Robot ship 4х4 miniQ НС-12, IMU, GPS/GLONASS, SD картридер, INA-219, 3x Arduino Nano

Начал делать новый проект робо-кораблика в первом видео тестирую механику и радиосвязь.
по мере доработок буду выкладывать новые видео . Если кому-то будет интересно выложу чертежи и схемы.

Во время испытаний чайки закидали конструкцию рыбой

 

Ну это такая идея "фикс" - построить 3 ядерную Ардуино для реализации полноценной многозадачности (связка по протоколу SPI) - где каждый МК будет выполнять свой узкий круг задач - чуть позже выложу структурную схему девайса.
NANO мастер будет отвечать за связь с внешним миром, контролировать АКБ, писать трек на карточку, в дальнейшем управлять сервоприводами и возможно еще чем нибудь.
NANO IMU будет отвечать за управление двигателями и работу гироскопа
NANO GPS будет заниматься только геодезий-навигацией и выдавать мастеру готовые данные
Этим летом делал ремонт некогда особо было заниматься проектом и пока есть еще некоторые нерешенные технические проблемы.... (надо запилить освещение, модинг и увеличить с дальностью связи (похоже что коллекторные моторы глушат сигнал с модулей HC-12))
Понятно что все это скорее всего возможно реализовать на прерываниях, но хрен знает как это все увязывать - в программировании я не разбираюсь, поэтому мне пока проще сделать лишнее движение паяльником благо наны стоят копейки.

 

Лайк поставил...

Но выбор типа движителя и форма корпуса вызывает вопросы. При такой скурпулезной проработке - это имеет какой-то особый смысл?

И да, три нано - это необычно. Можно заменить одной мегой. Если религия позволяет, а Си жутко нравится - поставить железо из серии mbed.

Ну и совсем радикально - Espruino в оболочке Iskra JS.

 

Это можно (с огромной долей вероятности) реализовывать и без прерываний - любимым всеми Сишниками case/switch подходом.

Вы сознательно делаете шаг назад? Зачем - это игрушка, а не рабочее усройство. Это когда надо сделать что-то "здесь и немедленно" - тогда любые способы хороши. А так - потратите время (бесценный ресурс) и мало чему научитесь.

 

ИМХО:
https://learn.adafruit.com/multi-tasking-the-arduino-part-1/conclusion?view=all
https://learn.adafruit.com/multi-tasking-the-arduino-part-2/overview?view=all
https://learn.adafruit.com/multi-tasking-the-arduino-part-3/put-it-all-together-dot-dot-dot?view=all
Три статьи.

Не доверяю я разумности статей на Хабре. Там себя показывыают, а не людей учат.

 

Выбор типа движителя был обусловлен тем что конструкцию планируется запускать в водоемах где есть мели подводные водоросли, куски рыболовных сетей и прочая сопуствующая лобудень. Понятно что практичнее было бы поставить винты но - это вариант для бассейнов и чистых водоемов. Как показали ходовые испытания этой конструкции пофиг волна, ветер, мель и трава, а самое главное она очень хорошо держит курс по прямой линии без применения дополнительных рулей которые кстати тоже находятся под водой и могут за что-то зацепиться - из минусов только маленькая скорость - но конечная цель была не она а надежность.
На счет всего остального (железо и програмщина пока говорить рано пока - проект ведь еще не реализован полностью) - у меня пока есть общий концепт того что я хотел бы получить в итоге и отдельные отлаженные кусочки кода которые еще предстоит объединить вместе. Это для Вас отдельный МК, а для меня это законченное автономное устройство для управления моторами со своими мозгами и интерфейсом SPI (по принципу написал и забыл) - я их так воспринимаю в своем проекте

 

То есть - это не игрушка? Тогда респект!

 

Для просто игрушек вообще нет смысла делать р.у. на ардуино - проще купить в Китае готовые платы передатчика и приемника и засунуть в корпус - конечная цель данной конструкции чтобы она могла принимать какие-то решения самостоятельно - этакий водный автономный робот ))) в конечном итоге планируется как девайс для фотографий )))

 

Первый более менее за конченый вариант:
Блок схема:

Протоколы обмена данными:

Информация на текстовом дисплее:


Принципиальная передатчика:



Монтажная плата приемника:


Передатчик - экран А:


Передатчик экран B:


Приемник вид сверху:


Приемник вид с боку:



Пошатался по городу (у нас уже почти сугробы так что на р/у самоделку теперь уже не поставить) и поснимал данные с экрана на фотик - буду начинать пилить GPS-трекер (до картридера пока руки так и не дошли)



Вот такое простенькое универсальное р/у на Arduino получилось )))

 

Довольно долго искал этот материал..... "GPS. Расчет дистанции между двумя точками по GPS координатам. Расчет курса на точку." - Стырил две функции для вычисления дистанции и вычисления курса и чуть чуть допилил их для Arduino. (так как библиотека от Амперки уже выдает координаты в десятичных градусах) Используя первую можно считать пройденную дистанцию, используя вторую можно вычислять направление движения. (глючный "компас" в топку, остальные датчики IMU пригодятся для определения угла поворота на месте....

