Tag: Arduino

How to start creating and programming robots

Honda Asimo

Honda Asimo

Introduction

Create robots requires a lot of different skills and, depending on how sophisticated is the behavior or the tasks that must be performed, can be really complex and extremely difficult.

The three pillars of robotics are electronics, mechanics and programming; there are others, but only with these three you can already start experimenting.

In addition to applicable knowledge you also need some others items such as motors (or other actuators), sensors, a small computer to avoid weight and power consumption (typically a SBC or microcontroller ) and a power source (battery to be autonomous) and some parts that sustain and hold together all these elements and their movements.

These elements can be acquired (some even manufactured) separately, or more easily, and probably cheaper as a kit.

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What do I need to start?

Mainly, you need wish to enjoy creating and learning.

* Acquire a minimum and basic knowledge of:

+ Electronics or electricity (if only to distinguish voltage and current),

+ Mechanics (the minimum would be screwing and unscrewing or connect Lego type pieces)

+ Computer (at least to run a program on a computer)

* Get at least a microcontroller (Arduino, for example), a pair of motors, a distance sensor, a battery, cables, and a structure to support it. The basic set or kit.

A kit, the best option

A clear advantage of starting with a kit is that you start NOW, spending your time on where is your interest (electronic, mechanical or computer) , because the others areas are already solved, but anytime you can get to work in any of them. When you buy the kit with all the necessary set of elements together, the price is also often cheaper.

From the more expensive and complex to the cheapest and easiest

bioloid_bio_img01Bioloid : 18 powerful servo motors, 4 sensors. Ideal for humanoid, quadrupeds, hexapods and even vehicles; software to create them and behave like living beings. Includes programming software RoboPlus Tasks, you can also program in C, and create motion sequences with RoboPlus Motion.  Using other controller, like Raspberry Pi you can use any language and programming tools which generate code to it.

It costs around 1000 euros. Yes, it is somewhat expensive, but if you have enough money and programming skills or willingness to learn, I think it deserves the price.

Mindstorms_EV3Mindstorm EV3: 2 servo motors, 1 motor, 4 sensors. Ideal for mechanisms and vehicles. Very easy to use, but it also allows you to create complex robots. Includes programming software NXT-G, NXT is also possible to program in Java with Far and C / C + + with Osek, not yet available for EV3 or very early versions.

It costs around 300 euros, although it may seem expensive compared to other options, its enormous potential and flexibility in all aspects (construction, programming and electronics) make it tremendously interesting.

Mindstorms EV3 is the latest version, released in August 2013.

Arduino robot

Robot Arduino

Vehicle based on Arduino: at least 2 servomotors and all the sensors  you want to start. Is easy and cheap, for around 40€/50$70€/97$ you can have the a robot. Ideal for deepening in electronics.

It can be programmed with the friendly Arduino programming environment .

Is the cheapest option and you can go further by buying more components as you go. It not offers as much flexibility and ability to build as Mindstorms vehicles or Bioloid articulated robots, but you can really learn a lot more than it may seem.

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And with less money or no money?

For less money, for starters, you can get an Arduino microcontroller or its clones, which cost just over 20 euros/dollars.

Or, completely free of charge, you can start learning to program in C or C + +, which will come very handy to program robots.

Free resources for learning C programming:

C introduction (pdf)

But there are a lot…

C Language Tutorial (html)
How C Programming Works (html)
Several C programming tutorials (html)
… and more from Google

And here you can find free resources for learning C++ programming.

In the next post I will write about a fast comparative between Bioloid, Mindstorms and Arduino based robots and about Arduino programming.

(III) ¿Cómo empezar a construir y programar robots?

This entry is part 3 of 3 in the series (ES) Creando robots

Herramientas de programación de Arduino, Mindstorms y Bioloid

Tanto Lego Mindstorms como Bioloid de Robotis incluyen herramientas de programación gráfica (se utilizan iconos en lugar de únicamente escribir texto) y Arduino utiliza un editor de texto para los programas. Todos ellos permiten crear el ejecutable y enviarlo al controlador.

