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Usar el nunchuk en tus proyectos con Arduino

Una de las mejores cosas que tiene la electrónica es que puedes usar aparatos que se fabrican en serie con unas características increibles a precios muy bajos. En esta ocasión voy a explicar cómo usar el nunchuk de la wii para poder adaptarlo a vuestros proyectos electrónicos. En este artículo me centraré en la plataforma Arduino.

No es necesario tener la wii para adquirir un nunchuk, de hecho ni siquiera tiene por qué ser el oficial, un clónico puede llegar a costar 7 €. Por otra parte es necesario tener el wiichuck, que es un adaptador para el nunchuk con una tira de pines y hace más manejable el uso de este (no supera los 4€).

El nunchuk trabaja con una tensión de 3,3 v., pero también puede hacerlo a 5 v. (Limitando su vida útil, pero por 7€ …). Funciona mediante el bus I2C en su variante Fast (400Kb/s) y lo que podemos leer son los datos del acelerómetro XYZ, del joystick y de los dos botones que contiene. Lo que haré en este artículo es recuperar esa información y mostrarla por el puerto serie.

Para empezar hay que inicializar el nunchuk de la siguiente forma:

Enviar a la dirección 0x52 los bytes 0xF0 y 0x55.
Enviar a la dirección 0x52 los bytes 0xFB y 0x00.

A partir de entonces cada vez que queramos leer los datos tenemos que:

Enviar a la dirección 0x52 el byte 0x00.
Leer de la dirección 0x52 seis bytes.

Los 6 bytes que hemos leido contienen la información del acelerómetro, del joystick y de los botones, pero vienen formateados:

Primer byte: La posición X del joystick (0-255)
Segundo byte: La posición Y del joystick (0-255)
Tercer byte: Los 8 bits de mayor peso del eje X del acelerómetro (Finalmente tendrá un valor entre 0 y 1023)
Cuarto byte: Los 8 bits de mayor peso del eje Y del acelerómetro (Finalmente tendrá un valor entre 0 y 1023)
Quinto byte: Los 8 bits de mayor peso del eje Z del acelerómetro (Finalmente tendrá un valor entre 0 y 1023)
Sexto byte: que contiene
- los dos bits de menor peso del eje Z del acelerómetro
- los dos bits de menor peso del eje Y del acelerómetro
- los dos bits de menor peso del eje X del acelerómetro
- Un bit indicando el estado del botón C (0 si pulsado, 1 si no lo está)
- Un bit indicando el estado del botón Z (0 si pulsado, 1 si no lo está)

Tomaremos los 3,3 v. y la masa que ofrece arduino, conectaremos el pin de data del wiichuck al pin analógico 4 y el pin de clock al pin analógico 5. No son necesarias las resistencias pull-up típicas del bus I2C ya que los pines analógicos 4 y 5 ya las tienen implementadas internamente y son activadas al inicializar la librería wire:

El código fuente simplificado al máximo:

#include <Wire.h> // Necesario para trabajar con el bus I2C
#include <utilitytwi.h> // Necesario para la constante CPU_FREQ

void setup()
{
  Serial.begin(4800); // Inicializamos el puerto serie a una velocidad baja para que se puedan ver los datos
  Wire.begin(); // Inicializamos la librería wire para trabajar con I2C
  TWBR = ((CPU_FREQ / 400000L) - 16) / 2; // Configuramos el I2C para el modo Fast (400Kb/s)

  // Inicializamos el nunchuk sin encriptación  
  Wire.beginTransmission(0x52);
  Wire.send(0xF0);
  Wire.send(0x55);
  Wire.endTransmission();
  
  Wire.beginTransmission(0x52);
  Wire.send(0xFB);
  Wire.send(0x00);
  Wire.endTransmission();
}

void loop ()
{
  uint8_t buffer[6];
  
  // Pedimos que se actualicen los datos 
  Wire.beginTransmission(0x52);
  Wire.send(0);
  Wire.endTransmission();
  
  // Recogemos y guardamos los datos
  Wire.requestFrom(0x52, 6);
  for(int indice = 0; indice < 6; indice++)
  {
    buffer[indice] = Wire.receive();
  }
  
  // Imprimimos los datos en el puerto serie
  Serial.print("JX:");
  Serial.print(buffer[0], DEC);
  
  Serial.print(" JY:");
  Serial.print(buffer[1], DEC);
  
  Serial.print(" AX:");
  Serial.print((buffer[2] << 2) | ((buffer[5] & 0x0c) >> 2));
  
  Serial.print(" AY:");
  Serial.print((buffer[3] << 2) | ((buffer[5] & 0x30) >> 4));
  
  Serial.print(" AZ:");
  Serial.print((buffer[4] << 2) | ((buffer[5] & 0xc0) >> 6));
  
  Serial.print(" C:");
  Serial.print((buffer[5] >> 1) & 1);

  Serial.print(" Z:");
  Serial.println(buffer[5] & 1);
}

#include <Wire.h> // Necesario para trabajar con el bus I2C

#include <utilitytwi.h> // Necesario para la constante CPU_FREQ

void setup()

