Asuroprojekt mit Odometrie und LCD-Display

**Hermann Wessel** · 29.03.2011, 16:07

Hallo liebe Community,
ich habe zurzeit ein Projekt mit dem Asuro in der Schule. Ich sollte es mit dem LCD-Display ausrüsten, dann mit der Odometrie die Geschwindigkeit auslesen und diese dann mit dem gesamten Weg und die durchschnittsgeschwindigkeit ausgeben.
Doch dabei bin ich auf einige Probleme gestoßen.
Ich habe ein Programm geschrieben das mir die Odometriedaten im hyperterminal ausgibt.
Doch leider weiß ich nicht, wie ich aus diese Odometriedaten die Geschwindigkeit bzw die Strecke ausfindig machen kann.
Desweiteren fällt mir keine Idee ein, wie ich die Zeit stoppen kann, da ich die ja für die Durchschnittsgeschwinigkeit brauche.
Ich habe mich mitlerweise damit 8 Stunden am Stück beschäftigt, diese Probleme zu lösen. Habe auch schon unzählige Seiten und Beiträge dazu durchgelesen aber bin nicht schlau geworden.
Kann mir irgendeiner helfen?

Mfg Hermann

PS: In der Schule haben wir das Odometrieren nicht durchgenommen, also bin ich in dem Gebit ein Anfänger. Und mein Lehrer hat davon selber keine ahnung, da ich der erste Schüler bin der sowas macht..

**homer3345** · 30.03.2011, 19:53

Ich kann dir leider nur bedingt weiterhelfen!

Wie man die Zeit zählt weiß ich leider auch überhaupt nicht!
Hier erstmal ein Programmcode zum Gerradeausfahren mit Odometrie (Aus dem Asuro Buch

)!

Code:

#include "asuro.h"

#define TRIGGERLEVEL 600
#define HYSTERESIS 10
#define LOW 0
#define HIGH 1

int main(void)
{
	unsigned int data[2];
	signed int status[2]={0,0};
	signed int difference=0;
	unsigned long int distance=0;
	signed int speed;
	int i;
	Init();
	MotorDir(FWD,FWD);
	while(1) {
		
		
		// Odometrie auslesen
		OdometrieData(data);
		
		// Links von niedrig auf hoch?
		if ((status[0]==LOW) && (data[0]>TRIGGERLEVEL+HYSTERESIS)) {
		status[0]=HIGH;
		difference++;
		distance++;
		}
		
		// Links von hoch auf niedrig?
		if ((status[0]==HIGH) && (data[0]<TRIGGERLEVEL-HYSTERESIS)) {
		status[0]=LOW;
		difference++;
		distance++;
		}
		
		// Rechts von niedrig auf hoch?
		if ((status[1]==LOW) && (data[1]>TRIGGERLEVEL+HYSTERESIS)) {
		status[1]=HIGH;
		difference--;
		}
		
		// Rechts von hoch auf niedrig?
		if ((status[1]==HIGH) && (data[1]<TRIGGERLEVEL-HYSTERESIS)) {
		status[1]=LOW;
		difference--;
		}
		
		// Wenn difference über dem erlaubten Wert ist
		if (difference<-speed) difference=-speed;
		if (difference>speed) difference=speed;
		
		// Status LED nach der Odometrie leuchten lassen
		StatusLED(status[0]+status[1]*2);
		
		// difference auf Motoren verteilen
		if (difference>0) MotorSpeed(speed-difference,speed);
		else MotorSpeed(speed,speed+difference);
	}
	return 0;
}

Jetzt würde die Variable distance nach jedem Odometrietick den Wert um 1 erhöhen (Bei mir wären das 40 Ticks pro Umdrehung! Der Radumfang beträgt ca. 116mm) jetzt muss man nur noch gucken, dass man zählt wie viele Ticks es jede Sekunde gibt!

