HP 82240B Stampante termica

La mia calcolatrice HP 48GX ha trovato la sua sorellina, la stampante termica ad infrarossi HP 82240B, perfettamente funzionante

Occupazione memoria Arduino Uno

Frugando il lavoro di altri programmatori ho trovato la seguente funzione per Arduino Uno

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int freeRam () {
  extern int __heap_start, *__brkval;
  int v;
  return (int) &v - (__brkval == 0 ? (int) &__heap_start : (int) __brkval);
}
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Da questo link si puo' leggere che la funzione riporta lo spazio di memoria Ram del Atmega328 libero.

Usando questa funzione si puo' osservare come il compilatore ottimizzi il codice. Se per esempio viene dichiarata una stringa ma non viene utilizzata, il compilatore non alloca spazio di memoria per la stringa

Un altro trucco e' il seguente

Serial.print("luca");

occupa 5 byte (4 caratteri + null) mentre

Serial.print(F("luca"));

non occupa spazio in RAM perche' la stringa viene spostata nella flash memory e non nella ram. Questo trucco funziona per le stringhe statiche .. Serial.print(F(variabile_stringa)) usa lo spazio Ram

Lo sketch di seguito riportato indica uno spazio libero di 1819 bytes.
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//char str[] = "Hello, world!";

void setup() {
    Serial.begin(115200);
}


void loop() {
    //Serial.println(str);
    Serial.println(freeRam());
    delay(10000);
}

int freeRam () {
  extern int __heap_start, *__brkval;
  int v;
  return (int) &v - (__brkval == 0 ? (int) &__heap_start : (int) __brkval);
}

Gps Kalman Filter con Arduino Uno

Partendo da questo link volevo provare a testare il filtro Kalman sui dati di un GPS ma privo della contributo di una IMU (come fatto qui)

La libreria Arduino utilizzata (questo il link) e' una conversione di un codice in C originario

Mettendo a confronto la linea blu dei dati non filtrati con quella rossa dei dati filtrati e lasciando ferma l'antenna GPS si osserva che il filtro funziona ma non limita le tipiche fluttuazioni (anche molto significative) del segnale GPS

Questo test e' stato effettuato con due antenne a basso costo: un primo modulo senza marca di derivazione cinese ed una antenna con predisposizione per PixHawk denominata gygpsv5 con a bordo un Ublox NEO6M-V2

Utilizzando il codice scaricato da Internet senza particolari modifiche tutto funzionava con il modulo cinese ma non con Ublox nonostante i messaggi NMEA fossero correttamente ricevuti da Arduino.

Salvando i dati si capisce il motivo

Neo 6P
$GLGSV,3,3,09,88,20,181,*56
$GNGLL,4347.03855,N,01113.80955,E,132645.00,A,A*7C
$GNRMC,132646.00,A,4347.03855,N,01113.80955,E,0.030,,270319,,,A*6B
$GNVTG,,T,,M,0.030,N,0.055,K,A*3E
$GNGGA,132646.00,4347.03855,N,01113.80955,E,1,08,1.35,42.1,M,45.5,M,,*76
$GNGSA,A,3,12,24,25,32,,,,,,,,,2.61,1.35,2.23*1E
$GNGSA,A,3,68,86,77,87,,,,,,,,,2.61,1.35,2.23*12

GPS
$GPGSV,2,2,08,32,33,290,40,14,26,308,23,31,04,310,,34,,,*47
$GPRMC,133332.000,A,4347.0429,N,01113.8140,E,0.21,175.07,270319,,,A*60
$GPGGA,133333.000,4347.0428,N,01113.8140,E,1,5,1.55,36.1,M,47.6,M,,*6E
$GPGSA,A,3,12,25,24,29,32,,,,,,,,1.83,1.55,0.98*00
$GPGSV,2,133,37,25,58,293,33,24,46,141,33,29,37,207,25*75
$GPGSV,2,2,08,32,33,290,39,14,26,308,22,31,04,310,,34,,,*48
$GPRMC,133333.000,A,4347.0428,N,01113.8140,E,0.35,175.07,270319,,,A*65
$GPGGA,133334.000,4347.0427,N,01113.8141,E,1,5,1.55,36.1,M,47.6,M,,*67
$GPGSA,A,3,12,25,24,29,32,,,,,,,,1.83,1.55,0.98*00


Il modulo cinese usa delle frasi NMEA che iniziano per GP***** mentre Ublox usa frasi che usaon un prefisso GN****. La libreria TinyGPS riconosce solo il primo prefisso e quindi non sa come trattare i dati dell'Ublox ...e' stato sufficiente editare la libreria sostituendo le stringhe per rendere compatibile TinyGPS con UBlox.....ma come mai questa differenza

GN e' un prefisso generico che si usa per qualunque sorgenti date (Gps americano, Beidu, Glonass etc) mentre il prefisso GP e' relativo solo al GPS americano. (Glonass per esempio ha il prefisso GL).

