Bouw een intelligente robot Experimenteren met microcontrollers

HISTORIEK VAN HET DWENGO-BORD

• Sinds 2006 Workshop Elektronica (UGent)

• Ter bevordering van de praktische (elektronica)kennis van de studenten

• Organisatie van talrijke elektronica-projectjes zoals de FM-transmitter, de SMD-dobbelsteen en de robotcompetitie

• Noodzaak voor goedkoop, uitbreidbaar platform met microcontroller

HET DWENGO-BORD:EEN VEELZIJDIG PLATFORM

• Grote basisfunctionaliteit en I/O beschikbaar

• Gemakkelijk te programmeren in C, in handige grafische programmeeromgeving MPLAB (van Microchip) met Dwengo Library

• In-circuit debugging mogelijk met de PICKit2

• Doelgroep: geïnteresseerde hobbyist, scholieren uit de 3e en 4e graad en studenten hoger onderwijs

• Ondersteuning: website met uitgebreide tutorials, tips&tricks en ondersteuning via mail of het forum

WAT KAN JE ER MEE DOEN?

• Secundair en hoger onderwijs:• Vakoverschrijdend werk,

projecten

• Lessen (micro-)elektronica

• Voorbeelden aan de UGent:• 1e en 2e Bachelor: intelligente

robot, programmeren microcontrollers

• 3e Bachelor: Vakoverschrijdend Project (VOP): autonome robots, prototypes, …

OEF 1: KENNISMAKING• Dwengo-bord uitpakken

• Aansluiten op de computer

• Programmeren:• Opstarten MPLAB-project

• Compileren (build all)

• Programma wegschrijven naar het Dwengo-bord

• Code aanpassen:• Laat andere LED’s knipperen

OEFENING 2:BREADBORD EN SENSOR

• Aansluiten van het breadbord

• Bouwen van de sensorschakeling

• Schrijven van het programma• DwengoADC-bibliotheek

• Lees documentatie:www.dwengo.org/library

• Programmeren en laten lopen

OEFENING 2:BREADBORD EN SENSOR

• Aansluiten van de sensor (lichttransistor)

• 22 kOhm: rood-rood-oranje-goud

VAN DWENGO-BORD TOT ROBOT

MATERIAAL• Twee

fototransistoren

• Robotchassis

• Dwengo-bord en breadboard

HOE HET PROGRAMMA WERKT

• Uitlezen van de sensoren

• Vergelijken van de gemeten waardes:(waardeLinks-waardeRechts) > of < 0?

• Beslissen hoe de motoren moeten draaien

• De beslissing uitvoeren voor een bepaalde tijd

• Geavanceerdere regelaars mogelijk door gebruik te maken van bijv. PID-regelaar

OVEREENKOMSTIGE CODE

HET MOETEN NIET ALTIJD ROBOTS ZIJN

Een fysica experiment:

Het meten van de valversnelling

BESCHRIJVING EXPERIMENT• Basisformule: x = vt + gt2

• Drie meetpunten

• Beschouw x1 als startpunt

met snelheid v1

• Dan krijgt men:x2 = v1Δt12+g/2Δt12

2

x3 = v1Δt13+g/2Δt132

• Twee vergelijkingen met twee onbekenden en dus g gemakkelijk te bepalen

x1

x2

x3

Δt12

Δt13

TIJDSMETINGEN• Korte afstandssensoren

• Dwengo-bord en breadbord

• Lange buis met knikker

• Met behulp van het Dwengo-bord kan men gemakkelijk nauwkeurige tijdsmetingen doen.

VRAGEN?

VERGELIJKING MET NXT-PLATFORM VAN LEGO

Lego NXT

Vier sensor-ingangen en drie motor-uitgangen

Niet modulair

Lego-bouwcompatibel

Sensoren: beperkt aanbod, duur in aanschaf of design

Visueel programmeerbaar (LabView)

Doelgroep: 8-16 jarigen, door open platform voor beginnende hobbyist

Louter gericht op robots

Dwengo-platform

Meer dan 32 in- en uitgangen

Modulair

Lego-bouwcompatibel

Sensoren: onbeperkt aanbod, goedkoop

Programmeren in C18 (MPLAB)

Doelgroep: 16+ student en leergierige hobbyist

Multi-functioneel

VERGELIJKING MET NXT-PLATFORM VAN LEGO

Lego NXT

Brick: EUR 130

Lichtsensor: EUR 14

Afstandssensor: EUR 28

Basisset (robot): EUR 251

Brick

4 types sensoren (licht, geluid, afstand en druk)

3 servo’s

Lego-onderdelen

Software: vanaf EUR 50

Dwengo-platform

Dwengo starterskit: EUR 100

Dwengo-bord

Programmer

Sensorkit

Breadboard

Robot: EUR 100Chassis

Motoren

Software (gratis)

EN WAT MET ARDUINO?Arduino

Standaard versie (Duemilanove) lijkt goedkoper maar heeft veel minder functionaliteit

Vooral Engelstalige informatie beschikbaar

Reeds lang in de running, grote community

Ontworpen in Italië

Dwengo-platformStandaard alles erop en eraan (gebufferde uitgangen, display, knoppen, LEDs, USB, RS232,…)

Kant-en-klare gemakkelijke Nederlandstalige tutorials en ondersteuning

Beginnende community

Ontworpen in België door onderzoekers van UGent