Wild Thumper - Programmierung

Allgemein

In diesem Artikel geht es um die Programmierung des AREXX Wild Thumper Roboters (JSR-6WD) mit AREXX Wild Thumper Controller (WTR-CK1).

Zu den Grundlagen des Wild Thumper Roboters ("WTR") gibt es eine eigene Seite.

RobotLoader

Der RobotLoader ist die Weiterentwicklung des RP6Loaders.

Loader Versionen

Hier eine Tabelle der (mir) bekannten RobotLoader Versionen für den Wild Thumper Controller:

ZIP-Datum	Version	Bemerkungen	Examples
16.06.2011	1.6b	Version auf der AREXX Wild Thumper CD-ROM!	ab Juli 2011

Hinweise: Neuere Versionen des RobotLoaders ab Version 2.0 findet ihr hier.

Projekte

Siehe hier!

Dokumentation

Wild Thumper Maße 1

Wild Thumper Maße 2

Manuals

Die "Anleitung" zum WTR gibt es hier.

Die Anleitung zum WTR-CK1 könnt ihr hier herunterladen.

Schematics

Einen Schaltplan zum WTR gibt es nicht. Die Stromkabel der rechten und linken Motoren sind bei Auslieferung jeweils an einer Lüsterklemmen-Leiste parallel geschaltet, siehe die Abb. "Lüsterklemmen-Leiste" in diesem Abschnitt!. Am Ende dieses Abschnitts zeigt die Abb. "Encoderstecker" die Belegung der Encoderstecker. Die Schaltung der Encoder-Motoren des WTR könnt ihr hier herunterladen.

Die Schaltpläne zum WTR-CK1 sind in der Anleitung von Seite 63 bis 67 einzusehen.

Datasheets

Das Datenblatt der WTR Motoren könnt ihr hier herunterladen.

Die Datenblätter relevanter Bauteile des WTR-CK1 sind im Ordner \Datasheets der CD-ROM zum Controller enthalten. Sie sind darüber hinaus problemlos kostenfrei im Internet erhältlich.

Demo-Programme

AVR-GCC

Einrichtung

Siehe hier!

Windows Application

WTR Windows Application

Installation

Siehe hier!

Library

Die Libraries für den WTR-CK1 bestehen aus folgenden 14 Dateien:

Library	Datei	Funktion
Main	WT_Config_Main.h	Main Konfiguration
Main	WildThumperLib_Main.h	Main Library Header
Main	WildThumperLib_Main.c	Main Library Source
Main UART	WT_UART.h	Main UART Funktionen Header
Main UART	WT_UART.c	Main UART Funktionen Source
Motor	WT_Config_Motor.h	Motor Konfiguration
Motor	WildThumperLib_Motor.h	Motor Library Header
Motor	WildThumperLib_Motor.c	Motor Library Source
Motor UART	WT_UART.h	Motor UART Funktionen Header
Motor UART	WT_UART.c	Motor UART Funktionen Source
I2C Master	WT_I2Cmaster.h	I2C Master Funktionen Header
I2C Master	WT_I2Cmaster.c	I2C Master Funktionen Source
I2C Slave	WT_I2Cslave.h	I2C Slave Funktionen Header
I2C Slave	WT_I2Cslave.c	I2C Slave Funktionen Source

Versionen

Hier eine Tabelle der (mir) bekannten Library Versionen des WTR-CK1:

Version	Config Main	Main	Main UART	Config Motor	Motor	Motor UART	I2C Master	I2C Slave
1.0 *	13.07.2011	11.07./18.07.2011	08.07.2011	30.06.2011	18.07.2011	28.06.2011	01.12./16.12.2010	25.11./01.12.2010

Zu *: Auf der Wild Thumper Controller CD-ROM!

Motor

Die Wild Thumper Motor Library besteht aus der Motor und der Motor UART Library.

WildThumperLib_Motor

Port-Verwendung

Die Verwendung der Ports des WTR-CK1 Motor Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "WT_Config_Motor.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:

• Quarzfrequenz (F_CPU)
• True/false Definition
• Definitionen für das APC-220 Funkmodul (?)

Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen für den Motor Microcontroller des WTR-CK1:

Erklärung der Spalten:
Port        -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name        -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out      -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup      -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert        -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion    -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker     -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xx: ADC-Kanal Bezeichnung)

Port	Name	In/Out	Pullup	Wert	Funktion	Bezeichnung	Stecker	Anmerkungen
PA0	ADC0/PCINT0	In	0			I_MOTOR6		ADC_MOTOR6
PA1	ADC1/PCINT1	In	0			I_MOTOR5		ADC_MOTOR5
PA2	ADC2/PCINT2	In	0			I_MOTOR4		ADC_MOTOR4
PA3	ADC3/PCINT3	In	0			I_MOTOR3		ADC_MOTOR3
PA4	ADC4/PCINT4	In	0			I_MOTOR2		ADC_MOTOR2
PA5	ADC5/PCINT5	In	0			I_MOTOR1		ADC_MOTOR1
PA6	ADC6/PCINT6	In	1			EF_MOTOR2		Fehler Motor 2
PA7	ADC7/PCINT7	In	1			EF_MOTOR1		Fehler Motor 1
PB0	T0/XCK/PCINT8	In	1			EF_MOTOR5		Fehler Motor 5
PB1	T1/CLKO/PCINT9	In	1			EF_MOTOR4		Fehler Motor 4
PB2	AIN0/INT2/PCINT10	In	1			EF_MOTOR3		Fehler Motor 3
PB3	AIN1/OC0A/PCINT11	Out		0		MOTOR2_PWM		PWM Motor 2
PB4	SS/OC0B/PCINT12	Out		0		MOTOR1_PWM		PWM Motor 1
PB5	MOSI/ICP3/PCINT13	Out		0	ISP	SR_DATA	HDR1: 4	ISP MOSI
PB6	MISO/OC3A/PCINT14	Out		0	ISP	SR_STR	HDR1: 1	ISP MISO
PB7	SCK/OC3B/PCINT15	Out		0	ISP	SR_SCK	HDR1: 3	ISP SCK
PC0	SCL/PCINT16	In	0		I2C-Bus	I2C_SCL	HDR2: 7, 8	I2C SCL
PC1	SDA/PCINT17	In	0		I2C-Bus	I2C_SDA	HDR2: 5, 6	I2C SDA
PC2	TCK/PCINT18	Out		0	JTAG	I2C_INT	HDR2: 9, 10	I2C Interrupt **
PC3	TMS/PCINT19	In	0		JTAG	SIG_MOTOR4	J11: 2	Encoder Motor 4 **
PC4	TDO/PCINT20	In	0		JTAG	SIG_MOTOR3	J8: 2	Encoder Motor 3 **
PC5	TDI/PCINT21	In	0		JTAG	SIG_MOTOR2	J7: 2	Encoder Motor 2 **
PC6	TOSC1/PCINT22	In	0			SIG_MOTOR1	J4: 2	Encoder Motor 1
PC7	TOSC2/PCINT23	In	1			EF_MOTOR6		Fehler Motor 6
PD0	RXD0/PCINT24	In	1		UART0	RX_MOTOR	HDR3: 2	UART0 RX
PD1	TXD0/PCINT25	Out		0	UART0	TX_MOTOR	HDR3: 3	UART0 TX
PD2	RXD1/INT0/PCINT26	In	0		UART1	SIG_MOTOR6	J15: 2	Encoder Motor 6
PD3	TXD1/INT1/PCINT27	In	0		UART1	SIG_MOTOR5	J12: 2	Encoder Motor 5
PD4	XCK1/OC1B/PCINT28	Out		0		MOTOR6_PWM		PWM Motor 6
PD5	OC1A/PCINT29	Out		0		MOTOR5_PWM		PWM Motor 5
PD6	ICP/OC2B/PCINT30	Out		0		MOTOR4_PWM		PWM Motor 4
PD7	OC2A/PCINT31	Out		0		MOTOR3_PWM		PWM Motor 3

Zeichen:
**   JTAG muss deaktiviert werden!

Abkürzungen der IO-Stecker (Spalte Stecker):
HDR1     ISP-2X3HDR
HDR2     I2C-2X5HDR
HDR3     UART-2X5HDR

Main

Die Wild Thumper Main Library besteht aus der Main und der Main UART Library.

WildThumperLib_Main

Port-Verwendung

Die Verwendung der Ports des WTR-CK1 Main Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "WT_Config_Main.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:

• Quarzfrequenz (F_CPU)
• True/false Definition
• Definitionen für das APC-220 Funkmodul

Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen für den Main Microcontroller des WTR-CK1:

Erklärung der Spalten:
Port        -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name        -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out      -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup      -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert        -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion    -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker     -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xx: ADC-Kanal Bezeichnung)

Port	Name	In/Out	Pullup	Wert	Funktion	Bezeichnung	Stecker	Anmerkungen
PA0	ADC0/PCINT0	In	0			BAT_VOLTAGE	HDR4: 8	ADC_BAT_VOLTAGE
PA1	ADC1/PCINT1	In	0			LDR1	HDR4: 7; HDR5: 8	ADC_LDR1 (links)
PA2	ADC2/PCINT2	In	0			LDR2	HDR4: 6; HDR5: 10	ADC_LDR2 (rechts)
PA3	ADC3/PCINT3	In	0			TEMPERATURE	HDR4: 5	ADC_TEMPERATURE
PA4	ADC4/PCINT4	In	0			Z_ACC	HDR4: 4	ADC_Z_ACC *
PA5	ADC5/PCINT5	In	0			Y_ACC	HDR4: 3	ADC_Y_ACC *
PA6	ADC6/PCINT6	In	0			X_ACC	HDR4: 2	ADC_X_ACC *
PA7	ADC7/PCINT7	In	0			BUTTON	HDR4: 1	ADC_BUTTON (Taster S2)
PB0	T0/XCK/PCINT8	Out ²		1		BUMPER1	HDR6: 8; HDR5: 12	Bumper rechts
PB1	T1/CLKO/PCINT9	Out ²		1		BUMPER2	HDR6: 7; HDR5: 11	Bumper links
PB2	AIN0/INT2/PCINT10	In	0			IR_RECEIVER	HDR6: 6	IR Empfänger (TSOP)
PB3	AIN1/OC0A/PCINT11	Out		1		IR_H	HDR6: 5; HDR5: 6	ACS Sendedioden HiPwr
PB4	SS/OC0B/PCINT12	Out		1		IR_L	HDR6: 4; HDR5: 4	ACS Sendedioden LoPwr
PB5	MOSI/ICP3/PCINT13	Out		0	ISP	MOSI	HDR6: 3; HDR11: 4	ISP MOSI
PB6	MISO/OC3A/PCINT14	In	0		ISP	MISO	HDR6: 2; HDR11: 1	ISP MISO
PB7	SCK/OC3B/PCINT15	Out		0	ISP	SCK	HDR6: 1; HDR11: 3	ISP SCK
PC0	SCL/PCINT16	In	0		I2C-Bus	SCL_PC	HDR7: 8; HDR12: 7, 8	I2C SCL
PC1	SDA/PCINT17	In	0		I2C-Bus	SDA_PC	HDR7: 7; HDR12: 5, 6	I2C SDA
PC2	TCK/PCINT18	In	1		JTAG	TCK	HDR7: 6; HDR13: 1	**
PC3	TMS/PCINT19	In	1		JTAG	TMS	HDR7: 5; HDR13: 5	**
PC4	TDO/PCINT20	In	1		JTAG	TDO	HDR7: 4; HDR13: 3	**
PC5	TDI/PCINT21	In	1		JTAG	TDI	HDR7: 3; HDR13: 9	**
PC6	TOSC1/PCINT22	Out		1		ACS__LF	HDR7: 2; HDR5: 7	ACS Sendediode vorn links
PC7	TOSC2/PCINT23	Out		1		ACS__L	HDR7: 1; HDR5: 9	ACS Sendediode links
PD0	RXD0/PCINT24	In	1		UART0	RX_MAIN	HDR8: 8; HDR14: 2	UART0 RX
PD1	TXD0/PCINT25	Out		0	UART0	TX_MAIN	HDR8: 7; HDR14: 3	UART0 TX
PD2	RXD1/INT0/PCINT26	In	0		UART1	RX_APC	HDR8: 6; APC: 4	UART1 RX
PD3	TXD1/INT1/PCINT27	Out		0	UART1	TX_APC	HDR8: 5; APC: 5	UART1 TX
PD4	XCK1/OC1B/PCINT28	Out		1		SET_APC	HDR8: 4; APC: 7	APC-220 SET
PD5	OC1A/PCINT29	Out		1		ACS__RF	HDR8: 3; HDR5: 5	ACS Sendediode vorn rechts
PD6	ICP/OC2B/PCINT30	Out		1		ACS__R	HDR8: 2; HDR5: 3	ACS Sendediode rechts
PD7	OC2A/PCINT31	In	0			I2C_INT	HDR8: 1; HDR12: 9, 10	I2C Interrupt

Zeichen:
*    Frei, da U13 (Accelerometer) nicht bestückt ist!
**   Frei, wenn JTAG deaktiviert wird!
²    Anmerkung: Sollte eher In sein!

Abkürzungen der IO-Stecker (Spalte Stecker):
HDR11    ISP-2X3HDR
HDR12    I2C-2X5HDR
HDR13    JTAG-2X5HDR
HDR14    UART-2X5HDR
APC      APC-220 Sockel

Projekte

Die hier vorgestellten Software Projekte (Libraries, Demos) für den WTR findet ihr auch in der Datei WTR_Software.zip!

Libraries

Hier sollen die Libraries für den Wild Thumper mit WTR-CK1 Controller weiter entwickelt werden. In diesem Abschnitt sind immer meine neuesten Versionen (ab Version 2.0) zu finden.

Versionen

Config Main	Main	Main UART	Config Motor	Motor	Motor UART	Config	I2C Master	I2C Slave
2.1	2.1	1.1	2.2	2.2	1.0	2.2	1.0	1.0

Motor

Am Anfang der Entwicklung neuer Libraries für den WTR mit WTR-CK1 Controller steht die Library für den Motor Controller. Dieser Controller wird als I2C Slave arbeiten, d.h. er nimmt Befehle vom I2C Master über den I2C Bus entgegen. I2C Master ist der Main Controller.

Die aktuelle Library für den Motor Controller baut auf der mitgelieferten Library (Version 1.0) auf, enthält aber folgende Änderungen/Verbesserungen/Fehlerbeseitigungen:

• AKTUELLE Version 2.2 (08.10.2015):
  • PID Controller Task hinzugefügt
  • Drive Control Task hinzugefügt mit 5 Kontroll-Modes: OFF (keine Kontrolle), DIRECT (PWM = SetPoint), PID (Kontrolle durch PID Controller), SOFT (verzögertes Beschleunigen/Abbremsen), SOFTPID (SOFT & PID)
  • Aktueller Stand: ALPHA!!!

• Version 2.1 (18.09.2015):
  • Aufruf des PID Controllers in festem Zeit-Intervall
  • Kleinere Änderungen im PID Controller Code
  • Encoder Impuls-Auswertung neu geschrieben

• Version 2.0 (06.09.2015):
  • Hardware PWM zur Ansteuerung der Motoren (anstelle von Software PWM)
  • Timer 1 OVF Interrupt für Delays, Stopwatches ...
  • Funktion PID_ResetIntegrator() hinzugefügt (für PID Controller)
  • Makros PULSE_MM, PULSE_CM und PULSE_M hinzugefügt
  • Makros nop() und sysSleep() hinzugefügt
  • Namen der Variablen Typen geändert zu ISO C99
  • Unnötige Includes und Defines beseitigt
  • Funktion delayCycles() und Makro delay_us() hinzugefügt
  • Universelle Timer Variable mit 100µs Auflösung hinzugefügt

• Version 1.2 (26.08.2015):
  • Entfernungs-Zähler (Motoren 2 und 5) hinzugefügt
  • WTR Config Header Datei (WT_Config.h) hinzugefügt
  • Abweichung der Stopwatches um 10% berichtigt

• Version 1.1 (19.08.2015):
  • ISR(PCINT2_vect) und ISR(PCINT3_vect) verbessert, um die Quadratur-Encoder des WTR (anstelle der WTR-CK1 Radencoder) nutzen zu können
  • JTAG Schnittstelle deaktiviert
  • Hinweis: Die Änderungen dieser Version gegenüber der Version 1.0 werden im Abschnitt Anpassen der Libraries - Motor Library beschrieben!

Main

Das Programm im Main Controller bestimmt, wie sich der WTR bewegt bzw. auf seine Umwelt reagiert. Zur Vereinfachung der Programme wird eine Main Library benötigt. Der Main Controller wird als I2C Master arbeiten, d.h. er sendet Befehle an den I2C Slave über den I2C Bus. I2C Slave ist der Motor Controller.

Die aktuelle Library für den Main Controller baut auf der mitgelieferten Library (Version 1.0) auf, enthält aber folgende Änderungen/Verbesserungen/Fehlerbeseitigungen:

• AKTUELLE Version 2.1 (08.10.2015):
  • LED- und Textanzeige kann jetzt ausgeschaltet werden
  • Kleinere Änderungen

• Version 2.0 (07.10.2015):
  • PINB0/1 (BUMPER1/2) jetzt als EINGÄNGE definiert
  • Makros nop() und sysSleep() hinzugefügt
  • Namen der Variablen Typen geändert zu ISO C99
  • Unnötige Includes und Defines entfernt
  • Funktion delayCycles() und Makro delay_us() hinzugefügt
  • Universelle timer Variable mit 100µs Auflösung hinzugefügt
  • JTD Bit in MCUCR gesetzt (JTAG deaktiviert!) im Makro portInit()
  • Kleinere Änderungen

• Version 1.2 (26.08.2015):
  • Kleinere Änderungen

• Version 1.1 (12.08.2015):
  • ACS_Check_Right() -> LED8, ACS_Check_Front_Right() -> LED9

WT_UART

Die UART Library für den Main Controller wurde bisher nur geringfügig angepasst, um sie für die neuen Programme ab Version V2 nutzen zu können.

• AKTUELLE Version 1.1 (11.12.2015):
  • Kompatibilität mit den neuen Main Programmen V2

Siehe auch

• Wild Thumper
• RP6
• RP6 - Programmierung
• RP6v2
• RP6 Sensor Board und Xtra Module
• RP6 Kamera - Mitmach-Projekt
• RP6v2 I2C-Portexpander
• RP6v2 USB-RS232-Adapter
• RP6v2 Orientierung
• RP6 Multi IO Projekt
• RP6 Multi IO Projekt - Software
• RP6 ArduIO
• RP6 ArduIO - Software
• Induktive Ladestation für den RP6
• IR-bake für den RP6
• CCRP5
• Yeti
• Asuro
• C't-Bot

Autoren

--Dirk 18:41, 13. Dez 2015 (CET)