{

Serial.begin(4800); // Inicializamos el puerto serie a una velocidad baja para que se puedan ver los datos

Wire.begin(); // Inicializamos la librería wire para trabajar con I2C

TWBR = ((CPU_FREQ / 400000L) - 16) / 2; // Configuramos el I2C para el modo Fast (400Kb/s)

// Inicializamos el nunchuk sin encriptación

Wire.beginTransmission(0x52);

Wire.send(0xF0);

Wire.send(0x55);

Wire.endTransmission();

Wire.beginTransmission(0x52);

Wire.send(0xFB);

Wire.send(0x00);

Wire.endTransmission();

}

void loop ()

{

uint8_t buffer[6];

// Pedimos que se actualicen los datos

Wire.beginTransmission(0x52);

Wire.send(0);

Wire.endTransmission();

// Recogemos y guardamos los datos

Wire.requestFrom(0x52, 6);

for(int indice = 0; indice < 6; indice++)

{

buffer[indice] = Wire.receive();

}

// Imprimimos los datos en el puerto serie

Serial.print("JX:");

Serial.print(buffer[0], DEC);

Serial.print(" JY:");

Serial.print(buffer[1], DEC);

Serial.print(" AX:");

Serial.print((buffer[2] << 2) | ((buffer[5] & 0x0c) >> 2));

Serial.print(" AY:");

Serial.print((buffer[3] << 2) | ((buffer[5] & 0x30) >> 4));

Serial.print(" AZ:");

Serial.print((buffer[4] << 2) | ((buffer[5] & 0xc0) >> 6));

Serial.print(" C:");

Serial.print((buffer[5] >> 1) & 1);

Serial.print(" Z:");

Serial.println(buffer[5] & 1);

}

Y así es como se ven los datos de una de las pruebas que he hecho:

Si os ha gustado me plantearé hacer otro artículo donde explico cómo hacer lo mismo para microcontroladores AVR y PIC.

Robot con arduino, motorshield, módulo bluetooth y cámara portatil

25 respuestas

Hace tiempo que hice mi primer robot, pero este se quedó en el olvido y recientemente he querido retomarlo para un proyecto de orientación por GPS. De momento lo he estado montando para que detecte colisiones con objetos, pero además me comunique mediante bluetooth cuando detecta esas colisiones. He aquí los pasos que he ido siguiendo para montarlo:

Primero extraemos la electronica y nos quedamos con los cables de los motores del coche teledirigido, después añadimos un conector tamiya con fusible para la batería LIPO:

Nos hacemos con una placa Arduino y un motorshield, en la cual se pueden acoplar en sus pines los cables de los motores:

En el mercado existen multitud de módulos bluetooth, yo he comprado el de sure electronics por su sencillez tanto de montaje como de comunicaciones (va a 9600 bps). Dos cables van a los pines RX y TX de la arduino y otros dos van a la salida de 3,3 voltios y GND de la arduino. Para comunicarse con él en windows basta con el putty accediendo al puerto COM que se haya asociado a vuestra conexión bluetooth; si se trata de linux o mac podeis conectaros desde la consola con screen /dev/<dispositivo> 9600 siendo <dispositivo> el tty asociado a la conexión:

Montamos los bumpers. El cable suelto va a uno de los pines GND de la arduino, los otros dos cables van conectados a los pines EC1 y EC2 de la motorshield, que a su vez están conectados a los pines 4 y 5 de la arduino, por lo que se deberá activar la resistencia pull-up interna de esos pines:

Una batería LIPO para alimentar el conjunto, pegada con velcro para que se sujete bien a la vez que sea fácil quitarla para cargarla o sustituirla:

Aunque no es necesario, he puesto una cámara wireless alimentada con una pila de 9 voltios para grabar los movimientos. Al final el conjunto queda así:

Como el movimiento se demuestra andando, pongo un video de su funcionamiento (recomiendo agrandarlo para ver mejor los detalles). A la izquierda el putty mostrando los mensajes que envía la arduino a través de bluetooth, en el centro un video del cómo responde el robot y a la derecha otro video desde dentro del robot:

Finalmente dejo el código fuente del robot para el entorno Arduino:

int dirA = 12; // sentido
int dirB = 13;  // direccion 
int speedA = 10; // velocidad del motor
int speedB = 11; // parada o encendido de la dirección
int bumperI = 5; // bumper izquierdo
int bumperD = 4; // bumper derecho
int boton2 = 6; // boton 2 de la motorshield
int boton1 = 7; // boton 1 de la motorshield

// El robot va hacia atrás
void atras()
{
  digitalWrite (dirA, HIGH);
}

// El robot va hacia alante
void alante()
{
  digitalWrite (dirA, LOW);
}

// El robot tuerce a la izquierda
void izquierda()
{
  digitalWrite (dirB, LOW);
}

// El robot tuerce a la derecha
void derecha()
{
  digitalWrite (dirB, HIGH);
}


void setup() 
{
  // Configuración de los pines de la motorshield
  pinMode (dirA, OUTPUT); 
  pinMode (dirB, OUTPUT); 
  pinMode (speedA, OUTPUT); 
  pinMode (speedB, OUTPUT);
  
