workshop mbed

Introduccion Conociendo la planta Programacion del mbed

Workshop mbed

Ariel Burman Ernesto CorbelliniSebastian Garca Marra Tomas Gonzalez

Club de Robotica, Laboratorio Abierto (LABI)Departamento de Electronica, Facultad de Ingeniera

Universidad de Buenos Aires

15 de agosto de 2012

Club de Robotica - FIUBA Workshop mbed

Introduccion Conociendo la planta Programacion del mbed Objetivos Presentando el mbed Herramientas

Agenda

1 IntroduccionObjetivosPresentando el mbedHerramientas

2 Conociendo la plantambed Carmbed Mote

3 Programacion del mbedPrimeros PasosTimers y PWMPuerto SerieActuadores y sensoresA trabajar



Objetivos

Aprender

Que es el mbed, que C usa.Como se programa, como es laAPI.Como se usa la interfaz web.

Hacer

Programar el mbed.Manejar motores de CC conPWM.Usar sensores opticos infrarrojos.Usar un acelerometro.Utilizar la comunicacion porpuerto serie.Manejar el robot (autito) con uncontrol remoto.Correr una carrera!



Que es el mbed?

mbed.org dice:

mbed es una herramienta para prototipado rapido conmicrocontroladores.

Tambien es una biblioteca de alto nivel

Tambien es un compilador web



Quien hace la magia?

Cortex-M3: Core ARM del C. poderoso el chiquitn

32 bits, compite en el segmento de 16 bits.Pipeline de 3 etapas con prediccion de salto.Set de instrucciones de 16 bits, Thumb-2.Arquitectura Harvard. 3 buses: Data, Codigo,Perifericos.Controlador de interrupciones avanzado (NVIC).Orientado a bajo consumo.

LPC1768: C que se usa en el mbed.

64kB SRAM, 512kB Flash. 100MHzEthernet 10/100, interfaz RMII.USB Host, device, OTG.CAN, SPI, I2C, I2S, USARTsADC 12 bits, DAC 10 bits.U$S 5.62 comprando 5000 (Digikey)



mbed NXP LPC1768

96MHz, 32KB RAM, 512KB FLASH

Ethernet, USB Host/Device, 2xSPI, 2xI2C,3xUART, 2xCAN, 6xPWM, 6xADC, GPIO


mbed NXP LPC11U24

48MHz, 8KB RAM, 32KB FLASH

USB Device, 2xSPI, I2C , UART, 6xADC, GPIO

Alimentacion opcional de 2.4-3.3V (pensado para bateras)

U$S 2.06 comprando 5000 (Digikey)



Como se usa el mbed?

Programacion por USB drag n drop

Bilioteca de alto nivel C/C++

Compilador web

Lo mas importante

http://mbed.org

Donde encontramos:

Handbook: Referencia de la biblioteca de mbed.

Cookbook: Muchos ejemplos de proyectos.

Notebook: Notas de los usuarios.

Compiler: La interfaz web al compilador.


http://mbed.org


Conociendo la interfaz

1 Usuarios registrados.Nombre de usuario:

cdrfiuba_XX

Clave:cdrfiuba_XX

2 Entrar al compilador.

Con el numero indicado en elpapel que les repartimos.



Conociendo la interfaz



Alternativas

Solemos querer herramientas off line.

gcc4mbed: Modificaciones a la biblioteca de mbed para que sepueda compilar con GCC.

El compilador ahora permite exportar el codigo a un toolchainlocal (IAR o GCC)

libmanyuc: Una biblioteca de alto nivel, libre, portada al mbed.


