Wii 리모컨(Wiimote)으로 RC Car 조종하기

이젠 벽돌이 되어버린 니텐도 Wii를 바라보다 갑자기 아깝다는 생각이 들어 폭풍 검색을 하다가 Wii 리모컨을 활용할 수 있는 괜찮은 소스를 찾은 것 같아 아래와 같이 소개 합니다.

잘~ 응용하면 재밋는 장난감이 되겠네요.

Circuit@Home에서 소개 받았습니다!

RC car controlled by Wii Remote on Arduino http://www.circuitsathome.com/mcu/rc-car-controlled-by-wii-remote-on-arduino

곳곳에서 Wii 리모컨을 사용한 재미있는 프로젝트를 볼 수 있습니다. PC에서 Bluetooth Stack를 이용한 프로젝트는 많은 있지만, PC를 사용하지 않고 마이컴 (AVR, PIC)에서 Bluetooth Stack를 이용한 프로젝트는 적은 것 같습니다. 그래서 (새삼 느낌입니다 만...) 마리오 카트를 조종하는 느낌으로 무선조종을 만들어 보았습니다. #바나나를 던지거나 하지는 않습니다.

하드웨어 (Hardware)

Arduino에서 Bluetooth Stack을 실현하여 무선조종서보와 ESC를 제어합니다.

송신기 (Transmitter)

• Wii 리모컨 (Wiimote)

수신기 (Reciver)

• Arduino
• USB Host Shield
• Bluetooth USB 어댑터 (Dongle)

통신 거리는 Bluetooth 특성상 대략 10m 정도 밖에 안될 거라고 예상합니다. 통신 거리를 늘리려면 XBee 등을 사용해야 할 것 입니다.

소프트웨어 (Software)

Arduino 용 라이브러리는 github 에 있습니다. 
이 라이브러리는 Richard Ibbotson이 만든 코드 wiiblue.pde 을 기반으로하고 있습니다.
또한 이 라이브러리를 사용하기 위해서는, Oleg Mazurov가 개발 한 라이브러리 가 필요합니다.

샘플 스케치 (Sketch)

SterringWii.ino

#include "WiiRemote.h"

 

#include <MemoryFree.h>

#include <Servo.h>

 

 

#define PIN_STEERING_SIGNAL 2

#define PIN_ESC_SIGNAL  3

 

#define SERIAL_DEBUG 0

 

 

enum eAngle {

  STEERING_ANGLE_MAX    = 165,  // to right

  STEERING_ANGLE_MIN    = 15,   // to left

  STEERING_ANGLE_CENTER = 90,

  STEERING_ANGLE_STEP   = 5,

 

  THROTTLE_ANGLE_MAX    = 80,

  THROTTLE_ANGLE_MIN    = 10,

  THROTTLE_ANGLE_CENTER = 90,

};

 

enum eServoPulse {

  SERVO_PULSE_NEUTRAL = 1500, // Futaba compatible, 1.55msec

  SERVO_PULSE_MAX     = 1800, // to left

  SERVO_PULSE_MIN     = 1200, // to right

};

 

enum eESCPulse {

/*

 *  Futaba timing

 *

 *  0us     1072us         1522us          1922us

 *   +---------*------------+-*-+-------------*

 *   |   n/a   |   forwad   |d|d|   Reverse   |

 *   +---------*------------+-*-+-------------*

 *          Max Forwad     Neutral         Max Reverse

 *

 *   d: dead zone, +10us and -10us

 */

  ESC_PULSE_NEUTRAL = 1522,

  ESC_PULSE_BRAKE   = 1600,

  ESC_PULSE_FWD_MAX = 1200, // 1072

  ESC_PULSE_FWD_MIN = 1510,

  ESC_PULSE_FWD_3RD = (ESC_PULSE_FWD_MIN - 200),

  ESC_PULSE_FWD_2ND = (ESC_PULSE_FWD_MIN - 140),

  ESC_PULSE_FWD_1ST = (ESC_PULSE_FWD_MIN - 80),

  ESC_PULSE_REV_FIX = 1650,

  ESC_PULSE_REV_MAX = 1700, // 1922

  ESC_PULSE_REV_MIN = 1600,

};

 

enum eGear {

  GEAR_1ST = 1,

  GEAR_2ND = 2,

  GEAR_3RD = 3,

};

 

 

WiiRemote wiiremote;

 

Servo SteeringServo;

Servo ESC;

 

 

void setup()

{

#if SERIAL_DEBUG

  Serial.begin(9600);

 

  Serial.print("\r\nfreeMemory() reports: ");

  Serial.print(freeMemory(), DEC);

#endif

 

  SteeringServo.attach(PIN_STEERING_SIGNAL);

  SteeringServo.writeMicroseconds(SERVO_PULSE_NEUTRAL);

 

  ESC.attach(PIN_ESC_SIGNAL);

  ESC.writeMicroseconds(ESC_PULSE_NEUTRAL);

 

  wiiremote.init();

 

