Przeszukaj forum

Autonomiczny robot mobilny z nawigacją GSP W życiu każdego studenta przychodzi monet, kiedy musi się spiąć i zrobić pracę inżynierską. Jako, że większość proponowanych tematów przez uczelnię nie wpadło w obszar moich zainteresowań, a już od jakiegoś czasu chciałem „pobawić się” w budowę robota z GPS to właśnie taki temat zaproponowałem promotorowi i bez problemów został zaakceptowany (kierunek – AiR). Potem jak się okazało nie był to do końca dobry pomysł z uwagi na problemu w testowaniu GPS – testy przypadły głównie na styczeń – a więc w tym roku deszcze itp. a nawigację trzeba jednak testować na dworze. To tyle tytułem wstępu a teraz do bardziej praktycznych zagadnień. Robot z założenie miał być 2 kołowy + jedno koło wleczone, posiadać moduł bluetooth do wstępnej kalibracji i wpisywaniu współrzędnych, sterowany za pomocą Arduino Nano (w tym przypadku klon), a jego zmysłami poznawania świata miał być: moduł GPS Neo-6m, magnetometr oraz 3 czujniki ultradźwiekowe z przodu do wykrywania przeszkód. Przeszukałem pełno gotowych platform mobilnych ale żadna mi do końca nie pasowała, a że od niedawna byłem właścicielem drukarki 3D to postanowiłem zaprojektować własną i wydrukować z PLA. Projekt owej platformy zrobiłem w środowisku CAD w programie Solid Edge i wyglądał tak jak poniżej. Składa się z 2 platform oraz miejsca na czujniki ultradźwiękowe: dolna na arduino, sterownik i akumulator, a górna na pozostałe podzespoły. Jak widać pokusiłem się o zamodelowanie również felg do już gotowych kół – okazało się że mają efekt „ósemkowania” co uniemożliwiało prostą jazdę. Koło wleczone zastąpiłem jednak Ball Caster'em, ponieważ te które użyłem miało straszne luzy i również powodowało samoczynną jazdę po łuku. A tak prezentuje się już wydrukowana i złożona platforma: Jako że wszystko było zamodelowane w CAD’zie to mogłem porobić rysunki złożeniowe rodem jak z sklepów meblowych 😄 (może projektowanie mechaniczne to dobry pomysł na artykuł 🤔) Kolejnym krokiem było zrobienie elektroniki. Aby wyglądało to w miarę estetyczniej to pokusiłem się o zrobienie płytki PCB – projekt w KiCad'zie a potem termotransferem na laminat (tam gdzie Arduino to płytka dwustronna, a tam gdzie moduły jedno) Jeszcze tylko zasilanie – Li-Pol 2s firmy Redox (pomocny w ogarnięciu tego tematu był artykuł na Forbocie – wielkie dzięki za kompendium wiedzy w pigułce) i możemy zaczynać programować – a to dla mnie było największym wyzwaniem. Wrzuciłbym kod ale to jest 700 linijek napisanych raczej łopatologicznie więc tylko ja się w nim odnajduję 😄😂 Jak byście mieli jakieś pytania odnośnie działania jakiejś części to podrzucę i postaram się wyjaśnić. Jako, że byłem na AiR no to fajnie by było wrzucić jakiś nawet prosty regulator – zdecydowałem się na Proporcjonalny a układ regulacji wygląda następująco: (KSN – kompensacja strefy nieczułości) Działał on dosyć dobrze, im robot "był dalej" od zadanego kontu tym szybciej obracał się a im bliżej tym zwalniał, zaś przeregulowanie było znikome. Gotowy robot prezentuje się tak: Niestety wszystko nie było takie piękne i proste, a to niektóre napotkane problemy Magnetometr praktycznie nie działał. Wskazywał azymut w przedziale może z 0-15o. Powodem było pole magnetyczne wytwarzane przez magnesy silników. Google jednak nie znały odpowiedzi co zrobić z tym faktem więc testowałem po kolei różne warianty i tak o to idealnym rozwiązaniem okazało się umieszczenie silników w stalowe rurki. Z powody złych warunków na dworze testowanie robota nie było zawsze możliwe. Arduino też nie wyrabiał jak dostawał tyle danych (GPS okazał się bardzo obciążający – w momencie kiedy dostawał pakiet danych to Ardu zaczęło wariować). GPS i bluetooth nie mogły działać w tym samym momencie więc nie miałem możliwości zdalnie dowiedzenia się co robot w danej chwili „miał na myśli”. Generalnie to wszystko działało ale osobno: jak testowałem unikanie przeszkód i ustawianie się na dany kąt to była gitara. Dołożyłem do tego GPS to raz działało a raz nie – jak wspomniałem po dostaniu pakietu danych zaczynał wariować przez chwilę. W planach mam zamianę Ardu na STM32 i spróbowanie ponownie ruszyć temat. Dodatkowo napisałem prostą aplikację w C#, która komunikowała się z robotem przez bluetooth i można było łatwiej testować podzespoły i wprowadzać współrzędne. Praca została obroniona na 5 🧐💯💪 więc było warto poświęcić nad tym dużo czasu. Zapraszam do komentowania🙂

