Drh; // Distance to right obstacle
float Dfr; // Distance to front obstacle
int Ls = 35 ; // short range threshold changed from 30
int Ll = 55 ; // long range threshold = 55
int angle;
int pinSRB = 9; // servo motor output pin (PWM)
int random_No4;
float multiplier = 1.35; // add variable and changed number from 1.3
int delaytime = 350; // chaged from 400
// next pins(10~13) are depended on L298P motorshield
int pinLB = 12; // direction control function
int pinLF = 10; // motors' control chip with speed control function from 10
int pinRB = 13; // direction control function
int pinRF = 11; // motors' control chip with speed control function
int FullSpeed = 255; // max 255
int HalfSpeed = 240; // when the number is less than 180 will be stopp
Servo myServo; // set myservo

TM1637Display display(CLK, DIO);
// Data setting for 7-segment display
const uint8_t Letter_F[] = { SEG_A | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // F
const uint8_t Letter_b[] = { SEG_C | SEG_D | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // b
const uint8_t Letter_H[] = { SEG_B | SEG_C | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // H
const uint8_t Letter_r[] = { SEG_E | SEG_G }; // r
const uint8_t Letter_L[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_F }; // L
const uint8_t Letter_A[] = { SEG_A | SEG_B | SEG_C | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // A
const uint8_t Letter_c[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_G }; // c
const uint8_t Letter_t[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // t
const uint8_t Letter_LT[] = { SEG_A | SEG_F | SEG_G }; // <
const uint8_t Letter_GT[] = { SEG_A | SEG_B | SEG_G }; // >

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(PIN_SONAR_TRIGGER,OUTPUT);
pinMode(PIN_SONAR_ECHO,INPUT);
display.setBrightness(0x0f); // 0x01 << dark -- bright >> 0x0f
display.clear();
// Define motor output pin
pinMode(pinLB,OUTPUT); // pin 12 direction control function
pinMode(pinLF,OUTPUT); // pin 10 (PWM)
pinMode(pinRB,OUTPUT); // pin 13 direction control function
pinMode(pinRF,OUTPUT); // pin 11 (PWM)
myServo.attach(pinSRB); // Define servo motor output pin(PWM)
}

void Advance() // move to forward
{
display.setSegments(Letter_F,1,0); // display "go to foward"
digitalWrite(pinLB,LOW); // left wheel moves forward
digitalWrite(pinRB,LOW); // right wheel moves forward
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void Back() // move backward
{
display.clear();
display.setSegments(Letter_b,1,1); // display "go to backward"
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
delay(50);
digitalWrite(pinLB,HIGH); // motor moves to left rear
digitalWrite(pinRB,HIGH); // motor moves to right rear
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void MidSpeed() // move to forward
{
display.setSegments(Letter_F,1,0); // display "go to foward"
digitalWrite(pinLB,LOW); // left wheel moves forward
digitalWrite(pinRB,LOW); // right wheel moves forward
analogWrite(pinLF,HalfSpeed);
analogWrite(pinRF,HalfSpeed);
}

void Stopp() // all wheel stop
{
display.setSegments(Letter_H,1,0); // display "Stop"
display.setSegments(Letter_A,1,1);
display.setSegments(Letter_L,1,2);
display.setSegments(Letter_t,1,3);
digitalWrite(pinLB,HIGH); // left wheel stop
digitalWrite(pinRB,HIGH); // right wheel stop
analogWrite(pinLF,0);
analogWrite(pinRF,0);
}

void BackRight() // turn right
{
display.setSegments(Letter_r,1,0); // display "back right"
display.setSegments(Letter_b,1,1);
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
digitalWrite(pinLB,HIGH);
digitalWrite(pinRB, LOW); // wheel on the right moves backward
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void BackLeft() // turn left
{
display.setSegments(Letter_L,1,0); // display "back left"
display.setSegments(Letter_b,1,1);
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
digitalWrite(pinLB, LOW); // wheel on the left moves backward
digitalWrite(pinRB,HIGH);
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void loop()
{
labelF:
long random_No1 = random( 20, 120); // Generate random numbers
// --- Forward obstacle detection and moving ---
// angle = 90;
myServo.write(90); // use fixed number(90deg)
delay(10); // changed delay time from 50

