🥫 👩‍❤️‍💋‍👨 👨‍❤️‍👨 हम शुरुआती लोगों के लिए उबंटू / डेबियन पर पोलोलु 3pi का कार्यक्रम करते हैं 👩‍⚕️ 👩🏾‍✈️ 🔉

आपने बस पोलोलु से एक रोबोट खरीदा और ऑपरेटिंग सिस्टम के रूप में लिनक्स उबंटू या डेबियन का उपयोग किया, तो यह लेख आपके लिए है। सबसे पहले, लेख उन शुरुआती लोगों के लिए है, जिन्होंने रोबोटिक्स में खुद को आजमाने का फैसला किया था।

शुरू करने के लिए, उन्होंने मुझे एक समान रोबोट दिया, या पोलोलु 3pi, और मैंने यह अध्ययन करना शुरू किया कि यह किस प्रकार का जानवर था। एक डेमो प्रोग्राम को स्टोर से इसमें फ्लैश किया गया था, जिसकी मदद से डिवाइस के सभी कार्यों की जांच करना संभव था। और वह जानता था कि एल ई डी को कैसे फ्लैश किया जाए, इंजनों को घुमाया जाए, अपने स्क्वीकर (बज़ेर) के माध्यम से एक क्लासिक राग बजाया जाए, प्रति पंक्ति 8 वर्णों के दो-पंक्ति के डिस्प्ले पर टेक्स्ट प्रदर्शित किया जाए, और अंत में डिवाइस के निचले भाग पर सेंसर के नीचे काले क्षेत्रों को पहचाना जाए (उदाहरण के लिए, एक सफेद पृष्ठभूमि पर काली पटरियाँ जिसे आप स्थानांतरित कर सकते हैं)।

डिवाइस की कार्यक्षमता का अध्ययन करने के बाद, निम्नलिखित विचार उत्पन्न हुआ: "चलो हमारे कार्यक्रम को इसमें लिखें"। और फिर अगला सवाल यह था कि इसे लिनक्स उबंटू पर कैसे किया जाए। आधिकारिक साइट www.pololu.com , विदेशी मंचों और डाउनलोड किए गए पुस्तकालयों के स्रोतों के अध्ययन ने इस मामले में बहुत मदद की।

अब संक्षेप में आपको बताएंगे कि इस डिवाइस पर अपना प्रोग्राम लिखने के लिए क्या और कैसे किया जाना चाहिए। मैं तुरंत स्पष्ट कर दूंगा कि पोलोलू की प्रोग्रामिंग के लिए, डिवाइस के अलावा, कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए USB इंटरफ़ेस के साथ एक विशेष प्रोग्रामर की आवश्यकता होती है। मैंने PGM03A का उपयोग किया - एवीआर पर आधारित माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए एक अद्भुत और सस्ती प्रोग्रामर, जिसमें हमारा ATMega328P भी शामिल है।

हम सी में कार्यक्रम लिखेंगे, लेकिन आप सी ++ में लिख सकते हैं, इसके लिए आपको उपयुक्त संकलक और पुस्तकालयों का उपयोग करने की आवश्यकता है। सबसे पहले, कंपाइलर, अतिरिक्त लाइब्रेरी और यूटिलिटीज को “sudo apt-get install” का उपयोग करके इंस्टॉल करें:

gcc-avr - AVR नियंत्रकों के मशीन कोड में स्रोत कोड का एक संकलक, यदि आप C ++ में लिखते हैं, तो आपको उचित संकलक और पुस्तकालय स्थापित करना होगा;

avr-libs - AVR पुस्तकालय सी के लिए;

avra - कोडांतरक, कोड प्राप्त करने के लिए AVR-GCC के भाग के रूप में आवश्यक;

binutils-avr - निर्माण कार्यक्रमों के लिए अतिरिक्त उपयोगिताओं;

avrdude प्रोग्रामर के माध्यम से इकट्ठे बाइनरी हेक्स-फाइल को AVR नियंत्रकों के लिए लिखने के लिए एक उपयोगिता है।

ये सभी लाइब्रेरी हैं जो AVR कंट्रोलर को बाइनरी हेक्स फाइल बनाने और लिखने के लिए आवश्यक हैं। अब आपको नियंत्रक को सबसे सरल प्रोग्राम को इकट्ठा करने और लिखने की आवश्यकता है।

उदाहरण के लिए, सी में लिखे गए निम्नलिखित कोड पर विचार करें, यह लाल पोलोलु 3 पीआई एलईडी पर और बंद हो जाएगा। एक उदाहरण आधिकारिक साइट www.pololu.com से लिया गया था और यह केवल ATMega328P माइक्रोकंट्रोलर के साथ सही ढंग से काम करेगा।

#define F_CPU 20000000UL // Baby Orangutan frequency (20MHz) 
      

        
        
        
      

     #include 
      

        
        
        
      

     #include 
      

        
        
        
      

     void delayms( uint16_t millis ) { 
      

        
        
        
      

     while ( millis ) { 
      

        
        
        
      

     _delay_ms( 1 ); 
      

        
        
        
      

     millis--; 
      

        
        
        
      

     } 
      

        
        
        
      

     } 
      

        
        
        
      

     
      

        
        
        
      

     int main( void ) { 
      

        
        
        
      

     DDRD |= 1 << DDD1; // set LED pin PD1 to output 
      

        
        
        
      

     while ( 1 ) { 
      

        
        
        
      

     PORTD &= ~( 1 << PORTD1 ); // LED off 
      

        
        
        
      

     delayms( 900 ); // delay 900 ms 
      

        
        
        
      

     PORTD |= 1 << PORTD1; // LED on 
      

        
        
        
      

     delayms( 100 ); // delay 100 ms 
      

        
        
        
      

     } 
      

        
        
        
      

     return 0; 
      

        
        
        
      

     }

इस कोड को BlinkLed.c फाइल में रखा जाना चाहिए। फ़ाइल एक्सटेंशन "* .c" का अर्थ है कि हमारे पास C. में लिखे प्रोग्राम का सोर्स कोड है। अब हम फाइल को मशीन कोड में संकलित करते हैं, इसके लिए कंसोल में फाइल BlinkLed.c के साथ वर्किंग डायरेक्टरी पर जाएं और निम्नलिखित कमांड को निष्पादित करें:

$ avr-gcc -g -Wall -mcall-prologues -mmcu=atmega328p -Os -c -o BlinkLed.o BlinkLed.c

और आउटपुट एक BlinkLed.o ऑब्जेक्ट कोड वाली फ़ाइल है। ऑब्जेक्ट कोड एक निष्पादन योग्य कोड है, जो लिंकर के लिए कुछ अतिरिक्त जानकारी के साथ है, उदाहरण के लिए, एक प्रतीक तालिका। इस चरण पर, आपका प्रोग्राम पहले से ही संकलित है, इसे अन्य ऑब्जेक्ट मॉड्यूल के साथ एक लिंकर (यदि आप उनका उपयोग करते हैं) और * .hex एक्सटेंशन के साथ एक द्विआधारी फ़ाइल एकत्र करते हैं, जिसके डेटा को हम माइक्रोप्रोसेसर को लिखेंगे। कंसोल में, आपको कमांड चलाने की आवश्यकता है:

$ avr-gcc -g -Wall -mcall-prologues -mmcu=atmega328p -Os BlinkLed.o -Wl,-gc-sections -lpololu_atmega328p -Wl,-relax -o BlinkLed.obj 
      

        
        
        
      

     $ avr-objcopy -R .eeprom -O ihex BlinkLed.obj BlinkLed.hex

BlinkLed.hex फ़ाइल ATMega328P माइक्रोकंट्रोलर के लिए कमांड के साथ निर्देशिका में दिखाई दी, जिसे अब इसमें फ्लैश करने की आवश्यकता है। लेकिन पहले आपको यह पता लगाना होगा कि किस डिवाइस को कमांड भेजना है। ऐसा करने के लिए, हमें प्रोग्रामर को कंप्यूटर से कनेक्ट करने और / dev निर्देशिका में नए डिवाइस ढूंढने की आवश्यकता है। मेरे मामले में, 2 नए डिवाइस दिखाई दिए: / dev / ttyACM0 और / dev / ttyACM1। अब हम माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्रामर से कनेक्ट करते हैं और संबंधित डिवाइस के लिए कमांड निष्पादित करते हैं (डिवाइस को चालू करना होगा और बैटरी को फ़र्मवेयर प्रक्रिया की अवधि तक चलना चाहिए):

$ avrdude -c avrispv2 -p m328p -P /dev/ttyACM0 -e 
      

        
        
        
      

     
      

        
        
        
      

         . 
      

        
        
        
      

     avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions 
      

        
        
        
      

     Reading | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| | 100% 0.01s 
      

        
        
        
      

     avrdude: Device signature = 0x1e654f 
      

        
        
        
      

     avrdude: erasing chip 
      

        
        
        
      

     avrdude: safemode: Fuses OK 
      

        
        
        
      

     avrdude done. Thank you.

यदि आपने डिवाइस से जवाब देखा, तो कनेक्शन परीक्षण वास्तव में पारित हो गया और अब आप हमारे तैयार किए गए निर्देशों को सुरक्षित रूप से फ्लैश कर सकते हैं। हम कंसोल में निष्पादित करते हैं:

$ avrdude -p m328p -c avrisp2 -P /dev/ttyACM0 -U flash:w:BlinkLed.hex

कुछ सेकंड के बाद, डिवाइस में दिए गए निर्देशों को सफलतापूर्वक फ्लैश किया जाएगा, नियंत्रक स्वचालित रूप से पुनः आरंभ करेगा, और आप देखेंगे कि पोलोलू 3pi कैसे सक्रिय रूप से अपने एलईडी के साथ आपको मिटा रहा है। एप्लिकेशन के निर्माण की प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए, आप मेकफाइल लिख सकते हैं।

हमने सीखा कि C में लिखे गए स्रोत कोड से एक माइक्रोकंट्रोलर को कैसे फ्लैश किया जाए, अब डिवाइस के साथ एक अधिक आरामदायक काम के लिए आपको पोलोलू लाइब्रेरी को कनेक्ट करना होगा, जो पहले से ही रोबोट के घटकों को नियंत्रित करने के लिए निम्न-स्तर के संचालन को लागू करता है। पुस्तकालय के नवीनतम संस्करण को आधिकारिक साइट www.pololu.com से डाउनलोड करें, लेखन के समय, पुस्तकालय www.pololu.com/docs/0J20/3 पर उपलब्ध है।

 $ wget www.pololu.com/file/download/libpololu-avr-100607.zip?file_id=0J381

निकालें:

$ unzip libpololu-avr-yymmdd.zip,  «yymmdd»      .

हम अनपैक्ड लाइब्रेरी के साथ रूट डायरेक्टरी में जाते हैं और पैकेज बनाने के लिए "मेक" कमांड निष्पादित करते हैं। असेंबली के बाद, यह डाल करने के लिए बनी हुई है, लेकिन यहां कुछ आश्चर्य ने मुझे इंतजार किया। सबसे पहले, आपको "मेकफाइल" फ़ाइल खोलने की आवश्यकता है, 2 लाइनें ढूंढें:

# LIB := /usr/lib/avr/lib 
      

        
        
        
      

     # INCLUDE_POLOLU := /usr/lib/avr/include

और उन्हें अनसुना करें, अपने सिस्टम में निर्देशिकाओं के अस्तित्व की जांच करें और यदि आवश्यक हो तो बदल दें। उसके बाद, आप लाइब्रेरी को स्थापित करने के लिए "sudo make install" कमांड चला सकते हैं। इसी समय, माइक्रोकंट्रोलर के विभिन्न संस्करणों के लिए एक्सटेंशन। * .A वाले पैकेजों को "/ usr / lib / avr / शामिल करने के लिए" / usr / lib / avr / lib "और" popolu / *। H "शीर्षक फ़ाइलों को कॉपी करना होगा। आवश्यक पुस्तकालय कार्यक्षमता।

तब एक दूसरा आश्चर्य मेरे लिए इंतजार कर रहा था, हेडर फ़ाइलों को "NCLUDE_POLOLU" में निर्दिष्ट निर्देशिका में कॉपी किया गया था, जो कि "/ usr / lib / avr / शामिल" है, हालांकि वे निर्देशिका में खोजे गए हैं "usr / lib / avr / / pololu"। निर्देशिका "/ usr / lib / avr / शामिल / pololu" बनाकर और फिर से सभी फ़ाइलों को "pololu / * H" कॉपी करके समस्या हल की गई थी।

अंत में, हम पोलोलू पुस्तकालय का उपयोग करके सामग्री को ठीक करने के लिए एक और छोटा कार्यक्रम लिखेंगे। ऐसा करने के लिए, इस लाइन "#include <pololu / 3pi.h>" लिखकर प्रोग्राम फ़ाइल की शुरुआत में लाइब्रेरी कनेक्ट करें। नीचे मैं टिप्पणियों के साथ कोड रखता हूं, जिसे "MyRobot.c" फ़ाइल में रखा जाना चाहिए। जैसा कि आप देख सकते हैं, कोड कम निकला, लेकिन हमने बहुत अधिक कार्यक्षमता का उपयोग किया:

#include <pololu/3pi.h> //  Pololu 
      

        
        
        
      

     #include <stdlib.h> //      
      

        
        
        
      

     int main() 
      

        
        
        
      

     { 
      

        
        
        
      

     print("Hello :)"); //    
      

        
        
        
      

     lcd_goto_xy(0,1); //      
      

        
        
        
      

     int val; 
      

        
        
        
      

     while(1) 
      

        
        
        
      

     { 
      

        
        
        
      

     green_led(0); //    
      

        
        
        
      

     red_led(0); //    
      

        
        
        
      

     val = random()%3; //     {0,1,2} 
      

        
        
        
      

     if(val == 0) { 
      

        
        
        
      

     green_led(1); //    
      

        
        
        
      

     red_led(1); //    
      

        
        
        
      

     } 
      

        
        
        
      

     delay_ms(1000); // 1  
      

        
        
        
      

     } 
      

        
        
        
      

     }

प्रोग्राम के स्वचालित असेंबली और फर्मवेयर के लिए, हम एक विशेष मेकफाइल बनाएंगे जिसमें आपको निम्नलिखित पाठ रखने की आवश्यकता है, सभी इंडेंट को पंक्ति की शुरुआत से 1 टैब के रूप में सहेजा जाना चाहिए:

 DEVICE = atmega328p
 AVRDUDE_DEVICE = m328p
 CFLAGS = -g -all -mcall-prologues -mmcu = $ (DEVICE) -O
 CC = avr-gcc
 OBJ2HEX = avr-objcopy 
 LDFLAGS = -Wl, -gc-section -lpololu _ $ (DEVICE) -Wl -relax
 पोर्ट = / देव / ttyACM0
 AVRDUDE = avrdude
 TARGET = MyRobot
 सभी: $ (TARGET) .hex
 साफ:
	 rm -f * .o * .hex * .obj * .hex
 % .hex:% .obj
	 $ (OBJ2HEX) -R .Prom -O ihex $ <$ @
 % .obj:% .o
	 $ (CC) $ (CFLAGS) $ <$ (LDFLAGS) -o $ @
 स्थापित करें: $ (TARGET) .hex
 	 $ (AVRDUDE) -p $ (AVRDUDE_DEVICE) -c avrisp2 -P $ (PORT) -U फ़्लैश: w: $ (TARGET) .hex

अब प्रोग्राम बनाने के लिए यह कमांड "मेक" टाइप करने के लिए पर्याप्त है, और इसे डिवाइस पर फ्लैश करने के लिए, क्रमशः "इंस्टॉल करें"।

समय कई उदाहरणों के माध्यम से जाने का है जो आपको अनपैक्ड लाइब्रेरी फ़ाइलों में मिलेंगे, और पहले से ही एक ही स्थान पर हेक्स फ़ाइलों को संकलित कर सकते हैं यदि आपको अचानक कंपाइलर के साथ समस्या है। सी सोर्स कोड लिखने के लिए एक आईडीई के रूप में, मैं स्थापित सी / सी ++ प्लगइन के साथ नेटबीन्स का उपयोग करता हूं।

आपका ध्यान देने के लिए धन्यवाद। यदि आप लेख में गलतियाँ और त्रुटियों की रिपोर्ट करेंगे तो मैं आभारी रहूँगा।

हम शुरुआती लोगों के लिए उबंटू / डेबियन पर पोलोलु 3pi का कार्यक्रम करते हैं

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