Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- mbot_streckenfahren [2025/03/02 07:06] – [Quellcode (engl. Sourcecode)] torsten.roehl
+++ mbot_streckenfahren [2025/03/02 14:38] (aktuell) – [Erklärungen zum Quellcode] torsten.roehl
@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
 ====== 	mBot Streckenfahren ======
-FIXME  <color #ed1c24>ABSCHNITT ENTSTEHT GERADE! - CODE NICHT GETESTET!
-</color>
 //Der mBot kann, gesteuert über die Infrarot-Fernbedienung, eine zuvor eingegebene Strecke vorwärts oder rückwärts fahren.
@@ Zeile 393: / Zeile 389: @@
 </WRAP>
-==== Quellcode (engl. Sourcecode) ====
-<Code c linenums:1 | Listing 1:MinimalesProgramm.ino>
-#include "MeMCore.h"
-// Hardware
-MeIR ir;
-MeBuzzer buzzer;
-MeLineFollower lineFinder(PORT_2);
-MeRGBLed led(0, 2);   // must be fixed!
-MeDCMotor motor1(M1);
-MeDCMotor motor2(M2);
-// IR-Entprellen
-static uint8_t lastCode = 0xFF;
-static unsigned long lastTime = 0;
-const unsigned long COOL_DOWN = 1000; // in Millisekunden, also 1 Sekunde
-// Allgemein
-unsigned long calibrationTravelTime;
-unsigned long currentTravelTime = 100;
-// ADJUST AREA START
-int calibrationDistance = 40; // cm
-int speed = 180; // Motor speed
-// ADJUST AREA END
-// actionCalibration...
-unsigned long ac_movingStartTimeForward  = 0;
-unsigned long ac_movingTimeForward = 0;
-unsigned long ac_movingStartTimeBackward = 0;
-unsigned long ac_movingTimeBackward = 0;
-bool ac_isMoving = false;
-bool ac_isForwardMoving = false;
-bool ac_isBackwardMoving = false;
-bool ac_calibrationDone = false;
-// actionForward
-bool af_firstRunMotor = true;     // erstes Starten?
-bool af_motorActive   = false;    // Motorzustand?
-unsigned long af_motorStartTime = 0;
-// actionBackward
-bool ab_firstRunMotor = true;     // erstes Starten?
-bool ab_motorActive   = false;    // Motorzustand?
-unsigned long ab_motorStartTime = 0;
-//FSM
-enum State {
-  STATE_OFF,
-  STATE_BACKWARD,
-  STATE_CALIBRATION,
-  STATE_DISTANCE,
-  STATE_FORWARD
-};
-State state     = STATE_OFF;
-State lastState = STATE_OFF;
-enum ExState {
-  EX_IDLE,
-  EX_WAIT_FOR_INPUT
-};
-ExState exState       = EX_IDLE;
-int     inputNumber   = 0;    // Anzahl der eingegebenen Stellen
-String  inputBuffer   = "";   // Sammeln der Ziffern als Text
-int     inputDistance = 0;    // Konvertierte Eingabe
-void setup() {
-  led.setpin(13);
-  Serial.begin(9600);
-  ir.begin();
-}
-void loop() {
-  // step: command (IR-Taste einlesen)
-  int cmd = read();
-  // step: state bestimmen
-  state  = decode(cmd);
-  // step: zustandsabhängige Aktion
-  switch (state) {
-    case STATE_CALIBRATION:
-      actionCalibration();
-      break;
-    case STATE_FORWARD:
-      actionForward();
-      break;
-    case STATE_BACKWARD:
-      actionBackward();
-      break;
-    case STATE_DISTANCE:
-      actionDistance();
-      break;
-    case STATE_OFF:
-      actionOff();
-      break;
-  }
-}
-/*
-  ---------------------------
-  Funktionen
-  ---------------------------
-*/
-int read() {
-  if (ir.decode()) {
-    uint32_t code = getIRCode();
-    // Vermeidung wiederholter Eingaben
-    unsigned long now = millis();
-    if (code == lastCode && (now - lastTime < COOL_DOWN))
-      return -1;
-    lastCode = code;
-    lastTime = now;
-    //
-    switch (code) {
-      case IR_BUTTON_E:
-        buzzer.tone(1200, 200);
-        return 0;  // STATE_OFF
-        break;
-      case IR_BUTTON_B:
-        buzzer.tone(1200, 200);
-        return 1;  // STATE_BACKWARD
-        break;
-      case IR_BUTTON_C:
-        buzzer.tone(1200, 200);
-        return 2;  // STATE_CALIBRATION
-        break;
-      case IR_BUTTON_D:
-        initInput();
-        return 3;  // STATE_DISTANCE
-        break;
-      case IR_BUTTON_F:
-        buzzer.tone(1200, 200);
-        return 4;  // STATE_FORWARD
-        break;
-      // Ziffern 0–9
-      case IR_BUTTON_0: handleInput(0); break;
-      case IR_BUTTON_1: handleInput(1); break;
-      case IR_BUTTON_2: handleInput(2); break;
-      case IR_BUTTON_3: handleInput(3); break;
-      case IR_BUTTON_4: handleInput(4); break;
-      case IR_BUTTON_5: handleInput(5); break;
-      case IR_BUTTON_6: handleInput(6); break;
-      case IR_BUTTON_7: handleInput(7); break;
-      case IR_BUTTON_8: handleInput(8); break;
-      case IR_BUTTON_9: handleInput(9); break;
-      // Taste 'Setting' = Eingabe abschließen
-      case IR_BUTTON_SETTING:
-        finalizeInput();
-        return -1;  // Kein direkter Zustandswechsel
-        break;
-    }
-  }
-  return -1; // keine bekannte/verwertbare Taste
-}
-uint32_t getIRCode() {
-  uint32_t value = ir.value;
-  value = (value >> 16) & 0xff;
-  return value;
-}
-State decode(int cmd) {
-  switch (cmd) {
-    case 0:
-      lastState = STATE_OFF;
-      return STATE_OFF;
-    case 1:
-      lastState = STATE_BACKWARD;
-      return STATE_BACKWARD;
-    case 2:
-      lastState = STATE_CALIBRATION;
-      return STATE_CALIBRATION;
-    case 3:
-      lastState = STATE_DISTANCE;
-      return STATE_DISTANCE;
-    case 4:
-      lastState = STATE_FORWARD;
-      return STATE_FORWARD;
-  }
-  return lastState;
-}
-/*
-  ---------------------------
-  Eingabemodus für EX-Befehle
-  ---------------------------
-*/
-void initInput() {
-  buzzer.tone(1000, 200);
-  exState     = EX_WAIT_FOR_INPUT;
-  inputNumber = 0;
-  inputBuffer = "";
-}
-void handleInput(int number) {
-  if (exState != EX_WAIT_FOR_INPUT) return;
-  // Maximal 3 Stellen erlauben
-  if (inputNumber >= 3) {
-    buzzer.tone(300, 300);
-    delay(200);
-    buzzer.tone(300, 300);
-    return;
-  }
-  // Zahl anhängen
-  inputBuffer += String(number);
-  inputNumber++;
-  buzzer.tone(1200, 80);
-}
-void finalizeInput() {
-  if (exState == EX_WAIT_FOR_INPUT) {
-    exState = EX_IDLE;
-    buzzer.tone(1200, 200);
-  }
-}
-/*
-  ---------------------------
-  Funktionen ...actionXXX
-  ---------------------------
-*/
-void actionCalibration() {
-  if (ac_calibrationDone)
-    return;
-  led.setColorAt(1, 255, 0, 0);
-  led.setColorAt(0, 255, 0, 0);
-  led.show();
-  int sensorState = lineFinder.readSensors();
-  // step - start moving forward
-  if (!ac_isMoving) {
-    motor1.stop();
-    motor2.stop();
-    motor1.run(-speed);
-    motor2.run(speed);
-    ac_movingStartTimeForward = millis();
-    ac_isMoving = true;
-    ac_isBackwardMoving = true;
-    do {
-      sensorState = lineFinder.readSensors();
-    } while ( sensorState != S1_OUT_S2_OUT);
-  }
-  // step - end moving forward ... start moving backward
-  if (ac_isBackwardMoving && sensorState == S1_IN_S2_IN) {
-    motor1.stop();
-    motor2.stop();
-    ac_movingTimeForward = millis() - ac_movingStartTimeForward;
-    motor1.run(speed);
-    motor2.run(-speed);
-    ac_movingStartTimeBackward = millis();
-    do {
-      sensorState = lineFinder.readSensors();
-    } while ( sensorState != S1_OUT_S2_OUT);
-    ac_isBackwardMoving = false;
-    ac_isForwardMoving  = true;
-  }
-  // step - end turing right
-  if (ac_isForwardMoving && sensorState == S1_IN_S2_IN) {
-    motor1.stop();
-    motor2.stop();
-    ac_movingTimeBackward = millis() - ac_movingStartTimeBackward;
-    calibrationTravelTime = (ac_movingTimeForward + ac_movingTimeBackward) / 2.0;
-    ac_calibrationDone = true;
-    led.setColorAt(1, 0, 0, 0);
-    led.setColorAt(0, 0, 0, 0);
-    led.show();
-    buzzer.tone(1200, 600);
-    lastState = STATE_OFF;
-  }
-}
-void actionForward() {
-  unsigned long currentMillis = millis();
-  // Wenn der Motor aktuell läuft, prüfen wir, ob die Zeit abgelaufen ist
-  if (af_motorActive) {
-    if (currentMillis - af_motorStartTime >= currentTravelTime) {
-      // Zeit ist um → Motor stoppen
-      motor1.stop();
-      motor2.stop();
-      af_motorActive = false;
-      state = STATE_OFF;
-      lastState = STATE_OFF;
-    }
-    // Funktion verlassen
-    return;
-  }
-  if (!af_firstRunMotor)
-    return;
-  motor1.run(-speed);
-  motor2.run(speed);
-  af_motorStartTime = currentMillis;
-  af_motorActive    = true;
-  af_firstRunMotor  = false;
-}
-void actionBackward() {
-  unsigned long currentMillis = millis();
-  // Wenn der Motor aktuell läuft, prüfen wir, ob die Zeit abgelaufen ist
-  if (ab_motorActive) {
-    if (currentMillis - ab_motorStartTime >= currentTravelTime) {
-      // Zeit ist um → Motor stoppen
-      motor1.stop();
-      motor2.stop();
-      ab_motorActive = false;
-      state = STATE_OFF;
-      lastState = STATE_OFF;
-    }
-    // Funktion verlassen
-    return;
-  }
-  if (!ab_firstRunMotor)
-    return;
-  motor1.run(speed);
-  motor2.run(-speed);
-  ab_motorStartTime = currentMillis;
-  ab_motorActive    = true;
-  ab_firstRunMotor  = false;
-}
-void actionDistance() {
-  //Serial.println("...actionDistance");
-  // noch in der Eingabe?
-  if (exState == EX_WAIT_FOR_INPUT) {
-    return;
-  }
-  // step: ...calculate distance
-  inputDistance = inputBuffer.toInt();
-  if (inputDistance > 200) {
-    inputDistance = 200;
-  }
-  // step: calculate the travel time (for non blocking-method)
-  double v = (1.0 * calibrationDistance) / (1.0 * calibrationTravelTime);
-  currentTravelTime = inputDistance / v;
-  // Serial.print("Eingegebene Distance: ");
-  // Serial.println(inputDistance);
-}
-void actionOff() {
-  led.setColorAt(1, 0, 0, 0);
-  led.setColorAt(0, 0, 0, 0);
-  led.show();
-  // reset
-  motor1.stop();
-  motor2.stop();
-  // reset state calibration
-  ac_isMoving         = false;
-  ac_isForwardMoving  = false;
-  ac_isBackwardMoving = false;
-  ac_calibrationDone  = false;
-  // reset state forward
-  af_firstRunMotor = true;
-  af_motorActive   = false;
-  af_motorStartTime = 0;
-  // reset state backward
-  ab_firstRunMotor = true;
-  ab_motorActive   = false;
-  ab_motorStartTime = 0;
-  // reset state distance
-  exState       = EX_IDLE;
-}
-</Code>
 ==== Quellcode (engl. Sourcecode) ====
@@ Zeile 800: / Zeile 413: @@
 // ADJUST AREA START
-int calibrationDistance = 40; // cm
+int calibrationDistance = 40;  // in cm
-int speed = 200; // Motor speed
+int speed               = 200; // Motor speed
-int dir   = 1; // forward direction 1 or -1
+int dir                 = 1;   // change to -1 if forward drive backwards!