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#include <SoftwareSerial.h>
#include <TinyGPS.h>
#include <GPSFilter.h>

#define RXPIN 2
#define TXPIN 3

#define GPSBAUD 9600

TinyGPS gps;
SoftwareSerial uart_gps(RXPIN, TXPIN);

GPSFilter f(2.5);

unsigned long lastUpdate;
unsigned long lastSentence;
float c;

void setup()
{
 Serial.begin(9600);
 uart_gps.begin(GPSBAUD);
 lastSentence = millis();
 lastUpdate = millis();
}


void loop()
{
 while(uart_gps.available()) {    
   char c = uart_gps.read();
    
   if(gps.encode(c)) {
     int year;
     byte month, day, hour, minute, second, hundredths;
     unsigned long age;
     gps.crack_datetime(&year,&month,&day,&hour,&minute,&second,&hundredths,&age); //Get the date from the GPS
     unsigned long date; 
     gps.get_datetime(&date,0,0);
     if(date == TinyGPS::GPS_INVALID_DATE){
        Serial.println(F("Invalid Age"));
         continue;
     }
     if(age == TinyGPS::GPS_INVALID_AGE) {
         Serial.println(F("Waiting for more valid data"));
         continue;
     }
     float latitude, longitude;
     double dlat,dlong;
     gps.f_get_position(&latitude, &longitude);

     double ulat,ulong;
     ulat = (double)latitude;
     ulong = (double)longitude;
     c = (millis() - lastSentence)/1000;
     f.update_velocity2d(ulat,ulong,c);
     lastSentence = millis();
  
     if((millis() - lastUpdate) >= 500 || lastUpdate == NULL){
          f.get_lat_long(&dlat,&dlong);
         Serial.print(latitude,8);
         Serial.print(";");
         Serial.print(longitude,8);
         Serial.print(";");
         Serial.print(dlat,8);
         Serial.print(";");
         Serial.println(dlong,8);     
        
         }
          lastUpdate = millis();
   }
 }
}

Digispark ATTIny85 con Arduino IDE

Per un progettino a basso costo ed in cui necessita una sola porta digitale ho voluto provare qualcosa di differente dalla solita Arduino Uno ovvero il modulo Digispark ATTiny85

Il modulo, che costa circa 1 euro, presenta oltre al microcontrollore anche un regolatore di tensione 78M05 e la possibilita' di programmarezione via USB con Arduino IDE

Il consumo e' attestato intorno ai 20 mA

Sono disponibili 8K di memoria, I2C. SPI, ADC su 4 pin, tutti i pin possono essere usati come pin digitali

• Pin 0 → I2C SDA, PWM (LED on Model B)
• Pin 1 → PWM (LED on Model A)
• Pin 2 → I2C SCK, Analog In
• Pin 3 → Analog In (also used for USB+ when USB is in use)
• Pin 4 → PWM, Analog (also used for USB- when USB is in use)
• Pin 5 → Analog In

Per settare la Arduino IDE si inserisce questo link nelle additional boards

http://digistump.com/package_digistump_index.json

e dal Boards Manager si installa Digistump  AVR Boards

Tra gli sketch di esempio vi sono molte proposte. 

La cosa importante da ricordare e' si deve premere il pulsante di Upload dello sketch con la scheda rimossa dalla porta USB. Questa deve essere inserita solo quando viene richiesto dalla IDE

Frugando nei cassetti dell'ufficio.....

e' saltato fuori un vecchio navigatore da tempo abbandonato a causa della mancanza di aggiornamenti delle mappe (l'ultimo aggiornamento presente e' del 2008)

Cosa farsene ai nostri giorni?? Leggendo ho scoperto che questo dispositivo, insieme a molti altri della stessa epoca, erano dotati di Windows CE ma effettuavano direttamente il boot nella applicazione navigatore. Tramite l'applicazione MioPocket si puo' riprendere il controllo della macchina semplicemnente utilizzando una scheda SD da inserire nello slot di espansione

Desktop Windows  CE

In fondo e' sostanzialmente inutilizzabile. Lo schermo da 5 pollici e l'assenza di una virtual keyboard (io per lo meno non l'ho trovata) rendendo l'interfaccia quasi inutilizzabile

Proprieta'

La cosa interessante e' che basta rimuovere la scheda SD e riavviare il sistema per ripristinare le funzioni di fabbrica

Una nota conclusiva....sono passati meno di 10 anni da quando questo navigatore e; stato messo in disparte da modelli piu' performanti e gia' in rete e' difficile trovare il software 

Confronto consumi tra Arduino Uno ed Arduino Zero

Un confronto tra i consumi di una Arduino Uno ed una Arduino Zero, entrambe originali, entrambe alimentate via USB e con lo sketch Blink in esecuzione

Arduino Zero

In casi in cui il fattore consumo sia critico e' evidente come sia preferibile la scelta di una Arduino Zero

Arduino Uno

Filtro EKF con GPS ed IMU su Android

Per continuare la sperimentazione sui filtri applicati ai sensori ho provato ad usare l' Extended Kalman Filter, un metodo matematico che permette la fusione di dati GPS e derivanti da IMU (per una descrizione abbastanza semplice del metodo si puo' andare qui,

Visto che la matematica non e' banale ho usato un progetto gia' fatto basato su Android. A questo link si trova la descrizione che usa la fusione di velocita' e dati geografici per ridurre le fluttuazioni del segnale GPS. Una libreria EKF per Arduino si trova a questo link basato su questo codice Matlab (l'esempio che usa EKF per GPS si trova nella sottodirectory /extras/c/ con dati di pseudorange, non direttamente lat/lon). Per una breve trattazione matematica invece qui

Un altro sito con una trattazione matematica semplice si trova qui

E' disponibile una app per Android a questo indirizzo GitHub

La prova e' stata effettuata mantenendo il sensore fermo e leggendo ad intervalli di tempo la distanza cumulata (ovvero la somma degli errori dei falsi movimenti registrati dal sensore).
Si evidenzia che il tempo di campionamento del GPS e del'accelerometro sono molto differenti e gli aggiornamento del filtro sono scalati sul sensore piu' lento

Distanza cumulata in metri

Come si vede il filtro impiega circa 100 secondi per stabilizzzarsi

Eliminando i primi due punti si ha una deriva media di 0.0015 m/sec, un dato incredibile considerando che con il solo GPS per ogni secondo la distanza e' di oltre 1 m

La scheda PixHawk contiene all'interno un algoritmo di fusione dei sensori per GPS ed IMU basato su EKF