“开源电驱机器小车CUBE/zh”的版本间的差异

2017年8月4日 (五) 01:49的最新版本

概述

项目名称：开源电驱机器小车CUBE
目的：做一个Cube机器人小车
- 可以使用Joypad遥控
- 也可以支持蓝牙APP遥控
难度：中级
耗时：2小时
制作者：@老潘

材料清单

模块清单 (Joypad模式)

模块	数量	功能
Microduino-Core/zh	2	核心模块
Microduino-USBTTL/zh	1	下载模块
Microduino-Module nRF/zh	2	通讯模块
Microduino-Module TFT/zh	1	显示模块
Microduino-Shield Joypad/zh	1	遥控底板
Microduino-Shield Robot/zh	1	驱动底板

模块清单 (蓝牙模式)

模块	数量	功能
Microduino-Core/zh	1	核心模块
Microduino-USBTTL/zh	1	下载模块
Microduino-Module BLE/zh	1	通讯模块
Microduino-Shield Robot/zh	1	驱动底板

其他材料

部件	数量	功能
机器小车机架	1	车体
螺丝	8	固定
螺母	8	固定
Micro-USB数据线	1	下载程序
47mm车轮+电机固定座	2	车轮
N20直流减速电机	2	驱动车轮
3.7v锂电池	1	供电

实验原理

机器人小车种类比较多，如循迹，壁障，蓝牙遥控小车，电脑鼠等,不同功能需要采用不同传感器。
但是其行走控制方式基本是一样的，无非就是前后左右四个方向运动。

本次我们主要使用两轮驱动的结构，通过控制两个轮子的旋转方向，实现前进后退，旋转等功能，当然还要加上辅助轮，这样才能保持平衡。
该小车结构简单，主要包括三个方面：车轮、车身、控制系统。
- 1)车轮采用两个减速电机，扭力大，可PWM调速，控制简单。
- 2)车身采用木板，大小：8cm*8cm*8cm。
- 3)整个控制系统包括四个部分：

中央处理器
- 采用Microduino-Core/zh作为核心，就像电脑的CPU，人的大脑，有一定思维能力，能够处理复杂事件。
无线通讯
- Joypad模式下采用Microduino-Module nRF/zh无线通讯方案，通讯速度响应快，控制范围：空阔地域大约50米。
- 蓝牙模式下采用Microduino-Module BLE/zh无线通讯方案，配合手机APP直接控制，控制范围：空阔地域大约20米。
电机控制
- 采用Microduino-Shield Robot/zh上自带的一组直流电机驱动单元,一个单元能够驱动两个电机。
供电系统
- 采用Microduino-Shield Robot/zh上自带的单节锂电池管理单元，管理充放电功能。

程序下载

Cube 机器人代码：Robot_Microduino

程序烧写

将Microduino-Core/zh、Microduino-USBTTL/zh堆叠在一起
- 用数据线连接其中的Microduino-USBTTL/zh准备上传程序
- 注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序
打开Arduino IDE for Microduino,环境，（搭建参考：AVR核心：Getting started/zh）
点击【工具】，确认开发板/处理器（Microduino/mCookie-Core(328p)、Atmega328P@16M,5V)选择无误，并选中对应端口号(COMX)
点击【文件】->【打开】，浏览到项目程序地址，点击“Robot_Microduino.ino”程序打开
几项都无误后，点击"→"按钮下载程序到开发板上

拼装过程

操作说明

如果堆叠nRF模块开机，默认会进入Joypad遥控模式，否则进入蓝牙模式

Joypad遥控指南

搭建过程可参考以下页面：Joypad使用指南

Joypad通讯模式配置*
模式配置可参考以下页面：通讯模式配置
- 当我们使用Microduino-Module nRF/zh作为通讯模块时，Joypad对应选择nRF模式即可