 // ADJUST AREA END
@@ Zeile 844: / Zeile 457: @@
 void setup() {
   led.setpin(13);
-  Serial.begin(9600);
+  //Serial.begin(9600);  // debugging
   ir.begin();
 }
@@ Zeile 878: / Zeile 491: @@
   ---------------------------
 */
+void setLED(int r, int g, int b) {
+  led.setColorAt(0, r, g, b);
+  led.setColorAt(1, r, g, b);
+  led.show();
+}
 int read() {
   if (ir.decode()) {
     uint32_t code = getIRCode();
     // Vermeidung wiederholter Eingaben
     unsigned long now = millis();
@@ Zeile 888: / Zeile 507: @@
     lastCode = code;
     lastTime = now;
     //
     switch (code) {
@@ Zeile 970: / Zeile 590: @@
   inputNumber = 0;
   inputBuffer = "";
-  led.setColorAt(1, 0, 0, 255);
+  setLED(0, 0, 255); // LED BLUE
-  led.setColorAt(0, 0, 0, 255);
-  led.show();
 }
@@ Zeile 997: / Zeile 615: @@
     exState = EX_IDLE;
     buzzer.tone(1200, 200);
-    led.setColorAt(1, 0, 0, 0);
+    setLED(0, 0, 0); // LED OFF
-    led.setColorAt(0, 0, 0, 0);
-    led.show();
   }
 }
@@ Zeile 1008: / Zeile 624: @@
   ---------------------------
 */
 void actionCalibration() {
@@ Zeile 1014: / Zeile 629: @@
     return;
-  led.setColorAt(1, 255, 0, 0);
+  setLED(255, 0, 0); // RED ON
-  led.setColorAt(0, 255, 0, 0);
-  led.show();
   int sensorState = lineFinder.readSensors();
@@ Zeile 1039: / Zeile 652: @@
     motor2.stop();
     ac_movingTimeForward = millis() - ac_movingStartTimeForward;
-    motor1.run(dir * speed);
+    motor1.run( dir * speed);
-    motor2.run( -dir * speed);
+    motor2.run(-dir * speed);
     ac_movingStartTimeBackward = millis();
     do {
@@ Zeile 1056: / Zeile 669: @@
     calibrationTravelTime = (ac_movingTimeForward + ac_movingTimeBackward) / 2.0;
     ac_calibrationDone = true;
-    led.setColorAt(1, 0, 0, 0);
-    led.setColorAt(0, 0, 0, 0);
-    led.show();
     buzzer.tone(1200, 600);
     lastState = STATE_OFF;
@@ Zeile 1082: / Zeile 692: @@
     return;
-  led.setColorAt(1, 0, 255, 0);
+  setLED(0, 255, 0); // LED GREEN
-  led.setColorAt(0, 0, 255, 0);
-  led.show();
   motor1.run(-go_forward * speed);
   motor2.run( go_forward * speed);
@@ Zeile 1092: / Zeile 699: @@
   mm_motorActive    = true;
   mm_firstRunMotor  = false;
 }
@@ Zeile 1109: / Zeile 715: @@
   // step: ...calculate distance
-  inputDistance = inputBuffer.toInt();
+  inputDistance = max(0, min(200, inputBuffer.toInt()));
-  if (inputDistance > 200) {
-    inputDistance = 200;
-  }
   // step: calculate the travel time (for non blocking-method)
   double v = (1.0 * calibrationDistance) / (1.0 * calibrationTravelTime);
@@ Zeile 1121: / Zeile 725: @@
 void actionOff() {
-  led.setColorAt(1, 0, 0, 0);
+  setLED(0, 0, 0); // LED OFF
-  led.setColorAt(0, 0, 0, 0);
-  led.show();
   // reset
   motor1.stop();
@@ Zeile 1144: / Zeile 745: @@
 }
 </Code>
+==== Erklärungen zum Quellcode ====
+=== ⚙️ Setup (setup()) ===
+Initialisiert die IR-Fernbedienung und setzt den LED-Pin.
+  * ''ir.begin()'' → Startet die IR-Signalverarbeitung.
+  * ''led.setpin(13)'' → Setzt den LED-Steuerpin.
+=== 🔄 Loop (loop()) ===
+  - **Liest IR-Signale (''read()'')**
+  - **Bestimmt den aktuellen Zustand (''decode()'')**
+  - **Führt die passende Aktion aus (`actionXXX()`)**
+=== 🚦 Zustandsbezogene Aktionen (actionXXX()) ====
+  * **''actionForward()'' / ''actionBackward()''** → startet Motoren für Vorwärts-/Rückwärtsfahrt.
+  * **''actionDistance()''** → Berechnet die Fahrtzeit basierend auf eingegebener Distanz.
+  * **''actionCalibration()''** → Bestimmt die Fahrzeit für eine feste Strecke mit dem Linienfolger.
+  * **''actionOff()''** → Stoppt alle Motoren und setzt den Zustand zurück.
+=== ⌨️ Eingabeverarbeitung (handleInput(), finalizeInput()) ===
+  - Ermöglicht die Eingabe einer numerischen Distanz per IR-Fernbedienung.
+  - ''handleInput(int number)'' → Fügt eine Zahl zur Eingabe hinzu.
+  - ''finalizeInput()'' → Wandelt den Eingabewert in eine Strecke um.
+=== ⚙️ Die ADJUST AREA ===
+Hier können **drei zentrale Parameter** angepasst werden:
+  * **''calibrationDistance = 40''** → Standardstrecke für die Kalibrierung in cm.
+  * **''speed = 200''** → Geschwindigkeit der Motoren.
+  * **''dir = 1''** → Richtungskorrektur für Vorwärtsbewegung.
+          * Falls das Fahrzeug rückwärts fährt, auf ''-1'' setzen.
+Die Werte beeinflussen das Fahrverhalten direkt und sollten je nach Umgebung angepasst werden.