Getting started

Common info

Installing environment

Programovanie robota Cing je uskutočňované skrz Arduino IDE programovacie prostredie. Pre inštálaciu Arduino IDE prostredia postupujte podľa návodu. V prípade, že používate Windows ako operačný systém je nutné stiahnuť a nainštalovať ovládače. Po stiahnutí ovládačov otvorte stiahnutý .exe súbor. Po otvorení pripojte USB ASP programátor do počítača a uistite sa, že svieti modrá led dióda ako na obrázku. Následne v options zvoľte možnosť "List All Devices". Z menu vyberte USBASP prípadne UNKNOWN. Ako driver zvoľte "WinUSB" a stlačte "Install WCID Driver".

Setting up an enviroment

Po nainštalovaní Arduino IDE ho otvoríme. Otvoríme si File>>Preferences. Otvorí sa nám niečo podobné ako na obrázku. Stlačte nasledové tlačidlo pre skopírovanie odkazu a vložte tento odkaz do poľa Additional Boards Manager URLs: Copy board manager link Po vložení linku stlačte OK. Následne otvorte Tools >> Board: a zvoľte Board manager.... Po otvorení okna vyhľadajte RobotCing zvolte poslednú verziu a stlačte Install. Ako poslednú vec nainštalujeme knižnice. Knižnice sú pre každý procesor iné a preto odporúčame nainštalovanie knižníc len pre procesory, ktoré máte. Taktiež je potrebné nainštalovať:

• DallasTemperature
• OneWire
• Adafruit NeoPixel

Táto inštalácia je uskutočnovaná skrz Sketch >> Include Library >> Manage Libraries a následným vyhľadaním príslušnej knižnice a stlačením tlačidla Install.

Knižnice pre jednotlivé procesory sú:

• Attiny85_IO_basic
• Attiny85_IO
• Attiny84_IO_basic
• Attiny84_IO
• Atmega8_IO_basic
• Atmega8_IO
• Atmega328

Táto inštalácia je uskutočnovaná skrz Sketch >> Include Library >> Manage Libraries a následným vyhľadaním príslušnej knižnice a stlačením tlačidla Install.

Using Arduino IDE

Po nainštalovaní programovacieho prostredia Arduino IDE si ukážeme ako nahrávať programy do robota Cing. Po otvorení Arduino IDE môžeme vidieť editor, kde budeme písať kód. V tomto editore sa nachádza void setup(){} a void loop(){}. Program sa píše medzi {} a za každým príkazom sa dáva bodkočiarka. void setup(){} sa spustí raz pri štarte mikrokontroléra. Preto sa do void setup(){} dávaju časti programu, ktoré sa majú spustiť iba raz. void loop(){} je časť programu ktorá sa začne vykonávať po void setup(){} a beží v nekonečnom cykle. Do nej budeme písať väčšinu príkazov. Po naprogramovaní je potrebné vybrať správny procesor. To urobíme skrz Tools>>Board a zvolíme použitý procesor. Ako programátor zvolíme z menu Programmer:USBASP. Pred prvým použitím procesora stlačímenu Burn Bootloader. To zabezpečí správne nastavenie procesora(nastaví sa tým jeho freqvencia a iné parametre). Pre nahrávanie programu stlačíme Sketch>>Upload using programmer. Po krátkej chvíli by sme mali vidieť v dolnej lište Done uploading. V prípade, že nahrávanie je neúspešné a obdržite hlášku avrdude: error: could not find USB device... skontrolujte pripojenie USBASP prípadne preinštalujte driver. V prípade, že obdržite hlášku avrdude: error: program enable: target doesn't answer... skontrolujte pripojenie USBASP do robota Cing.

Introduction

V tejto krátkej príručke sa zoznámite so základnými príkazmi pre programovanie robota Cing a základnými algoritmami týkajúcich sa programovania. Je určená pre začiatočníkov, ale aj pokročilých, detí ale aj dospelých – skrátka pre každého, kto má záujem naučiť sa základy programovania. Robot Cing nepoužíva vlastný programovací jazyk, ale Arduino knižnicu, ktorá umožňuje jednoduché naprogramovanie robota pre začiatočníkov a  stredne pokročilých. Pokročilí a skúsení používatelia môžu robota Cing programovať priamo v Arduino prostredí bez použitia knižnice. V časti Attiny85 sa budeme zaoberať programovaním zakladných algoritmov pre robota Cing s Procesorom Attiny85.

Attiny85

Getting started with robot

V tejto kapitole sa zoznámime s programovacím prostredím robota Cing a naučíme robota Cing pohnúť sa z miesta. Nebudeme používať žiadne senzory, pretože našou úlohou bude robota Cing rozhýbať.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor

Going forward and left

Strategy: Robot Cing sa bude pohybovať na oboch motoroch dopredu, na pravom motore doľava a na ľavom motore doprava.

V druhom a štvrtom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO_basic.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa. Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. Attiny.motor (“A”, 1, “digital”) ⇒ pomocou tohto príkazu robot Cing zapne motor “A” na 100% (1=100%). V prípade, že by v príkaze bola v druhom parametri 0, motor sa vypne (0=0%). Prvý parameter, ktorý môže obsahovať “A”, ”B”, ”AB” určuje, pre ktorý motor/motory sa vzťahujú nasledujúce parametre príkazu. Posledný parameter určuje spôsob zapínania motoru (“digital”, “analog”). V prípade, že je parameter nastavený na “analog”, vieme motor regulovať od 0% po 100%. V nasledujúcom príkaze má motor nastavený parameter na 33% ⇒ Attiny.motor(“B”, 33, ”analog”). Príkaz delay (2000) ⇒ čaká 2000 milisekúnd. Ako si môžete vyskúšať, robot sa hýbe dve sekundy smerom dopredu oboma motormi, potom 1000 milisekúnd motorom “A” dopredu, pričom motor “B” stojí.

Speeding up and slowing down

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor

Robot Cing bude postupne zvyšovať svoju rýchlosť a potom postupne spomaľovať.

V druhom a štvrtom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO_basic.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V deviatom riadku programu vytvárame cyklus for, ktorý sa chová ako počítadlo, pre ktoré platí, že hodnota x=0, a kým je x<101, tak po každom dokončení cyklu for ku x pripočíta 1. Znamená to teda, že robot bude postupne zrýchľovať z 0% na 100% na parametri “analog” a následne spomaľovať zo 100% na 0% na parametri “analog”. Pokiaľ chceme dosiahnuť, aby nám cyklus for vrátil hodnoty 0 až 100 a nemuseli sme písať 0 až 101 stačí pri porovnaní použiť znamienko <=. Tým istým spôsobom vieme docieliť aj znižovanie rýchlosti, no vtedy musíme použiť znamienko >=.

Line following using 1 sensor

V tejto kapitole si ukážeme, ako naprogramovať robota Cing, aby sa pohyboval po čiare.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor

Robot Cing bude sledovať čiaru senzorom tak, že ak svetelný senzor nasníma čiaru na plátne, pohne pravým motorom dopredu. Ak čiaru nenasníma, pohne ľavým motorom.

V druhom a štvrtom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO_basic.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V siedmom riadku sa overuje hodnota svetelného senzora číslo 1 – ak je jeho analogová hodnota >50, vypne motor B a zapne motor A. Ak je jeho hodnota <=50, vykonajú sa príkazy v else. Príkazy v else vypnú motor B a zapnú motor A.

Line following using 2 sensors

V tejto kapitole si ukážeme, ako naprogramovať robota Cing, aby sa pohyboval po čiare pomocou 2 senzorov.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor

Robot Cing bude sledovať čiaru pomocou dvoch svetelných senzorov. Oba motory idú dopredu, pokiaľ jeden zo svetelných senzorov nenasníma čiaru. Ak ju nasníma, motor na tej strane sa zastaví.

V druhom a štvrtom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO_basic.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V siedmom riadku sa overuje podmienka pre svetelný senzor číslo 1, teda či je jeho hodnota <50. Ak je jeho hodnota <50, zastaví motor A. Ak je hodnota väčšia, motor A zapne. V desiatom riadku sa overuje podmienka pre svetelný senzor číslo 2. Ak je jeho hodnota <50, zastaví motor B. Ak je hodnota väčšia, motor B sa zapne. V prípade, že ani jedna z týchto podmienok nieje vykonaná spustí sa else na jedenástom riadku, ktorý zapne motory AB.

Comparing temperature

V tejto kapitole si ukážeme, ako naprogramovať robota Cing tak, aby reagoval na zmenu teploty s využitím tepelného senzora. Robot sa po zohriatí senzora začne hýbať.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor
• Tepelný senzor

Robot Cing bude stáť pokiaľ sa okolitá teplota nezvýši nad 30 °C. Potom sa začne pohybovať dopredu.

V prvom a druhom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V prvom riadku procedúry sa overuje hodnota tepelného senzora. Ak je jeho hodnota >30 stupňov, zapne motor A a motor B. Ak je jeho hodnota <30 stupňov, vypne motory AB.

