ultimo aggiornamento 11 febbraio 2012

Per impartire i comandi ad un robot è possibile utilizzare un controller che di solito è utilizzato nella console per videogiochi tipo Playstation 2 della Sony
Per pilotare ArduinoBOT può essere utilizzato qualunque controller compatibile con la versione originale.

Su di esso sono presenti sedici pulsanti di cui quattro formano un pad direzionale e quattro tasti (identificati dai simboli triangolo, cerchio, croce e quadrato) verranno utilizzati per il movimento della telecamera, sono poi presenti due joystick analogici

Anche se ogni tasto può essere configurato per eseguire un'azione specifica, tutti funzionano sullo stesso principio. Ogni pulsante è un interruttore che completa un circuito quando è premuto; come già detto sono presenti due joystick analogici che sono realizzati con due potenziometri (resistenze variabili) posti ad angolo retto tra loro sotto il joystick.
In base alla posizione, il joystick varia la resistenza del potenziometro interno e, di conseguenza, anche la tensione in uscita. Leggendo questa tensione con un convertitore analogico, è possibile determinare l'angolo in cui si trova il joystick, e determinare la risposta appropriata sulla base di tale angolo.
Un'altra particolarità del controller (se è della serie Dual Shock), è il force feedback che fornisce una stimolazione tattile. Il Force feedback è realizzato attraverso l'uso di un dispositivo molto comune: un semplice motore elettrico, inserito in ogni impugnatura. Sull'albero di ciascun motore è montato un peso sbilanciato. Quando l'alimentazione è fornita al motore, il peso inizia a girare.
Poiché il peso è sbilanciato, il motore cerca di oscillare ma, essendo il motore bloccato all'interno del controller, l'oscillazione si traduce in una vibrazione del controller stesso. l’azionamento dei motori è controllato da un processore che li codifica e li trasmette tramite una linea seriale a 8bit.
L’uscita è rappresentata da uno speciale connettore a 9 pin Figura 15) le cui funzioni dei pin sono riportate nella Tabella

Cavo interfaccia controller-Shield

Come abbiamo visto il controller ha uno speciale connettore per il collegamento alla console di gioco. Per evitare di dover tagliare il cavo è possibile utilizzare un apposito adattatore reperibile sul sito Lynxmotion con il codice PS2C-01.
Il cavo presenta da un lato lo speciale connettore mentre all’altro capo i cavi sono raggruppati in 4 connettori secondo lo schema riportato sotto.

Esempio di utilizzo del controllo sul mio robot ArduinoBOT

Utilizzo delle librerie

Per l'interpretazione dei comandi forniti dal controller verso Arduino sono disponibili due tipologie di librerie: GPSX e PSX.
La prima denominata GPSX è più completa poiché permette anche di monitorare i joystick analogici e il controllo dei due motori che forniscono il force feedback.
La seconda PSX è più semplice e fornisce solo l’indicazione dei tasti premuti.
 

Libreria GPSX

La libreria GPSX può essere scaricata a questo indirizzo http://pspunch.com/pd/files/library/GPSX.zip ( https://github.com/madsci1016/Arduino-PS2X) è in grado di gestire 2 joypad. I tasti che possono essere premuti sul joypad e definiti dalla libreria, sono:

SELECT(padNo) LEFT(padNo) DOWN(padNo) RIGHT(padNo) UP(padNo) START(padNo) STICK_RIGHT(padNo) STICK_LEFT(padNo) SQUARE(padNo) CROSS(padNo) CIRCLE(padNo) TRIANGLE(padNo) R1(padNo) L1(padNo) R2(padNo) L2(padNo)

I pulsanti sono considerati in 3 casi:

• Sono premuti, quindi l'istruzione sarà PRESSED_nometasto(padNo) e l'istruzione restituirà un 1 se è vera uno 0 se è falsa.

• Restano premuti, l'istruzione sarà IS_DOWN_nome tasto(padNo) e l'istruzione restituirà un 1 se è vera o uno 0 se è falsa.
  Es. while (IS_DOWN_SQUARE(PSX_PAD1) ==1){ //fai qualcosa} Arduino fa qualcosa dentro al loop while fino quando il tasto quadrato rimane premuto

• Sono rilasciati, quindi l'istruzione sarà RELEASED_nome tasto(padNo) e l'istruzione restituirà un 1 se è vera o uno 0 se è falsa. Inoltre possiamo leggere dati analogici dai due joystick sulla manopola lungo i 2 assi, i valori restituiti dalle seguenti istruzioni saranno compresi tra 0 e 255.

ANALOG_RIGHT_X(padNo); ANALOG_RIGHT_Y(padNo);  ANALOG_LEFT_X(padNo);  ANALOG_LEFT_Y(padNo)

Nelle manopole della playstation 2 ci sono 2 motori (Dual Shock) ed è possibile abilitarli e disabilitarli. Un motore da una vibrazione più forte mentre l'altro da una vibrazione più lieve.

PSX.motorEnable(padNo, Motor1Enable, Motor2Enabl

Dove:

• padNo = PSX_PAD1 | PSX_PAD2
• Motor1Enable = MOTOR1_ENABLE | MOTOR1_DISABLE
• Motor2Enable = MOTOR2_ENABLE | MOTOR2_DISABLE

La vibrazione è regolabile via software con una semplice istruzione.

PSX.motor(padNo, Motor1OnOff, uint8_t Motor2Speed)

Dove:

• padNo = PSX_PAD1 | PSX_PAD2
• Motor1OnOff = MOTOR1_ON | MOTOR1_OFF
• Motor2Speed = uint8_t che assumerà il valore zero se sarà uguale a 0x00 fino ad arrivare a 255 se posto uguale a 0xFF.

Possiamo infine decidere via software, se usare la manopola in modalità digitale, (quindi il joystick sinistrò avrà lo stesso effetto di freccia sù, freccia giù, sinistra destra, e il joystick sinistro avrà lo stesso effetto di triangolo, cerchio quadrato e x), oppure in modalità analogica quindi i joystick, se mossi, restituiranno un valore analogico come visto nella funzione precedente ANALOG_xxx_YYY_asse(padNo)).

•PSX.mode(padNo, mode, lock)

Dove:

• padNo = PSX_PAD1 | PSX_PAD2
• mode = MODE_DIGITAL | MODE_ANALOG
• lock = MODE_UNLOCK | MODE_LOCK
 

Utilizzo della libreria

Per utilizzare i comandi bisognerà prima di tutto scaricare la libreria da questo link:  http://pspunch.com/pd/files/library/GPSX.zip  Il file andrà poi scompattato all’interno della cartella GPSX a sua volta posta nella cartella delle librerie Arduino.    Dentro questa cartella troverete i seguenti files:

GPSX.c
GPSX.h
GPSXClass.cpp
GPSXClass.h
keywords.txt
README_en.txt
README_ja.txt
Schematic.bmp

Compresa una cartella denominata “Example” al cui interno troverete un programma “interface_pad1.pde” per testare il controller.    Prima di utilizzare il programma occorrerà editare la libreria GPSX.c con un editor di testo (notepad andrà benissimo), e una volta aperto il file sostituite nelle righe #define il numero del pin effettivamente utilizzato.   Per cui le linee:

#define DAT_PIN 7 // CTL1 Data
#define CMD_PIN 6 // CTL2 Command
// CTL3 9V for Motor (Optional)
// CTL4 GND
// CTL5 VCC
#define AT1_PIN 5 // CTL6 Attention (PAD1)
#define CLK_PIN 4 // CTL7 Clock
// CTL8 N/C
#define ACK_PIN 3 // CTL9 ACK
#define AT2_PIN 2 // CTL6 Attention (PAD2) per un eventuale secondo joypad

Diventano nella nostra applicazione:

#define DAT_PIN 2 // CTL1 Data
#define CMD_PIN 3 // CTL2 Command
// CTL3 9V for Motor (Optional)
// CTL4 GND
// CTL5 VCC
#define AT1_PIN 4 // CTL6 Attention (PAD1)
#define CLK_PIN 5 // CTL7 Clock
// CTL8 N/C
#define ACK_PIN 6 // CTL9 ACK
#define AT2_PIN 7 // CTL6 Attention (PAD2)

Una volta fatta la modifica, salvate il file e assicuratevi che l'estensione sia sempre .c Ora potete aprire il programma Arduino e controllare se la libreria è stata installata correttamente.

LibreriaPSX
Anche questa libreria permette ad Arduino di interfacciarsi con uno controller digitale standard Playstation (o suoi cloni). Ciascun pulsante è definito nella libreria, i tasti riconosciuti sono: Left, Down, Right, Up, Strt, Slct, Squ, X, O, Tri, R1, L1, R2, L2.

Utilizzo della libreria

Per l'installazione bisognerà scaricare la libreria da questo link: http://arduino.cc/playground/uploads/Main/Psx.zip  Si dovrà poi decomprimere il pacchetto nella directory Arduino \ librerie. Dentro questa cartella troverete i seguenti files:

.DS_Store
gpl.txt
keywords.txt
Psx.cpp
Psx.h

Compresa una cartella denominata “Example” al cui interno troverete un programma “Psx.pde” per testare il controller.  L'uso della biblioteca è semplice, richiedendo solo un’inizializzazione, un’assegnazione dei pin e un comando di lettura.
 

Comandi:

Psx ()
Usato per inizializzare la libreria: Es: Psx Psx;

setupPins (dataPin, cmndPin, attPin, clockPin, ritardo)
Definisce i pin di Arduino a cui è collegato il controller, così come il ritardo per cui il clock rimane alto o basso: Ex: Psx.setupPins (2, 3, 4, 5, 10)

read ()
Legge i dati pulsante dal controller playstation.: Es: data = Psx.read ();
I dati sono restituiti come numeri interi senza segno, e ogni bit rappresenta un pulsante specifico. Può essere testati utilizzando un semplice if.: Es: If (dati & psxUp)

Ciascun pulsante è definito nella libreria, quindi non c'è bisogno di usare codici esadecimali durante il test.  I tasti riconosciuti sono riportati nella tabella sotto riportata

Dual Stick Gamepad - Transparent GM-1520T