Locomotiva 🚂

O Locomotiva é um robô Sumô Autônomo 3kg, inicialmente feito para competir na RoboCore Experience 2022.

Requisitos

• Arduino IDE: Ambiente de desenvolvimento da linha de microcontroladores Arduino, para compilar, editar e enviar o código para o microcontrolador.

  Também é possível fazer a instalação do Visual Studio Code (VScode) para a edição de código. O qual possui uma vasta gama de extensões para facilitar a programação. Para utilizar o VScode com arduino é necessário o download da extensão de nome Arduino, produzida pela própria Microsoft, obtida na aba de extensões. No caso de utilizar o VScode, certifique-se de que o sketch que está sendo compilado e upado é o sketch desejado. O que pode ser escolhido por meio da paleta de comandos(atalho - Ctrl+shift+o).

• Ultrassonic: Aquisição dos valores de distância pelo ultrassônico.

• IRremote: Decodificação de sinais do controle remoto.

Instalando Bibliotecas

Todas as bibliotecas externas utilizadas no projeto podem ser instaladas de duas formas:

• Instalando diretamente via gerenciador de bibliotecas da IDE do Arduino.
• Acessando o repositório e depois fazendo o download do repositório no formato zip clicando no botão <>code e clicando e download zip e então adicionando ele como uma biblioteca no gerenciador de bibliotecas da IDE do Arduino.

Começando

Obtendo o código

Para obter o código fonte desse reposítório, é altamente recomendado que se utilize o Git local associado com a sua conta do Github.

Então é possível utilizar o commando:

git clone https://github.com/roboticatera/locomotiva.git

E o Git fará o download automático do repositório.

Também é possível fazer o download do arquivo zip utilizando o botão <>code e então em download zip ou diretamente do link https://github.com/roboticatera/locomotiva/archive/refs/heads/main.zip

Enviando o código para o microcontrolador

Para buildar o código certifique-se de que os requisitos estão instalados e então utilizando a IDE do arduio, abra o arquivo .ino desejado e clique no botão de verificar para compilar o código ou escolha a placa do arduino utilizada na barra de menu, em ferramentas -> placa -> <placa_utilizada>. Então escolhar a porta USB no qual o arduino está conectado clicando em Ferramentas -> Porta -> <Porta_do_arduino>. Após esses procedimentos, clique na setinha de upload na interface da IDE do Arduino.

Opcionalmente também é possível realizar um procedimento semelhante utilizando o VScode.

Biblioteca Interna

Os arquivos movimentos_basicos.cpp e movimentos_basicos.hpp, constituem a biblioteca interna do projeto, que contém os comandos básicos para a movimentação do mesmo. Por ser genérica, ela pode ser utilizada em outros projetos. As funções desenvolvidas dentro do Tera estão todas dentro do namespace do Tera, que atualmente possui apenas outro namespace dentro chamado movimento.

O intuito dessa organização é evitar a colisão de nomes dentre bibliotecas e também marcar o desenvolvimendo do Tera.

Para evitar usar longos nomes para chamar as funções é possível utilizar, no começo do arquivo, o statement: using namespace Tera::movimento; o que trará as funções de dentro desse namespace para o escopo atual, podendo ser chamadas diretamente.

Para utilização em outros projetos deve-se alterar os valores contidos em enum aceleracao : int, que nada mais são que o tempo (milisegundos) do PWM gerado pelo ESC. Eles podem ser aferidos com a ajuda de um Osciloscópio Digital.

Estrutura do repositório

Atualmente esse repositório armazena tanto os códigos utilizados para testar o robô (dentro da pasta tests), quanto o código utiliado pelo robô em batalha(pasta source).

Atualmente estamos utilizando as tags no repositório para marcar os commits no qual um teste foi finalizado ou a implementação de uma estratégia foi finalizada. Tags também são utilizadas para marcar as versões finais dos códigos utilizados de fato nas competições.

Para visualizar as tags já existentes basta utilizar o commando git tag no repositório ou no Github clicar em tags logo ao lado de onde marca a branch atual.

Vale ressalar que os arquivos da biblioteca interna devem estar presentes nas pastas da rotina que executar. Não conseguimos fazer com que essa biblioteca se comporte como as gerenciadas pela IDE do Arduino.

Possíves melhorias para próximos projetos

• Tornar a utilização da biblioteca interna mais fácil.

  • Talvez inserindo-a ao gerenciador de bibliotecas do próprio do Arduino

• Usar Esp32 ao invés do Arduino Nano

  • Capacidade de processamento superior.
  • Módulos WiFi e Bluetooth embutidos.

• Realizar projetos híbridos entre autônomo e rádio controlado, reduzindo custos para a equipe e garantindo maior orçamento e aproveitamento de tempo dos membros da equipe.

• Junto ao tópico anterior, com o Esp32 é possível utilizar controle de vídeogame no módulo controlado, sendo mais intuívo para o piloto e possibilitando leituras da reposta do receptor infravermelho, se usarmos um controle de Playstation por exemplo.

• Tornar funções de escritas e leitura de dados menos genéricas e mais performáticas, diminuindo o tempo de resposta de comando.

  • As implementações das funções que vem na biblioteca do arduino tem o intuito de serem genéricas, devido a isso, o código que é compilado é mais complexo do que é necessário para um única plataforma.

    Com o intuito de diminuir o custo da chamada dessas funções, é interessante implementar essas funções com uma única plataforma em mente, dessa forma, podemos fazer chamadas diretas para registradores.

    Essas chamadas diretas e operações em bits são menos custosas, como o intuito é utilizar uma única plataforma, então vale a pena pagar o custo de implementa-las uma vez só, já que não será algo recorrente.

    material para referência: https://www.youtube.com/watch?v=6q1yEb_ukw8

    não é necessário descer ao nível de assembly para realizar essas implementações, e nesse caso talvez não faça diferença no final das contas, uma vez que o compilador de C++ para o microprocessador do ESP otimizará o máximo esse processo.

• Como consequência do item anterior, podemos considerar estudar e implementar as funções mais básicas do ESP(O que será utilizado nos futuros projetos) utilizando essa mesma ideia, reduzindo o custo geral do código