Controllo a catena aperta di un manipolatore tramite sensore di pioggia

Il sistema di controllo rappresenta l’apparato che consente di variare o mantenere costante una o più grandezze di uscita in relazione ad una evoluzione temporale. Questo sistema può avere uno o più ingressi ed una o più uscite. Si definisce ingresso (input) la sollecitazione applicata in entrata al sistema che produce una certa risposta del sistema stesso. Si definisce uscita (output) l’effettiva risposta ottenuta dal sistema di controllo, che può coincidere o meno con l’input. La risposta dipende dalla natura delle variabili d’ingresso del sistema, queste possono essere:

• Variabili di controllo: Questa tipologia di variabili d’ingresso permette di essere misurata e controllata in ogni istante, di conseguenza, con un’opportuna analisi, è possibile risalire in maniera analitica alla risposta del sistema e quindi alla natura dei componenti.

• Sollecitazione esterne: Questa tipologia di variabili d’ingresso non sono misurabili e di conseguenza non sono controllabili. Se ne deduce che l’analisi per risalire alla risposta del sistema è complessa e non sempre possibile.

Nel caso studio trattato lo schema di controllo è a catena aperta. Rappresenta un sistema veloce e molto sensibile alle variazioni del segnale di riferimento (input) determinato dall’organo di controllo tarato all’origine (sensore di pioggia), ma non è previsto alcun controllo e correzione dell’uscita da parte del microcontrollore. Il controllo del manipolatore Diymore 6DOF è affidato ad una scheda Arduino UNO. Il microcontrollore ATmega 328P si occupa di coordinare i movimenti dei sei servomotori che costituiscono i sei giunti rotazionali del manipolatore. I movimenti effettuati sono strettamente dipendenti dal valore di resistenza che viene letto dal sensore di pioggia. Inoltre, può gestire eventuali output o input aggiuntivi, analogici o digitali manipolati tramite il software esterno. Per sviluppare ed implementare il controllo del manipolatore è stato utilizzato l’IDE Arduino, anche con l’ausilio del monitor seriale, elaborando il codice in una variante semplificata del linguaggio C++, il Wiring. Il software prevede i seguenti passaggi:

• Dichiarazione della libreria Servo.h

• Impostazione degli ingressi analogici

• Impostazione delle uscite PWM

• Impostazione soglia per sensore di pioggia

• Inizializzazione dei servomotori

• Verifica presenza di pioggia

• Conversione letture analogiche in angoli

• Trasmissione valori degli angoli ai servomotori