label1: // add a statement
ask_pin_F(); // Fdistance

if(Fdistance <= Ls)
{
Stopp(); // stop for a while
goto label2;
}

if((Fdistance > Ls ) & (Fdistance <= Ll ))
{
MidSpeed(); // at a slightly reduced speed
goto label1; // changed statement from labelF
}

if(Fdistance > Ll )
{
Advance(); // at full speed
goto label1; // changed statement from labelF
}

label2:
// angle = 90; // Check the distance ahead again
myServo.write(90); // use fixed number(angle --> 90)
delay(10); // changed delay time from 50
ask_pin_F();

if(Fdistance < Ls )
{
Back(); // go back a little
delay(random_No1); // backward progress time
Stopp();
}
// Measure left and right space
angle = 3; // check for obstacles in the right direction
myServo.write(angle);
delay(1000); // time to reserve for servo motor
ask_pin_F();
Drh=Fdistance;

angle = 177; // check for obstacles in the left direction
myServo.write(angle);
delay(1000); // time to reserve for servo motor
ask_pin_F();
Dlh=Fdistance;

angle = 90; // check for obstacles ahead
myServo.write(angle);
delay(1000); // time to reserve for servo motor
ask_pin_F(); // check forward distance
Dfr=Fdistance;

label3:
if(Dlh > Drh)
{
display.setSegments(Letter_GT,1,0); // display ">"
delay(350); //changed delay time from 300
// Calculate the time to change the moving direction of the tank
// "ie. delay(random_No4)" from the distance to the obstacles
// in the front and rear direction and the side direction

float rn1 = Dlh / Dfr ;

if( rn1 >= multiplier ) rn1 = multiplier ; // changed sketch
random_No4 = delaytime * rn1 ;
BackRight();
delay(random_No4); // backward progress time
Stopp();
delay(400); // display time for display unit
goto labelF;

}
else if( Dlh <= Drh )
{
display.setSegments(Letter_LT,1,0); // display "<"
delay(350); //changed delay time from 300

float rn2 = Drh / Dfr ;

if( rn2 >= multiplier ) rn2 = multiplier ; // changed sketch
random_No4 = delaytime * rn2 ;
BackLeft();
delay(random_No4); // backward progress time
Stopp();
delay(400); // display time for display unit
goto labelF;

}
}

void ask_pin_F() // Measure the distance at the specified angle
{
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,LOW); // Set the trigger pin to low for 2micro_S
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,HIGH); // Send a 10uS high to trigger ranging
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,LOW); // Send pin low again
float distance = pulseIn(PIN_SONAR_ECHO,HIGH); // Read in times pulse
Fdistance = distance/58; // Calculate distance from time of pulse
delay(60);
if(( 89 < angle) & (angle < 91)) display.setSegments(Letter_F,1,0);
if(( 0 < angle) & (angle < 35)) display.setSegments(Letter_r,1,0);
if(( 145 < angle) & (angle < 180)) display.setSegments(Letter_L,1,0);
display.showNumberDec(Fdistance,true, 3, 1); // distance to front obstacle
delay(200); // changed display time from 300
}

08/12/2019 in Arduino | Permalink | Comments (0)

GPS Clock and display the time when posted to the post box

ポストボックスの蓋が開けられた際に、Twe-Liteを使って離れた場所にある書斎に信号を送り、投函されたという信号をLED点滅で表示する装置を以前に作った。
LEDの点滅ではわからない情報（例えば、何回投函された？何時投函された？）を表示させたいと思い、それぞれの目的に応じたものをNANOを用いて製作した。しかしNANOで作った前述の装置を見ると、使っているPINには重複が無いので、下記の①～⑤の内容を、１つのNANOで処理できると考え、これまで２個のNANOを使って表示していたものを纏めてみた。(写真は、壁のボードに各部品類を両面テープで貼り付けて設置している。)

①GPSによる時間捕捉
②4桁7セグメントを用いた時刻表示
③TWE-Liteからの投函信号
④8x8ドットマトリックスを用いた現在の投函数
⑤20x4LCDを用いた投函回数とその時刻表示（この表示器を用いれば、もう少し詳細なGPS時計としても表示出来る）

