Robotiekkua da ohjelmoindua 9-99 vuodehizile

Oza I. Sphero -robotan ohjuamine

Martti Penttonen
Karjalan Kielen Kodi
5.11.2017

1. Tämän kursan syväindös

Opastundas käytämmö nämii vehkehii da ohjelmii:

• Sphero miäččyrobottu, tarkah sanojen Sphero 2.0
• Android taulutiedokoneh libo telefon, Android 5.0 libo uvvembi
• Spherol ajettavat ohjelmat. Täl kursal käytämmö Sphero Edu ohjelmua. Ruavon lopendas Sphero Sleep ohjelmu voi olla hyövylline.

Kuva 1. Sphero -ohjelmien ikonazet Androidas.

2. Sphero robottu - mi se on?

2.1. Sphero robotan rakendeh

• protsessoru, robotan "aivot", da vähäzen mustuo ohjelmien ajandah
• kaksi motorua, niilöin vuo se voi liikkuo da kiändyö
• giroskoppu, kudai avvuttau pidiä suundu
• sensorat, kuduat tunnustetah vauhtin, ähkästyksen, pakundan i muudu
• LED-väritulet
• akkumul'atoras on virdua čuasun-kahten ruandah.

2.2a. Yhtevys Android tiedokonehen da Sphero robotan välil

• Yhtevyönottoh niškoi miäččy pidäy ottua pezäspäi da se pidäy nostattua koputtamal kaksi kerdua. Se rubieu ozuttamah led-tuliloil omua nimie. Jogahizel miäčyl on oma nimi Sphero-XYZ, mis X, Y da Z ollah värilöi, R=ruskei, G=vihandu, B=sinine, Y=keldaine, O=oranžu, W=valgei. Kaikkiedah 6x6x6=216 nimie. Meil on miäčyt WRR (valgei-ruskei-ruskei) da BYR (sinine-keldaine-ruskei).
• Tiedokonehes pidäy laittua Bluetooth piäle. Se kyzyy, kunne otetah yhtevys. Pidäy vallita miäčyn nimen mugah.
• Tiedokonehes pidäy käynnistiä ohjelmu Sphero Edu. Kodvazen peräs se ilmoittau, saigo se yhtevyön miäčynke - Sphero Connected.
• Ohjelman lopendan jälgeh miäččy pidäy salvata. Ku ohjelmu da Bluetooth oldaneh salvattu, miäčyn pidäs sammuo panemal se pezäh. Libo suorittamal ohjelmu Sphero Sleep.
• Ku kesken ruandan miäččy ruvennou blinkettämäh ruskiedu, akkumul'uator on tyhjenemäs. Se pidäy panna pezäh lad'd'avumah. Nenga kolmes čuasus se lad'd'avuu tävvekse. Lad'd'uandan aigah pezäs blinkettäy sinine tuli, akkumul'uattoran tävvyttyy palau kiindei sinine tuli.
• Ku Sphero ei muite ruvenne sammumah, opi nenga: Pane miäččy pezäh. Pezän sinisty nybliä painajen nosta miäččy pezäs. Sen jälgeh pane järilleh pezäh, toinah rubieu uinuomah.

Kuva 2. Sphero Edu ohjelman algutila. Internettu ei ole käytös.

2.2b. Yhtevys Sphero Mini robotanke

• Minil ei ole lad'd'uandupeziä. Se lad'd'atah irrottamalla kuoret kui jäičäs da čökkiämäl sydämeh telefonan lad'd'aimen mikro-USB čökin. Tyhjy akkumul'uator lad'd'avuu čuasus. Tävvel lad'd'avuksel Mini ruadau nenga čuasun.
• Yhtevys telefonan/taulutiedokonehen da miäčyn välil toimiu bluetoothači kui suurembas Spheros, a yhtevyön luajindu menöy eri tabah. Sphero Edu (libo Sphero Mini) ohjelman avattuu miäččy pidäy tuvva tiedokonehen viereh da vuottua ilmoitustu yhtevykses. Ku yhtevys ei ruvenne rodivumah, voi avata Minin kuoret da liittiä se lad'd'aimeh, se toinah avvuttau.
• Minin voi sammuttua Shpero Mini ohjelman Advanced men'us löydyjäl nybläl, a se ei ole vältämätöi. Ilmai sidä miäčyn tuli sammuu erähän minuutan peräs da se menöy pienen kulutuksen tilah.

