OutputPortConfigurationProperties.java

Come già accennato nel corso di questa sezione, la classe OutputPortConfigurationProperties mette a disposizione un metodo chiamato

motor(), utile per impostare all'occorrenza le proprietà dei servomotori, sulla base

delle istruzioni presenti nel programma .RXE che si sta simulando. Nella versione 0.9b di NXTSimulator il metodo in questione possedeva delle righe di codice che permettevano di impostare anche certe proprietà dei servomotori che il firmware LEGO® considera, però, di sola lettura, come ad esempio ACTUAL_SPEED e

TACH_COUNT [1s]. La presenza delle suddette istruzioni non comportava di fatto

alcun problema funzionale, giacché nessun programma eseguibile, che rispettasse le specifiche del firmware, le andava ad eseguire, ma costituiva un errore propriamente “concettuale”: esse sono state quindi rimosse dal codice del metodo motor().

All'interno del suddetto metodo si è reso anche necessario l'inserimento di un segmento di codice di controllo atto a ritardare, in certe circostanze, l'aggiornamento delle proprietà dei motori di qualche millisecondo. Studiando il funzionamento del firmware LEGO® si è, infatti, appreso che esso opera nel modo che verrà ora descritto, qualora si verifichi la circostanza seguente. Nel caso in cui un programma ordini a due servomotori di percorrere sincronizzati un certo numero di gradi e poi di arrestarsi, il firmware fa innanzitutto partire i due motori, per poi interrogare periodicamente lo stato di soltanto uno di essi, per apprendere quando abbia terminato la propria percorrenza. Quando viene riscontrato tale fatto, vengono posti entrambi i motori ad idle (“disoccupati”), mediante l'impostazione di alcune loro proprietà. Ciò avviene poiché essi procedono sincronizzati e quindi la terminazione

del lavoro di uno coincide anche con quella dell'altro. Anche il simulatore attua il

modus operandi appena descritto, ma nella versione 0.9b era presente un'anomalia:

durante l'interrogazione periodica, di cui sopra, dello stato di uno dei due motori, poteva, infatti, accadere che l'istanza di MotorPanel ad esso relativa terminasse di simulare qualche millisecondo prima di quella dell'altro la percorrenza desiderata (per questioni di performance del calcolatore su cui veniva eseguito il simulatore), ed imponesse quindi l'arresto di entrambi. Così facendo, però, accadeva che, al termine della simulazione, un motore si trovasse nella posizione finale desiderata, mentre l'altro no. L'inserimento del codice sorgente di cui sopra impone, invece, al motore posto sotto controllo di attendere eventualmente che anche l'altro termini il suo compito, prima di forzare il salto di entrambi alla modalità idle, risolvendo così il problema in questione e favorendo di fatto il sincronismo dei servomotori. Notare che, nel caso in cui il motore non sottoposto ad “interrogazione” termini per primo, non si verificano, invece, problemi, giacché esso passa da sé allo stato idle, senza imporlo anche all'altro servomotore.

Fattore di Sterzata

Il robot LEGO® non può solamente avanzare seguendo sempre una linea retta, ma può anche curvare o addirittura girare su sé stesso. Per far curvare il robot, è necessario allestire una configurazione del medesimo con due motori sincronizzati, simile a quella di figura 5.3, ed assegnare una potenza distinta a ciascuno di essi. Assegnando, ad esempio, una maggiore potenza ad un motore rispetto all'altro, il robot avanza curvando verso il motore al quale è stata assegnata la potenza minore. Per ottenere il risultato appena descritto, è necessario specificare per i motori in questione un cosiddetto fattore di sterzata, sulla base del valore del quale viene poi applicata ai motori in questione la potenza adatta per farli procedere nel modo desiderato. All'interno dei programmi .RXE per il robot, il fattore di sterzata è specificabile impostando il valore della proprietà chiamata TURN_RATIO, la quale può assumere valori interi nell'intervallo [-100 ; 100]. Il valore di tale proprietà comporta una modifica della potenza da applicare ai motori in questione (proprietà

Come si evince dall'analisi della figura riportata qui sopra, si possono scorgere essenzialmente due comportamenti distinti dei motori, in funzione del valore di TURN_RATIO, e nella fattispecie i seguenti:

• qualora il fattore di sterzata (TURN_RATIO) sia pari a '0', entrambi i motori in questione ricevono dal robot il 100% della potenza specificata per essi dalla proprietà SPEED e non vi è alcuna sterzata da parte del robot medesimo;

• qualora, invece, il fattore di sterzata sia diverso da '0', ci si può trovare in uno dei casi seguenti:

◦ se esso è maggiore di zero, al motore posizionato alla sinistra, guardando frontalmente il display del robot, è assegnato il 100% del valore specificato da SPEED, mentre a quello posizionato alla destra viene assegnata la percentuale di potenza data dalla seguente:

%SPEED = 100 - 2*TURN_RATIO

◦ se esso, invece, è minore di zero, al motore posizionato alla destra, guardando frontalmente il display del robot, è assegnato il 100% del valore specificato da SPEED, mentre a quello posizionato alla sinistra viene assegnata la percentuale di potenza data dalla seguente:

%SPEED = 100 + 2*TURN_RATIO

Nei due sotto-casi appena descritti si può quindi osservare che un valore assoluto di TURN_RATIO pari a '50' provoca il funzionamento di un solo motore, mentre un valore assoluto pari a '100' provoca la rotazione dei motori

Figura 5.2: Legge fattore di sterzata servomotori

-1 0 0 TURN_RATIO -100 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 80 % S P E E D 100 -9 0 -8 0 -7 0 -6 0 -5 0 -4 0 -3 0 -2 0 -1 0 ₀ 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 00 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 80 100 -100

in direzioni opposte, ma ad uguale potenza. Notare come, con un valore di TURN_RATIO pari ad uno dei due appena citati, ed una configurazione del robot simile a quella della figura sottostante, quest'ultimo ruoti su sé stesso.

Il fattore di sterzata implementato nel modo appena descritto simula così correttamente quello che è il comportamento dei motori sottoposti a “sterzo”, secondo le specifiche LEGO®, cosa che, invece, non avveniva con l'implementazione del medesimo che era sopravvissuta fino alla versione 0.9b del simulatore, e documentata nell'elaborato riportato al punto [7t] della bibliografia.