《使用した部品とポート間接続》
Arduino NANO --- 接続先
Pin No.
A4 --- SDA (20x4 LCD I2C 接続)
A5 --- SCL (20x4 LCD I2C 接続)
D2 --- TWE-Lite 受信後のフォトカプラより
D3 --- RX (GPS)
D4 --- TX (GPS)
D6 --- CLK (4桁7セグメント)
D7 --- DIO (4桁7セグメント)
D10 --- CS (8x8 ドットマトリックスディスプレイ）
D11 --- DIN (8x8 ドットマトリックスディスプレイ）
D12 --- NANO内部結線
D13 --- CLK (8x8 ドットマトリックスディスプレイ）

GPS: Cikuso NEO-6M GPS module GY-GPS6MV2

4桁7セグメントDisplay:
KKHMF モジュールは12ピンの時計点付きの4位共通アノードデジタルチューブ（0.36インチ）の表示モジュール，
ドライブチップはTM1637

TWI-Lite からの信号用フォトカプラ：

8x8ドットマトリックス：SODIAL(R) MAX7219

20x4 LCDディスプレイ：Aideepen I2C HD44780コントローラ　
Arduino対応(2004 LCD 5V blue)

《注記１》
これを記載した翌朝、新聞の投函があったので、表示装置を見ると･･･投函された際に表示する表記が想定していたのと違う！
表示の問題点が分かったので、2019/08/21 sketch(下記)を加筆修正した。また、Frizingを使って回路を記載した。しかし、LEDを１秒毎に点灯するためのデバイス（M34-1L）がないため、外観が同じものを流用して記述しているのでご容赦ください。

ダウンロード - gps20watch20with20twelite20sketch2020190821.fzz

《注記２》
Sketch の loop 内に if 文の範囲ミスが見つかったので２か所修正した。2019/08/28

《Sketch》
// GPS Clock and display the time when posted to the post box My Spice Cabinet
#include <Wire.h>
#include <TimeLib.h> // include Arduino time library
#include <SoftwareSerial.h> // include software serial library
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Max72xxPanel.h>
const int numberOfHorizontalDisplays = 1;
const int numberOfVerticalDisplays = 1;
const int pinCS = 10; // Cs - SS (Pin 10)
// Din - Mosi (Pin 11)
// Clk - Sck (Pin 13)
Max72xxPanel matrix = Max72xxPanel(pinCS, numberOfHorizontalDisplays, numberOfVerticalDisplays);

#include <TinyGPS++.h> // include TinyGPS++ library
TinyGPSPlus gps;
static const int TXPin = 4, RXPin = 3; // TX -> D4, RX -> D3
SoftwareSerial Serial_GPS(TXPin, RXPin);
static const uint32_t GPSBaud = 9600;

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#define I2C_ADDR 0x27
LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR, 20, 4); // I2C: 0x27 20x4 LCD
// LCD(20x4) --- Arduino NANO (I2C connection)
// GND --- GND
// VCC --- 5V
// SDA --- A4
// SCL --- A5

#include "SevenSegmentTM1637.h"
#include "SevenSegmentExtended.h"
const byte PIN_CLK = 6; // define CLK pin (any digital pin)
const byte PIN_DIO = 7; // define DIO pin (any digital pin)
SevenSegmentExtended display(PIN_CLK, PIN_DIO);
int Satellites = 12;
int hours;
int minutes;
const int UTC_offset = 9; // Tokyo Japan Time
#define time_offset 3600 // define a clock offset of 3600 seconds (@hour)

// variable definitions
char Time[] = "Time: 00:00:00";
char Date[] = "Date: 00_ _2000";
char visit[] = " "; // changed 20190821
byte last_second, Second, Minute, Hour, Day, Month;
int Year;

char time_value[20];
#define PUSH_SHORT 100
int count = 2; // counter from outside TWE-Lite
int icount = 0; // number of switched on
int jcount = 0; // column location on the display
int row = 0;
char c;
String s;
String visitor;
int count_low = 0;

void setup(void)
{
Serial.begin(9600); // added 20190821
Serial_GPS.begin(GPSBaud); // initialize software serial
display.begin(); // initializes the display
display.setBacklight(30); // set the brightness to 30%
matrix.setIntensity( 1 ); // Adjust the 8x8 brightness (dark)0 << 15(bright)
matrix.setPosition( 0, 3, 0);
matrix.setRotation( 0, 3) ; // rotation position
pinMode(count, INPUT_PULLUP);

c = char(icount + 48);
Serial.print("c = ");
Serial.println(c);
matrix.drawChar( 2, 1, c, HIGH, LOW, 1);
matrix.write(); // Send bitmap to display
delay( 50);

pinMode(Satellites, INPUT_PULLUP);
delay(100);

