Final

Después de varios meses trabajando, llegando incluso a dividirnos el trabajo, hemos conseguido nuestro objetivo. Robonova ya habla.
La demsotración se puede ver en http://www.youtube.com/watch?v=gsWwIh8Q0W0.
Conseguir ésto es resultado de técnicas tftp, implementación DAC, comunicación vía UART y demás funcionalidades descritas a lo largo de este blog.
El resultado, si bien puede parecer simple, responde a un gran esfuerzo, debido a que se ha tenido que partir prácticamente desde 0 con el robot. No obstante, nos gustaría remarcar lo positivo de la experiencia y lo recomendable que es hacia aquellos que denoten interés por la robótica.
Finalmente, nos gustaría concluir con la esperanza de que todo este trabajo sirva de reclamo para que sea mejorado en un futuro, ya que el tiempo ha sido nuestro mayor enemigo.

Servidor TFTP

Durante las semanas anteriores se ha conseguido reproducir sonidos por medio del DAC del Coldfire, pero presentaba un problema: cada vez que había que cargar el programa en la memoria del Coldfire se hacía necesario volver a cargar los arrays con las muestras de voz, con el consiguiente tiempo que conllevaba.
Para solucionar, o al menos disminuir el tiempo de carga, lo que se ha realizado es montar un servidor TFTP en un ordenador. A este servidor accederá el Coldfire por medio del puerto Ethernet y se descargara los archivos de voz que necesite para posteriormente reproducirlos.
El programa en C que realiza esta tarea tiene dos partes. Por un lado se encuentra el cliente TFTP que se descarga el archivo que especifiquemos y los guarda a partir de la posición de memoria 0x60000 del Coldfire, que se corresponde con la memoria de usuario que asigna el cliente para la descarga de archivos. Esta memoria se extiende hasta la posición 0x70000 por lo que en principio nos podemos descargar archivos de hasta un tamaño máximo de 64 KB.
Una vez descargado el archivo se accede a la posición 0x60000 y mediante un bucle vamos recorriendo todos los valores hasta alcanzar el tamaño del archivo y los vamos transmitiendo al DAC, igual que hacíamos con el array de datos.
En la dirección http://docs.google.com/Doc?id=dgs9sf7s_3thk754 se puede encontrar el archivo principal del programa (habla.c).

Programa arrayC

Como ya se ha comentado en la entrada anterior, necesitamos tener un array en C que contenga las muestras de nuestra señal de voz digitalizada. Para poder generar dicho array se ha desarrollado un pequeño programa en java que proporcionándole un archivo de audio WAV con formato PCM es capaz de generar dicho array.

Para el desarrollo de este programa se ha tenido que tener en cuenta las especificaciones del formato WAV que se encuentran en la siguiente Web http://ccrma.stanford.edu/courses/422/projects/WaveFormat/ aunque la siguiente tabla las resume bastante bien.

















El programa se puede ejecutar de dos maneras distintas. Una consiste en modo texto, en la cual al ejecutar el programa se le pasa como parámetro el nombre del archivo WAV que queremos convertir, generando en ese mismo directorio un fichero con nombre array.c que contiene las muestras.













Otra forma de ejecutar el programa es en modo gráfico. De esta forma solo tendremos que seleccionar el fichero WAV que queremos convertir en el menú archivo->Abrir fichero *.wav. En la ventana nos aparecerá la información correspondiente al archivo y para generar el array tan solo habrá que pulsar el botón “¡¡Generar array!!”.









¡IMPORTANTE!


Como el audio que vamos a reproducir se trata de voz los archivos wav deberán de tener las siguientes características.

1 canal de audio (Mono)

8 bit/muestra

8000 Hz de frecuencia de muestreo

Formato PCM (Sin compresión)


Los archivos JAVA se pueden obtener de los siguientes enlaces:

Sin interfaz gráfica: http://docs.google.com/Doc?id=dgs9sf7s_0hmf293

Con interfaz gráfica: http://docs.google.com/Doc?id=dgs9sf7s_1dgj67s

Para la ejecución del programa con interfaz gráfica es necesario tener compilados en la misma carpeta las dos clases.


