程序界面亲爱的同学们,上节课我们已经认识了积木机器人,通过拼装,我们已经做好了积木小车。这节课我们将要学习机器人的大脑——控制器。
图上的设备,就叫控制器,我们WER积木机器人使用的控制器的型号是C102,在它的四周有很多不同的接口,我们一起来认识它们。
一、认识控制器
Ccon102控制器两侧为I/O口,顶端侧面为电机口,底端侧面依次为电源口、下载口和蜂鸣器,正面是液晶显示屏和4个按键,底部是电池(盒),在3个侧面和底面设计了10个5mm边长的扩展槽,方便扩展。
① CPU:这是控制器最重要的芯片,在控制器的内部,外面无法看到。控制器能够执行我们的命令,就是靠CPU来完成的,所以它就相当于控制器的大脑。
② I/O口:在控制器的两侧,一共有12个I/0接口,这些接口,可以接入我们需要的不同的感应器,如灰度传感器、温度传感器、声音传感器等等,传感器就相当于机器人的感觉器官,可以像我们人一样,听到声音、看到光亮、区别颜色、感受温度等等。
③ 电机口:也就是DC接口,一共有4个。电机接口是一般接积木小车的轮子和任务电子,通过这个接口,我们可以控制机器人行动以及完成任务等 。
④ 液晶屏:相当于我们电脑的显示器、手机的显示屏,通过这个小屏幕,我们可以让机器人显示一些信息,有时候这些显示的信息非常重要,是我们识别环境、完成任务的获取信息的重要方式。
5 USB接口:USB接口是通过USB线连接电脑和控制器的,通过这个接口,我们将编写好的程序下载到控制器里,再通过控制器执行我们的程序去完成任务。
二、控制器的操作
Ccon102控制器使用长按(约2秒)ENTER键开机和关机。Ccon102控制器接好电源或锂电池后,长按ENTER键开机,开机状态下,不论在任何界面,长按ENTER键关机。
当用户长按任何按键都没有反应时,则可判定该控制器已死机。死机状态的控制器需彻底切断电源(拔下适配器、取下锂电池),再接通电源即可重新开机。
界面操作中,左右键一般用于平级菜单之间的切换和调整数值,ESC键用于退出当前编辑或返回上一级菜单,ENTER用于进度菜单或保存生效,具体用途根据不同菜单需求可能略有差异。
三、学习控制器
1. 主界面
Ccon102控制器开机后进入如右图所示界面,界面内容包含电量显示图标和主菜单。
电量显示图标可以粗略显示当前电池电量,是通过电压判断的。主菜单包含4个项目,可以通过左右按键在各个项目之间切换,黑色方框框起的图标是当前选择的项目,按ENTER键进入该项目的下一级界面。各图标与项目的对应关系如下:程序、端口、电机、设置。
2. 程序界面
用户在该界面上可以通过左右键选择不同的用户程序,被选中的用户程序会反色显示,按ENTER键后被选中的用户程序将会被读入内存并开始运行。 用户程序运行过程中,按ESC键用户程序将终止运行,界面返回主界面。
3. 端口界面
进入端口界面后,通过左右键可以依次在AI、DO、DI、舵机和计数5个界面之间切换,AI、DO、DI、舵机和计数5个标识会在屏幕左下角显示。端口是指的I/O口,Ccon102控制器的I/O口可以接AI/DI传感器、旋转计数器、DO执行器、数字舵机,这些器件都可以直接通过控制器界面单独使用。
小技巧:界面操作中,ENTER键一般起到进入下一级操作的功能,左右键是用于平级之间的选择或修改参数,ESC键用于退出本级并返回上一级操作。
如右图所示为AI检测界面,0~11代表I/O口号,后面的数字“0”表示对应端口实时采集的AI输入值,图片显示的0表示没有接传感器接入。Ccon102控制器AI的返回值范围是0~4095。
端口的AI功能是传感器输入测试功能,只需读取数值,没有下一步操作。
注意:Ccon102控制器的I/O口具备多种功能,所以电路上存在复用现象,当进行AI检测时,需要为传感器提供5V电源,所以该端口的DO功能是打开的。
如右图所示为DO测试界面,0~11代表I/O口号,后面的数字表示DO的当前开关状态,0表示断开,1表示接通。
通过ENTER键和左右键可以实现对单个端口的DO状态进行单独控制。为保证项目模型的安全性,当退出DO控制时,DO口会恢复到断开状态。
如右图所示为DI检测界面,0~11代表I/O口号,后面的数字“0”表示对应端口实时采集的DI输入值,数字量传感器的返回值只有“接通”和“断开”两种状态,所以对应的返回值只有0和1。显示为0时会有两种情况:没有接传感器或者所接的数字量传感器是断开的。
