공부합시다.: 아두이노 스케치 및 회로도 - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

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우선 허접하게나마 만들었던 회로도 입니다.

우선 이름이 안적힌 왼쪽 아래의 것은 모터 제어 모듈입니다. 모터들은 모터 제어 모듈에 연결하고요. 여기에서 10핀에 대한 부분만 그려놓았고요. 사실과 다른 부분이 있다면 mpu6050에서의 vcc는 3.3v에 연결한부분만 다르네요..

실제 사진은

이렇기에....

흰색은 브레드보드(빵판)입니다.

이 아래부터는 저의 완성된 자동차에 쓰인 소스입니다,

주의 하여 볼점은 a라는 값입니다,
모터에 넣어줘야 할 값은 계속해서 지속적으로 값을 넣어줘야 하지만
센서의 값들은 빠르게 지속적으로 넣어줘야 할 필요는 없습니다.
만약 만약 모든 센서의 값도 들어오는 데로 처리하게 된다면 아두이노의 처리가 빠르지 않기 때문에 처리해야 할 양이 오버되어 작동을 멈추는 연상이 일어나게 됩니다.
a라는 값을 넣어줘서 모터 제어의 처리와 센서의 처리의 비율을 500:1로 만들어 작동하게 만들었습니다.
방법은 제일 간단하게 a값을 자동으로 증가시키고 500이라는 수에 도달하면 작동하도록 if문을 사용하는 방식으로 했습니다.

모터제어의 방법은 16전진, 32후진, 4좌회전,8후회전 으로 정하여
전진 좌회전일 경우는 합한 20이 들어오게 되어 작동하는 방식입니다. 사실 이 방법은 BluCar라는 외국의 자동차 키트 개발한 곳에서 사용한 방법을 복잡한 것을 다 때고 간단하게 사용한 방식입니다.

제 소스에서는 자동차 모듈의 왼쪽과 오른쪽 바퀴에서 전후진 값이 다른데 그것은 핀을 연결할 때 반대로 연결하는 걸 실험해보다가 바꾸지 않고 소스로만 바꿔서 그렇다는점 유의 바랍니다.

그리고 원래 모드에서는 충격센서를 이용해서 키트에 충격이 가해지면 차량이 멈추도록 하였었는데 아예 삭제를 했습니다...
이유는 그 당시 교수님께 검사를 받아야 하는데 충격실험 하기가 검나서 하고 설명과 충격의 결과만 보여드리고 끝을 냈었습니다.

그외의 모든 소스는 여태것 정리했던 소스를 짜집기 한 수준으로 앞의 내용과 다른 점은 없습니다.

#include <SoftwareSerial.h> //아두이노 우노에서 시리얼 통신은 기본으로 0번과 1번을 쓴다.
#define dht11_pin 54 //Analog port 0 on Arduino Mega2560
// 이 포트를 중복해서 사용하지 않고 다른 포트를 사용하기 위해서는
// 아두이노에서 제공하는 라이브러리 SoftwareSerial을 사용하면 된다.
#include <Wire.h>
//----------------------------------MPU6050 연결핀 및 설정값------
#define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B // R
#define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B // R/W
#define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C // R/W
#define MPU6050_WHO_AM_I 0x75 // R
#define MPU6050_I2C_ADDRESS 0x68
//----------------------------------모터제어모듈 연결핀-------
#define LE 52
#define RE 53
#define LM 50
#define RM 51
#define LS 9
#define RS 12
//----------------------------------기타 핀----------------
#define dp 1 //display to BT and serial
#define shock 7
#define sonicPin 8
#define led 13