Entorno Arduino:

Además del entorno de programación donde editar los programas Arduino ofrece un conjunto de librerías que facilitan mucho la utilización de sensores, servos y otros dispositivos. Muchas de estas librerías para modelos de sensores concretos o servos  ya vienen incorporadas, otras se han de incluir manualmente.

En el editor se escribe el programa utilizando C o C++ (dos potentes, flexibles y muy utilizados lenguajes estándares, especialmente en robótica). El entorno de Arduino, tras unas pequeñas transformaciones, lo compila utilizando el compilador avr-gcc o avr-g++, generando el ejecutable que enviaremos al microcontrolador.

Todo lo que aprendemos de C y/o C++ nos será muy útil, pues se puede utilizar con todos los kits, robots, sistemas operativos y computadores. Y estaresmos, además, aprendiendo la forma de trabajar y herramientas habituales en programación.
ArduinoIDE

Lego Mindstorms NXT-G:

Es ideal para familiarizarse con Mindstorms y para pequeños programas, así como para las primeras pruebas que realicemos con un sensor u otro dispositivo nuevo.

Pero es exclusiva para Mindstorms, bastante fácil de utilizar para programas sencillos, pero, a medida que queramos desarrollar programas con un poco de complejidad, iremos descubriendo problemas y limitaciones (búsquedas en el programa, organizar modularmente, depuración de errores, guardar versiones y poderlas comparar)
NXT-G_EV3

Robotis Roboplus Tasks: (la ayuda, de momento, sólo está en inglés)

Se puede decir exactamente lo mismo que para Mindstorms NXT-G: Fácil de utilizar e ideal para empezar o para programas pequeños y pruebas, pero exclusiva para robots de (en este caso) Robotis. Adoleciendo de los mismos defectos, si queremos realizar programas con un mínimo de complejidad nos encontraremos con los mismos problemas.

Sólo añadiría que mi impresión es que está pensada para escribir pequeños programas que recojan los comandos mandados por el telemando y ejecuten las secuencias de movimiento creadas con Roboplus Motion (la otra utilidad básica de Robotis).
RoboplusTaks

¿A qué me refiero con un poco más de complejidad?

Retomando la propuesta de comportamiento del primer artículo de la serie podemos ver una progresión de menos a más complejidad, de forma progresiva.

El típico vehículo que hacemos que evite obstáculos mediante dos sensores de contacto (ultrasonidos o infrarojos), uno a la derecha y otro a la izquierda.

1.- El programa más sencillo simplemente evita los obstáculos girando unos pocos grados a la izquierda cuando detecte una “colisión” en el sensor derecho, y a la izquierda cuando la detecte en el sensor derecho.

2.- Intentar evitar el obstáculo con las mínimas maniobras posibles, dando el mínimo rodeo,  para seguir el rumbo previo.

Pero si el robot se nos acaba situando en un rincón o en un “callejón sin salida” (ha de girar 180 grados o salir marcha atrás) lo más probable es que nunca logre salir por sus propios medios de ahí, ya que irá de “rebotando” del lado izquierdo al derecho y viceversa hasta que se le agoten las baterías…

3.- Añadimos un poco de “inteligencia” y complejidad. En lugar de girar siempre unos determinados grados fijos vamos a hacer que cuando detecte cierta cantidad de colisiones seguidas (en determinada cantidad de milisegundos o segundos) aumente el número de grados que girará, para así acabar consiguiendo que salga del rincón o del “callejón”.

4.- Ahora el problema es que tras salir del rincón o del “callejón” cuando detecte un obstáculo va a girar mucho más de lo necesario. Pues igual que se lo dimos, grados de más a girar, se lo quitamos; a medida que pasan determinados milisegundos o segundos sin detectar colisiones iremos disminuyendo los grados a girar hasta que lleguen al valor inicial.

Realmente sólo estamos utilizando dos sensores de contacto, medición del tiempo y contador de colisiones, pero ya no es ese sencillo programa inicial.

5.- Otro grado de complejidad, o probablemente más de un grado, sería añadir un sensor de luz que hiciera al robot tender hacia la fuente de luz más intensa, evitando los obtáculos del camino, claro.

A partir de este nivel de complejidad creo que utilizar la herramientas NXT-G o Roboplus Tasks requiere más esfuerzo y nos aparecerán más problemas que utilizando lenguajes estándares como Java, C o C++, así como sus herramientas asociadas.

Creo que una buena continuación serían estos artículos de introducción a la programación

(II) ¿Cómo empezar a construir y programar robots?

This entry is part 2 of 3 in the series (ES) Creando robots

Resumen del anterior artículo

Antes de empezar con la programación resumamos las conclusiones del anterior artículo:

1.- Los conocimientos mínimos para empezar a construir un robot los tiene prácticamente todo el mundo o se pueden conseguir muy fácilmente:

+ electrónica o electricidad (aunque sólo sea saber distinguir voltaje e intensidad),

+mecánica (lo mínimo sería atornillar y destornillar o conectar piezas tipo Lego)

+informática (saber ejecutar un programa en un ordenador)

2.- Un kit basado en Arduino, Lego Mindstorms o Bioloid de Robotis es la forma más fácil, divertida y educativa de empezar.

¿Arduino, Mindstorms o Bioloid?

¿Por dónde queremos empezar y qué kit nos lo ofrece?

– Si queremos construir robots articulados que caminen con dos, cuatro o seis patas Bioloid es ideal, especialmente si además queremos centrarnos en programación.

– Si lo que queremos es construir distintos vehículos con ruedas o cadenas, utilizando distintos sensores para percibir el mundo, Lego Mindstorms es la mejor opción.

– Y si queremos centrarnos en la electrónica y/o programación sin gastar demasiado dinero Arduino o un kit basado en Arduino es nuestra mejor opción.

Empecemos por el kit más barato, kit Arduino. Porque, además, lo que aprenderemos con él nos servirá también para otros kits, especial, aunque no únicamente, respecto programación en C y C++.

Kit con base Arduino

Controlador Arduino

Controlador Arduino

Arduino, explicado de forma sencilla, es un controlador programable de sensores y motores, que

Arduino robot

Robot Arduino 66€

podemos utilizar como “cerebro” de un robot. Podemos empezar consiguiendo un controlador Arduino y posteriormente el resto de elementos.

O bien, conseguir el controlador con un kit que incluya ya todos los elementos necesarios para construir un vehículo robot. Con el kit nos aseguramos que motores, sensores y piezas de la

Robot arduino 40€

Robot arduino 40€

estructura encajarán y se conectarán correctamente, probablemente también nos resulte más barato. En cualquiera de ambos casos terminaremos programando el microcontrolador que incorpora Arduino. Pero Arduino no es sólo hardware, es también un conjunto de utilidades que nos facilitarán muchísimo el trabajo de programar. Y existe además una comunidad muy activa de usuarios donde podremos participar recibiendo y dando ayuda a otras personas.

Guía, ejemplos y manual

Existe bastante documentación en castellano, aquí la referencia a las principales sentencias y funciones y este fantástico manual en castellano creado por Ardumanía. Pero aún hay más:

Conceptos básicos y ejemplos

Guía de instalación y ejecución de primer ejemplo para Windows

Bien, ¿y cómo es en programa sencillo con el lenguaje de programación C?, así se hace parpaderar un LED:

/*
   Parpadeo
   Enciende durante un segundo un LED,y lo apaga durante otro segundo, así continuamente
  */

 // Pin 13 está conectado a un LED en la mayoría de Arduinos
 // asignamos en número de conector pin a la variable led:
 int led = 13;

 // la función setup se ejecuta una sola vez cuando pulsas reset
 void setup() {
   // inicializ el conector pin digital como salida.
   pinMode(led, OUTPUT);
 }

 // la función loop (bucle) se ejecuta una vez tras otra contínuamente
 void loop() {
   digitalWrite(led, HIGH);   // enciende LED (HIGH es nivel alto de voltaje)
   delay(1000);               // espera un segundo
   digitalWrite(led, LOW);    // apaga el LED bajando el voltaje; LOW, significa bajo
   delay(1000);               // espera un segundo
 }

¿Y C++? ¿Y las herramientas de programación que incluyen Robotis, RoboPlus Taks, y Lego Mindstorms, NXT-G? También, pero ya será en el siguiente artículo…

¿Cómo empezar a construir y programar robots?

This entry is part 1 of 3 in the series (ES) Creando robots
Honda Asimo

Honda Asimo

Introducción

Crear robots requiere una gran cantidad de conocimientos distintos y, dependiendo de lo sofisticado que sea el comportamiento o tareas que ha de realizar, puede ser realmente complejo y extremadamente difícil.

Los tres pilares fundamentales de la robótica son la electrónica, la mecánica y la informática; tiene otros, pero con estos tres ya podemos empezar a experimentar.

Además de conocimiento aplicable también necesitamos algunos elementos de los que partir, como motores (u otros actuadores), sensores, una computadora de pequeño tamaño, para evitar peso y consumo eléctrico, (habitualmente una SBC o microcontrolador) y una fuente de energía (batería para que sea autónomo) y algunas piezas que sustenten y mantengan unidos a todos estos elementos en sus movimientos y desplazamientos.

Estos elementos los podemos adquirir (algunos incluso fabricar)  por separado o, para facilitar la entrada a la róbótica, también los podemos adquirir de forma conjunta, como un kit.

Comparte en este foro tus dudas y comentarios

¿Qué necesito para empezar?

Sobre todo, ganas de disfrutar creando y aprendiendo.

* Adquirir unos mínimos y básicos conocimientos de:

+ electrónica o electricidad (aunque sólo sea saber distinguir voltaje e intensidad),

+mecánica (lo mínimo sería atornillar y destornillar o conectar piezas tipo Lego)

+informática (saber ejecutar un programa en un ordenador)

* Conseguir, al menos, microcontrolador (Arduino, por ejemplo), un par de motores, un sensor de distancias, unas pilas, cables y una estructura que lo soporte. El conjunto o kit básico.

Un kit, la mejor opción

Una clara ventaja de empezar con un kit es que puedes empezar YA y dedicarte a la parte fundamental (electrónica, mecánica o informática) que más te interese, porque las demás las tienes ya solucionadas; aunque en cualquier momento puedes ponerte a trabajar en cualquiera de las otras partes. Al comprar el kit, con todo el conjunto de elementos necesarios juntos, el precio además suele ser más barato.

Del más caro y complejo al más barato y sencillo

bioloid_bio_img01Bioloid: 18 potentes servomotores, 4 sensores. Ideal para humanoides, cuadrúpedos, hexápodos e incluso vehículos, y crearles software para que se comporten como seres vivos. Incluye software de programación Roboplus Tasks, también se puede programar en C, y de creación de movimientos Roboplus Motion.

Tiene un precio de unos 1000 euros. Sí, resulta algo caro, pero si dispones del dinero y de suficientes conocimientos de programación o ganas de aprender, creo que lo merece.

NXT Acer Explorer con Acer

NXT Acer Explorer con Acer

Mindstorms: 2 servomotores, 1 motor, 4 sensores. Ideal para mecanismos y vehículos. Muy fácil de utilizar, pero también permite crear robots complejos. Incluye software de programacion NXT-G. Mindstorms NXT es posible programarlo también en Java con Lejos y C/C++ con Osek, pero aún no están disponibles para el nuevo Mindstorms EV3 o son versiones muy preliminares.

Tiene un precio de unos 300 euros, aunque pueda parecer caro frente a otras opciones, su enorme potencial y flexibilidad en todos los aspectos (de construcción, programación y de ampliar su electrónica) lo hacen enormemente interesante.

 

Arduino robot

Robot Arduino

Vehículo basado en Arduino: 2 motores más controlador, o 2 servomotores, y los sensores con los que desees empezar. Es el más sencillo y barato, por unos 4060 euros puedes tener lo mínimo. Ideal para profundizar en electrónica.

Se puede programar con el amigable entorno de programación Arduino.

Es el que tiene un precio más barato y que además lo puedes ir comprando por partes, a medida que vayas necesitándolas. No ofrece tanta flexibilidad como Mindstorms ni capacidad para crear robots articulados como Bioloid, pero realmente se puede aprender mucho más de lo que pueda parecer.

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¿Y con menos dinero o sin dinero?

Por menos dinero puedes conseguir un microcontrolador tipo Arduino o sus clones, que cuestan poco más de 20 euros.

O, de forma totalmente gratuita, puedes empezar a aprender a programar en C o C++, que será muy útil para luego darle vida al robot.

¿Con qué robot empezar?

Un sencillo vehículo de dos ruedas tractoras y una libre es un buen punto de partida con el que empezar a divertirse aprendiendo.

A modo de sugerencia de un programa sencillo y cómo ir añadiéndole una mínima complejidad de comportamiento. Se puede hacer de muchísimas formas:

El típico vehículo que hacemos que evite obstáculos mediante dos sensores de contacto, uno a la derecha y otro a la izquierda.

1.- El programa más sencillo simplemente evita los obstáculos girando unos pocos grados a la izquierda cuando detecte una “colisión” en el sensor derecho, y a la izquierda cuando la detecte en el sensor derecho.

2.- Se intenta evitar el obstáculo con las mínimas maniobras posibles para seguir el rumbo establecido.

Pero si el robot se nos acaba situando en un rincón o en un “callejón sin salida” (ha de girar 180 grados o salir marcha atrás) lo más probable es que nunca logre salir por sus propios medios de ahí, ya que irá de “rebotando” del lado izquierdo al derecho y viceversa hasta que se le agoten las baterías…

3.- Añadimos un poco de “inteligencia” y complejidad. En lugar de girar siempre unos determinados grados fijos vamos a hacer que cuando detecte cierta cantidad de colisiones seguidas (en determinada cantidad de milisegundos o segundos) aumente el número de grados que girará, para así acabar consiguiendo que salga del rincón o del “callejón”.

4.- Ahora el problema es que tras salir del rincón o del “callejón” cuando detecte un obstáculo va a girar mucho más de lo necesario. Pues igual que se lo dimos, grados de más a girar, se lo quitamos; a medida que pasan determinados milisegundos o segundos sin detectar colisiones iremos disminuyendo los grados a girar hasta que lleguen al valor inicial.

Realmente sólo estamos utilizando dos sensores de contacto, medición del tiempo y contador de colisiones, pero ya no es ese sencillo programa inicial.

Otro paso sería añadir un sensor de luz que hiciera al robot tender hacia la fuente de luz más intensa, evitando los obtáculos del camino, claro.

Y en el siguiente artículo…

Empezando a programar

Aprendiendo a programar con Bioloid, Mindstorms o robot basado en Arduino.

Arduino C++ examples tutorial using Duemilanove (I)

This entry is part 5 of 5 in the series Cheapest robot (Arduino)

This is the first example in a serie of cheap (absolutely free and cheap) articles to get some basic and practical C++ knowledge. It will references the great explanations provided at www.cplusplus.com C++ tutorial. Using Arduino Duemilanove (well, really it’s a Funduino).

Here you can download The file with the code, and you can find links to a lot of free tutorials, courses and books to learn C++ here.

// C++ crash tutorial with Arduino Duemilanove.

// First example: http://softwaresouls.com/softwaresouls/2013/06/23/c-crash-tutorial-using-robotis-cm-900-board-and-ide-i/

/*
Hello World shows messages on construction and destruction
Also it lets you to salute.
Showing always its assigned identifiction number MyId
*/
class HelloWorld
{
private:
int myId; //Object identification num ber

public:

// class constructor http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/
HelloWorld(char *message, byte id)
{
myId=id;
Serial.print(message);
printId();
}

// class destructor http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/
~HelloWorld()
{
Serial.print ("Destructing object: ");
printId();
}

void printId()
{
Serial.print(" ID:");
Serial.println(myId);
Serial.println(" ");
}

void Salute(char *name)
{
Serial.print("Hi!, ");
Serial.println(name);
Serial.print("Regards from object: ");
printId();
}
};

/*
void setup() function it's only executed one time at the start of the execution.
It is called from a hidden main() function in the Ronbotis CM-900 IDE core.

\ROBOTIS-v0.9.9\hardware\robotis\cores\robotis\main.cpp
Note: "while (1)" is a forevr loop ( http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/control ):

(Basic structure http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/program_structure/)

int main(void) {
setup();

while (1) {
loop();
}
return 0;
}
*/
void setup()
{
Serial.begin(57600); //initialize serial USB connection
delay(3000); //We will wait 3 seconds, let the user open (Control+Shift+M) the Monitor serial console
}

//We will not see neither the construction nor the destruction of this global object because serial port it's not still initiated
HelloWorld hw0("construction object", 0); //Object construction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/

// A counter to see progress and launch events
int iterationCounter=0; //An integer variable to count iterations http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/variables

// void loop() will be executing the sentences it contains while CM-900 is on.
void loop()
{
// Lets's show only the first 5 iterations http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/control/
if (iterationCounter<5)
{
Serial.print("starting iteration #");
Serial.println(++iterationCounter); // firts, iterationCounter is incremented and then printed

// We will see the consttructiona and destruction messages from this local (inside the loop function) object. Object construction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/
HelloWorld hw1("constructing object", 1);
hw1.Salute("Joe");

if (iterationCounter==3)
{
// We will see the consttruction and destruction messages from this local (inside the "if" block inside the "loop" function) object. Objet construction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/
HelloWorld hw2("constructing object", 2);
hw2.Salute("Jones");
} // Objet hw2 destruction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/

//Let's show that object hw0 is alive
hw0.Salute("Pepe");

Serial.print("ending iteration #");
Serial.println(iterationCounter++); // first cpunter is printed, then incremented.
} // Objet hw1 destruction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/
} // Program end. Objet hw0 destruction http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/

Arduino LCD 1602 (16×2) display

This entry is part 4 of 5 in the series Cheapest robot (Arduino)

Another little pearl from www.dx.com is the Arduino compatible LCD 1602 (16 characters each of the 2 rows) display:

20130616_091530

It’s really cheap, 6$/4.5€, works very fine and it’s easy to use! I will use as a handy debug display and little dashboard (it has 6 buttons at the bottom) while on field robots debugging, but this wioll be a near post with the sourcecode (that also will be a order receiver to program a Rapsberry Pi to control a robot using and Arduino Funduino Duemilanove.)

Arduino LCD text

Two easy examples from the Arduino IDE wondeful examples, it’s important that you notice that the initialization sentence should be:

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

The hello world

/*
  LiquidCrystal Library - Hello World
 
 Demonstrates the use a 16x2 LCD display.  The LiquidCrystal
 library works with all LCD displays that are compatible with the 
 Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you
 can usually tell them by the 16-pin interface.
 
 This sketch prints "Hello World!" to the LCD
 and shows the time.
 
  The circuit:
 * LCD RS pin to digital pin 12
 * LCD Enable pin to digital pin 11
 * LCD D4 pin to digital pin 5
 * LCD D5 pin to digital pin 4
 * LCD D6 pin to digital pin 3
 * LCD D7 pin to digital pin 2
 * LCD R/W pin to ground
 * 10K resistor:
 * ends to +5V and ground
 * wiper to LCD VO pin (pin 3)
 
 Library originally added 18 Apr 2008
 by David A. Mellis
 library modified 5 Jul 2009
 by Limor Fried (http://www.ladyada.net)
 example added 9 Jul 2009
 by Tom Igoe
 modified 22 Nov 2010
 by Tom Igoe
 
 This example code is in the public domain.