端口的DI功能是数字量传感器输入测试功能,只需读取数值,没有下一步操作。
如右图所示为旋转计数器检测界面,该功能只能读取1个旋转计数器的返回值,因为旋转计数器需要电机带动,所以在该界面下还需要控制电机的运动。右侧是旋转计数器的控制参数。
IO:旋转计数器所接的I/O端口号。
DC:带动该旋转计数器的电机所接的DC端口号。
S:控制器电机转向,在S反显时,按ENTER键进入电机控制功能,默认是在中间的停止符上,可以通过左右键在正转符(左箭头)、停止符(方块)、反转符(右箭头)之间切换,同时电机的当前速度会在S后面显示出来。
CNT:后面显示计数器的返回值。通过按键操作使该值反显时,按ENTER键可以进行清零操作。
如右图所示为数字舵机检测界面,该功能只能控制1个舵机。图片右侧下方是数字舵机的控制参数。
IO:表示数字舵机所接的I/O口,目的是打开该端口的485电源。此处默认为“--”,设置成您需要的数值后,ENTER键即生效(保存退出),生效后该端口的485电源即打开。
ID:表示所要控制的数字舵机的ID号,此处默认为“---”,当对应I/O口的485电源打开约1秒钟后,控制器会自动读取所接数字舵机的ID。用户可以更改该界面的ID号,更改生效后所接舵机的ID号也会被更改。
A:读取和设置数字舵机角度。此处默认为“----”,当对应I/O口的485电源打开约1秒钟后控制器会先读取数字舵机的当前角度位置。按ENTER键进入角度编辑后,可以在当前角度位置的基础上通过左右键设置目标角度,设置完成后按ENTER键,数字舵机即会运动到该目标角度。
4. 电机界面
如右图所示为DC测试界面,DC一列中M0~M3对应电机口DC0~DC3上的电机,Speed一列中的数值代表对应DC口的电机速度(取值为-100~100),Encode一列中的数值代表闭环电机编码器返回的数值(仅在接通闭环电机时可用,按照电机正反转增减,数值变化范围为0~100)。
进入电机界面后DC是反色显示的,按ENTER键进入电机整体控制模式,可以通过左右键控制所有端口的电机输出速度;按左右键可以选择单个端口从而进入单个端口控制模式。选择好单个端口后按ENTER键可以进入该端口的速度调整界面,此时对应端口的速度值是反色显示的,通过左右键可以调整该速度值,并实时表现在该端口所接的电机上。取消选择或返回上一级可以使用ESC键。
退出单个端口模式或整体控制模式,对应端口的电机会立即停止。
5. 设置界面
设置界面包含EEPROM、声音、背光、语言、对比度、本机ID、通讯、关于等Ccon102自身参数设置子界面,通过左右键可以选择需要设置的项目,按ENTER键进入,按ESC键退出。
声音:控制蜂鸣器的开关,选择即生效。关掉声音后按键音取消,用户程序中的发音模块依旧起作用。
背光:控制显示屏背光板亮灭的开关,选择即生效。在需要的时候您可以通过该功能关掉背光板,关掉后在明亮的地方依旧可以看到显示屏显示的内容。
语言:可通过该功能进行界面的语种切换,目前支持中文、英文两个语种。
对比度:可以调整显示屏的对比度。调整时屏幕会实时显示出对应档位的显示效果,按ENTER键保存退出,按ESC键不保存退出(返回到调整前状态)。
本机ID:多控制器通讯时需要设置,它标定了本机在RS485总线上的地址,在做多控制器之间通讯时,需要先设定好该项。
通讯:多控制器通讯时需要设置,它可以将本控制器设置为“从机”,被设置为“从机”的控制器屏幕上会显示几行英文,此时按ECN退出“从机”模式。
关于:项目将会显示控制器当前的系统版本。
四、操控积木小车
有关控制器的知识很多,记不住不用怕,只要我们勤学、好问,学会查手册,我们在正式使用到它们的时候,再去深入了解也是可以的。
任务1:操作控制器让积木小车转动起来
开机,进入电机控制界面,选择所有电机,然后设置转动数值。可以设置0-100的参数,数值越大,电机转动越快,小车就跑得越快。
注意:直流电机机器人正常情况下,是一个轮子正转,另一个轮子反转。
任务2:使用灰度传感器检测路线。
开机,进入传感器控制界面,将传感器对着地图上的黑线区域和白色区域,观察数值的变化。
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