2.3. Miäčyn ominažuot ohjelmis

Kuva 3. Suunnan ozutus Sphero-robotas

Vauhti ozutetah luvul 0..255. Täyzi vauhti 255 on nenga 2 m/s. Sen mugah 128 tarkoittau nenga metrii sekundas.

Aigu ilmoitetah sekundois, se voi olla murdo-oziigi, millisekundah suate, ezim. 0.5 tarkoittau puoldu sekundua. Ohjelmoijes käsky

   roll 0.5 128 45

Sphero voi ozuttua 256x256x256 värii, se on 16777216 värivivahtustu. Värin voi libo vallita kuvas, libo ilmoittua kolmel luvul 0..255. Värilöi ollah ezimerkikse

• (0,0,0)=mustu
• (255,0,0)=ruskei
• (0,255,0)=vihandu
• (0,0,255)=sinine
• (255,255,0)=keldaine
• (255,0,255)=fuksia (fioletovoi)
• (0,255,255)=syani
• (255,255,255)=valgei
• (127,127,127)=keskiharmai
• --- da enämbi 16 miljonua muudu värii ---

Ähkähtyssensoran arvo 0 tarkoittau ku ähkähtysty libo ravevundua ei ole, suurembi lugu tarkoittau suurembua ähkähtysty.

3. Sphero robotan ajamine käziohjavuksel

Kačommo ezmäi kui robottua ajetah Sphero Edu ohjelmal. Ku painaldammo Kuvan 2 oigies alačupus olijua liikujan miäčyn kuvua, ekruanale roih Kuva 4.

Kuva 4. Sphero Edu käzinohjuandutilas.

Käyttöliittymäs on nengomat nyblät:

• × ylähän hural viey järille algunäyttöh
• värikkähäs pyöräkös vallitah miäčyn väri
• asteikol oigies reunas vallitah miäčyn kirkahus
• horizontualizel asteikol vallitah miäčyn vauhti 0-2 m/s
• panemal sormi sinizeh täpläh da siirdämäl siirdyy miäččy
• azeta tagatuli iččehpäi (suundah 180 °) painamal AIM simvolua alareunas da kierdämäl

Sphero Edun sormelohjuandutila on helpo käyttiä. Ezmäi pidäy suunnata tagatuli da panna vauhti hil'l'azekse da siirdiä sormie hillakkazeh. Huomua ku täyzi vauhti on 2 m/s - nengomal vauhtil miäččy karguau käzispäi.

4. Sphero robotan ohjuamine piirdämäl

Nygöi opimmo ohjata Sphero robottua piirdämäl ezmäi sen dorugu da ajamal sit piirustuksen mugah. Ezmäi pidäy painaldua Kuvan 2 algutilas alareunan keskimästy ohjelmoindunybliä. Tulemmo Kuvan 5a tilandeheh. Painaldamal +-nybliä tulemmo valličendutilandeheh, kudamas valličemmo Draw - piirrä, Kuva 5b. Pidäy andua nimi piirroksele da sit painaldua Create - luaji.

Kuva 5. a) Ohjelmoindutila vallittu. b) Vallitah piirdämine. Sit vai piirdämäh, kui Kuvis 6a da 6b. Robottu lähtöy matkah painaldamal Start nybliä. Ga enne sidä toinah robottu pidi siirdiä hyväh kohtah lattiel da suunnata perätuli AIM-nybläl.

Kuvan 6a noumeran 8 voimmo piirdiä yhtes palas, a kuibo 10, eihäi Sphero malta lendiä. Voimmo piirdiä LED-tulenke da siirdyö välimatkat pimienny. Kuvas 6b piirrämmö kolmikon, kudaman sivut ollah eri värizet. Jogahizen sivun jälgeh kävymmö alareunan värinybläs vaihtamas värin. Huomua ekruanan oigien alačupun kaksi nuoldu: Huranpuoleine nuoli pyhkii jälgimäi piirretyn viivan da oigienpuoline nuoli piirdäy uvvessah jo pyhkityn viivan.

