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Aperiodico gratuito di informatica

 

Robot Rover Wi-Fi con Arduino

a cura di Matteo G. , Gabriele P.

20/03/2013 - articolo

Hardware & Periferiche - I robot controllabili a distanza sono ormai largamente utilizzati nella società, gli impieghi più comuni sono: disinnesco di esplosivi, viaggi spaziali ed esplorazioni; oggi vedremo come crearne uno relativamente economico basato su Arduino.

Introduzione

Il progetto consiste nella realizzazione di un robot rover in grado di interagire ai comandi inviatigli da un operatore a distanza.

Il controllo remoto è basato su un'interfaccia web visibile su ogni tipo di device con connessione Wi-Fi, in questo caso è stato utilizzato un tablet (iPad).

L'interfaccia è molto intuitiva e consente di muoversi in sicurezza con il rover anche all'interno di spazi particolarmente ristretti.

Per robot rover si intende un drone dotato di ruote o cingoli che gli permettono un movimento multidirezionale.

Il funzionamento

Il robot è completamente basato su Arduino che, oltre a gestire dispositivi I/O, si occupa anche dell'interfaccia grafica, eseguendo l'intero programma e gestendo in modo automatico l'intero sistema.

Il Robot crea attraverso un piccolo router Wi-Fi un access point (AP), a cui il nostro dispositivo remoto è in grado di connettersi. All'invio di un qualsiasi comando, il router trasmette ad una scheda di rete il dato ricevuto che a sua volta lo trasmette ad Arduino. Il dato ricevuto viene così elaborato e gestito dal microcontrollore.

Obiettivi del progetto

• Utilizzare Arduino come strumento di controllo di un piccolo Robot

• Rilevazione di parametri utili come temperatura, luminosità ambientale e aspetto del luogo circostante.

• Utilizzo di comandi browser web per il movimento e le operazioni svolgibili.

Fasi del progetto

• Progettazione del Robot

• Posizionamento di sensori e componenti

• Progettazione circuito ponti H per il pilotaggio motori DC (avanti e indietro)

• Montaggio e cablaggio delle connessioni su Arduino e Ethernet Shield

• Programmazione Arduino e Web Server

Componenti utilizzati

Schema di montaggio

Questo è lo schema di base per il collegamento dei motori.

Schema di collegamento

Note:

L'alimentazione è presa dalla batteria a 12V e portata al circuito su millefori, da quest'ultimo partono tutti i vari connettori a 5V che passano per i regolatori di tensione. Arduino, invece, ha una alimentazione propria diretta dalla batteria.

La telecamera non necessita cavi al di fuori dell'alimentazione.

Il router è rappresentato all'interno del case ma per motivi di schermatura, successivamente è stato installato all'esterno, al posto della batteria.

Dove acquistare

La maggior parte dei componenti è stata acquistata da eBay, ma un altro sito molto valido è FuturaElettronica.

Ecco un breve video su come assemblare lo chassis:

Lo sketch

#include <String.h> #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; byte ip[] = { 192, 168, 0, 110 }; byte gateway[] = { 192, 168, 0, 254 }; byte subnet[] = { 255, 255, 255, 0 }; EthernetServer server(80); String readString; int temp=0; int statofari; int dist; int dist2; int durata; int durata2; int TRIG1 = 34; int ECHO1 = 35; int TRIG2 = 7; int ECHO2 = 8; int distance1; int duration2; int distance2; int duration1; int ostacolo; int i;int j; void setup(){ Serial.begin(9600); Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet); pinMode(22,OUTPUT); //MOTORE 1 AVANTI pinMode(23,OUTPUT); //MOTORE 1 INDIETRO pinMode(24,OUTPUT); //MOTORE 2 AVANTI pinMode(25,OUTPUT); //MOTORE 2 INDIETRO pinMode(26,INPUT); //MOTORE 3 AVANTI pinMode(27,INPUT); //MOTORE 3 INDIETRO pinMode(28,INPUT); //MOTORE 4 AVANTI pinMode(29,OUTPUT); //MOTORE 4 INDIETRO pinMode(34,OUTPUT); //TRIG1 pinMode(7,OUTPUT); //TRIG2 pinMode(35,INPUT); //ECHO1 pinMode(8,INPUT); //ECHO2 pinMode(30,OUTPUT); // FARI pinMode(31,OUTPUT); // FARI // SENSORE TEMPERATURA A9 // SENSORE LUMINOSITA' A10 i=0;j=0; } void loop(){ ostacolo=false; //TEMPERATURA int val=analogRead(A0); temp = (5.0 * val * 100.0)/1024.0; //LUCE int luce=analogRead(A1); EthernetClient client = server.available(); if (client) { boolean currentLineIsBlank = true; while (client.connected()) { if (client.available()) { char c = client.read(); readString.concat(c); if (c == '\n' && currentLineIsBlank) { if(readString.indexOf("Avanti") > 0) { i=140; analogWrite(23,i); analogWrite(25,i); analogWrite(27,i); analogWrite(29,i); digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(28,LOW); while(i>0){ //Distanza FRONT digitalWrite(TRIG1, HIGH); delayMicroseconds(1000); digitalWrite(TRIG1, LOW); duration1 = pulseIn(ECHO1, HIGH); distance1 = (duration1/2) / 29.1; if(distance1 < 20){ digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(28,LOW); digitalWrite(29,LOW); i=0;} } } if(readString.indexOf("Indietro") > 0) { j=140; analogWrite(22,j); analogWrite(24,j); analogWrite(26,j); analogWrite(28,j); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(29,LOW); while(j>0){ //Distanza REAR digitalWrite(TRIG2, HIGH); delayMicroseconds(1000); digitalWrite(TRIG2, LOW); duration1 = pulseIn(ECHO2, HIGH); distance2 = (duration2/2) / 29.1; if(distance2 < 10){ digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(28,LOW); digitalWrite(29,LOW); j=0;}} } if(readString.indexOf("Destra") > 0) { analogWrite(23,130); analogWrite(25,130); analogWrite(26,130); analogWrite(28,130); digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(29,LOW); delay(200); digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(28,LOW); digitalWrite(29,LOW); } if(readString.indexOf("Sinistra") > 0) { analogWrite(22,130); analogWrite(24,130); analogWrite(27,130); analogWrite(29,130); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(28,LOW); delay(200); digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(28,LOW); digitalWrite(29,LOW); } if(readString.indexOf("Stop") > 0) { digitalWrite(22,LOW); digitalWrite(23,LOW); digitalWrite(24,LOW); digitalWrite(25,LOW); digitalWrite(26,LOW); digitalWrite(27,LOW); digitalWrite(28,LOW); digitalWrite(29,LOW); i=0;j=0; } if(readString.indexOf("Fari1") > 0) { digitalWrite(30,HIGH); digitalWrite(31,HIGH); statofari=true; } if(readString.indexOf("Fari0") > 0) { digitalWrite(30,LOW); digitalWrite(31,LOW); statofari=false; } //HTML client.println("HTTP/1.1 200 OK"); client.println("Content-Type: text/html"); client.println(); client.print("<html><title>MGE Robot Wi-Fi</title><body bgcolor=black>"); 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Interfaccia di controllo

Per il controllo del robot è stata utilizzata un'interfaccia HTML/CSS ottimizzata per l'utilizzo su tablet, ecco il risultato:

Come si può notare è essenziale ma, come ben sapete, non si può avere la botte piena e la moglie ubriaca. Questa interfaccia è minimale ma funziona alla grande!

Sulla parte sinistra sono presenti tasti per il controllo dei fari a LED e parametri utili di temperatura, distanza e luminosità ambientale (per una futura implementazione di sensori).

Sulla parte destra tutto il necessario per poter muovere il rover.

Video finale

Vi ringraziamo per l'attenzione. Sperando che il nostro progetto vi sia piaciuto, vi rimandiamo al nostro prossimo articolo. A presto!

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