 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal
 */

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins
//LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

void setup() {
  // set up the LCD's number of columns and rows: 
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Te, amo, Nuriitaa!");
}

void loop() {
  // set the cursor to column 0, line 1
  // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
  lcd.setCursor(0, 1);
  // print the number of seconds since reset:
  lcd.print(millis()/1000);
}

Testing buttons

//Sample using LiquidCrystal library
#include <LiquidCrystal.h>
 
/*******************************************************
 
This program will test the LCD panel and the buttons
Mark Bramwell, July 2010
 
********************************************************/
 
// select the pins used on the LCD panel
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
 
// define some values used by the panel and buttons
int lcd_key     = 0;
int adc_key_in  = 0;
#define btnRIGHT  0
#define btnUP     1
#define btnDOWN   2
#define btnLEFT   3
#define btnSELECT 4
#define btnNONE   5
 
// read the buttons
int read_LCD_buttons()
{
 adc_key_in = analogRead(0);      // read the value from the sensor
 // my buttons when read are centered at these valies: 0, 144, 329, 504, 741
 // we add approx 50 to those values and check to see if we are close
 if (adc_key_in > 1000) return btnNONE; // We make this the 1st option for speed reasons since it will be the most likely result
 if (adc_key_in < 50)   return btnRIGHT; 
 if (adc_key_in < 195)  return btnUP;
 if (adc_key_in < 380)  return btnDOWN;
 if (adc_key_in < 555)  return btnLEFT;
 if (adc_key_in < 790)  return btnSELECT;  
 return btnNONE;  // when all others fail, return this...
}
 
void setup()
{
 lcd.begin(16, 2);              // start the library
 lcd.setCursor(0,0);
 lcd.print("Push the buttons"); // print a simple message
}
  
void loop()
{
 lcd.setCursor(9,1);            // move cursor to second line "1" and 9 spaces over
 lcd.print(millis()/1000);      // display seconds elapsed since power-up
 
 
 lcd.setCursor(0,1);            // move to the begining of the second line
 lcd_key = read_LCD_buttons();  // read the buttons
 
 switch (lcd_key)               // depending on which button was pushed, we perform an action
 {
   case btnRIGHT:
     {
     lcd.print("RIGHT ");
     break;
     }
   case btnLEFT:
     {
     lcd.print("LEFT   ");
     break;
     }
   case btnUP:
     {
     lcd.print("UP    ");
     break;
     }
   case btnDOWN:
     {
     lcd.print("DOWN  ");
     break;
     }
   case btnSELECT:
     {
     lcd.print("SELECT");
     break;
     }
     case btnNONE:
     {
     lcd.print("NONE  ");
     break;
     }
 } 
}

Cheapest Arduino based robot: parts, examples of use and documentation

This entry is part 3 of 5 in the series Cheapest robot (Arduino)
Ultrasonic Smart Car Kit

Ultrasonic Smart Car Kit

Arduino cheap robot car

Arduino cheap robot car

Funduino Arduino DuemilaNove clon

Funduino Arduino DuemilaNove clon

It’s really cheap but it does not include any documentation; but don’t panic, all you will need can be found on Internet. And now, the main electronic components: the microcontroller, the dual motor driver, the ultrasonic sensor and the servo:

The microcontroller brain is a Funduino (Arduino Duemilanove clone), and as far I’ve used it (and as other buyer said is fully, at least for software, compatible). Here we will not have any problem because there are a lot of documentation about Arduino and Duemilanove.

A simple hello world example (here the file)

// Blinking LED

int ledPin = 13;                 // LED connected to digital pin 13

void setup()
{
  Serial.begin(57600);
  printf ("Setup/n/l");
  Serial.println("Hello world!");
  pinMode(ledPin, OUTPUT);      // sets the digital pin as output
}

void loop()
{
  printf ("2009");
  Serial.println("2009");
  digitalWrite(ledPin, HIGH);   // sets the LED on
  delay(1000);                  // waits for a second
  digitalWrite(ledPin, LOW);    // sets the LED off
  delay(1000);                  // waits for a second
}
Dual_H-Bridge_Motor_Driver

Dual_H-Bridge_Motor_Driver

But to control the two motors this kit use an Dual H-Bridge motor driver (L298). Here (read the Drive Two DC Motors section) you can find a lot of useful documentation and examples, and  here and here you can find also more information, specially about electronics.