**radbruch** · 30.03.2011, 20:46

Hallo

Mit der orginalen CD-Library des asuro und ohne gute C-Kenntnisse ist die Zeitmessung wohl nicht lösbar. Deshalb würde ich dir raten die Library zu tauschen. Obwohl es inzwischen die sehr umfangreiche Version v2.8 und auch die TinyLib gibt, rate ich Einsteigern eher zu Version v2.3:

asuroLib v2.3

Zum Installieren werden alle vorhandenen asuro.c und asuro.h durch die neuen Versionen aus dem Zip ersetzt.

Wesentliche Neuerungen gegenüber der CD-Version ist der 36kHz-Takt zur Zeitmessung mit Sleep(), die Ansteuerung der IR-Led und die Funktionen PrintInt() ubd Msleep().

Ebenfalls neu und für deine Zeitmessung gut geeignet ist die Funktion Gettime(). Sie liefert als 32-Bit-Wert die Anzahl der Millisekunden zurück, die seit dem Programmstart vergangen sind.

Zur Odometrieauswertung enthält sie zusätzlich die Funktionen Encoder_Init(), Encoder_Start(), Encoder_Stop() und Encoder_Set(int,int) zum Initialisieren, Starten, Stoppen und Setzen der Startwerte für die Odometriefunktion. Eine Anpassung an die Helligkeitswerte des asuro kann man in der Funktion SIGNAL (SIG_ADC) in asuro.c vornehmen. Die Zählung erfolgt interruptgesteuert im Hintergrund, die Zählwerte stehen dann jeweils in encoder[0] und encoder[1]. (Theoretisch, weil ich das selbst noch nie ausprobiert habe. :)

Wenn du nicht klarkommst, melde dich einfach nochmals. Ich kann's halt (wie immer) leider nicht selbst testen...

Gruß

mic

Edit:
Mit v2.3 würde ich es etwa so versuchen:

PHP-Code:


#include "asuro.h"

int left=0, right=0;
unsigned long time;
unsigned long time_left=0, time_right=0;
unsigned long temp_time_left=0, temp_time_right=0;

int main(void)
{
    Init();
    Encoder_Init();
    Msleep(500);

     while(1)
    {
       StatusLED(RED);
       while((encoder[LEFT]==left) && (encoder[RIGHT]==right));
       cli();
        time=Gettime();
        sei();

        if(encoder[LEFT] != left)
        {
           cli();
            left=encoder[0];
           temp_time_left=time-time_left;
           time_left=time;
           sei();

           StatusLED(GREEN);
           SerWrite("/n/rLinks:  ", 10);
            PrintInt(left);
            SerWrite(" ", 1);
            PrintInt(temp_time_left & 0x7fff);
        }
        
        if(encoder[RIGHT] != right)
        {
           cli();
            right=encoder[1];
           temp_time_right=time-time_right;
           time_right=time;
           sei();

           StatusLED(YELLOW);
           SerWrite("/n/rRechts: ", 10);
            PrintInt(right);
            SerWrite(" ", 1);
            PrintInt(temp_time_right & 0x7fff);
        }

        SerWrite("/n/r", 2);
    }
    return(0);
}

(ungetestet)

**Hermann Wessel** · 31.03.2011, 15:02

ich bedanke mich schonma sehr bei euch

@homer hab ich schon ausprobiert geht nich xD
@radbruch was soll das programm denn bewirken? bzw was wird mir da ausgegeben?
mein lehrer meinte aber das ich das mit der aktuellen version tun soll..
und das programm funktioniert nicht, die statusled bleibt die ganze zeit rot

**radbruch** · 31.03.2011, 16:35

Hallo

Es war ja zu befürchten, dass das Programm nicht funktioniert. Es sollte eigentlich die Autoencoder-Funktion aktivieren und dann auf die Flankenwechsel der Odoscheiben warten. Wenn der Wechsel erkannt wird (das jeweilige Rad muss man dazu natürlich von Hand drehen), sollte der aktuelle Zählerstand und die vergangene Zeit seit dem letzten Flankenwechsel ausgegeben werden. Wenn die StatusLED immer rot bleibt (und nichts zu Terminal gesendet wird) sind die Pegel möglicherweise ungünstig gewählt (orginal: 140 für fallend, 160 für steigend).