// set up the 20x4 LCD's number of columns and rows
lcd.begin(20, 4);
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(2, 0); // move LCD cursor to column 1, row 0 [upper left position (0, 0)]
lcd.print("GPS clock (UTC_ )");
lcd.setCursor(17, 0);
lcd.print(UTC_offset);

Wire.begin();
pinMode(count, INPUT_PULLUP); // switch on signal from TWE-Lite
String s;
}

void loop()
{
matrix.fillScreen(LOW);
while (Serial_GPS.available() > 0)
{
if (gps.encode(Serial_GPS.read()))
{
// get time from GPS module
if (gps.time.isValid())
{
Minute = gps.time.minute();
Second = gps.time.second();
Hour = gps.time.hour();
}

// get date drom GPS module
if (gps.date.isValid())
{
Day = gps.date.day();
Month = gps.date.month();
Year = gps.date.year();
}

if(last_second != gps.time.second()) // if the time has changed
{
last_second = gps.time.second();
// set current UTC time
setTime(Hour, Minute, Second, Day, Month, Year);
// add the offset to get local time
adjustTime(UTC_offset*time_offset);

// update time array
Time[12] = second() / 10 + '0';
Time[13] = second() % 10 + '0';
Time[9] = minute() / 10 + '0';
Time[10] = minute() % 10 + '0';
Time[8] = char(58) ;
Time[6] = hour() / 10 + '0';
Time[7] = hour() % 10 + '0';

hours = hour();
minutes = minute();
// update date array
Date[15] = (year() / 10) % 10 + '0';
Date[16] = year() % 10 + '0';
Date[8] = char(47) ;
Date[9] = month() / 10 + '0';
Date[10] = month() % 10 + '0';
Date[11] = " ";
Date[6] = day() / 10 + '0';
Date[7] = day() % 10 + '0';

if(jcount == 0)
{
// print time & date to 20x4 LCD display
print_wday(weekday()); // print day of the week
print_wmonth(month());

lcd.setCursor(0, 2); // move cursor to column 0 row 2
lcd.print(Time); // print time (HH:MM:SS)

lcd.setCursor(0, 3); // move cursor to column 0 row 3
lcd.print(Date); // print date (DD-MM-YYYY)
print_wmonth(month());
}

display.printTime(hours, minutes, true); // overwrite to LCD display
}
// } // deleted 20190827

// http://techblog.wp.xdomain.jp/2018/10/27/arduino_tactile_switch/
if(digitalRead(count) == LOW){ // when switch on
if(count_low <= PUSH_SHORT) count_low ++;
}else{ // switch off state
count_low = 0;
}
if(count_low == PUSH_SHORT){
Serial.println("Pushed Button!");
icount = icount + 1 ;
if(icount == 1 ) lcd.clear();
displayInfo(); // display the number of visitor and the time
jcount = jcount + 1 ;
}
} // added 20190827
}
}

// function for displaying day of the week
void print_wday(byte wday)
{
lcd.setCursor(5, 1); // move cursor to column 5, row 1
switch(wday)
{
case 1: lcd.print(" Sunday "); break;
case 2: lcd.print(" Monday "); break;
case 3: lcd.print(" Tuesday "); break;
case 4: lcd.print("Wednesday"); break;
case 5: lcd.print("Thursday "); break;
case 6: lcd.print(" Friday "); break;
default: lcd.print("Saturday ");
}
}

// function for displaying month of year
void print_wmonth(byte wmonth)
{
lcd.setCursor( 9, 3); // move cursor to column 9, row 3
switch(wmonth)
{
case 1: lcd.print("Jan"); break;
case 2: lcd.print("Feb"); break;
case 3: lcd.print("Mar"); break;
case 4: lcd.print("Apr"); break;
case 5: lcd.print("May"); break;
case 6: lcd.print("Jun"); break;
case 7: lcd.print("Jul"); break;
case 8: lcd.print("Aug"); break;
case 9: lcd.print("Sep"); break;
case 10: lcd.print("Oct"); break;
case 11: lcd.print("Nov"); break;
default: lcd.print("Dec");
}
}

void displayInfo()
{ // write information to 20x4 LCD Display and 8x8 matrix Display
c = char(icount + 48);
visit[0] = hour() / 10 + '0';
visit[1] = hour() % 10 + '0';
visit[2] = char(58) ; // changed 20190821
visit[3] = minute() / 10 + '0';
visit[4] = minute() % 10 + '0';
visit[5] = char(32); // changed 20190821

visit[6] = month() / 10 + '0';
visit[7] = month() % 10 + '0';
visit[8] = char(47) ; // changed 20190821
visit[9] = day() / 10 + '0';
visit[10]= day() % 10 + '0';

if( row == 4 ) row = 0;
lcd.setCursor(0, row); // changed 20190821
lcd.print("Posted"); // changed 20190821
lcd.setCursor(7, row); // changed 20190821
lcd.print( c );
lcd.setCursor(9, row); // changed 20190821
lcd.print(visit);
Serial.print("Posted "); // changed 20190821
Serial.print(visit); // changed 20190821

matrix.drawChar( 2, 1, c, HIGH, LOW, 1);
matrix.write(); // Send bitmap to display
delay(100);
row = row + 1;
}

08/11/2019 in Arduino | Permalink | Comments (0)

乱数発生関数で Tank Robot の動きに変化を付ける

何時も決められた同じような動きしかしないので、乱数発生関数を利用して、Sketchの数か所を書き直し、Tank Robotの動きに変化を付けてみた。
加えて、Tank Robotが斜め前方に進めるように、左右方向と前方、それぞれの干渉物までの距離を利用して、後方回転で方向変換する時間を調整するようにした。
乱数発生機能を使った事によって、時々意外な動きが加えられたので、見ていて、その動きに飽きなくなった。
電源のパワーが小さいので、これまでと同様に、超音波センサーで検出できない低い障害物などに捕まって、停まってしまう状況はあまり変わらない。
注記1）Sketchの中で、上記以外の新たな改善や変更も行った。
モーターを低速で動かそうとして「HalfSpeed」という項目を作ったが、値が低いとモーターのパワーも落ちてしまうので、どれくらいの値にするのが良いか悩ましいところだ。ここでは、230としてみた。動画をアップロードしたいところだが･･･
注記2）Tank Robot が計測している示される方向と障害物迄の距離が合っていない。調べると、Sketch上で変数の型を無茶苦茶にして使っていた。いろいろな所から持ってきたり変更したりする間に、確認せず使っていた。これを見直さないとめちゃくちゃな処理になる。事実そうなっている。加えて、サーボモータを任意の角度で正しく止めるには、delayの時間を1000msは必要になる。しかし直進状態で前方との距離を計測する際には、サーボモーターは前方を向いているので、delay時間は必要無いだろう。入れることによって設定した距離で止まらず、障害物に激突してしまう。
ask_pin_F()の中に入れていた「myServo.write(angle)」を外に出して、直進状態と停まって左右を確認する場合のdelay時間を分けられるようにした。
その他、いろいろ変更したので･･･ 08/07 version は削除し、08/08 versionに置き換えた。未だ、問題点などあるかもしれないが･･･

《Sketch 2019/08/08 version》

const int PIN_SONAR_ECHO = 5; // define pin for sensor echo
const int PIN_SONAR_TRIGGER = 6; // define pin for sensor trig
#include <Servo.h>
#include <TM1637Display.h>
#define CLK 7 //can be any digital pin
#define DIO 8 //can be any digital pin
int Fdistance = 0;
float Dlh;
float Drh;
float Dfr;
int Ls=30 ; // short range threshold
int Ll=55 ; // long range threshold
int angle;
int pinSRB= 9; // servo motor output pin (PWM)
int random_No4;
// next pins(10~13) are depended on L298P motorshield
int pinLB = 12; // direction control function
int pinLF = 10; // motors' control chip with speed control function from 10
int pinRB = 13; // direction control function
int pinRF = 11; // motors' control chip with speed control function
int FullSpeed = 255; // max 255
int HalfSpeed = 240; // when the number is less than 180 will be stopp
Servo myServo; // set myservo

TM1637Display display(CLK, DIO);
const uint8_t Letter_F[] = { SEG_A | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // F
const uint8_t Letter_b[] = { SEG_C | SEG_D | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // b
const uint8_t Letter_H[] = { SEG_B | SEG_C | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // H
const uint8_t Letter_r[] = { SEG_E | SEG_G }; // r
const uint8_t Letter_L[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_F }; // L
const uint8_t Letter_A[] = { SEG_A | SEG_B | SEG_C | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // A
const uint8_t Letter_c[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_G }; // c
const uint8_t Letter_t[] = { SEG_D | SEG_E | SEG_F | SEG_G }; // t
const uint8_t Letter_LT[] = { SEG_A | SEG_F | SEG_G }; // <
const uint8_t Letter_GT[] = { SEG_A | SEG_B | SEG_G }; // >

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(PIN_SONAR_TRIGGER,OUTPUT);
pinMode(PIN_SONAR_ECHO,INPUT);
display.setBrightness(0x0f); // 0x01 << dark　bright >> 0x0f
display.clear();
// Define motor output pin
pinMode(pinLB,OUTPUT); // pin 12 direction control function
pinMode(pinLF,OUTPUT); // pin 10 (PWM)
pinMode(pinRB,OUTPUT); // pin 13 direction control function
pinMode(pinRF,OUTPUT); // pin 11 (PWM)
myServo.attach(pinSRB); // Define servo motor output pin(PWM)
}

void Advance() // move to forward
{
display.setSegments(Letter_F,1,0);
digitalWrite(pinLB,LOW); // left wheel moves forward
digitalWrite(pinRB,LOW); // right wheel moves forward
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void Back() // move backward
{
display.clear();
display.setSegments(Letter_b,1,1);
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
delay(50);
digitalWrite(pinLB,HIGH); // motor moves to left rear
digitalWrite(pinRB,HIGH); // motor moves to right rear
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void MidSpeed() // move to forward
{
display.setSegments(Letter_F,1,0);
digitalWrite(pinLB,LOW); // left wheel moves forward
digitalWrite(pinRB,LOW); // right wheel moves forward
analogWrite(pinLF,HalfSpeed);
analogWrite(pinRF,HalfSpeed);
}

void Stopp() // all wheel stop
{
display.setSegments(Letter_H,1,0);
display.setSegments(Letter_A,1,1);
display.setSegments(Letter_L,1,2);
display.setSegments(Letter_t,1,3);
digitalWrite(pinLB,HIGH); // left wheel stop
digitalWrite(pinRB,HIGH); // right wheel stop
analogWrite(pinLF,0);
analogWrite(pinRF,0);
}

void BackRight() // turn right
{
display.setSegments(Letter_r,1,0);
display.setSegments(Letter_b,1,1);
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
digitalWrite(pinLB,HIGH);
digitalWrite(pinRB, LOW); // wheel on the right moves backward
analogWrite(pinLF,FullSpeed); // from FullSpeed
analogWrite(pinRF,FullSpeed); // from FullSpeed
}

void BackLeft() // turn left
{
display.setSegments(Letter_L,1,0);
display.setSegments(Letter_b,1,1);
display.setSegments(Letter_A,1,2);
display.setSegments(Letter_c,1,3);
digitalWrite(pinLB, LOW); // wheel on the left moves backward
digitalWrite(pinRB,HIGH);
analogWrite(pinLF,FullSpeed);
analogWrite(pinRF,FullSpeed);
}

void loop()
{
labelF:
long random_No1 = random( 20, 120);
// --- Forward obstacle detection and moving ---
// angle = 90;
myServo.write(90);
delay(50);
ask_pin_F(); // Fdistance

if(Fdistance <= Ls)
{
Stopp(); // stop for a while
goto label2;
}
if((Fdistance > Ls ) & (Fdistance <= Ll ))
{
MidSpeed();
goto labelF;
}
if(Fdistance > Ll )
{
Advance();
goto labelF;
}