  /*

  unsigned char wiiremote_bdaddr[6] = {0x00, 0x1e, 0x35, 0xda, 0x48, 0xbc};

  wiiremote.setBDAddress(wiiremote_bdaddr, 6);

  wiiremote.setBDAddressMode(BD_ADDR_FIXED);

  */

}

 

void loop()

{

  wiiremote.task(&myapp);

}

 

 

int steering_angle = STEERING_ANGLE_CENTER;

int old_steering_angle = STEERING_ANGLE_CENTER;

bool analog_throttle = false;  // false = use "One" button as throttle

int throttle_angle = THROTTLE_ANGLE_CENTER;

int gear = GEAR_1ST;

int pulse_steering;

int pulse_esc;

 

void myapp(void) {

#if SERIAL_DEBUG

  Serial.print("\r\n");

#endif

 

  /* Steering */

  steering_angle = getSteeringAngle();

  pulse_steering = map(steering_angle,

                       STEERING_ANGLE_MIN, STEERING_ANGLE_MAX,

                       SERVO_PULSE_MAX, SERVO_PULSE_MIN);

  SteeringServo.writeMicroseconds(pulse_steering);

  //delay(15);

  Serial.print("\tServo=");

  Serial.print(pulse_steering);

 

  /* Brake and Throttle */

  if (wiiremote.buttonPressed(WIIREMOTE_ONE)) {

    if (pulse_esc < ESC_PULSE_NEUTRAL) {

      // moving forward before press "One"

      brake();

      pulse_esc = ESC_PULSE_NEUTRAL;

    } else {

      // while stopping or moving backward, keep moving backward

      pulse_esc = ESC_PULSE_REV_FIX;

    }

  } else {

    if (analog_throttle) {

      throttle_angle = getThrottleAngle();

      pulse_esc = map(throttle_angle,

                      THROTTLE_ANGLE_MIN, THROTTLE_ANGLE_MAX,

                      ESC_PULSE_FWD_MIN, ESC_PULSE_FWD_MAX);

    } else if (wiiremote.buttonPressed(WIIREMOTE_TWO)) {

      switch (gear) {

       case GEAR_1ST:

        pulse_esc = ESC_PULSE_FWD_1ST;

        break;

       case GEAR_2ND:

        pulse_esc = ESC_PULSE_FWD_2ND;

        break;

       case GEAR_3RD:

        pulse_esc = ESC_PULSE_FWD_3RD;

        break;

       default:

        pulse_esc = ESC_PULSE_NEUTRAL;

        break;

      }

    } else {

      pulse_esc = ESC_PULSE_NEUTRAL;

    }

  }

  ESC.writeMicroseconds(pulse_esc);

  //delay(15);

  Serial.print("\tESC=");

  Serial.print(pulse_esc);

 

  /* Throttle mode */

  if (wiiremote.buttonClicked(WIIREMOTE_A)) {

    analog_throttle = !analog_throttle;

    if (analog_throttle) {

      wiiremote.setLED(WIIREMOTE_LED4); // analog mode

    } else {

      wiiremote.setLED(WIIREMOTE_LED1); // fixed mode, 1st gear

      gear = GEAR_1ST;

    }

  }

 

  /* Shift up or down */

  if (!analog_throttle) {

    if (wiiremote.buttonClicked(WIIREMOTE_RIGHT)) {

      shiftUp();

    } else if (wiiremote.buttonClicked(WIIREMOTE_LEFT)) {

      shiftDown();

    }

  }

 

} // myapp

 

int getSteeringAngle(void) {

  double rad;

  int deg;

 

  rad = acos((double) wiiremote.Report.Accel.Y);

  deg = (int) (rad * 180.0 / PI);

 

  /* clipping */

  if (deg > STEERING_ANGLE_MAX) { deg = STEERING_ANGLE_MAX; }

  if (deg < STEERING_ANGLE_MIN) { deg = STEERING_ANGLE_MIN; }

 

  return deg;

}

 

int getThrottleAngle(void) {

  double rad;

  double compensate_z;

  int deg;

 

    rad = asin((double) wiiremote.Report.Accel.Y);

    compensate_z = (double) wiiremote.Report.Accel.Z / cos(rad);

 

    rad = asin(compensate_z);

    deg = (int) (rad * 180.0 / PI);

 

  /* clipping */

  if (deg > THROTTLE_ANGLE_MAX) { deg = THROTTLE_ANGLE_MAX; }

  if (deg < THROTTLE_ANGLE_MIN) { deg = THROTTLE_ANGLE_MIN; }

 

  return deg;

}

 

inline void brake(void)

{

    ESC.writeMicroseconds(ESC_PULSE_BRAKE);

    delay(15);

    ESC.writeMicroseconds(ESC_PULSE_NEUTRAL);

    delay(15);

}

 

inline void shiftUp(void)

{

    if (gear < GEAR_3RD) {

        gear++;

        wiiremote.setLED( (WIIREMOTE_LED1 << (gear - GEAR_1ST)) );

    }

}

 

inline void shiftDown(void)

{

    if (gear > GEAR_1ST) {

        gear--;

        wiiremote.setLED( (WIIREMOTE_LED1 << (gear - GEAR_1ST)) );

    }

}