Auf den ersten Blick scheint hier ein kleiner Bug versteckt zu sein:

Code:

SIGNAL (SIG_ADC)
{
	static unsigned char tmp[2],flag[2],toggle;
	if (autoencode){
	tmp[toggle]= ADCH;
	if (toggle)	ADMUX = (1 <<ADLAR) | (1 <<REFS0) | WHEEL_RIGHT;
	else ADMUX = (1 <<ADLAR) | (1 <<REFS0) | WHEEL_LEFT;

	if ( (tmp[toggle] < 140) && (flag[toggle] == TRUE)) {
		encoder[toggle] ++;
		flag[toggle] = FALSE;
	}
	if ( (tmp[toggle] > 160) && (flag[toggle] == FALSE)) {
		encoder[toggle] ++;
		flag[toggle] = TRUE;
	}
	toggle ^= 1;
}

(Aus der Datei asuro.c der 2.3er Lib)

tmp[toggle] wird mit dem letzten Messwert des ADC geladen. Allerdings wird nur das Highbyte geladen. Da aber ADLAR in ADMUX ebenfalls gesetzt ist und das Ergebniss deshalb vom ADC linksbündig ausgegeben wird, passt das schon. Weil du aber eh nicht mit dieser Version der Lib arbeiten sollst/willst, kannst du das alles vergessen ;)

Versuchen wir also einen anderen Ansatz:

Ich habe ein Programm geschrieben das mir die Odometriedaten im hyperterminal ausgibt.

Kann dieses Programm schon die Segmente der Codescheiben zählen oder gibt es nur die gemessenen Helligkeitswerte am Terminal aus? Wenn es Segmente zählt, kannst du den nächsten Absatz überspringen.

Die Odo-Sensoren messen die Helligkeit des Codescheibenbereichs, der sich direkt vor den Sensoren befindet. Diese Helligkeit schwankt zwischen einem maximalen (dunkles Segment) und einem minimalen Wert (helles Segment), der Werteverlauf bei drehender Codescheibe ist in etwa sinusförmig. Um in diesen Werten die Flanken der Codesegmente zu erkennen kann man entweder prüfen, ob der aktuell gemessene Wert, im Vergleich zu zuletzt gemessenen Wert,von der unteren Wertebereichshälfte in die obere Wertebereichshälfte gewechselt ist (, oder entsprechend von der oberen in die untere Hälfte). Diese Methode wird am häufigsten angewand, z.B. auch im Codeschnippsel der ADC-ISR oben. Alternativ kann man den Flankenwechsel auch daran erkennen, dass mehrere aufeinander folgende Messungen immer steigende oder fallende Werte ergeben. Wichtig bei allen Anwendung ist die axiale Fixierung des Codescheibenzahnrads, weil eine Abstandsänderung der Scheibe zu den Sensoren die Messwerte beinflussen. Günstig ist zusätzlich eine Abschirmung der Sensoren gegen Fremdlicht.

Um mit den erkannten Flanken die Geschwindigleit zu messen, könnte man blockierend auf aufeinander folgende steigende (oder fallende) Flankenwechsel warten und gleichzeitig eine Zählvariable hochzählen. Der Zählwert steht dann im umgekehrten Verhältniss zur (relativen) Geschwindigkeit. Zur Messung der absoluten Geschwindigkeit ist eine Funktion auf Timerbasis nötig. Bei diesem Ansatz wird die Zählvariable in der ISR des Timers erhöht und beim Flankenwechsel vom Hauptprogramm ausgelesen.

Viel Spaß und Erfolg beim Umsetzen...