Here a file with a simple example, and here another example with speed control

int ENA=5;//connected to Arduino's port 5(output pwm)
int IN1=2;//connected to Arduino's port 2
int IN2=3;//connected to Arduino's port 3
int ENB=6;//connected to Arduino's port 6(output pwm)
int IN3=4;//connected to Arduino's port 4
int IN4=7;//connected to Arduino's port 7

int ledPin = 13;

void blink(int times)
{  
  while (times>0)
  {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);   // sets the LED on
    delay(500);                  // waits for a second
    digitalWrite(ledPin, LOW);    // sets the LED off
    delay(500);
    times--;
  }
}

void initialize()
{
  Serial.println("Two motors");

  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(ENB,OUTPUT);
  pinMode(IN1,OUTPUT);
  pinMode(IN2,OUTPUT);
  pinMode(IN3,OUTPUT);
  pinMode(IN4,OUTPUT);

  digitalWrite(ENA,LOW);
  digitalWrite(ENB,LOW);//stop motors

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);//setting motorA's forward directon
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);//setting motorB's forward directon
}

void setup()
{
  Serial.begin(57600);
  initialize();
}

void loop()
{
  int t=1;
  initialize();

  Serial.println("1 Full forward");
  analogWrite(ENA,255);//start driving motorA
  analogWrite(ENB,255);//start driving motorB

  delay(1000*t);

  Serial.println("2.1 Turning A");

  // Backwards motor A, turning robot
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);// setting motorA's backwards directon

  delay(500*t);

  // full forward again
  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);//setting motorA's forward directon

  delay (1000*t);

  Serial.println("2.2 Turning B");

  // Backwards motor B, turning robot
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);//setting motorB's backward directon

  delay(500*t);

  // full forward again
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);//setting motorB's forward directon

  delay (1000*t);

  Serial.println("3 Full backward");
  // full backwards
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);// setting motorA's backwards directon

  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);//setting motorB's backward directon

  delay (2000*t);
  // Slowing motors

  Serial.println("4 slowing motors");
  analogWrite (ENA,180);
  analogWrite (ENB,180);
  delay(1000*t);

  Serial.println("5 more slowing motors");
  analogWrite (ENA,110);//stop driving motorA
  analogWrite (ENB,110);//stop driving motorB
  delay(1000*t);

  Serial.println("6 stoping motors");
  analogWrite (ENA,0);//stop driving motorA
  analogWrite (ENB,0);//stop driving motorB

  blink (3);
Ultrasonic sensor hc-sr04

Ultrasonic sensor hc-sr04

The HC-SR04 ultrasonic distance sensor, example of use (here the file):

/*
HC-SR04 Ping distance sensor]
VCC to arduino 5v GND to arduino GND
Echo to Arduino pin 13 Trig to Arduino pin 12
More info at: http://goo.gl/kJ8Gl
*/

#define trigPin 9
#define echoPin 11

void setup() {
  Serial.begin (115200);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  int duration, distance;

  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(1000);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration/2) / 29.1;
  if (distance > 400 || distance < 0){
    Serial.println("Out of range");
  }
  else {
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");
  }

  delay(500);
}

TowerPro micro servo SG90

TowerPro micro servo SG90

And the Tower PRO SG-90 micro servo (and here the file with the example):

// Sweep
// by BARRAGAN <http://barraganstudio.com>
// This example code is in the public domain.

#include

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// a maximum of eight servo objects can be created

int pos = 0;    // variable to store the servo position

void setup()
{
  myservo.attach(3);  // attaches the servo on pin 3 to the servo object
}

void loop()
{
  // goes from 0 degrees to 180 degrees in steps of 1 degree 
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1) {
    myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' 
    delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position 
  } 

  for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)     // goes from 180 degrees to 0 degrees
  {
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
  }
}

Soon I will add an LCD display with 6 buttons

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