label2:
// angle = 90; // Check the distance ahead again
myServo.write(90);
delay(50);
ask_pin_F();
if(Fdistance < Ls )
{
Back(); // go back a little
delay(random_No1);
Stopp();
}
// Measure left and right space
angle = 3;
myServo.write(angle);
delay(1000);
ask_pin_F();
Drh=Fdistance;

angle = 177;
myServo.write(angle);
delay(1000);
ask_pin_F();
Dlh=Fdistance;

angle =90; //added
myServo.write(angle);
delay(1000);
ask_pin_F(); // check forward
Dfr=Fdistance;

label3:
if(Dlh > Drh)
{
display.setSegments(Letter_GT,1,0);
delay(300);

float rn1 = Dlh / Dfr ;

if( rn1 >= 1.3 ) rn1 = 1.3 ;
random_No4 = 400 * rn1 ;
BackRight();
delay(random_No4);
Stopp();
delay(400);
goto labelF;

}
else if( Dlh <= Drh )
{
display.setSegments(Letter_LT,1,0);
delay(300);

float rn2 = Drh / Dfr ;

if( rn2 >= 1.3 ) rn2 = 1.3 ;
random_No4 = 400 * rn2 ;
BackLeft();
delay(random_No4);
Stopp();
delay(400);
goto labelF;

}
}

void ask_pin_F() // Measure the distance at the specified angle
{
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,LOW);// Set the trigger pin to low for 2uS
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,HIGH);// Send a 10uS high to trigger ranging
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(PIN_SONAR_TRIGGER,LOW);// Send pin low again
float distance = pulseIn(PIN_SONAR_ECHO,HIGH);// Read in times pulse
Fdistance = distance/58;// Calculate distance from time of pulse
delay(60);
if(( 89 < angle) & (angle < 91)) display.setSegments(Letter_F,1,0);
if(( 0 < angle) & (angle < 35)) display.setSegments(Letter_r,1,0);
if(( 145 < angle) & (angle < 180)) display.setSegments(Letter_L,1,0);
display.showNumberDec(Fdistance,true, 3, 1);
delay(300);
}

08/07/2019 in Arduino | Permalink | Comments (0)

Arduino Tank Robot Sketch修正

Tank Robotを動かして、その挙動を見ていると、いろいろ気になるところが出てくる。間違えてプログラムを書いていたところもある。
こうすれば、もっと無駄な動きが少なくなるだろうと思って複雑にしてゆくと、逆に思わぬところでフリーズしてしまう。
それでプログラムは、なるべくシンプルにして･･･　超音波距離測定も、ライブラリーを使っていたが、計測距離が大きく表示されるので、それらの課題も入れて、少し直してみた。
動かしている際の問題点として、下記のようなものがある。
　①センサーの高さが高いので、高さの低い障害物との距離を計測出来ない。
　②平面を持った障害物に対して、棒や細い柱のようなものは上手く補足できない。
　③クローラーの高さに近い高さの窪みに嵌り込んで、動けなくなる。
　④段差がある場所や、ちょっと太めの電線ケーブル等を跨いでしまうと、動かなくなる場合がある。
　⑤摩擦係数の低い床では、クローラーが滑ってスケートでもしているような動きになる。
　⑥超音波センサーの高さを床面から50mmぐらいの高さで設置できれば、上記の課題の幾つかは解消できるかもしれない。

《Sketch 2019/8/6 version》

const int PIN_SONAR_ECHO = 5; // define pin for sensor echo
const int PIN_SONAR_TRIGGER = 6; // define pin for sensor trig
#include <Servo.h>
#include <TM1637Display.h>
#define CLK 7 //can be any digital pin
#define DIO 8 //can be any digital pin
double Fdistance = 0;
double Dlh;
double Drh;
double Dfr;
double Ls = 30; // short range threshold
double Ll = 55; // long range threshold
int angle;
int pinSRB= 9; // servo motor output pin (PWM)

// next pins(10~13) are depended on L298P motorshield
int pinLB = 12; // direction control function
int pinLF = 10; // motors' control chip with speed control function from 10
int pinRB = 13; // direction control function
int pinRF = 11; // motors' control chip with speed control function

int FullSpeed = 255; // max 255
int HalfSpeed = 200; // when the number is less than 180 will be stopp
Servo myServo; // set myservo