Joypad电池使用说明*
特别要注意的是电池使用说明：电池使用说明

蓝牙遥控指南

首先下载蓝牙遥控APP（Android）：文件:MTank.zip
确定手机版本号是Android 4.3以上，确定当前蓝牙功能已打开
搜索到名为“Microduino”的蓝牙设备进行连接
接下来就可以通过APP进行遥控了
详细参考：mRobot

代码说明

在“user_def.h”文件是我们的配置文件
以下代码可以配置nRF模式下通道，需要保证和Joypad遥控器一致
Joypad的nRF模式通道配置可参考：nRF模式通道配置

#define NRF_CHANNEL 70  //nRF通道

以下代码可以配置油门和转向对应通道
对应通道说明可参考：通道/操作说明

#define CHANNEL_THROTTLE  2 //油门通道
#define CHANNEL_STEERING  1 //转向通道

以下代码可以修正两轮的转速比例
- 值得范围是-1到1之间
- 设置成-1，是最大转速比反转
- 设置成1，是最大转速比正转，
- 如果小车不能走直线，应该将较慢的一边轮子的转速比例值降低

#define motor_fixL 1  //速度修正 -1到1之间
#define motor_fixR 1  //速度修正 -1到1之间

用LPC来实现Cube小车，开发笔记：LPC开发笔记-Cube小车

疑难解答/FAQ

Q:CUBE小车如何选择Joypad模式和蓝牙模式？
- A:不用手动选择，如果堆叠nRF模块开机，默认会进入Joypad遥控模式，否则进入蓝牙模式。

Q:CUBE小车支持哪些电池？
- A:CUBE支持3.7v 1S锂电池。

Q:CUBE小车的电机怎么接？
- A:两个电机分别接在电机接口A.A/A.B上即可。

Q:我的手机支持蓝牙遥控吗？
- A:只要是Android 4.3以上，都可以支持。

“开源电驱机器小车CUBE/zh”的版本间的差异

2017年8月4日 (五) 01:49的最新版本

目录

概述

材料清单

模块清单 (Joypad模式)

模块清单 (蓝牙模式)