Код (C++):

//http://www.garmin.com.ua/tools/calc.php  -  здесь можно проверить
//http://www.avislab.com/blog/gps-distance/ - потырено отсюда
#define EATH_RADIUS 6372795

// расчет дистанции по двум точкам (метры) !!!
// значения в десятичных градусах
double gps_distance(double lat1, double long1, double lat2, double long2) {
    double lat1_cos, lat2_cos, lat1_sin, lat2_sin;
    //double lat1, long1, lat2, long2;
    double sin_delta_long, cos_delta_long;
    double y, x;    
    lat1 = lat1*PI/180;     //конвертируем десятичные градусы в радианы
    long1 = long1*PI/180;
    lat2 = lat2*PI/180;
    long2 = long2*PI/180;
    lat1_cos = cos(lat1);
    lat2_cos = cos(lat2);
    lat1_sin = sin(lat1);
    lat2_sin = sin(lat2);
    sin_delta_long = sin(long2-long1);
    cos_delta_long = cos(long2-long1);
    y=sqrt(pow(lat2_cos*sin_delta_long, 2)+pow(lat1_cos*lat2_sin-lat1_sin*lat2_cos*cos_delta_long,2));
    x=lat1_sin*lat2_sin+lat1_cos*lat2_cos*cos_delta_long;
    return (atan2(y,x) * EATH_RADIUS); // (если нужны км /1000)
}

// куда идем мы с пятачком !!!
// расчет курса !!!
double gps_angle(double lat1, double long1, double lat2, double long2) {
    // double lat1, long1, lat2, long2;
    double dlon_W, dlon_E, dphi, atn2, dlon, tc;
    int sign;
    lat1 = lat1*PI/180;     //конвертируем десятичные градусы в радианы
    long1 = long1*PI/180;
    lat2 = lat2*PI/180;
    long2 = long2*PI/180;
    dlon_W = (long2 - long1) - (2*M_PI*(floor((long2 - long1)/(2*M_PI))));
    dlon_E = (long1 - long2) - (2*M_PI*(floor((long1 - long2)/(2*M_PI))));
    dphi = log((tan((lat2/2) + (M_PI/4)))/(tan((lat1/2) + (M_PI/4))));
    if (dlon_W < dlon_E) {
        dlon_W = -1*dlon_W;
        //get sign
        if (dlon_W >= 0)
            sign = 1;
        else
            sign = -1;
        if (abs(dlon_W) >= abs(dphi)) {
            atn2 = (sign * M_PI/2) - atan(dphi / dlon_W);
        }
        else {
            if (dphi > 0) {
                atn2 = atan(dlon_W / dphi);
            }
            else {
                if ((-1*dlon_W) >= 0) {
                    atn2 = M_PI + atan(dlon_W / dphi);
                }
                else {
                    atn2 = (-1*M_PI) + atan(dlon_W / dphi);
                }
            }
        }
    }
    else {
        //get sign
        if (dlon_W >= 0)
            sign = 1;
        else
            sign = -1;
        if (abs(dlon_E) >= abs(dphi)) {
            if (dlon_E > 0)
                atn2 = sign * M_PI/2 - atan(dphi / (dlon_E));
            else
                atn2 = 0;
        }
        else {
            if (dphi > 0) {
                atn2 = atan((dlon_E) / dphi);
            }
            else {
                if ((dlon_E) >= 0) {
                    atn2 = M_PI + atan((dlon_E) / dphi);
                }
                else {
                    atn2 = (-1*M_PI) + atan((dlon_E) / dphi);
                }
            }
        }
        dlon = dlon_E;
    }
    tc = atn2 - (2*M_PI*(floor((atn2)/(2*M_PI))));
    return 360-((tc*180)/M_PI);
}



void setup() {

Serial.begin(9600);

// X3
// 59.119423°
// 37.902022°
// X4
// 59.127193°
// 37.905936°

// 4 аргумента широта и долгота начальной точки, широта и долгота конечной точки
// возвращает дистанцию в метрах
Serial.print("distance:");
Serial.println(gps_distance( 59.119423, 37.902022,  59.127193 ,37.905936 ));

// 4 аргумента широта и долгота начальной точки, широта и долгота конечной точки
// возвращает направление движения (градусы)
Serial.print("angle:");
Serial.println(gps_angle( 59.119423, 37.902022,  59.127193 ,37.905936 ));

}

void loop() {
}

Google Earth практически согласен с расчетами выполненными Arduino

 

Написал код для SD карт-ридера. У Амперковского GPS-модуля отличная точность.
Отметка о местонахождении записывается только если конструкция где он установлен переместилась
от исходной точки более 7м. - получаются вот такие симпотные картинки. Процесс записи трека управляется с пульта. Плавать самостоятельно (без р/у) по предварительно загруженным координатам я думаю эта штука будет вполне способна....
Осталось победить температурные глюки IMU, написать скетч и дождаться весны )))


Краткое видео полевых испытаний:

Промежуточная версия кода от всех 4 дунь:
GPS+IMU_v7.zip

Содержимое дисплея: