Sporočilo – M Opis delovanja
0 STOP
1 Prosto premikanje (za nastavitev) 2 Prosto premikanje (končno)
3 Prosto premikanje (končno) z vračanjem 4 Zaprto-zančno premikanje
7 Ponastavitev izhodišča 8 Pomik v izhodišče
9 Nastavitev hitrosti/pospeška motorjev
Sporočilo številka 0 komunikacijskega protokola
Sporočilo povzroči prenehanje delovanja koračnih motorjev. To je predvsem iz varnostnega vidika, da lahko s pritiskom na ustrezno tipko na grafičnem vmesniku vedno zanesljivo prekinemo delovanje naprave in tako sistem zaščitimo pred poškodbami ali strojelomom.
Struktura sporočila je prikazana na spodnji sliki 3.19.
Slika 3.19: Prikaz strukture sporočila 0.
Sporočilo je torej sestavljeno iz samih ničel, dejansko pa Arduino pri preverjanju pogleda le prvo število, vse ostale pa zanemari, saj v ukaz 'STOP', ne potrebuje dodatne informacije, ki bi lahko bila v podatkovnem delu sporočila. Važno je le, da je skupna dolžina sporočila enaka osemnajstim znakom, saj v nasprotnem primeru se sporočilo zavrže.
Metodologija raziskave
Sporočilo številka 1 komunikacijskega protokola
Sporočilo 1 je namenjeno ukazu prostega premikanja, in sicer kot pred nastavitev sistema.
Ta način delovanja je bolj podrobno opisan v poglavju 3.3.3. Struktura sporočila je prikazana na sliki 3.20.
Slika 3.20: Prikaz strukture sporočila 1.
Sporočilo 1 lahko vsebuje dva različna numerična znaka, na položajih označenih z X in Y.
Znak X se navezuje na prvi koračni motor, znak Y pa na drugi koračni motor. Vrednosti numeričnih znakov so lahko 0, 1 ali pa 2. Vrednost 0 pomeni zaustavitev pomikanja, vrednost 1 pomeni vrtenje motorja v smeri urinega kazalca, vrednost 2 pa vrtenje motorja v nasprotni smeri urinega kazalca.
Sporočilo številka 2 komunikacijskega protokola
Sporočilo 2 je po pomenu delovanja v osnovi zelo podobno sporočilu 1, vendar ima drugačno strukturo. Namenjeno je prostemu premikanju do končne pozicije, ki jo uporabnik poda v milimetrih, torej je namenjeno že dejanski uporabi za krivljenje pločevine, saj je sporočilo 1 namenjeno bolj pred-nastavitvi. Struktura sporočila 2 je prikazana na sliki 3.21
Slika 3.21: Prikaz strukture sporočila 2.
Struktura sporočila dva je nekoliko kompleksnejša, in sicer imamo znaka X in Y, ter znake S1 in S2. Znaki S1 in S2 prenašajo informacijo lokacije v dekamilimetrih, torej desetinkah milimetrov, saj sistem ne omogoča pomikov večjih od 100 mm, tako pa lahko podajamo še desetinke milimetrov. Vrednosti so lahko tudi negativne, torej pomik v nasprotni smeri,
Metodologija raziskave
zaradi tega sta vpeljana še znaka X in Y. Ta dva zavzameta vrednost 0 ali 1, odvisno od smeri gibanja, torej v primeru negativnega števila, se znaka spremenita v 1, nato pa se pripiše zraven še ustrezna pozicija v desetinkah milimetra in se skupaj nato poveže v sporočilo 2.
Sporočilo številka 3 komunikacijskega protokola
Sporočilo 3 je praktično enako sporočilu 2. Razlikujeta se le v načinu delovanja oziroma interpretaciji informacije posredovane po serijskem kanalu. Na sliki 3.22 je prikazana struktura sporočila 3.
Slika 3.22: Prikaz strukture sporočila 3.
Ravno tako kot pri sporočilu 2, imamo znake za S1, S2, X in Y, ki služijo popolnoma enakemu namenu, in sicer S1 in S2 služita prenosu informacije o končni lokaciji pomika, X in Y pa za prenos informacije o pozitivnem ali negativnem pomiku. Na koncu izvedbe pomika pa se sistem vrne v izhodišče, kar se pri posredovanju sporočila 2 ne zgodi.
Sporočilo številka 4 komunikacijskega protokola
Sporočilo 4 je namenjeno uporabi z zaprto-zančnim načinom, torej načinom, kadar spremljamo trenutni kot upogiba pločevine. Struktura sporočila je prikazana na sliki 3.23.
Slika 3.23: Prikaz strukture sporočila 4.
Metodologija raziskave
V podatkovnem delu imamo zapolnjenih prvih osem znakov. Pri tem načinu ne pošiljamo končne lokacije podpor oziroma pestiča, temveč z znaki X in Y sporočilo prenese informacijo o hitrosti prvega oziroma drugega koračnega motorje oziroma pestiča in horizontalnih podpor. Nato se izvaja pomik vse do želenega kota zaustavitve, ki ga uporabnik poda v grafičnem vmesniku.
Sporočilo številka 7 komunikacijskega protokola
Sporočilo 7 je namenjeno ponastavitvi ničelnega izhodišča. Kot začetno izhodišče je vedno vzeta tista lokacija, kjer se motorja znajdeta ob zagonu naprave. S sporočilom 7 lahko to lokacijo zamenjamo. Na sliki 3.24 je prikazana struktura sporočila 7.
Slika 3.24: Prikaz strukture sporočila 7.
Kakor je razvidno iz strukture, lahko vidimo, da je podatkovni del popolnoma neuporabljen.
Ob prejemu tega sporočila, Arduino nastavi trenutno lokacijo za novo izhodišče pri pomikanju.
Sporočilo številka 8 komunikacijskega protokola
Sporočilo 8 je namenjeno pomiku motorjev v trenutno nastavljeno izhodišče. To je uporabno, da se lahko iz poljubne pozicije vedno vrnemo v izhodišče. Struktura sporočila je prikazana na sliki 3.25.
Slika 3.25: Prikaz strukture sporočila 8.
Metodologija raziskave
Tudi to sporočilo ne vsebuje ničesar v podatkovnem delu, saj prenaša le informacijo o začetku izvedbe procesa pomikanja v izhodišče oziroma homing.
Sporočilo številka 9 komunikacijskega protokola
To sporočilo je namenjeno nastavitvi hitrosti in pospeška obeh motorjev. Na sliki 3.26 je prikazana struktura sporočila 9.
Slika 3.26: Prikaz strukture sporočila 9.
Podatkovni del sporočila je lahko v celoti zapolnjen z znaki V1, V2, A1, A2. Znaki V1 vsebujejo podatke za hitrost prvega koračnega motorja oziroma pestiča, znaki V2 vsebujejo podatke za hitrost drugega koračnega motorja oziroma horizontalnih podpor, znaki A1 vsebujejo podatke o pospešku prvega koračnega motorja, A2pa podatke o pospešku drugega koračnega motorja. Tako nastavimo željeno hitrost oziroma pospešek za vse pomike, razen pri tisti sporočilih, kjer se hkrati nastavi tudi hitrost (sporočilo 4). Privzete vrednosti za hitrost so 400 pulzov/s, kar je enako enemu obratu na sekundo, privzete vrednosti za pospešek pa so nastavljene na 800 pulzov/s2.
3.3.3 Grafični uporabniški vmesnik
Za lažjo in enostavnejšo uporabo, je bil razvit tudi grafični uporabniški vmesnik. Grafični uporabniški vmesnik predstavlja veliko bolj uporabniku prijazno izkušnjo, poleg tega je uporaben v konkretni aplikaciji, zaradi možnosti prikaza trenutnega zajema na kameri, kadar je v uporabi zaprto-zančni način. V tem poglavju bo predstavljeno delovanje uporabniškega vmesnika, tako iz vidika t.i. sprednje strani (ang. front-end), kakor tudi iz zadnje strani (ang.
back-end).
Grafični vmesnik je bil uveden kot izboljšava prvih iteracij aplikacije za upravljanje s sistemom, in sicer konzolne aplikacije, prikazane na sliki 3.27 . Prednosti konzolne aplikacije so predvsem njena enostavnost, vendar pomanjkljivosti se kažejo pri njeni omejenosti, poleg tega je lahko podajanje ukazov s strani uporabnika lahko precej časovno
Metodologija raziskave
potratno in nerodno. Grafični vmesnik načeloma zelo elegantno reši te probleme, hkrati pa uporabniku ponudi prijaznejšo izkušnjo in učinkovitejše upravljanje.
Slika 3.27: Prikaz konzolne aplikacije.
Konzolna aplikacija se je predvsem osredotočala na odprto-zančno delovanje, kakor je prikazano na sliki 3.27. V prvem koraku se je določila razdalja med podporami, nato pa se je določilo še razdaljo pomika pestiča – to se je izvajalo v zanki, dokler se aplikacije ni prekinilo oziroma zaprlo. Delovanje v zaprto-zančnem načinu ni bilo izvedeno. Prav tako je večja fleksibilnost konzolne aplikacije zelo onemogočena, saj konzolna aplikacija omogoča le linearen potek odločanja, podoben drevesni strukturi.
Grafični vmesnik je bil oblikovan po vodilu učinkovitega in uporabniku prijaznega delovanja. Ta je prikazan na sliki 3.28. Uporabniški vmesnik je tako segmentiran na več segmentov, vsak služi svojemu namenu uporabe, predvsem po različnih načinih delovanja
Metodologija raziskave
oziroma tematske razporeditve po segmentih.
Slika 3.28: Prikaz grafičnega vmesnika za krmiljenje sistema, z označenimi različnimi segmenti.
Struktura grafičnega vmesnika je vidna na sliki 3.28, označeni in oštevilčeni so tudi segmenti v uporabniškem vmesniku. Na zgornjem delu je označena orodna vrstica, na levi strani so trije segmenti, namenjeni upravljanju z napravo z namenom krivljenja sistema, na spodnjem delu so segmenti za povratne informacije, v desnem delu (segmenti 7, 8 in 9) pa so namenjeni kameri oziroma upravljanju z njo. Vsi segmenti bodo v nadaljevanju podrobneje razloženi in prikazani.
Segment Opis
1 Orodna vrstica
2 Segment za prosto premikanje (prednastavitev)
3 Segment za upravljanje z različnimi načini delovanja naprave 4 Segment za nastavitve sistema.
5 Trenutni kot krivljenja (deluje le v zaprto-zančnem načinu) 6 Okvir za izpis povratnih informacij o delovanju sistema.
7 Izbira najkrajše dolžine linije za izračun kota 8 Tipka za zagon in zaustavitev kamere
9 Trenutni zajem slike s kamere