Witam. Za pomocą magnetometru (np.HMC5883L) muszę obliczać azymut (jak kompas), ale magnetometr może nie być równoległy do ziemi, bo będzie zamontowany w samolocie. W Internecie znalazłem wzory na to, ale jest napisane, że te wzory działają tylko, jeżeli magnetometr jest ustawiony równolegle do ziemi. Znalazłem również wzory wykorzystujące magnetometr i akcelerometr, pozwalające na obliczanie kierunku względem północy bez względu na to, czy magnetometr jest równoległy do ziemi. Czy istnieje sposób obliczania azymutu bez względu na orientację bez użycia akcelerometru, tylko magnetometru?

Cześć. Mam mały problem z modułem MPU9250, a konkretniej AK8963 (Magnetometr). Odczyt wartości zmierzonych przez akcelerometr i żyroskop nie sprawiły mi większych problemów i wszystko działa prawidłowo. Sprawa skomplikowała się kiedy zechciałem odczytać wartości zmierzone przez magnetometr. Ogólnie komunikacja z magnetometrem działa prawidłowo (WHO_AM_I itd.). Problem polega na tym, że po odczytaniu wartości z rejestrów HXL, HXH... cały czas otrzymuję wartość -1 dla każdej osi. Fragment kodu z inicjalizacją magnetometru: MPU9250_Error_code MPU9250_Magnetometer_Configuration(I2C_HandleTypeDef *I2Cx, struct MPU9250 *DataStructure) { uint8_t Byte_temp = 0x00; uint8_t Bytes_temp[3] = {0}; DataStructure->Magnetometer_addres = 0x0C << 1; // Case 2: Disable the I2C master interface Byte_temp = 0x00; if( HAL_I2C_Mem_Write(I2Cx, DataStructure->Device_addres, MPU9250_USER_CTRL, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } // Case 3: Enable the bypass multiplexer Byte_temp = 0x02; if( HAL_I2C_Mem_Write(I2Cx, DataStructure->Device_addres, MPU9250_INT_PIN_CFG, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } // Case 1: Is device connected ? if( HAL_I2C_IsDeviceReady(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } // Case 2: Who am i test if( HAL_I2C_Mem_Read(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_WIA, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Init_FAIL; } if( Byte_temp != 0x48 ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Init_FAIL; } // Case 4: Setup to fuse ROM access mode and 16-bit output Byte_temp = 0x1F; if( HAL_I2C_Mem_Write(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_CNTL1, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } HAL_Delay(100); // Case 5: Read from the fuse ROM sensitivity adjustment values if( HAL_I2C_Mem_Read(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_ASAX | 0x80, 1, Bytes_temp, 3, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } DataStructure->Magnetometer_ASAX = ( ( (Bytes_temp[0] - 128) * 0.5 ) / 128 ) + 1; DataStructure->Magnetometer_ASAY = ( ( (Bytes_temp[1] - 128) * 0.5 ) / 128 ) + 1; DataStructure->Magnetometer_ASAZ = ( ( (Bytes_temp[2] - 128) * 0.5 ) / 128 ) + 1; // Case 6: Reset to power down mode Byte_temp = 0x00; if( HAL_I2C_Mem_Write(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_CNTL1, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } // Case 7: Enable continuous mode 2 and 16-bit output Byte_temp = 0x16; if( HAL_I2C_Mem_Write(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_CNTL1, 1, &Byte_temp, 1, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Magnetometer_Config_FAIL; } HAL_Delay(100); return MPU9250_Magnetometer_Config_OK; } Fragment kodu z odczytaniem zmierzonych wartości: MPU9250_Error_code MPU9250_Read_Magnetometer(I2C_HandleTypeDef *I2Cx, struct MPU9250 *DataStructure) { uint8_t Bytes_temp[7] = { 0x00 }; if( HAL_I2C_Mem_Read(I2Cx, DataStructure->Magnetometer_addres, MPU9250_HXL | 0x80, 1, Bytes_temp, 7, 1000) != HAL_OK ) { //HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin); return MPU9250_Read_Magnetometer_FAIL; } DataStructure->Magnetometer_X = Bytes_temp[0] | Bytes_temp[1] << 8; DataStructure->Magnetometer_Y = Bytes_temp[2] | Bytes_temp[3] << 8; DataStructure->Magnetometer_Z = Bytes_temp[4] | Bytes_temp[5] << 8; return MPU9250_Read_Magnetometer_OK; }