Жонглирование шариком для пинг-понга при помощи Arduino и 4 микрофонов


Обрабатывая данные от четырёх электретных микрофонов и управляя четырьмя шаговыми двигателями — два контроллера Arduino (Arduino Uno и Arduino Nano) — смогли жонглировать шариком для пинг-понга.
Интересен способ получения информации о местоположении шарика — для этого используется акустическая обратная связь:
контроллер рассчитывает разницу во времени между парой микрофонов (каждая пара расположенных на противоположных торцах пластины — выдаёт значение по соответствующей оси). Шум от удара шарика по пластине достаточно громкий и его легко отличить от других звуков, поэтому для обработки звука используется простая триггерная схема.

Сектч MicDiffs.ino

#include <DirectIO.h>

int mic12DiffCounter = 0;
int mic34DiffCounter = 0;

Output<2> ff_reset;

Input<8> mic1;
Input<9> mic2;
Input<10> mic3;
Input<11> mic4;

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
    // DEBUG
    /*
    while (1)
    {
        int ranVertical = random(-250, 250);
        int ranHorizontal = random(-250, 250);

        if (random(1, 10) >= 4)
        {
            ranVertical = 0;
        }
        if (random(1, 10) >= 4)
        {
            ranHorizontal = 0;
        }

        Serial.print(constrain(ranVertical, -200, 200));
        Serial.print(":");
        Serial.print(constrain(ranHorizontal, -200, 200));
        Serial.println("&");

        delay(500);
    }
    */
    // DEBUG

    boolean micFlag1 = false;
    boolean micFlag2 = false;
    boolean micFlag3 = false;
    boolean micFlag4 = false;

    while (1)
    {

        while (!micFlag1 || !micFlag2 || !micFlag3 || !micFlag4)
        {
            // update micFlag values.
            // only update the ones which aren't high yet for faster computation speed.
            if (!micFlag1)
                micFlag1 = mic1;
            if (!micFlag2)
                micFlag2 = mic2;
            if (!micFlag3)
                micFlag3 = mic3;
            if (!micFlag4)
                micFlag4 = mic4;

            // track diff between mic 1 and 2
            if (micFlag1 && !micFlag2)
            {
                mic12DiffCounter--;
            }
            if (micFlag2 && !micFlag1)
            {
                mic12DiffCounter++;
            }

            // track diff between mic 2 and 3
            if (micFlag3 && !micFlag4)
            {
                mic34DiffCounter--;
            }
            if (micFlag4 && !micFlag3)
            {
                mic34DiffCounter++;
            }
        }

        Serial.print(constrain(mic12DiffCounter, -200, 200));
        Serial.print(":");
        Serial.print(constrain(mic34DiffCounter, -200, 200));
        Serial.print("&");
        Serial.println(millis());

        ff_reset = false;
        delay(100);

        // wait until all mics are low again.
        while (micFlag1 || micFlag2 || micFlag3 || micFlag4)
        {
            micFlag1 = mic1;
            micFlag2 = mic2;
            micFlag3 = mic3;
            micFlag4 = mic4;
        }

        ff_reset = true;
        //Serial.println("reset done.");

        mic12DiffCounter = 0;
        mic34DiffCounter = 0;
        micFlag1 = micFlag2 = micFlag3 = micFlag4 = false;
    }
}

Данные о местоположении шарика передаются второму контроллеру Arduino, который использует их чтобы наклонить пластину таким образом, чтобы шарик не упал (для этого используется ПИД-регулятор).

Ссылки
Acoustic Location Determination of a Bouncing Ball
Stepper Juggler
https://github.com/T-Kuhn/Stepper-Juggler

По теме
Платформа балансирующая шариком
ЧПУ для сада Дзэн на Arduino

Arduino
Arduino, термины, начало работы
КМБ для начинающих ардуинщиков
Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)


Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect LEGO OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна конкурс манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение