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