  // Configuración de los pines de los bumpers
  pinMode (bumperI, INPUT);
  pinMode (bumperD, INPUT);
  
  // Configuración de los botones de la motorshield
  pinMode (boton1, INPUT);
  pinMode (boton2, INPUT);
  
  // Configuración de las comunicaciones por bluetooth
  Serial.begin(9600);
}


void loop() 
{ 
  // Si se ha pulsado el boton de arranque
  if(digitalRead(boton1) == 0)
  {
    delay(200); // para evitar rebotes en el boton
    Serial.println("empiezo");  
    analogWrite(speedA, 100); // PWM a 100
  }
  // Si se ha pulsado el boton de parada
  else if(digitalRead(boton2) == 0)
  {
    delay(200); // para evitar rebotes en el boton
    Serial.println("termino");
    analogWrite(speedA, 0); // PWM a 0
  }  
  alante();
  // Si se ha detectado una colisión por el flanco derecho
  if(digitalRead(bumperD) == 0)
  {
    Serial.println("choque derecha");
    digitalWrite(speedB, HIGH); 
    // Va hacia atrás a la derecha durante 1 segundo    
    derecha();
    atras();
    delay(1000);
    // Va hacia alante a la izquierda durante medio segundo
    alante();
    izquierda();
    delay(500);
    digitalWrite(speedB, LOW); 
  }
  // Si se ha detectado una colisión por el flanco izquierdo
  else if(digitalRead(bumperI) == 0)
  {
    Serial.println("choque izquierda");
    digitalWrite(speedB, HIGH); 
    // Va hacia atrás a la izquierda durante 1 segundo
    izquierda();
    atras();
    delay(1000);
    // Va hacia alante a la derecha durante medio segundo    
    alante();
    derecha();
    delay(500);
    digitalWrite(speedB, LOW); 
  }
}

100

101

102

103

int dirA = 12; // sentido

int dirB = 13; // direccion

int speedA = 10; // velocidad del motor

int speedB = 11; // parada o encendido de la dirección

int bumperI = 5; // bumper izquierdo

int bumperD = 4; // bumper derecho

int boton2 = 6; // boton 2 de la motorshield

int boton1 = 7; // boton 1 de la motorshield

// El robot va hacia atrás

void atras()

{

digitalWrite (dirA, HIGH);

}

// El robot va hacia alante

void alante()

{

digitalWrite (dirA, LOW);

}

// El robot tuerce a la izquierda

void izquierda()

{

digitalWrite (dirB, LOW);

}

// El robot tuerce a la derecha

void derecha()

{

digitalWrite (dirB, HIGH);

}

void setup()

{

// Configuración de los pines de la motorshield

pinMode (dirA, OUTPUT);

pinMode (dirB, OUTPUT);

pinMode (speedA, OUTPUT);

pinMode (speedB, OUTPUT);

// Configuración de los pines de los bumpers

pinMode (bumperI, INPUT);

pinMode (bumperD, INPUT);

// Configuración de los botones de la motorshield

pinMode (boton1, INPUT);

pinMode (boton2, INPUT);

// Configuración de las comunicaciones por bluetooth

Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

// Si se ha pulsado el boton de arranque

if(digitalRead(boton1) == 0)

{

delay(200); // para evitar rebotes en el boton

Serial.println("empiezo");

analogWrite(speedA, 100); // PWM a 100

}

// Si se ha pulsado el boton de parada

else if(digitalRead(boton2) == 0)

{

delay(200); // para evitar rebotes en el boton

Serial.println("termino");

analogWrite(speedA, 0); // PWM a 0

}

alante();

// Si se ha detectado una colisión por el flanco derecho

if(digitalRead(bumperD) == 0)

{

Serial.println("choque derecha");

digitalWrite(speedB, HIGH);

// Va hacia atrás a la derecha durante 1 segundo

derecha();

atras();

delay(1000);

// Va hacia alante a la izquierda durante medio segundo

alante();

izquierda();

delay(500);

digitalWrite(speedB, LOW);

}

// Si se ha detectado una colisión por el flanco izquierdo

else if(digitalRead(bumperI) == 0)

{

Serial.println("choque izquierda");

digitalWrite(speedB, HIGH);

// Va hacia atrás a la izquierda durante 1 segundo

izquierda();

atras();

delay(1000);

// Va hacia alante a la derecha durante medio segundo

alante();

derecha();

delay(500);

digitalWrite(speedB, LOW);

}

Mi nueva adquisición: Arduino Duemilanove

2 respuestas

Recientemente he adquirido una placa open hardware llamada Arduino, cuya versión más moderna es la Duemilanove.

Con esta placa, que se puede programar en C desde el entorno que el proyecto facilita, se pueden hacer miles de cosas. De momento la estoy probando. Ya he usado las comunicaciones del usb (un puerto serie al final), lcd, leds, servos y aún me queda hacer ADC.

SISTEMAS O.R.P

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