ゼミのお話/ロボット工学者養成所/テーマ別/シリアル通信によるデバイス制御

2018-04-16 (月) 15:53:00 (840d)

はじめに

テーマ

  • シリアル通信を行うプログラムに関する知識の習得する.また,シリアル通信によってコマンド方式のサーボ・センサを制御し,実機特有のノイズを実感する.

概要

  • 本ゼミは,以下の特徴をもったプログラミング演習である.
    • シリアル通信に関するプログラミングを行う
    • シリアル通信によるデバイス制御を行う
  • シリアル通信は広範囲に使われている技術である.本演習では,最も基礎となるRS-232C経由でのシリアル通信を対象とし,シリアル通信プログラミングの基礎を修得することを目的とする.
  • また,本演習ではシリアル通信を用いてハードウェアデバイスの制御を行う.ハードウェアを用いた場合,シミュレーション実験では現れないノイズや個体差が問題となってくる.本演習では実機を使用することで,この特有の問題を体験してもらう.
  • ここでハードウェアを制御する方法は直接方式とコマンド方式がある.本演習ではシリアル通信を用いて制御を行うため,コマンド方式となる.

実験内容

  • シリアル通信によるデバイス制御ゼミの内容は以下のようになる.
    • 準備
      • ゼミを行うためのデバイスの準備
    • サーボプログラミング
      • サーボ動作を行うプログラミング
    • センサプログラミング
      • センサからの情報取得を行うプログラミング
    • センサ・サーボプログラミング
      • センサを使って情報取得をし,それをもとにサーボを動作させるプログラミング

演習前に一読願う情報

vi

  • viの操作に慣れていない場合にはこの章を読んでviを扱えるようにしておく.
  • また,演習中にプログラムを打ち込みながらこの章を読み,viによる入力に慣れる.

シリアル通信プログラム概説

  • シリアル通信プログラムの概要と雛形.内容は,丸覚えでかまわない.本章では,丸覚えをすべきところを中心に記述している.特に実際にプログラムをしなくてもかまわない.掲載しているプログラムはhelloを表示するものであるが,センサ・サーボコントローラには文字表示能力はない.そのため,掲載しているプログラムを実行しても何も起こらない.

実験デバイスの構成

  • 今回使用するデバイスを図1〜5に示す.armadillo300単体を図1に示す.また図2にarmadillo300によって制御されるセンサ・アクチュエータとその制御デバイスを示す.センサコントローラ,サーボコントローラはarmadillo300からシリアル通信で送られてくるコマンドを解釈し,センサから情報取得およびサーボの動作を行う.その結果はシリアル通信でarmadillo300へ送られる.ここでarmadillo300のシリアルデバイスとコントローラのシリアルデバイス間で信号電圧に互換性がないためPC接続ボードによって信号電圧の変換を行っている.これらを使用した実験デバイスを図3〜5に示す.実験デバイス前方には距離センサを1つ搭載し,アクチュエータを1つ搭載している.上部にはメータをプリントしており,アクチュエータはメータ上の針を駆動させる.
DSC_0206.jpg
  • 図1.armadillo300
サーボ・センサコントローラ.jpg
  • 図2.サーボ・センサコントローラ
前方.jpg
  • 図3.組み上げ前方図
上方.jpg
  • 図4.組み上げ上方図
後方.jpg
  • 図5.組み上げ後方図

プログラム演習

  • 基本的には,まずサンプルプログラムを打ち込み,コンパイル・実行してみる.その後,概要や参考情報を見ながら理解を深める.

実験準備

注意事項

サーボ駆動プログラム作成

  • 実際にプログラムを作成し,どのようにサーボを制御しているかを実体験する.

センサ情報取得プログラム作成

  • 実際にプログラムを作成し,どのようにセンサからデータを取得するかを実体験する.

センサ・サーボ制御プログラム作成

  • センサとサーボを両方使用するプログラムを作成する.サンプルプログラム等はなく,自分で考え作成してみる.