其他材料

实验原理

程序下载

程序烧写

拼装过程

操作说明

Joypad遥控指南

蓝牙遥控指南

代码说明

疑难解答/FAQ

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帮助

工具

@@ 第1行： / 第1行： @@
-{| style="width: 800px;"
+{| style="width: 1000px;"
 |-
 |
 ==概述==
 *项目名称：开源电驱机器小车CUBE
-*目的：通过Microduino Joypad来控制Cube机器人小车
+*目的：做一个Cube机器人小车
-*难度：高级
+**可以使用Joypad遥控
-*耗时：3小时
+**也可以支持蓝牙APP遥控
-*制作者：Microduino Studio-YLB
+*难度：中级
+*耗时：2小时
+*制作者：@老潘
 ==材料清单==
-*Microduino设备
+{| border="0" cellpadding="10" width="100%"
+|-
+|width="33%" valign="top" align="left"|
+===模块清单 (Joypad模式)===
 {|class="wikitable"
 |-
@@ 第17行： / 第23行： @@
 |[[Microduino-Core/zh]]||2||核心模块
 |-
-|[[Microduino-USBTTL/zh]]||1||下载程序模块
+|[[Microduino-USBTTL/zh]]||1||下载模块
 |-
-|[[Microduino-Module nRF/zh]]||2||无线通讯模块
+|[[Microduino-Module nRF/zh]]||2||通讯模块
 |-
-|[[Microduino-Shield Joypad/zh]]||1||遥控模块
+|[[Microduino-Module TFT/zh]]||1||显示模块
 |-
-|[[Microduino-Module TFT/zh]]||1||显示模块
+|[[Microduino-Shield Joypad/zh]]||1||遥控底板
 |-
-|[[Microduino-Shield Robot/zh]]||1||驱动底板模块
+|[[Microduino-Shield Robot/zh]]||1||驱动底板
 |}
-*其他设备
+|width="33%" valign="top" align="left"|
+===模块清单 (蓝牙模式)===
 {|class="wikitable"
 |-
 |模块||数量||功能
+|-
+|[[Microduino-Core/zh]]||1||核心模块
+|-
+|[[Microduino-USBTTL/zh]]||1||下载模块
+|-
+|[[Microduino-Module BLE/zh]]||1||通讯模块
+|-
+|[[Microduino-Shield Robot/zh]]||1||驱动底板
+|}
+|width="33%" valign="top" align="left"|
+===其他材料===
+{|class="wikitable"
+|-
+|部件||数量||功能
 |-
 |机器小车机架||1||车体
 |-
-|螺丝||18||固定
+|螺丝||8||固定
 |-
 |螺母||8||固定
@@ 第40行： / 第65行： @@
 |Micro-USB数据线||1||下载程序
 |-
-|车轮||1||车体
+|47mm车轮+电机固定座||2||车轮
 |-
-|电机||1||驱动车轮
+|N20直流减速电机||2||驱动车轮
 |-
-|电池||1||供电
+|3.7v锂电池||1||供电
+|}
 |}
-【此处配图要更新，robot底板】
+[[File:Cube Robot Material List.jpg||1000px|center]]
-[[File:Boxz物料.jpg||1000px|center]]
 ==实验原理==
@@ 第63行： / 第88行： @@
 **采用[[Microduino-Core/zh]]作为核心，就像电脑的CPU，人的大脑，有一定思维能力，能够处理复杂事件。
 *无线通讯
-**采用[[Microduino-Module nRF/zh]]无线通讯方案，通讯速度响应快，控制范围：空阔地域大约50米。
+**Joypad模式下采用[[Microduino-Module nRF/zh]]无线通讯方案，通讯速度响应快，控制范围：空阔地域大约50米。
+**蓝牙模式下采用[[Microduino-Module BLE/zh]]无线通讯方案，配合手机APP直接控制，控制范围：空阔地域大约20米。
 *电机控制
 **采用[[Microduino-Shield Robot/zh]]上自带的一组直流电机驱动单元,一个单元能够驱动两个电机。
@@ 第69行： / 第95行： @@
 **采用[[Microduino-Shield Robot/zh]]上自带的单节锂电池管理单元，管理充放电功能。
-==文档==
+==程序下载==
-*Github下载
+*Cube 机器人代码：[https://github.com/Microduino/Robot_Microduino Robot_Microduino]
