Scelta del linguaggio di programmazione

Per quanta riguarda il linguaggio di programmazione, la nostra prima scelta era java, in quanto argomento del nostro anno scolastico; però dopo esserci resi conto della complessità di tale linguaggio per gestire la comunicazione bluetooth abbiamo deciso di provare altri linguaggi; siamo arrivati ad una soluzione, ovvero Python, e all'utilizzo della sua libreria “PySerial”, che permette di comunicare in maniera seriale attraverso una porta “COM” del pc da noi specificata; tutto ciò ha reso la realizzazione (lato software) del progetto molto più semplice.

Logica dei dati da trasferire

Abbiamo cercato di rendere la comunicazione di dati tra controller ed Arduino la più comprensibile possibile, per far ciò abbiamo creato una specie di protocollo tra Master e Slave, dove:

Implementazione del codice

Per il codice sono state proposte più versioni, dove le prime presentavano un'interfaccia grafica abbozzata, mentre la definita utilizza una funzione per eseguire determinate istruzioni dipendentemente dal tasto che viene premuto (sulla tastiera), e logicamente noi abbiamo collegato i già canonici “wasd”, con anche i caratteri “q” ed “e” per altre opzioni, le istruzioni poi utilizzavano dei metodi di “PySerial”, che avviavano il trasferimento seriale di dati via bluetooth.

Prototipi e codice definitivo:

Prima prova di controller:

Prima sperimentazione comunicazione seriale:

Codice definitivo:

Logica delle istruzioni

Come detto prima, per le varie istruzioni abbiamo adottato un “protocollo” molto semplice, quindi logicamente nel nostro arduino, all'arrivo del dato di valore “2”, che stava ad indicare l'istruzione “avanti”, venivano rilasciati valore di tensione “HIGH” nei digitalPin predestinati alla gestione dei motori, la stessa regola è stata applicati per le altre istruzioni, cosi mescolando la logica dei movimenti base e la logica delle istruzioni, siamo riusciti a ricavare il programma “Slave” dall'arduino.

Implementazione del codice

Servendoci dell'IDE Arduino, abbiamo sviluppato il codice per la gestione dei pin digitali:

#include <avr/wdt.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#define VCCBLU 12 //pin per hc05
#define GNDBLU 11
SoftwareSerial mySerial(10, 9);
//pin dei motori
//dietro sinista
#define DX 10
#define SX 11
void setup() {
  Serial.begin(9600); // inizializza la comunicazione seriale a 9600 bps
  mySerial.begin(9600); //creo la mia seriale digitale
  pinMode(VCCBLU, OUTPUT);
  pinMode(GNDBLU, OUTPUT);
  digitalWrite(VCCBLU, HIGH); //accendo hc05
  digitalWrite(GNDBLU, LOW);
  while (!Serial) { ; } //attendo che si stabilisca la connessione
  wdt_enable(WDTO_1S);
  //setto i pin dei motiri come output
  pinMode(DX, OUTPUT);
  pinMode(SX, OUTPUT);
}
void loop() {
  wdt_reset();
  if (mySerial.available() > 0) { // se ci sono dati disponibili sulla seriale
    char incomingByte = mySerial.read(); // leggi un carattere dalla seriale
    if (incomingByte == '2') { // se il carattere ricevuto è '2'
      avanti(); //tutti accesi
      delay(200);
      wdt_reset();
      spenti(); //tutti i motori spenti
    } else if (incomingByte == '1') {
      spenti(); //motori spenti
      wdt_reset();
    } else if (incomingByte == '3') {
      destra(); //motori destra
      delay(200);
      wdt_reset();
      spenti(); //motori spenti
    } else if (incomingByte == '4') {
      sinistra(); //motori sinistra
      delay(200);
      wdt_reset();
      spenti(); //motori spenti
    } else {
      spenti(); //motori spenti
      wdt_reset();
    }
  }
  while (mySerial.available() > 0) { //pulisco la seriale
    wdt_reset();
    char incomingByte = mySerial.read();
  }
}
void avanti() {
  digitalWrite(SX, HIGH);
  digitalWrite(DX, HIGH);
  return;
}
void sinistra() {
  digitalWrite(SX, LOW);
  digitalWrite(DX, HIGH);
  return;
}
void destra() {
  digitalWrite(SX, HIGH);
  digitalWrite(DX, LOW);
  return;
}
void spenti() {
  digitalWrite(SX, LOW);
  digitalWrite(DX, LOW);
  return;
}

Risoluzione delle criticià

All'inizio abbiamo trovato molti problemi nella corretta interpretazione dei dati ricevuti dal programma Python, e ciò causava un loop infinito all'interno del nostro software arduino, perciò come prima cosa abbiamo implementato la libreria “avr/wdt.h”, che ci permette di resettare l'arduino e farlo ripartire ogni qualvolta il timer (impostato da noi) si azzerasse, cosi da impossibilitare l'evento di loop infiniti; infine, dopo svariati test abbiamo capito che il vero problema risedeva nei troppi dati ricevuti, e ciò portava ad un rallentamento considerevole del programma nel passare da un' istruzione ad un'altra, perciò dopo qualsiasi istruzione eseguita, abbiamo messo un loop di while che ritornasse alla fine dei dati seriali, cosi da rendere il programma pronto all' ultima istruzione ricevuta

while (mySerial.available() > 0) { //pulisco la seriale
  wdt_reset();
  char incomingByte = mySerial.read();
}

Risoluzione

Dopo esserci resi conto di questo problema abbiamo installato un diodo tra il collegamento positivo e negativo del motore DC, cosi da rendere impossibile questo ritorno di corrente.

Risoluzione

Per questo abbiamo deciso di avere una batteria dedicata per ogni coppia di motori, cosi da acquisire peso con la batteria supplementare, ma da poterlo sostenere grazie alla maggiore potenza sprigionabile.

Risoluzione

Abbiamo confrontato più materiali diversi tra di loro, ma le due opzioni più gettonate sono state alluminio (semplici lattine) e semplice cartone, inizialmente eravamo più orientati verso l'alluminio che alla fine si rivelo proprio la nostra scelta, utilizzando una lattina come scocca per la macchinina.