SoftwareSerial BTserial(10,11); // BTserial이라는 이름의 통신장치로 2(TX), 3(RX)포트로 시리얼 통신한는 설정

long sonicval = 0;
long cm, inch;
int a = 0;
int b = 0;
int s = 0;
static int n=4;

int pwm = 120;//모터의 속도
int turn = 80;//좌우회전시 추가해야할 속도

byte read_dht11_dat()
{
  byte i = 0;
  byte result=0;
  for(i=0; i< 8; i++)
  {
    while (!digitalRead(dht11_pin));
    delayMicroseconds(30);
    if (digitalRead(dht11_pin) != 0 )
      bitSet(result, 7-i);
    while (digitalRead(dht11_pin));
  }
  return result;
}
long cmtomicro(long a){
  return a/29/2;
}
long inchtomicro(long b){
  return b/74/2;
}

typedef union accel_t_gyro_union
{
  struct
  {
    uint8_t x_accel_h;
    uint8_t x_accel_l;
    uint8_t y_accel_h;
    uint8_t y_accel_l;
    uint8_t z_accel_h;
    uint8_t z_accel_l;
    uint8_t t_h;
    uint8_t t_l;
    uint8_t x_gyro_h;
    uint8_t x_gyro_l;
    uint8_t y_gyro_h;
    uint8_t y_gyro_l;
    uint8_t z_gyro_h;
    uint8_t z_gyro_l;
  }
  reg;
  struct
  {
    int x_accel;
    int y_accel;
    int z_accel;
    int temperature;
    int x_gyro;
    int y_gyro;
    int z_gyro;
  }
  value;
};


void setup() {
  // initialize the LED pin as an output:
  Serial.begin(9600);
  BTserial.begin(9600); // 통신모듈의 baudrate값을 써 통신을 시작
  pinMode(led, OUTPUT);
  pinMode(dht11_pin, OUTPUT);
  digitalWrite(dht11_pin, HIGH);
  pinMode(sonicPin, OUTPUT);
  digitalWrite(sonicPin, HIGH);
  pinMode(shock, OUTPUT);
  digitalWrite(shock, HIGH);
  pinMode(LE,OUTPUT);
  pinMode(RE,OUTPUT);
  pinMode(LM,OUTPUT);
  pinMode(RM,OUTPUT);
  pinMode(LS,OUTPUT);
  pinMode(RS,OUTPUT);
  digitalWrite(LE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀
  digitalWrite(RE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀

  int error;
  uint8_t c;
  Wire.begin();

  error = MPU6050_read (MPU6050_WHO_AM_I, &c, 1);
  Serial.print(F("WHO_AM_I : "));
  Serial.print(c,HEX);
  Serial.print(F(", error = "));
  Serial.println(error,DEC);
  error = MPU6050_read (MPU6050_PWR_MGMT_2, &c, 1);
  Serial.print(F("PWR_MGMT_2 : "));
  Serial.print(c,HEX);
  Serial.print(F(", error = "));
  Serial.println(error,DEC);
  MPU6050_write_reg (MPU6050_PWR_MGMT_1, 0);
}

void loop(){
  //---------------------------------led on off----------------------------
  /*
digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
   delay(300); // wait for a second
   digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
   delay(300); // wait for a second
   BTserial.println("check"); // 블루투스를 통해 다른 장치에 출력
   Serial.println(a);
   */
  if(a==500)
  {
    //--------------------------------dht11-------------------------------------
    byte dht11_dat[5];
    byte dht11_in;
    byte i;// start condition
    digitalWrite(dht11_pin, LOW);
    delay(10);
    digitalWrite(dht11_pin, HIGH);
    delayMicroseconds(1);
    pinMode(dht11_pin, INPUT);
    delayMicroseconds(40);
    if (digitalRead(dht11_pin))
    {
      Serial.println("dht11 start condition 1 not met"); // wait for DHT response signal: LOW
      delay(1000);
      return;
    }
    delayMicroseconds(80);
    if (!digitalRead(dht11_pin))
    {
      Serial.println("dht11 start condition 2 not met"); //wair for second response signal:HIGH
      return;
    }
    delayMicroseconds(80);// now ready for data reception
    for (i=0; i<5; i++)
    {
      dht11_dat[i] = read_dht11_dat();
    } //recieved 40 bits data. Details are described in datasheet
    pinMode(dht11_pin, OUTPUT);
    digitalWrite(dht11_pin, HIGH);
    byte dht11_check_sum = dht11_dat[0]+dht11_dat[2];// check check_sum
    if(dht11_dat[4]!= dht11_check_sum)
    {
      Serial.println("DHT11 checksum error");
    }
    //------------------------------------sonic----------------------------------
    digitalWrite(sonicPin,LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(sonicPin,HIGH);
    delayMicroseconds(5);
    digitalWrite(sonicPin,LOW);
    pinMode(sonicPin, INPUT);