Introduccion Conociendo la planta Programacion del mbed mbed Car mbed Mote

Agenda






El mbed Car - top



El mbed Car - adaptado



El mbed Car - bottom



El mbed Mote


Introduccion Conociendo la planta Programacion del mbed Primeros Pasos Timers y PWM Puerto Serie Actuadores y sensores A trabajar

Agenda






Nuestro primer codigo

Vamos a prender un led Creamos un programa nuevo.1 #include "mbed.h"

2

3 DigitalOut myled(LED1); //variable global

4 int main() {

5

6 while(1) {

7 myled = 1; // prende el led;

8 wait(0.5); // el intervalo de tiempo

9 myled = 0; // se indica en segundos

10 wait(0.5);

11 }

12 }



Usando libmanyuc

Si usamos libmanyuc en lugar de mbed.h nos quedara:

1 #include "libmanyuc.h"

2

3 int main() {

4

5 Pin led(LED1);

6

7 while(1) {

8 led = 1; // prende el led;

9 Delay(0.5); // el intervalo de tiempo

10 led = 0; // se indica en segundos

11 Delay(0.5);

12 }

13 }



Nuestro primer codigo

Muy facil . . . ahora usemos un boton para prender el led..

1 DigitalOut myled(LED4); // 4 Leds incluidos en el mbed

2 DigitalIn boton(p20); // boton der. del mbed Mote

3 // o p17 del mbed Car

4 int main() {

5 myled = 1; // prende el led;

6 boton.mode(PullUp); //

7 while(1) {

8 if (boton == 0) {

9 wait(0.01); //debounce.

10 if (boton == 0) {

11 myled = !myled; // invierte el estado del led

12 }

13 ....



Complicandola un poco

Dimmer para los leds.

PWM: Pulse Width Modulation,modulacion de ancho depulso.

Ticker: Interfaz usada para definirun evento que se repite aintervalos regulares detiempo.

Vss

Vmed

D.T (1-D).T



Complicandola un poco

Dimmer para los leds.

1 PwmOut led1(LED1);

2 Ticker evento;

3

4 void dimmer() {

5 led1 = led1 + 0.1; // aumenta el ancho del pulso

6 }

7

8 int main () {

9 //llama a dimmer cada 500ms

10 evento.attach(&dimmer, 0.5);

11 while (1);

12 }



Hola mundo!

Todos lo estabamos esperando...1 Serial pc(USBTX, USBRX); // tx, rx

2 DigitalOut led(LED1);

3

4 int main () {

5 char c;

6

7 pc.baud(9600); // velocidad en bps

8 pc.format(8,Serial::None,1); // 8 bits, sin paridad, 1 bit de stop

9

10 while(1) {

11 if (pc.readable()) {

12 c = pc.getc(); // lee un caracter de la UART

13 if (c == p) pc.printf("Hello World!\n");

14 }

15 led = !led;

16 wait(0.25);

17 }

18 }Club de Robotica - FIUBA Workshop mbed


Chat

1 Serial pcCom(USBTX, USBRX);

2 Serial DispCom(p13, p14); // p9,p10 o p13,p14 o p28,p27

3 DigitalOut Led(LED1);

4 DigitalOut pc_activity(LED1);

5 DigitalOut Disp_activity(LED2);

6

7 void DispComRXh(void) {

8 while(DispCom.readable()) {

9 pcCom.putc(DispCom.getc());

10 pc_activity = !pc_activity;

11 }

12 }

13 void pcComRXh(void) {

14 while(pcCom.readable()) {

15 DispCom.putc(pcCom.getc());

16 Disp_activity = !Disp_activity;

17 }

18 }



Chat

1 int main() {

2 // Configuracion serial del dispositivo

3 DispCom.baud(9600); //default

4 DispCom.format(8, Serial::None, 1); //default

5 DispCom.attach(&DispComRXh, Serial::RxIrq);

6 // Config serial de la pc

7 pcCom.baud(9600);//default

8 pcCom.format(8, Serial::None, 1);//default

9 pcCom.attach(&pcComRXh, Serial::RxIrq);

10 while(1) {

11 Led=!Led;

12 wait(0.25);

13 }

14 }



Sensores - CNY70

La salida del sensor es un valor analogico0 3,3V , conectado al AD del mbed. UsandoAnalogIn::read() se ve como un valor floatentre 0 y 1.



