Microsoft Robotics Studioを用いてJ-Botを動かす

準備

1. Microsoft Visual Studio 2005以上をインストールします。ここではＣ＃でプログラミングしますのでフリーで配布されているExpress Editionを利用することもできます。
2. このインストーラを実行してMicrosoft Robotics Studio(MSRS)をインストールします。
   この時場合によってAGEIA、DirectXなどのインストールも同時に行われます。
   
3. USB→RS-232C変換アダプターのドライバをインストールします。
4. J-Botのプログラム開発用IDEをインストールします。
5. J-Botとの通信はBluetoothを用いますので各自Bluetoothデバイスを手に入れ、これのインストールをします。
6. 通信のチェックなどをするためのTeraTermをインストールします。

Bluetoothの使い方を理解する

import stamp.core.*;

public class echo {

  final static int SERIAL_TX_PIN  = CPU.pin1;
  final static int SERIAL_RTS_PIN = CPU.pin2;
  final static int SERIAL_CTS_PIN = CPU.pin3;
  final static int SERIAL_RX_PIN  = CPU.pin0;

  static Uart rxUart = new Uart( Uart.dirReceive, SERIAL_RX_PIN, Uart.dontInvert,
                           SERIAL_CTS_PIN,Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );
  static Uart txUart = new Uart( Uart.dirTransmit, SERIAL_TX_PIN,Uart.dontInvert,
                           SERIAL_RTS_PIN,  Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );
  public static void main() {
    int ch;
    while(true) {
      ch = rxUart.receiveByte();
      txUart.sendByte(ch);
    }
  }
}

import stamp.core.*;
import stamp.util.text.*;

public class getAddress {

  final static int SERIAL_TX_PIN  = CPU.pin1;
  final static int SERIAL_RTS_PIN = CPU.pin2;
  final static int SERIAL_CTS_PIN = CPU.pin3;
  final static int SERIAL_RX_PIN  = CPU.pin0;

  static Uart rxUart = new Uart( Uart.dirReceive, SERIAL_RX_PIN, Uart.dontInvert,
                           SERIAL_CTS_PIN,Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );
  static Uart txUart = new Uart( Uart.dirTransmit, SERIAL_TX_PIN,Uart.dontInvert,
                           SERIAL_RTS_PIN,  Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );
  public static void main() {
    int ch;
    txUart.sendString("get address\r");
    waitString("ACK\r");
    int n = 17;
    char[] adr = getString(n);
    waitString(">");
    for(int i=0; i%lt;n; i++) Format.printf("%c",adr[i]);
    System.out.println("");
  }
  public static void waitString(String str){
    int i=0;
    while(i<str.length()) {
      if( rxUart.receiveByte() == str.charAt(i)) i++;
      else i=0;
    }
  }
  public static char [] getString(int n){
    char [] tmp = new char[n];
    for(int i=0; i<n; i++) tmp[i] = (char)rxUart.receiveByte();
    return tmp;
  }
}

Blootoothに関係するクラスを作る

package JBot;

import stamp.core.*;
import stamp.util.text.*;

public class Bluetooth {

  final static int SERIAL_TX_PIN  = CPU.pin1;
  final static int SERIAL_RTS_PIN = CPU.pin2;
  final static int SERIAL_CTS_PIN = CPU.pin3;
  final static int SERIAL_RX_PIN  = CPU.pin0;
  protected 
  final static int CONNECTION     = CPU.pin6;

  static Uart rxUart = new Uart( Uart.dirReceive, SERIAL_RX_PIN, Uart.dontInvert,
                           SERIAL_CTS_PIN,Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );
  static Uart txUart = new Uart( Uart.dirTransmit, SERIAL_TX_PIN,Uart.dontInvert,
                           SERIAL_RTS_PIN,  Uart.speed9600,
                           Uart.stop1 );

  public static void waitString(String str){
    int i=0;
    while(i<str.length()) {
      if( rxUart.receiveByte() == str.charAt(i)) i++;
      else i=0;
    }
  }

  // n文字受信する
  public static char [] getString(int n){
    char [] tmp = new char[n];
    for(int i=0; i<n; i++) tmp[i] = (char)rxUart.receiveByte();
    return tmp;
  }

  // アドレスを得る
  public static String getAddress(){
    int ch;
    txUart.sendString("get address\r");
    waitString("ACK\r");
    int n = 17;
    char[] adr = getString(n);
    waitString(">");
    return new String(adr);
  }

  // EB500が接続されたのを待つ
  public static void waitConnection() {
    while(!CPU.readPin(CPU.pin5));
  }

  public static char getChar()
  {
    return (char)rxUart.receiveByte();
  }

  // 文字列を送る
  public static void sendString(String str)
  {
    rxUart.sendString(str);
  }
}

import stamp.core.*;
import JBot.*;

public class addressGet2 extends Bluetooth{
  public static void main() {
    String address = getAddress();
    System.out.println(address);
  }
}

サービスのテストをする

テスト回路を作る

サービスを行うプログラムを作る

1. C:\Microsoft Robotics Studio (1.5)\samples\Platforms\Parallaxの中にあるBASICStamp2.slnをダブルクリックしVisual Studioを起動させます。
   Visual Studioのバージョンによっては変換が行われますので、指示に従ってください。
   
   
2. ソリューションエクスプローラの中のあるBasicStamp2.csをダブルクリックしてソースプログラムを表示させます。
   
   
   
3. private const int DefaultSerialPort = 3;
   という行を探します（40行目）。この3と数字を実際にBluetoothが使用しているCOM番号に変更します。
   
   
4. BSServicesのConfigフォルダの前にある+をクリックして開きます。Parallax.BoeBot.Config.xml と Parallax.MotorIrBumper.Config.xml をダブルクリックして開きます。<SerialPort> と </SerialPort> で囲まれた値を上記と同じように実際にBluetoothが使用しているCOM番号に変更します。
   
   
5. コントロールキーを押しながらHを押します。クイック置換のダイアログが出ます。
   検索する文字列にhttp://schemas.microsoft.com/robotics/2006/06/basicstamp2.html
   置換後の文字列にhttp://schemas.microsoft.com/robotics/2007/06/basicstamp2.htmlを入れ、検索対象をソリューション全体になっていることを確認し、すべて置換ボタンを押します。7つの置換が行われるはずです。これはMSRS1.5のバグを訂正しています。
   
   
   
   
6. これでビルドしてください。
   

はじめてのＭＳＲＳ

1. BoeBotControl.csをソリューションエクスプローラで探し、ダブルクリックしソースを表示させます。
   
   bool _autonomousMode = false;
   
   の行を探し（30行目）。falseであることを確認します。
   
   
2. J-Botの電源を入れます。スイッチのポジションは2です。
   次のプログラムをJ-Botに転送し実行させます。

   サービスプログラムからのコマンドを表示する

   import stamp.core.*; import stamp.util.text.*; /** * Microsoft Robot Studio用 */ public class JBotControlForMsrs { static byte ResetOnOff = 0; static int[] RequestConnect = {0xFF, 0, 1, 0, 0}; static int[] ConnectionGranted = {0xFF, 0, 2, 0, 0}; static int[] RequestCommand = {0xFF, 0, 3, 0, 0}; static int[] ServoSpeeds = {0xFF, 0, 4, 0, 0}; static int tLeft; // Servo control pulse durations static int tRight; static int [] buffer = {0xff,0,0,0,0}; static byte duration; static byte frequency; static int msgIndex=0; // message index static boolean Error=false; final static int SERIAL_TX_PIN = CPU.pin1; final static int SERIAL_RTS_PIN = CPU.pin2; final static int SERIAL_CTS_PIN = CPU.pin3; final static int SERIAL_RX_PIN = CPU.pin0; static Uart rxUart = new Uart( Uart.dirReceive, SERIAL_RX_PIN, Uart.dontInvert, SERIAL_CTS_PIN,Uart.speed9600, Uart.stop1 ); static Uart txUart = new Uart( Uart.dirTransmit, SERIAL_TX_PIN,Uart.dontInvert, SERIAL_RTS_PIN, Uart.speed9600, Uart.stop1 ); static byte routine; // Routine selector static byte counter; static boolean flagWhiskers; // Act on Whisker values static boolean flagDigSens; // Send back digital sensors 1/0s // with every reply static boolean flagIr; static boolean tempBit; final static int LED = CPU.pin15; // To control the L.E.D. final static int LED2 = CPU.pin14; // To control the L.E.D. final static int SPEAKER = CPU.pin4; // To speaker final static boolean ONSTATE = true; // Button Pressed Down final static boolean OFFSTATE = false; // Button Normal State static Freqout freqout = new Freqout ( SPEAKER ) ; public static void main() { CPU.writePin(LED,ONSTATE); freqout.freqout ( 450, 750 ) ; // 4.5kHz, 75ms CPU.writePin(LED,OFFSTATE); do { init(); //---------------------- Main Routine --------------------------; do { getNextCommand(); // エラーがあった場合スピーカーを鳴らす if(Error) freqout.freqout ( 400, 500 ); //リクエストコマンド RequestCommand[1] = ++msgIndex; for(int i=0; i<5; i++) txUart.sendByte(RequestCommand[i]); } while (CPU.readPin(CPU.pin5)); } while(true); } public static void init() { do { // eb500が準備できたのを待つ CPU.writePin(LED,ONSTATE); CPU.delay(1000); // 1秒 CPU.writePin(LED,OFFSTATE); // EB500が接続されたのを待つ while(!CPU.readPin(CPU.pin5)); // 接続リクエスト for(int i=0; i<5; i++) txUart.sendByte(RequestConnect[i]); // 接続確認 buffer[0] = 0xff; Confirm_Connect: do { for(int i=0; i<5; i++) txUart.sendByte(ConnectionGranted[i]); while( (rxUart.receiveByte()& 0xff) != 0xff); for(int i=1; i<5; i++) buffer[i] = rxUart.receiveByte()&0xff; for(int i=0; i<5; i++) Format.printf("%02x ",buffer[i]); System.out.println(" "); if((buffer[0]==0xff)&&(buffer[2]==2)) break Confirm_Connect; } while(true); //リクエストコマンド RequestCommand[1] = (++msgIndex)&0xff; for(int i=0; i<5; i++) txUart.sendByte(RequestCommand[i]); } while (!CPU.readPin(CPU.pin5)); } public static int getNextCommand(){ int oldIndex = buffer[1]; Error = false;; buffer[0] = 0xff; do { do { while( (rxUart.receiveByte()& 0xff) != 0xff); buffer[1] = rxUart.receiveByte()& 0xff; if(oldIndex == buffer[1]) continue; for(int i=2; i<5; i++) buffer[i] = rxUart.receiveByte()&0xff; } while(oldIndex == buffer[1]); if(((oldIndex+1)&0xff) != buffer[1]) { Error = true; } for(int i=0; i<5; i++) Format.printf("%02x ",buffer[i]); Format.printf("\n"); if(buffer[2] == 192 ) { freqout.freqout ( 100, 900 ) ; System.out.println("reset command"); msgIndex=0; init(); } else break; }while(true); return buffer[2]; } }

   
   
   このプログラム中にFormat.printfというＣ言語のprintfに相当するメソッドを利用しています。このFormatというクラスは標準では付属していないので、ダウンロードして「C:\Program Files\Parallax Inc\Javelin Stamp IDE\lib\stamp\util\text」の中に入れてください。
   
   
3. Visual Studioのプログラムを実行します。それには緑の三角をクリックします。
   
   
   すると、コマンドプロンプトのウィンドウが開き、下図のように表示されます。
   
   
   
   EB500のD1と書いてある緑のLEDが点灯し、LEDがon/offしスピーカーが鳴ります。Javelin Stamp IDEのJavelin Terminalには次のような表示がされます。
   
   
   
   20はサーボモーターへのコマンドで、次の二つの数字が左、右のスピードになります。100が停止で0が時計回りに最大スピード、200が反時計回りに最大スピードになっています。
   上図では両方64ですから、10進数に直すと100ですので停止状態です。
   
   
4. Internet Explorerを起動し、アドレス入力部にhttp://localhost:50000/controlpanelを入れ、接続します。
   すると、下図のような表示になります。
   
   
   
   Boe-Bot Generic Driveを探し、その右側にある「Create」ボタンを押します。
   次に、Simple Dashboardを探し、同様に「Create」ボタンを押します。
   すると、下図のようなウィンドウが出現します。いくつかウィンドウが開いていると上に出てこない場合があるので、その時は選択して上に持ってきます。
   
   
   Machineのところにlocalhost、Portのところに50001を入れてConnectボタンを押します。するとMachineのところにはそのパソコンの名前、Service Directoryのところには/bsdrive/driveと表示されます。この/bsdrive/driveをダブルクリックします。次にDriveボタンを押します。
   円の中に十字がある部分をマウスでドラッグするとJ-Botのサーボモータのスピードを変えることが出来ます。ここではそのコマンドをJavelin Terminalで見ていますから、ドラッグすると数字が変わることを確認してください。
   
   
   
   

XBox用コントローラーでデータを送る

Tutorial1-A

Ｃ＃言語で触角で物体検出する

1. 以下のような回路を組み上げてください。
   
   今のところ触角のところを実験するのでその部分だけでもOKです。
   
   
   
   これに伴い、J-Bot側のプログラムも変更します。青で書いてあるところを付け加えます。
   
   

   触角・IRのデータを送る部分
   //リクエストコマンド RequestCommand[1] = ++msgIndex; RequestCommand[3] = 0xff; if(CPU.readPin(CPU.pin7) == false) RequestCommand[3]&=0xf7; if(CPU.readPin(CPU.pin8) == false) RequestCommand[3]&=0xfb; if(CPU.readPin(CPU.pin9) == false) RequestCommand[3]&=0xfd; if(CPU.readPin(CPU.pin10) == false) RequestCommand[3]&=0xfe; for(int i=0; i<5; i++) txUart.sendByte(RequestCommand[i]);

   
   
   
2. C:\Microsoft Robotics Studio (1.5)\samples\RoboticsTutorials\Tutorial1\CSharpの中にあるRoboticsTutorial1.slnをダブルクリックする。
   
3. RoboticsTutorial1.csの後ろのほうにある"Ouch - the bumper was pressed."の文字列を"前方に不審物体検出!"の文字列に変更する。
4. メニューのプロジェクト→RoboticsTutorial4のプロパティ→デバッグ →開始オプションのコマンドライン引数の中を
   「-p:50000 -t:50001 -m:"Samples\Config\RoboticsTutorial1.manifest.xml" -m:"samples\config\Parallax.MotorIrBumper.manifest.xml"」にして、ビルドする。
5. エラーがないことを確認して実行する。 コマンドプロンプトが開き、J-Botのスピーカーが鳴り、同時にLEDが光ります。これが通信開始の合図です。いろいろな設定が終わってから、触角をON/OFFしてみます。すると以下のような文字が表示されます。表示されたらば成功です。終了するにはコマンドプロンプトでコントロールＣを押します。
   
   
   
   

Tutorial1-B

MVPLで同じことをやってみる

1. 左側下のServicesからBoeBotBASICStamp2とSimpleDialogをドラッグし、Dataflowのウィンドウに貼り付けます。左側上のウィンドウからDataをドラッグし、同様に貼り付けます。出来上がりのように並べます。
2. BoeBotBASICStamp2には出来上がりのように右端にオレンジの丸だけではなく、左側と右側にオレンジの四角があります。接続方法により、接続できない部分は見えなくなるようになっています。基本的に左側は入力側で、右側が出力側です。Dataの方も左下にはintと書いてあって出来上がりのようにstringではありません。このため保持するデータの型を指定する必要がありますから、右下の▼をクリックしてください。すると色々なデータ型がリストされるのでそこからstringを選んで下さい。これで、左下がstringに変わったと思います。次にDataの真ん中のゼロを目的の文字に変更します。ここでは「前方に不審物体検出!」となります。
   
   
3. ロボットから接触したという情報が来たときに(正確には変化したときに)Dataで設定されている文字列をSimple Dialogに出すのが目的です。
   この情報の流れを接続していきます。BoeBotBASICStamp2の右側の丸オレンジをクリックしてドラッグすると線が出てきます。これをDataの丸オレンジに繋げてマウスを放します。すると次のようなウィンドウが出てきます。
   
   
   
   BoeBotBASICStamp2には５種類の出力があり、Dataの方はCreateの一つだけの入力となっています。From側（BoeBotBASICStamp2）のSensorsChangedを選択してOKボタンを押します。これで触角に変化が起きたら知らせてきます。
   
   
4. 次に、DataとSimple Dialogを同様に繋ぎます。次のようなウィンドウが出ます。
   
   
   
   ここでは、AlertDialogを選びます。OKボタンを押します。
   
   するとすぐに下のようなダイアログがでますが、出なかった場合は、今接続した線を右クリックします。
   
   
   
   ここで、Data Connectionsを選びます。これはどんなデータを繋ぐかの設定になります。これを選択すると次のようなウィンドウが出ます。nullは何もないデータが繋がっていることになるので、何も表示されない設定になっています。nullの場所をクリックしてリストを表示させ「value」を選択し、OKボタンを押します。
   
   
   
   
5. BoeBotBASICStamp2を右クリックすると次のような選択肢が出ます。この中から「Set Configuration」を選びます。
   
   
   
   Initial Stateタブを選び、BasicStampStateとConfigurationを開き、SerialPortのところにBluetoothのCOM番号を入れます。下の例では40になっています。
   
   
   
   これで設定（プログラミング）が終わりました。
   
   緑の三角を押して実行します。
   
   
   
   次のようなAlartDialogが触角をONにすると表示されます。
   
   
   
   

Tutorial1-C

接触したのは左右のどちらの触角かを表示

Tutorial2

触覚をON/OFFすると片方のモーターがON/OFFする

課題　触覚をON/OFFすると二つのモーターが逆回転させる

課題　モーターが逆回転する度にスピーカーを鳴らす

Tutorial4

コマンドセット