    sonicval = pulseIn(sonicPin,HIGH); // 초음파가 반사하여 되돌아온 시간을 저장

    pinMode(sonicPin, OUTPUT);

    cm = cmtomicro(sonicval); // cm거리계산
    inch = inchtomicro(sonicval); //inch거리계산
    //-------------------------------shock---------------------------------------
    digitalWrite(shock,HIGH);
    delay(5);
    digitalWrite(shock,LOW);
    delay(5);
    pinMode(shock,INPUT);
    if(digitalRead(shock))
    {
      Serial.println("충격이 감지되었습니다.");
    }
    pinMode(shock,OUTPUT);
    //-------------------------------gyro----------------------------------------
    int error;
    double dT;
    accel_t_gyro_union accel_t_gyro;
    Serial.println(F(""));
    Serial.println(F("MPU-6050"));
    // Read the raw values.
    // Read 14 bytes at once,
    // containing acceleration, temperature and gyro.
    // With the default settings of the MPU-6050,
    // there is no filter enabled, and the values
    // are not very stable.
    error = MPU6050_read (MPU6050_ACCEL_XOUT_H, (uint8_t *) &accel_t_gyro, sizeof(accel_t_gyro));
    Serial.print(F("Read accel, temp and gyro, error = "));
    Serial.println(error,DEC);
    // Swap all high and low bytes.
    // After this, the registers values are swapped,
    // so the structure name like x_accel_l does no
    // longer contain the lower byte.
    uint8_t swap;
#define SWAP(x,y) swap = x; x = y; y = swap
    SWAP (accel_t_gyro.reg.x_accel_h, accel_t_gyro.reg.x_accel_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.y_accel_h, accel_t_gyro.reg.y_accel_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.z_accel_h, accel_t_gyro.reg.z_accel_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.t_h, accel_t_gyro.reg.t_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.x_gyro_h, accel_t_gyro.reg.x_gyro_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.y_gyro_h, accel_t_gyro.reg.y_gyro_l);
    SWAP (accel_t_gyro.reg.z_gyro_h, accel_t_gyro.reg.z_gyro_l);
    // Print the raw acceleration values

    //-------------------------------display-------------------------------------
    if(dp == 1)
    {
      Serial.print(cm);
      Serial.print("cm ");
      Serial.print(inch);
      Serial.println("inch");

      Serial.print("Current humdity = ");
      Serial.print(dht11_dat[0], DEC);
      Serial.print("% ");
      Serial.print("temperature = ");
      Serial.print(dht11_dat[2], DEC);
      Serial.println("C ");