Gruß

mic

PS zum homer-Programm:
Der TRIGGERLEVEL sollte etwa der Mittelwert der gemessenen Werte sein. Welchen Wert hat "speed"?

**Hermann Wessel** · 31.03.2011, 17:09

ja ok im großen und ganzen habe ich das jetz verstanden
auf der einen seite lag der bei knapp 600 also passt das undgefähr.
emm ebend ma kurz ne andere frage

Code:

#include "stdlib.h"
#include "asuro.h"
#include "lcd.h"
#include "i2c.h"


int o = 1;

void start(int speed)
{
 int keys;
 int i = 1;
 int zaehler = 0 ;
 while(i >0)
	  {
 	   keys = PollSwitchLCD();
   	   if (keys & LCD_KEY_YELLOW)		//schwarzer Taster
  	   {
	   	while ( zaehler == 0)
		{
		 if(speed < 355)					//Geschwindigkeit erhöhen
		 {
         speed = speed +10;
		 ClearLCD(); 
		 PrintSetLCD(0,0,"Geschwindigkeit");
		 SetCursorLCD(0, 1);
		 zaehler  = zaehler +1;
    	 PrintIntLCD(speed);
		 }
         zaehler  = zaehler +1;
		 }
  		}
    	else if (keys & LCD_KEY_RED )	//roter Taster
    	{								//wechseln von der Geschwindigkeiseinstellung
        i = 0;							//in den Messbetrieb	
    	}
    	else if (keys & LCD_KEY_BLUE )	//Blauer Taster
    	{
		while ( zaehler == 0)
		{
		 if(speed >0)
		 {
         speed = speed -10;				//Geschwindigkeit vermindern
		 ClearLCD();
		 PrintSetLCD(0,0,"Geschwindigkeit");
		 SetCursorLCD(0, 1);
	     PrintIntLCD(speed);
		 zaehler  = zaehler +1;
		 }
		zaehler  = zaehler +1;
		}
    	}
		if(!keys)				// für das einmalige hochzählen beim drücken eines knopfes
		{
		Msleep(100);
		zaehler = 0;
        }
		
      }
	  o--;
	  

}


 //Hauptprogramm 
int main(void)
{

    //Geschwindigkeit 
    //void int speed = 100;
   
    int speed = 100;
	
    Init();
	InitI2C();
    InitLCD();
    GREEN_LED_ON;

	while(o > 0)
	{
    PrintSetLCD(0,0,"Geschwindigkeit");
	SetCursorLCD(0, 1);
	PrintIntLCD(speed);
	start(speed);
	}
	MotorDir(FWD,FWD);
    MotorSpeed(speed,speed);
	  

return 0;
}

weshalb hat speed unten immernoch hundert obwohl ich den wert oben verändert habe?

**radbruch** · 31.03.2011, 17:16

Code:

	while(o > 0)
	{
...
	}
	MotorDir(FWD,FWD);
    MotorSpeed(speed,speed);


return 0;
}

Achtung! Wenn das return erreicht wird, springt das Programm irgendwohin! Das kann bleibende Schäden am asuro verursachen!

**Hermann Wessel** · 31.03.2011, 17:21

ja ok hab ich sofort entfernt^^
doch weswegen hat er unten denn immernoch speed = 100 obwohl ich den wert oben durch tastereingabe verändert habe?

**Valen** · 31.03.2011, 20:03

Und welcher Tastereingaben meinst du? Mein Glasskügel fehlt mir wieder.

**Hermann Wessel** · 31.03.2011, 20:15

emm wie gesagt ich hab das ja mit dem lcd-display programmiert und dieser besitzt 3 taster
und dann hab ich halt ne funktion geschrieben, die von der main aufgerufen wird, die dann bei tasterdrücken die vaiable speed 10 höher oder niedriger setzt
aber der wert bleibt in der funktion und geht nich mit rüber ins hauptporgramm
glasskügel?