Comparing shine

V tejto kapitole si vytvoríme program, ktorým rozhýbeme robota Cing pomocou senzora osvetlenia.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor
• Senzor osvetlenia(Shine senzor)

Robot Cing bude stáť. Ak osvetlíme senzor osvetlenia na viac ako 50%, Cing sa začne hýbať dopredu.

V prvom a druhom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V deviatom riadku procedúry sa overuje podmienka pre senzor osvetlenia. Ak je osvetlený na viac ako 20%, robot Cing pôjde dopredu na oboch motoroch. Ak podmienka splnená nie je, robot Cing bude stáť.

Setting variable value

V tejto kapitole budeme vytvárať programy, pomocou ktorých bude Cing počítať čiary a na základe toho vykonávať ďalšie procesy.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor
• Potenciometer externý

Robot Cing pôjde dopredu, ak mu hodnotu na potenciometri nastavíme na viac ako 50%. Ak bude hodnota nižšia ako 50%, Cing bude stáť.

V prvom a druhom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V deviatom riadku procedúry overujeme, či je na potenciometri nastavená hodnota vyššia ako 50%. Ak je podmienka splnená, Cing pôjde dopredu. Ak podmienka splnená nie je, robot ostane stáť.

Counting lines

V tejto kapitole budeme vytvoríme program, pomocou ktorého bude Cing počítať čiary a na základe toho vykonávať ďalšie procesy.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny85
• ICSP ASP programátor
• Potenciometer externý

Robot Cing bude chodiť po plátne, na ktorom bude mať niekoľko čiar. Pomocou svetelného senzora spočíta všetky čiary. Pokial nenapočíta 10 čiar pojde dopredu. Po napočítaní 10-tich čiar sa otoči a zastane.

V prvom a druhom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny85 (implementujú knižnicu <Attiny85_IO.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V treťom riadku procedúry vytvárame premennú x s hodnotou 0. V desiatom riadku zadávame podmienku, ktorá hovorí, že program v zátvorkách sa bude opakovať, pokiaľ x <=10. Kým podmienka nebude splnená, robot pôjde dopredu, pričom bude overovať či svetelný senzor nenasnímal čiaru. Ak ju nasnímal x++ pridá premennej hodnotu 1. Ak x nadobudne hodnotu 10, vykoná sa proces v zátvorkách else.

Attiny84

V prvej časti zo série robota Cing sme si ukázali najzákladnejšie pohyby robota, pohyby vpred a do strán a tiež sme si vyskúšali prácu z rôznymi senzormi a funkciami s parametrami. V tejto príručke si ukážeme, ako vylepšiť pohyby, vytvárať zložitejšie príkazy, vyskúšame si prácu s novými senzormi či komponentmi a naučíme sa, ako správne používať príkazy. Navyše ku kapitolám pribudnú úlohy, takže sa nemusíte obávať, že by toho bolo málo. Opäť sa budeme vzdelávať hravou a zábavnou formu. Nemusíte sa báť, že to bude ťažké – práve naopak! Vďaka poznatkom a vedomostiam z predchádzajúcej časti to bude ešte jednoduchšie!

Pokračujeme v pohybe

V predchádzajúcej časti sme sa zoznámili s programovacím prostredím robota Cing a naučili robota Cing pohnúť sa z miesta. S týmto procesorom však pribudla aj funkcia cúvania. V tejto kapitole si ukážeme, ako naprogramovať Cinga tak, aby sa hýbal nielen dopredu, ale aj dozadu.

Budeme potrebovať:
• Robota Cing s processorom Attiny84
• ICSP ASP programátor

Going backward and forward

Strategy: Robot Cing sa bude pohybovať na oboch motoroch dopredu nejakú dobu, a potom cúvne naspäť dozadu.

V druhom a štvrtom riadku programu sú príkazy určené pre programovacie prostredie, ktoré povedia, že budeme používať zjednodušené príkazy pre Attiny84 (implementujú knižnicu <Attiny84_IO_basic.h>). Príkazy vo void loop(){} v svorkových zátvorkách:{} bežia v nekonečnom procese a opakujú sa.Príkazy vo void setup(){} v svorkových zátvorkách:{} zbehnú iba raz a používajú sa nastavenie elektroniky. Kedže používame knižnice, nemusíme nastavovať elektroniku a preto ostane void setup(){} prázdny. V deviatom riadku programu zapíname motory “AB“ na 1000 milisekúnd (1 sekundu). Potom tieto motory zapneme na parameter -1, čo znamená, že motory “AB“ pôjdu aj naďalej, avšak nie dopredu, ale dozadu. Teda na rozlíšenie smeru pohybu kolies používame znamienko -. Ak ku parametru nedáme znamienko, znamená to, že sa robot bude hýbať dopredu.