Kuva 6. a) Sphero luadiu noumeran 8. b) Piirdämine mones ozas.

5. Ohjelmoindu palakižannu

Kuva 7. a) Valliče Blocks ohjelmoindu. b) Aja metri edehpäi. c) Luaji kolmikko.

Kuva 7b ozuttau, kui Sphero edus luajitah ohjelmua palazii siirdelemäl kui palakižas. Luajimmo ohjelman, kudai ajau robottua metrin edehpäi.

• Ekruanan alareunas on men'u, kudamas luvetellah käskytiippoi. Valličemmo käskytiipan Action (Toimindu). Avavuu uuzi men'u.
• Edehpäi ajandah niškoi on käsky Roll (Pyöri), kudamas on kolme kentiä.
• Enzimäzes kentäs pidäy sanuo, hätkengo ajetah. Pidäy painua sidä nybliä da ilmoittua monigo sekundua. (Sekundan tuhandesoziigi sua ilmoittua!). Kirjutammo 2 sekundua. Lopuksi pidäy painaldua v-merkii alahan.
• Toizes kentäs ilmoitetah vauhti, graafizesti libo noumeroil 0..255. Suurin vauhti on 2 m/s, sendah 64 panou vauhtikse nenga 0.5 m/s.
• Pidäy vie ilmoittua suundu. Kuvan 2 mugah edehpäi on 0 °. Nygöi Kuvan 7b ohjelman ainavo käsky "roll 2s 64°" on valmis.
• Sit vai painaldua Start nybliä. Ajandan jälgeh pidäy vie loppie ohjelmu Stop nybläl.

Ezimerkiohjelmu 6b piirdäy tazasivuzen kolmikon, kudaman sivun piduhus on nenga puoli metrii. Se on vähästy enämbi puoldu metrii sendäh, ku miäččy ei kerras azetu puolen metrin jälgeh. Kulmis miäččy azetetah sekundakse, ku se kergies kiändyö.

Kuvan 8 ohjelmat ezitelläh uuzi ohjavorakendeh, petlu. Kuvan 8a ohjelmu piirdäy 36-kulmikon, a se ozutahes pyöräköle juuri sendäh ku miäččy ei kergie kulmis jyrkäh kiändyö. Olis jygei kirjuttau erikseh jogahine 36-kulmikon sivu, kebjiembi on luadie net petlas, a jogahizel kerral pidäy muuttua suundua, kiändiä 10° oigieh. Otammo käyttöh muuttujan kulmu, kudai on allus 0, a kierros kierroksel kazvau 360:eh. Miäččy matkuau kaikkiedah 36*0.1*(64/256)*2=1.8m, sendäh pyöräkön läbimiäry on 1.8/π≈0.6m

Ohjelmu 8b blinkettäy vuorotellen ruskiedu, vihandua da sinisty tuldu. Petlan LoopForever vuoh se sidä ruadau loputtomasti.

Kuva 8. a) Pyöräkkö (36-kulmikko). c) Loputoi petlu vaihtau värii.

Kuvan 9 ohjelmat ollah vähäzen vaigiembat. Ohjelmu 8a valliččou piävyndähizesti luvun 1, 2 libo 3 da sen mugah valliččou da ozuttau värin ruskei, vihandu libo sinine da vie murdajen sanou sen.
Ohjelmu 8b arbou čuajulelähtöjälletyksen. Kižuajat azetutah piirih miäčyn ymbärile. Käynnistyksen jälgeh se arbou piävyndähizen aijan 5-6 sekundua da sen aijan se pyöriy vihandannu. Sen jälgeh se blinkettäy ruskiedu da lähtöy piävyndähizeh suundah. Ken on lähimbänny sidä suundua, voi lähtie čuajule, a lähtijes hänen pidäy puistaldua miäččyy, kuni se rubieu uvvessah pyörimäh, da azettua se lattiele jiäjien kižuajien keskeh.

Kuva 9. a) Piävyndähine väri. b) Čuajulelähtendykiža

6. Ohjelmat Javascriptannu

• Mene Sphero Edun ohjelmoindutilah da valliče jo luajittu Blocks-ohjelmu, ezim. kolmikko.blk, Kuva 10a
• Painalda Blocks-ekruanan oigies yläčupus nägyjii kolmie čökehty. Tulou nägyvih men'u (Kuva 10b), painalda JavaScript Code. Ekruanale jiävihes ohjelmu Javascript-kielizenny, Kuva 10c.
• Painalda ekruanan alareunas Copy Code. Ohjelmu on kopiruittu Androidan ruadostolale.
• Peruuta painamal × Blocks-ohjelmah da vie toizen kerran ←:l ohjelmanvalličendusivule. Painalda +-nybliä. Nävytäh Draw, Blocks da Text vaihtoehtot. Kirjuta ohjelmale nimi kolmikko.js, valliče Text da Create, Kuva 10d.
• Ekruanal nägyy ohjelman alguu, pyhki se. Paina tyhjiä ekruanua sormel kuni jiävihes Paste (Liitä) -nybly, Kuva 10e. Nygöi painalda sidä nybliä. Jiävihes jo nähty ohjelmutekstu, Kuva 10f. Olet luadinnuh Javascript-ohjelman, kudaman voit suorittua Start-nybläl.

Kuva 10. Block-ohjelman muundamine Javascript-ohjelmakse.

Nygöi voimmo muundua aijembi luajitut ohjelmat Javascript-kielizikse:

kolmikko.js

  async function startProgram() {
	await roll(30, 64, 1);
	await roll(30, 0, 1);
	await roll(150, 64, 1);
	await roll(150, 0, 1);
	await roll(270, 64, 1);
	await roll(270, 0, 1);
  }

pyorakko.js

  var kulmu = 0;
  async function startProgram() {
	kulmu = 0;
	for (var count_28 = 0; count_28 < 36; count_28++) {
		setMainLed({ r: 255, g: 255, b: 255 });
		await roll(kulmu, 64, 0.1);
		kulmu = (kulmu + 10);
		await delay(0.025);
	}
  }

varipetlu.js

  async function startProgram() {
	while (true) {
		setMainLed({ r: 255, g: 0, b: 0 });
		await delay(1);
		setMainLed({ r: 0, g: 255, b: 0 });
		await delay(1);
		setMainLed({ r: 0, g: 0, b: 255 });
		await delay(1);
		await delay(0.025);
	}
  }

piavyndahine.js

  var vari = 0;
  async function startProgram() {
	while (true) {
		vari = getRandomInt(1, 3);
		if ((vari === 1)) {
			setMainLed({ r: 255, g: 2, b: 0 });
			speak("rooskei");
		} else {
			if ((vari === 2)) {
				setMainLed({ r: 0, g: 255, b: 0 });
				speak("vihandoo");
			} else {
				setMainLed({ r: 0, g: 0, b: 255 });
				speak("sininay");
			}
		}
		await delay(5);
		await delay(0.025);
	}
  }

cuajule.ps

  var k = 0;
  var r = 0;
  var t = 0;
  async function startProgram() {
	while (true) {
		r = getRandomFloat(0, 1);
		t = (3 + r);
		await spin((360 * t), t);
		speak("chuayule");
		await delay(5);
		await delay(0.025);
	}
  }

Blocks-ohjelmat voi kiändiä Javascriptakse, no kaikkii Javascript ohjelmii ei voi kiändiä Blocks-muodoh. Allus palakiža ohjelmoindu on helpombua, ku ei tarviče käskylöi mustua, a toziohjelmoindah se olis liijan hil'l'ua. Ohjelmoindu tekstannu on raviembua. Jatkokursoil opastummo ohjelmoimah Sphero -robottua Python ohjelmoindukielel.

Liiteh. Sphero Edu Blocks käskyt