Projectgroep 20 Biorobotics / Mbed 2 deprecated DEMO_en_autodemo

Important changes to repositories hosted on mbed.com

Mbed hosted mercurial repositories are deprecated and are due to be permanently deleted in July 2026.

To keep a copy of this software download the repository Zip archive or clone locally using Mercurial.

It is also possible to export all your personal repositories from the account settings page.

Dependencies:   Encoder MODSERIAL mbed

Fork of DEMO by Annelotte Bex

main.cpp@0:ec8fa8a84edd, 2017-11-01 (annotated)

Committer:
Annelotte
Date:
Wed Nov 01 16:45:26 2017 +0000
Revision:
0:ec8fa8a84edd
Child:
1:e3db171abbb2
Motors met een eigen wil

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 1 //libaries
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 2 #include "mbed.h"
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 3 #include "encoder.h"
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 4 #include "MODSERIAL.h"
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 5
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 6
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 7 // globale variables
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 8 Ticker AInTicker; //We make a ticker named AIn (use for HIDScope)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 9
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 10 Ticker Treecko; //We make a awesome ticker for our control system
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 11 AnalogIn potMeter2(A1); //Analoge input of potmeter 2 (will be use for te reference position)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 12 PwmOut M1E(D6); //Biorobotics Motor 1 PWM control of the speed
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 13 DigitalOut M1D(D7); //Biorobotics Motor 1 diraction control
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 14
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 15 Encoder motor1(D13,D12,true);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 16 MODSERIAL pc(USBTX,USBRX);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 17
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 18 float PwmPeriod = 1.0/5000.0; //set up of PWM periode (5000 Hz, want 5000 periodes in 1 seconde)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 19 const float Ts = 1/500; // tickettijd/ sample time
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 20 float e_prev = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 21 float e_int = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 22 float PwmPeriod2 = 1.0/5000.0; //set up of PWM periode (5000 Hz, want 5000 periodes in 1 seconde)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 23 float e_prev2 = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 24 float e_int2 = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 25
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 26 double pi = 3.14159265359;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 27 double SetPx = 38; //Setpoint position x-coordinate from changePosition (EMG dependent)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 28 double SetPy = 30; //Setpoint position y-coordinate from changePosition (EMG dependent)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 29 volatile double q1 = 0; //Reference position q1 from calibration (only the first time)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 30 volatile double q2 = pi/2; //Reference position q2 from calibration (only the first time)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 31 const double L1 = 30; //Length arm 1
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 32 const double L2 = 38; //Length arm 2
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 33 double K = 1; //Spring constant for movement end-joint to setpoint
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 34 double B1 = 1; //Friction coefficient for motor 1
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 35 double B2 = 1; //Friction coefficient for motot 2
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 36 double T = 1/500; //Desired time step
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 37 double Motor1Set; //Motor1 angle
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 38 double Motor2Set; //Motor2 angle
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 39 double p;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 40
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 41
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 42 //tweede motor
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 43 AnalogIn potMeter1(A2);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 44 PwmOut M2E(D5);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 45 DigitalOut M2D(D4);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 46 Encoder motor2(D9,D8,true);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 47
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 48 void RKI()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 49 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 50 p=sin(SetPx);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 51 q1 = q1 + ((sin(q1)*L1 + sin(q2)*L2)*SetPy - (cos(q1)*L1 + cos(q2)*L2)*SetPx)*(K*T)/B1; //Calculate desired joint 1 position
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 52 q2 = q2 + ((SetPy - cos(q1)*L1)*sin(q2)*L2 + (sin(q1)*L1 - SetPx)*cos(q2)*L2)*(K*T)/B2; //Calculate desired joint 2 position
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 53
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 54 Motor1Set = q1/(2*pi); //Calculate the desired motor1 angle from the desired joint positions
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 55 Motor2Set = (pi-q2-q1)/(2*pi); //Calculate the desired motor2 angle from the desired joint positions
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 56
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 57 //pc.printf("waarde p = %f \r\n",p);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 58 //pc.printf("q1 = %f, q2 = %f, Motor1Set = %f, Motor2Set = %f \r\n", q1, q2, Motor1Set, Motor2Set);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 59 //pc.printf("Setpointx = %f, Setpointy = %f \r\n", SetPx, SetPy);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 60 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 61
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 62 void SetpointRobot()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 63 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 64 double Potmeterwaarde2 = potMeter2.read();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 65 double Potmeterwaarde1 = potMeter1.read();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 66
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 67 if (Potmeterwaarde2>0.5) {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 68 SetPx++; // hoe veel verder gaat hij? 1 cm? 10 cm?
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 69 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 70 if (Potmeterwaarde2<0.5) {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 71 SetPx--;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 72 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 73 if (Potmeterwaarde1>0.5) {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 74 SetPy++;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 75 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 76 if (Potmeterwaarde1<0.5) {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 77 SetPy--;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 78 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 79 //pc.printf("Setpointx = %f, Setpointy = %f \r\n", SetPx, SetPy);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 80 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 81
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 82 float GetReferencePosition()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 83 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 84 float Potmeterwaarde = potMeter2.read();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 85 int maxwaarde = 4096; // = 64x64
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 86 float refP = Potmeterwaarde*maxwaarde;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 87 return refP; // value between 0 and 4096
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 88 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 89
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 90 float GetReferencePosition2()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 91 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 92 float potmeterwaarde2 = potMeter1.read();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 93 int maxwaarde2 = 4096; // = 64x64
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 94 float refP2 = potmeterwaarde2*maxwaarde2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 95 return refP2; // value between 0 and 4096
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 96 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 97
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 98 float FeedBackControl(float error, float &e_prev, float &e_int) // schaalt de snelheid naar de snelheid zodat onze chip het begrijpt (is nog niet in werking)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 99 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 100 float kp = 0.001; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 101 float Proportional= kp*error;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 102
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 103 float kd = 0.0004; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 104 float VelocityError = (error - e_prev)/Ts;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 105 float Derivative = kd*VelocityError;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 106 e_prev = error;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 107
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 108 float ki = 0.00005; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 109 e_int = e_int+Ts*error;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 110 float Integrator = ki*e_int;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 111
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 112
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 113 float motorValue = Proportional + Integrator + Derivative;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 114 return motorValue;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 115 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 116
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 117 float FeedBackControl2(float error2, float &e_prev2, float &e_int2) // schaalt de snelheid naar de snelheid zodat onze chip het begrijpt (is nog niet in werking)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 118 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 119 float kp2 = 0.001; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 120 float Proportional2= kp2*error2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 121
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 122 float kd2 = 0.0004; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 123 float VelocityError2 = (error2 - e_prev2)/Ts;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 124 float Derivative2 = kd2*VelocityError2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 125 e_prev2 = error2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 126
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 127 float ki2 = 0.00005; // kind of scaled.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 128 e_int2 = e_int2+Ts*error2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 129 float Integrator2 = ki2*e_int2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 130
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 131
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 132 float motorValue2 = Proportional2 + Integrator2 + Derivative2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 133 return motorValue2;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 134 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 135
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 136
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 137 void SetMotor1(float motorValue)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 138 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 139 if (motorValue >= 0)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 140 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 141 M1D = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 142 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 143 else
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 144 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 145 M1D = 1;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 146 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 147
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 148 if (fabs(motorValue) > 1)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 149 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 150 M1E = 1; //de snelheid wordt teruggeschaald naar 8.4 rad/s (maximale snelheid, dus waarde 1)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 151 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 152 else
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 153 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 154 M1E = fabs(motorValue); //de absolute snelheid wordt bepaald, de motor staat uit bij een waarde 0
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 155 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 156 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 157
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 158 void SetMotor2(float motorValue2)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 159 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 160 if (motorValue2 >= 0)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 161 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 162 M2D = 0;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 163 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 164 else
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 165 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 166 M2D = 1;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 167 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 168
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 169 if (fabs(motorValue2) > 1)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 170 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 171 M2E = 1; //de snelheid wordt teruggeschaald naar 8.4 rad/s (maximale snelheid, dus waarde 1)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 172 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 173 else
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 174 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 175 M2E = fabs(motorValue2); //de absolute snelheid wordt bepaald, de motor staat uit bij een waarde 0
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 176 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 177 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 178
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 179 float Encoder ()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 180 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 181 float Huidigepositie = motor1.getPosition ();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 182 return Huidigepositie; // huidige positie = current position
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 183 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 184
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 185 float Encoder2 ()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 186 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 187 float Huidigepositie2 = motor2.getPosition ();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 188 return Huidigepositie2; // huidige positie = current position
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 189 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 190
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 191 void MeasureAndControl(void)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 192 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 193 // RKI aanroepen
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 194 SetpointRobot();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 195 RKI();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 196
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 197 // hier the control of the control system
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 198 //float refP = GetReferencePosition();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 199 float Huidigepositie = Encoder();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 200 float error = (Motor1Set - Huidigepositie);// make an error
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 201 float motorValue = FeedBackControl(error, e_prev, e_int);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 202 SetMotor1(motorValue);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 203
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 204 // hier the control of the control system
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 205 //float refP2 = GetReferencePosition2();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 206 float Huidigepositie2 = Encoder2();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 207 float error2 = (Motor2Set - Huidigepositie2);// make an error
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 208 float motorValue2 = FeedBackControl2(error2, e_prev2, e_int2);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 209 SetMotor2(motorValue2);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 210 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 211
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 212
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 213 int main()
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 214 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 215 M1E.period(PwmPeriod);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 216 Treecko.attach(&MeasureAndControl, Ts); //Elke 1 seconde zorgt de ticker voor het runnen en uitlezen van de verschillende
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 217 //functies en analoge signalen. Veranderingen worden elke 1 seconde doorgevoerd.
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 218 pc.baud(115200);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 219
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 220
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 221 while(1)
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 222 {
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 223 wait(0.2);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 224 float B = motor1.getPosition();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 225 float Potmeterwaarde = potMeter2.read();
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 226 //float positie = B%4096;
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 227 //pc.printf("pos: %d, speed %f, potmeter = %f V, \r\n",motor1.getPosition(), motor1.getSpeed(),(potMeter2.read()*3.3)); //potmeter uitlezen. tussen 0-1. voltage, dus *3.3V
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 228 pc.printf("q1 = %f, q2 = %f, Motor1Set = %f, Motor2Set = %f, Setpointx = %f, Setpointy = %f \r\n", q1, q2, Motor1Set, Motor2Set, SetPx, SetPy);
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 229 }
Annelotte 0:ec8fa8a84edd 230 }