Para descargar el programa ya compilado: http://www.mediafire.com/?9zmymim0gfj

Haciendo hablar a Robonova

Tras la sesión de demostración de las practicas especiales que se llevó a cabo en semanas anteriores nos hemos dividido el trabajo para avanzar en dos direcciones. Por un lado se esta trabajando con los ultrasonidos (Ver entradas del blog publicadas por Eisen) y por otro lado se esta trabajando con el Coldfire para que el robot pueda hablar e ir comentando las cosas que va haciendo, como por ejemplo cuando mida una distancia con los ultrasonidos que diga el valor de la distancia a la que se encuentra del objeto.

Durante estos días se ha estado trabajando con el DAC (Convertidor digital-analógico) del Coldfire. Para poder reproducir audio con el Coldfire primero nos tenemos que generar un array en C que contenga las muestras de la señal y posteriormente ir recorriendo dicho array enviando las muestras al DAC, generando este una señal analógica que podremos escuchar si conectamos unos auriculares a la salida del DAC.

El siguiente código se encarga de recorrer el array “A” e ir enviando las muestras al DAC,

for(;i <>

DAC_dato(A[i]);

}

pero las manda a la máxima velocidad que permite, con lo cual tendremos que introducir un retardo para que la frecuencia de envió de las muestras del DAC corresponda con la frecuencia de muestreo de la señal (tipicamente en nuestro caso sera de 8000 Hz) para que se reproduzca correctamente, por ello el código quedara como sigue:

int i=0;

for(;i <>

DAC_dato(A[i]);

sleep(1); //Esperamos 1/8000 segundos

}

Se puede consultar el programa completo en C en la siguiente dirección: http://docs.google.com/Doc?id=dgs9sf7s_2gh37zr

Presentacion jueves 12

La presentación ha consistido en un pequeño ejemplo de control del robonova desde el coldfire. La forma de implementarlo ha consistido en utilizar el módulo radio tanto del robot como del coldfire para enviar instrucciones.
Las instrucciones mostradas consistían en un saludo, un paso hacia delante, otro hacia atrás, giros a ambos lados y la toma de medidas.
Esta última ha sido la instrucción más tediosa a la hora de implementarse, ya que exigía dos comandos, uno que indicase el deseo de realizar la medida, y otro que fijase el ultrasonido a utilizar. Posteriormente el coldfire imprimiría por pantalla la medida recibida. Para evitar o al menos detectar, los problemas de comunicación, se optó por la espera de la medida durante 4 segundos y de no ser recibida previo aviso se pasaría a la posición por defecto, en la que se puede realizar cualquiera de las instrucciones arriba definidas.
En los sucesivos días se ha cambiado la ubicación tanto de los módulos sonar, como del módulo radio del robot. Los sonar pasan a estar en los brazos, permitiendo realizar medidas omnidireccionales. Mientras que el modem pasa a estar en la espalda, intentando así corregir desequilibrios a la hora de caminar.
Los siguientes objetivos se centran en implementar la funcionalidad DAC del coldfire para que pueda reproducir voz así como en realizar un abanico de medidas gracias al cual el robot autónomamente pueda detectar donde está la pared más próxima.

30 de Marzo

El trabajo de hoy ha consistido íntegramente en intentar solucionar el problema que ya nos apareció el último día con la comunicación Coldfire – Robonova. Como ya comentamos, el ultimo día conseguimos la comunicación contraria, es decir, transmitiendo datos desde Robonova conseguíamos recibirlos en el Coldfire y mostrarlos por pantalla pero no en sentido contrario. Tras asegurarnos con el osciloscopio que transmitíamos exactamente los mismos datos en ambos sentidos y que en uno si funcionaba y en el otro no, comprobamos que no estuviera dañado ningún modulo radio.

Después de probar que usando el modulo que tiene el robot en la brazo como transmisor del Coldfire y el que tiene el Coldfire como receptor para el robot seguía sin funcionar, cambiamos los dos módulos por otros dos distintos, pero aun así seguía sin funcionar.

Tras varias pruebas similares sin éxito, se empezó a sospechar que el problema podía estar en la alimentación de los módulos, así que se alimento el circuito que contiene al MAX-3232 con una fuente de alimentación distinta a la del modulo radio, logrando, esta vez si, la tan deseada transmisión desde el Coldfire al Robonova consiguiendo de esta forma una comunicación bidireccional entre el Robonova y el Coldfire.

Una vez identificado el problema, durante el próximo día procederemos a filtrar la alimentación del circuito MAX-3232 con los correspondientes condensadores para intentar conseguir alimentar con una única fuente de alimentación el modulo radio y el circuito del MAX-3232.

26 de Marzo - Software

Durante la jornada de hoy se han desarrollado dos programas, uno escrito en C para el envió de comandos por el puerto RS232 del Coldfire y otro en lenguaje BASIC para la recepción de dichos comandos por el Robonova.
El programa en C para el Coldfire se estructura en tres partes:
La primera se encarga de leer las teclas pulsadas del teclado matricial

//------------------------------------------------------
// char teclado(void)
//
// Descripción:
// Explora el teclado matricial y devuelve la tecla
// pulsada
//------------------------------------------------------
char teclado(void)
{

BYTE fila, columna, fila_mask;
static char teclas[4][4] = {{"123C"},
{"456D"},
{"789E"},
{"A0BF"}};
// Bucle de exploración del teclado
while(TRUE){

// Excitamos una columna
for(columna = NUM_COLS - 1; columna >= 0; columna--){
set_puertoS(EXCIT << style="color: rgb(255, 255, 153);"> // Se envía la excitación de columna
retardo(1150); // Esperamos respuesta de optoacopladores

// Exploramos las filas en busca de respuesta
for(fila = NUM_COLS - 1; fila >= 0; fila--){
fila_mask = EXCIT << style="color: rgb(255, 255, 153);">// Máscara para leer el bit de la fila actual
if(lee_puertoE() & fila_mask){ // Si encuentra tecla pulsada,
while(lee_puertoE() & fila_mask); // Esperamos a que se suelte
retardo(1150); // Retardo antirrebotes
return teclas[fila][columna]; // Devolvemos la tecla pulsada
}
}
// Siguiente columna
}
// Exploración finalizada sin encontrar una tecla pulsada
}
// Reiniciamos exploración
}


La segunda escribe por la pantalla LCD la acción que va a ejecutar el robot

// Situamos el cursor en la posición adecuada
if(teclasEscritas++ >= MAX_TECLAS){ // Si hemos llenado una línea,
if(primeraLinea){ // Si era la línea 1,
LCD_inst(LIN_2LCD); // cambiamos a la línea 2
}else{ // Si no,
LCD_inst(CLR_DISP); // Limpiamos el display
LCD_inst(LIN_1LCD); // y volvemos a la línea 1
}
// Actualizamos variables de estado
primeraLinea = !primeraLinea;
teclasEscritas = 1;
}
LCD_dato(tecla); // Escribimos en el display la tecla pulsada


Y la última se encarga de enviar la tecla pulsada por el puerto RS232


/* ------------------------------------------------------------------------------
Metodo que se encarga de enviar por el puerto serie los datos pasados como
parametro
------------------------------------------------------------------------------- */
void enviaSerie(char* mensaje){
while(*mensaje){ //Mientras haya datos que enviar
//Comprobamos estado del puerto
BYTE estado_tx = mbar_readByte(MCFSIM_USR1);
estado_tx = estado_tx & 0x04;
if(estado_tx != 0x04) continue;
mbar_writeByte(MCFSIM_UTB1,*mensaje++); //enviamos
retardo(RET_3MS);
}
mbar_writeByte(MCFSIM_UTB1,0x0D);

}

El funcionamiento del programa consiste en un bucle que esta a la espera de que se pulse alguna tecla, cuando esto sucede se imprime por la pantalla LCD el mensaje que corresponda con la acción que va a realizar el robot y envía la tecla pulsada por el puerto RS232 del Coldfire volviendo de nuevo a su estado inicial esperando una nueva pulsación. (El código fuente completo de este programa estará disponible en unos días en la sección de programas)
Por otro lado el programa que controla al Robonova esta a la espera de recibir algún comando por el puerto serie del robot, cuando esto sucede identifica la tecla que se ha enviado y dependiendo de esta se ejecuta una acción u otra.

'Definimos teclas
adelante="2"
derecha="6"
izquierda="4"
medida="5"

'Comprobamos datos recibidos y ejecutamos
Retry: ERX 9600,datos,Retry
IF datos=adelante THEN
GOSUB Caminar
END

IF datos=derecha THEN
GOSUB Giro_dch
END

IF datos=izquierda THEN
GOSUB Giro_izq
END

IF datos=izquierda THEN
GOSUB Adquisicion_ultrasonidos
GOSUB envia_medida