-**Joypad代码：[https://github.com/Microduino/Joypad_RC Joypad_RC]
-**Cube 机器人代码：[https://github.com/Microduino/Robot_Microduino Robot_Microduino]
-==调试过程==
+==程序烧写==
-*Cube小车程序
+{{Upload
-**将[[Microduino-Core/zh]]、[[Microduino-USBTTL/zh]]堆叠在一起。用数据线连接其中的[[Microduino-USBTTL/zh]]上传程序。
+|nameA=[[Microduino-Core/zh]]、[[Microduino-USBTTL/zh]]
-***注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序
+|nameB=[[Microduino-USBTTL/zh]]
+|boardName=Microduino/mCookie-Core(328p)、Atmega328P@16M,5V
+|fileName=Robot_Microduino.ino
+}}
+==拼装过程==
-**打开Arduino IDE for Microduino,环境搭建参考：[[AVR核心：Getting started/zh]]
+[[File:Cube Robot 1.jpg||1000px|center]]
-**确认板卡（Microduino-Core）处理器（Atmega328P@16M,5V）和端口号(COMX)
+<br>
-**打开你所下载的项目中“Robot_Microduino.ino”程序
+[[File:Cube Robot 2.jpg||1000px|center]]
-**[[File:Cubeopen2.png||600px|center]]
+<br>
-**几项都无误后，点击"→"按钮下载程序到开发板上
+[[File:Cube Robot 3.jpg||1000px|center]]
+<br>
+[[File:Cube Robot 4.jpg||1000px|center]]
+<br>
+[[File:Cube Robot 5.jpg||1000px|center]]
+<br>
+[[File:Cube Robot 6.jpg||1000px|center]]
+==操作说明==
+*如果堆叠nRF模块开机，默认会进入Joypad遥控模式，否则进入蓝牙模式
-*Joypad程序
+===Joypad遥控指南===
-过程与上一步基本相同。在【文件】→【打开】这一步中找到Joypad_RC.ino并选择板卡型号之后下载即可。
+*搭建过程可参考以下页面：[https://www.microduino.cn/wiki/index.php/Microduino-Joypad_Getting_start/zh Joypad使用指南]
-==Cube机器人拼装==
+*Joypad通讯模式配置*
-*'''Step1''':首先将车子的轮胎和电击用支架和螺丝组合起来，再将轮胎和电机固定在A1上
+*模式配置可参考以下页面：[https://www.microduino.cn/wiki/index.php/Microduino-Joypad_Getting_start/zh#.E9.80.9A.E8.AE.AF.E6.A8.A1.E5.BC.8F 通讯模式配置]
-[[File:Cubestep1.jpg||600px|center]]
+**当我们使用[[Microduino-Module nRF/zh]]作为通讯模块时，Joypad对应选择nRF模式即可
-*'''Step2''':将A2插入A1两边的凹口位置，再将B1接在A1顶部，A3接在A1底部然后用A4进行固定
-[[File:Cubestep2.jpg||600px|center]]
-*'''Step3''':将B2和C1分别接在B1的左右边对应位置
-[[File:Cubestep3.jpg||600px|center]]
-*'''Step4''':将nRF模块底部接上天线，再与Core进行拼接，之后将其与电池连接，并加在Robot底板上。使用螺丝将底板固定在B1上
-[[File:Cubestep4.jpg||600px|center]]
-*'''Step5''':将C2拼接在A1对应位置固定
-[[File:Cubestep5.jpg||600px|center]]
-*'''Step6''':将D1接入B2和C1顶部接口部分，再将D2接到B2和C1前方的凹槽部分，完成安装后将天线的贴纸撕下，将天线贴在任意位置
-[[File:Cubestep6.jpg||600px|center]]
-====Joypad搭建====
+*Joypad电池使用说明*
-*'''Step 1'''：将Microduino-TFT从Microduino-Joypad面板后面卡进Microduino-Joypad面板上，用尼龙螺丝固定，注意Microduino-TFT安装方向
+*特别要注意的是电池使用说明：[https://www.microduino.cn/wiki/index.php/Microduino-Joypad_Getting_start/zh#Step-3_.E7.94.B5.E6.B1.A0.E9.80.9A.E7.94.B5 电池使用说明]
-[[File:Joypadstep1.jpg|center|600px]]
-*'''Step 2'''：将传感器接线插在Microduino-TFT的接口上
-[[File:Joypadstep2.jpg|center|600px]]
-'''注意：接不同的电池需要拨动中间的开关，在图中已有标志。需要先拨开关再接入电池，否则会影响使用。'''
-[[File:Joypadstep1_1.jpg|center|800px]]
-*'''Step 3'''：首先分别将两个摇杆按键、电池、四个白色按键放入对应位置，之后将连接好天线的nRF模块和Core装到Joypad底板上
-[[File:Joypadstep3.jpg|center|600px]]
-*'''Step 4'''：将Microduino-TFT传感器接线的另一头接到底板上的相应位置，之后将长版螺丝帽放到四个角的相应位置
-[[File:Joypadstep4.jpg|center|600px]]
-*'''Step 5'''：将Joypad的表壳和底板使用螺丝和螺丝帽固定好
-[[File:Joypadstep5.jpg|center|600px]]
-*'''Step 6'''：组装完成后将天线上的贴纸撕下，将天线贴在底板背面的任意位置，至此Joypad组装完毕
-[[File:Joypadstep6.jpg|center|600px]]
-====Joypad搭建调试====
-*按键对应
-在打开Joypad之后的4秒左右时间之内按下Key1(下方最左侧的按键)，会进入设置(Config)模式
-[[File:Step1进入设置.jpg|600px|center|]]
-*进入设置模式
-按照图中的颜色，从左至右对应为Key1~Key4
-[[File:Step1按键对应.jpg|600px|center|]]
-注意：必须在进入操作界面前进入（4S左右时间）。若未进入则重启进入'''
-*摇杆校准
-按动Key3和Key4使光标上下移动，Key1为返回，Key2为确认
-选择第一项Joystick Config进入摇杆设置模式
-继续选择Joystick Correct进入摇杆校准模式。
-进入之后会显示如图中第三张图所示的界面，初始状态为两个十字
-此时摇动左右摇杆至最上，最下，最左，最右四个极限状态
-（推荐操作方式：将摇杆摇动一圈）
-摇动之后会看到十字的四个方向出现圆圈，圆圈扩大到最大状态证明已经是摇杆的极限位置
-校准之后按Key2确认并返回上一页面
-[[File:Step2摇杆校准.jpg|600px|center|]]
-*选择控制模式
-按Key1回到主界面，选择第二项Protocol Config进入模式选择
-选择第一项Mode，之后选择nRF24即robot控制模式，按下Key2确认并返回
-[[File:Step3设置Robot模式.jpg|600px|center|]]
-*设置通信信道
-返回二级菜单，选择nRF24 Channel按下Key2确认
-选择70，它是与Robot_Microduino.ino中nRF24的配置函数设置相对应的
-[[File:Step4通信通道设置robot.jpg|600px|center|]]
-至此，Cube小车和遥控器已经组装完成
-==注意问题==
+===蓝牙遥控指南===
-*下载程序时候最好只叠加core(core+)和USBTTL，虽然本次搭建涉及的nRF24不会引起冲突，但是别的通信模块有时会造成串口冲突，养成好习惯。
+*首先下载蓝牙遥控APP（Android）：[[File:mTank.zip]]
-*锂电池正负极别接错了，否则会烧坏电路。
+*确定手机版本号是Android 4.3以上，确定当前蓝牙功能已打开
-*调试好后，实际运行时不要使用USB供电，电压不足，请使用电池。
+*搜索到名为“Microduino”的蓝牙设备进行连接
-==程序说明==
+*接下来就可以通过APP进行遥控了
+*详细参考：[[mRobot]]
-*Joypad部分
+==代码说明==
-def.h中
+*在“user_def.h”文件是我们的配置文件
-定义了
+*以下代码可以配置nRF模式下通道，需要保证和Joypad遥控器一致
+*Joypad的nRF模式通道配置可参考：[https://www.microduino.cn/wiki/index.php/Microduino-Joypad_Getting_start/zh#nRF.E6.A8.A1.E5.BC.8F.E9.80.9A.E9.81.93.E9.85.8D.E7.BD.AE nRF模式通道配置]
 <source lang = "cpp">
-uint8_t nrf_channal = 70;  //0~125
+#define NRF_CHANNEL 70  //nRF通道
 </source>
-nrf_channal为nrf通信的通道，joypad和Cube小车的代码中都会有该定义
-当通道一致时则Joypad可与Cube小车成功连接。
-在小车代码中会有如下程序段
+*以下代码可以配置油门和转向对应通道
+*对应通道说明可参考：[https://www.microduino.cn/wiki/index.php/Microduino-Joypad_Getting_start/zh#Step-5_.E9.80.9A.E9.81.93.2F.E6.93.8D.E4.BD.9C.E8.AF.B4.E6.98.8E 通道/操作说明]
 <source lang = "cpp">
-  //nRF==============================
+#define CHANNEL_THROTTLE  2 //油门通道
-  SPI.begin();		//初始化SPI总线
+#define CHANNEL_STEERING  1 //转向通道
-  radio.begin();
-  network.begin(/*channel*/ 70  , /*node address*/ this_node);
 </source>
-在data.h中
+*以下代码可以修正两轮的转速比例
+**值得范围是-1到1之间
+**设置成-1，是最大转速比反转
+**设置成1，是最大转速比正转，
+**如果小车不能走直线，应该将较慢的一边轮子的转速比例值降低
 <source lang = "cpp">
-  outBuf[0] = Joy1_x;
+#define motor_fixL 1  //速度修正 -1到1之间
-  outBuf[1] = Joy1_y;
+#define motor_fixR 1  //速度修正 -1到1之间
-  outBuf[2] = Joy_x;
-  outBuf[3] = Joy_y;
-  outBuf[4] = map(AUX[0], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum);
-  outBuf[5] = map(AUX[1], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum);
-  outBuf[6] = map(AUX[2], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum);
-  outBuf[7] = map(AUX[3], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum);
 </source>
-位数组outBuf表示Joypad发出的8位数据，0位为右摇杆左右，1为右摇杆上下，2为左摇杆左右，3位左摇杆上下,4~7位对应AUX0~4
-在nrf.h中
+*用LPC来实现Cube小车，开发笔记：[http://wiki.microduino.cn/index.php/LPC%E5%BC%80%E5%8F%91%E7%AC%94%E8%AE%B0-Cube%E5%B0%8F%E8%BD%A6 LPC开发笔记-Cube小车]
-<source lang = "cpp">
-struct send_a	//发送
+==疑难解答/FAQ==
-{
+*Q:CUBE小车如何选择Joypad模式和蓝牙模式？
-  uint32_t ms;
+**A:不用手动选择，如果堆叠nRF模块开机，默认会进入Joypad遥控模式，否则进入蓝牙模式。
-  uint16_t rf_CH0;
-  uint16_t rf_CH1;
+*Q:CUBE小车支持哪些电池？
-  uint16_t rf_CH2;
+**A:CUBE支持3.7v 1S锂电池。
-  uint16_t rf_CH3;
-  uint16_t rf_CH4;
+*Q:CUBE小车的电机怎么接？
-  uint16_t rf_CH5;
+**A:两个电机分别接在电机接口A.A/A.B上即可。
-  uint16_t rf_CH6;
-  uint16_t rf_CH7;
+*Q:我的手机支持蓝牙遥控吗？
-};
+**A:只要是Android 4.3以上，都可以支持。
-</source>
-此处定义的send_a结构体为对应的9位要发送的数据
-*小车部分
-这四个定义为控制减速电机左轮前进后退与右轮前进后退
-<source lang = "cpp">
-#define motor_pin0A 5  //PWM left
-#define motor_pin0B 7
-#define motor_pin1A 6  //PWM
-#define motor_pin1B 8
-</source>
-此处的receive_a对应Joypad程序中的send_a
-<source lang = "cpp">
-struct receive_a	//接收
-{
-  uint32_t ms;
-  uint16_t rf_CH0;
-  uint16_t rf_CH1;
-  uint16_t rf_CH2;
-  uint16_t rf_CH3;
-  uint16_t rf_CH4;
-  uint16_t rf_CH5;
-  uint16_t rf_CH6;
-  uint16_t rf_CH7;
-};
-</source>
-选择CH3为左摇杆控制前后，CH0位右摇杆控制左右
-<source lang = "cpp">
- _i[0] = map(rec.rf_CH3, 1000, 2000, -MAX_THROTTLE, MAX_THROTTLE);
-_i = _turn;
-_i[0] = map(rec.rf_CH0, 1000, 2000, -MAX_STEERING, MAX_STEERING);
-</source>
-==视频==
+|}