      BTserial.print(cm);
      BTserial.print("cm ");
      BTserial.print(inch);
      BTserial.println("inch"); // 블루투스를 통해 다른 장치에 출력
      BTserial.println();
      BTserial.print("Current humdity = ");
      BTserial.print(dht11_dat[0], DEC);
      BTserial.print("% ");
      BTserial.print("temperature = ");
      BTserial.print(dht11_dat[2], DEC);
      BTserial.println("C ");
      BTserial.println();
      Serial.print(F("accel x,y,z: "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.x_accel, DEC);
      Serial.print(F(", "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.y_accel, DEC);
      Serial.print(F(", "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.z_accel, DEC);
      Serial.println(F(""));
      BTserial.print(F("accel x,y,z: "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.x_accel, DEC);
      BTserial.print(F(", "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.y_accel, DEC);
      BTserial.print(F(", "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.z_accel, DEC);
      BTserial.println(F(""));
      BTserial.println();
      // The temperature sensor is -40 to +85 degrees Celsius.
      // It is a signed integer.
      // According to the datasheet:
      // 340 per degrees Celsius, -512 at 35 degrees.
      // At 0 degrees: -512 - (340 * 35) = -12412
      Serial.print(F("temperature: "));
      BTserial.print(F("temperature: "));
      dT = ( (double) accel_t_gyro.value.temperature + 12412.0) / 340.0;
      Serial.print(dT, 3);
      Serial.print(F(" degrees Celsius"));
      Serial.println(F(""));
      BTserial.print(dT, 3);
      BTserial.print(F(" degrees Celsius"));
      BTserial.println(F(""));
      BTserial.println();
      // Print the raw gyro values.
      Serial.print(F("gyro x,y,z : "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.x_gyro, DEC);
      Serial.print(F(", "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.y_gyro, DEC);
      Serial.print(F(", "));
      Serial.print(accel_t_gyro.value.z_gyro, DEC);
      Serial.print(F(", "));
      Serial.println(F(""));
      BTserial.print(F("gyro x,y,z : "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.x_gyro, DEC);
      BTserial.print(F(", "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.y_gyro, DEC);
      BTserial.print(F(", "));
      BTserial.print(accel_t_gyro.value.z_gyro, DEC);
      BTserial.print(F(", "));
      BTserial.println(F(""));
      BTserial.println();
      BTserial.println();
      BTserial.println();
    }
    if(a==300)
      a=0;
  }



  //s= Drive_Count();
  b = BTserial.read(); // 스마트폰에서 블루투스 모듈로 들어오는 신호를 a에 저장
  if(dp == 0){
    //BTserial.print("car control_num : ");
    //BTserial.println(s);
    BTserial.print("car bt_num : ");
    BTserial.println(b);
    //Serial.print("car control_num : ");
    //Serial.println(s);
    Serial.print("car bt_num : ");
    Serial.println(b);
  }
  switch (b){
  case 0: // 0이면 정지
    digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,LOW);
    digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,HIGH);
    delay(20);
    break;
  case 4: // 4면 제자리 좌회전
    digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm);
    digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm);
    delay(20);
    break;
  case 8: // 8이면 제자리 우회전
    digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm);
    digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm);
    delay(20);
    break;
  case 16: // 16이면 전진
    digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm);
    digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm);
    delay(20);
    break;
  case 20: // 20이면 좌회전
    digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm-turn);
    digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm+turn);
    delay(20);
    break;
  case 24: // 24이면 우회전
    digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm+turn);
    digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm-turn);
    delay(20);
    break;
  case 32: // 32이면 후진
    digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm);
    digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm);
    delay(20);
    break;
  case 36: // 36이면 좌후진
    digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm-turn);
    digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm+turn);
    delay(20);
    break;
  case 40: // 40이면 우후진
    digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(LS,pwm+turn);
    digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀
    analogWrite(RS,pwm-turn);
    delay(20);
    break;
  }
  a++;
  delay(10); //fresh time
}



int MPU6050_read(int start, uint8_t *buffer, int size)
{
  int i, n, error;
  Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS);
  n = Wire.write(start);
  if (n != 1)
    return (-10);
  n = Wire.endTransmission(false); // hold the I2C-bus
  if (n != 0)
    return (n);
  // Third parameter is true: relase I2C-bus after data is read.
  Wire.requestFrom(MPU6050_I2C_ADDRESS, size, true);
  i = 0;
  while(Wire.available() && i<size)
  {
    buffer[i++]=Wire.read();
  }
  if ( i != size)
    return (-11);
  return (0); // return : no error
}
int MPU6050_write(int start, const uint8_t *pData, int size)
{
  int n, error;
  Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS);
  n = Wire.write(start); // write the start address
  if (n != 1)
    return (-20);
  n = Wire.write(pData, size); // write data bytes
  if (n != size)
    return (-21);
  error = Wire.endTransmission(true); // release the I2C-bus
  if (error != 0)
    return (error);
  return (0); // return : no error
}
int MPU6050_write_reg(int reg, uint8_t data)
{
  int error;
  error = MPU6050_write(reg, &data, 1);
  return (error);
}

공부합시다.

2014년 2월 16일 일요일

아두이노 스케치 및 회로도 - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

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