Sensores - CNY70

Leyendo los sensores

1 AnalogIn sensor(p19);

2 DigitalOut ledsensor(p10);

3 PwmOut ledazul (LED1);

4

5 int main() {

6 ledsensor = 1;

7 float aux;

8 while(1) {

9 aux = sensor.read(); //devuelve un numero entre 0 y 1

10 ledazul = aux;

11 wait(0.1);

12 }

13 }



Sensores - CNY70 Y como veo la lnea?

(Lnea Negra)Alineado Desviado a izq. Desviado a der.

Desviandose a izq. Desviandose a der.

~1~0 ~0~1 ~1

~1 ~1

~1

~0.5 ~0.5



Puente H - L298

Para manejar los motores de CC usamos un IC (L298) que tiene 2puentes H.



Puente H - L298 (cont)

El puente H nos permite cambiar el sentido y velocidad de giro delos motores.En el grafico se ve que se puede cambiar el sentido de circulacionde la corriente. Como variamos la velocidad?



Puente H - L298 (cont)

Pero en realidad, no lo vamos a usar as. Uso de los puentes Hintegrados en el L298.

EN IN1 IN2 Motor0 X X Libre

1 0 0 Frenado

1 1 0 Adelante

1 0 1 Atras

1 1 1 Frenado



En movimiento!

Controlando los motores.

1 DigitalOut InA1(p21); // In1 motor A

2 DigitalOut InA2(p22); // In2 motor A

3 DigitalOut EnA(p23); // Enable motor A

4

5 int main() {

6 IntA1 = 1; // configuramos motor A

7 IntA2 = 0; // en un sentido

8 EnA = 1; // habilitamos motor A

9 while(1);

10 }



Usando el acelerometro

Inicializacion.

1 const int addr = 0x3A;

2 I2C i2c(p28, p27);

3

4 Accelerometer::Accelerometer() {

5 i2c.frequency(100000); // freq de i2c 100KHz

6 wait(0.02); // El acelerometro tarda 20ms en arrancar

7

8 // Inicializacion del acelerometro

9 char cmd[2];

10 cmd[0] = 0x16; // registro 16h, Mode Control

11 cmd[1] = 0x05; // 2g + Measurement Mode

12 i2c.write(addr, cmd, 2);

13 }



Usando el acelerometro

Leemos los ejes.

1 const char REG_X8 = 0x06;

2 const char REG_Y8 = 0x07;

3 const char REG_Z8 = 0x08;

4

5 char Accelerometer::readAccel8(char registro) {

6 char data, reg;

7 reg = registro;

8 i2c.write(addr, &reg, 1);

9 wait(0.004);

10 i2c.read(addr,&data,1);

11 return data;

12 }



A trabajar...

Con todo lo que ya vimos, ahora solo necesitan saber dondeesta conectada cada cosa :)

Robot (Autito)Funcion PinName Funcion PinName Funcion PinName

Led Sensor Izq p10 PH1 IN1 p22 Farol Izq. p20Sensor Izq p19 PH1 IN2 p21 Farol Der. p30

Led Sensor Der p9 PH1 EN p23 Serie TX p13Sensor Der p18 PH2 IN1 p25 Serie RX p14

Boton p17 PH2 IN2 p24 Serie Rst p8PH2 EN p26

Control RemotoFuncion PinName Funcion PinName Funcion PinName

Acel. SCL p27 Boton Izq. p19 Serie TX p13Acel. SDA p28 Boton Der. p20 Serie RX p14Acel. Int. 1 p9 Acel. Int. 2 p10 Serie Rst p8



Ejercicios

Mejorar el dimmer para que se prenda y apague en formacontinua.

(Mbed Car) Enviar la lectura de las entradas analogicas de lossensores, por puerto serie.

(Mbed Mote) Enviar la informacion de la lectura delacelerometro por puerto serie.



The End

Muchas Gracias.


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