Arduino Line Follower Wallrides sinfidagi doska: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Erdagi chiziqni ta'qib qilish juda zerikarli!

Biz chiziq izdoshlariga boshqa burchakka qarashga va ularni boshqa samolyotga - maktab doskasiga olib chiqishga harakat qildik.

Qarang, nima bo'ldi!

1 -qadam: Sizga nima kerak?

Bir poygachi robot uchun:

Mexanika:

1 x 2WD miniQ Robot shassisi; Bu oddiy ikki g'ildirakli robotlarni yaratish uchun ko'p funktsiyali platforma

1: 150 kamaytirish nisbati bilan 2 x 6V mikro tishli vosita; MiniQ robot platformasiga kiritilgan tishli motorlar 1:50 tishli nisbati va juda tez. Ularni kuchliroq dvigatellar bilan almashtirish kerak, masalan 1: 150 yoki undan yuqori vites nisbati. Vites tezligi qanchalik baland bo'lsa, robot oq taxtada shunchalik sekin yuradi, lekin g'ildiraklar sirg'alib ketish ehtimoli kamroq

4 x Neodimiy magnit; Sizga diametri 12 mm (dumaloq shakli bo'lganlar uchun) yoki yon tomoni 12 mm bo'lgan (kvadrat shakli bo'lganlar uchun) 3 mm qalinlikdagi kichik magnitlar kerak. Bundan tashqari, magnitlarda tez -tez M3 uchun dastgohli boshli dastgohli vint uchun teshik bo'lishi kerak. Ba'zida ishlab chiqaruvchilar magnit ulanishining mustahkamligini aniqlaydilar. U 2 kg dan 2,4 kg gacha bo'lishi kerak

Elektronika:

1 x Arduino UNO; Bort kompyuteri. Eng mashhur prototiplash platformasi

1 x Octoliner moduli; Sizning poygachi botingizning ko'zlari va faralari. Octoliner - bu I2C interfeysi orqali boshqariladigan 8 ta alohida infraqizil sensorlardan tashkil topgan ajoyib chiziqli sensor

1 x Dvigatel qalqoni; Deyarli har qanday modul sizga mos keladi. Men bu analogni L298p chipiga asoslangan holda ishlatganman

1 x 2 uyali 7.4V LiPo batareyasi; Bu dvigatellar magnitlarning tortilishini engib o'tishi kerak bo'lgan katta oqimni berishi mumkin. Ikki hujayrali akkumulyator 7,4 V dan 8,4 V gacha kuchlanishga ega. Bu 6V dvigatellar va Arduino platasidagi o'rnatilgan voltaj regulyatori uchun etarli. Har qanday imkoniyatni tanlash mumkin. Batareya qanchalik sig'imli bo'lsa, robot shunchalik uzoq yuradi, lekin shuni esda tutingki, juda katta batareya og'ir bo'lishi mumkin. 800mAh dan 1300mAh gacha bo'lgan diapazondagi quvvat optimal hisoblanadi

Har xil:

4 x Erkak-ayol sim;

10 mm uzunlikdagi 4 x M3 oralig'i yoki Erkak-ayol to'qnashuvi;

Uzunligi 25 mm va undan ko'p bo'lgan 3 x M3 oralig'i yoki Erkak-ayol to'qnashuvi;

4 x M3x8 tayanchli tekis boshli vint;

1 x M3 neylon vint;

1 x M3 neylon olti burchakli somun;

Har qanday M3 vintlardek va olti burchakli

Sinf uchun:

Devorga osilgan magnitli doska;

Qalin qora magnit taxta markerlari;

Agar siz ko'plab robotlarni ishlab chiqarishni va ularni alohida zaryadlashni xohlasangiz, maxsus LiPo batareyali zaryadlovchi yoki bir nechta zaryadlovchi

2 -qadam: qanday yig'ish kerak? Shassi yig'ish

Avval siz komplektdan 1: 150 tishli nisbati bilan kuchliroq dvigatellarni yig'uvchi miniQ shassi platformasini yig'ishingiz kerak. Simlarni dvigatel kontaktlariga lehimlashni unutmang!

3 -qadam: qanday yig'ish kerak? Magnitlarni o'rnatish

Magnitlarni miniQ platformasiga o'rnating. M3x10 tayanchlari, M3x8 yoki M3x6 tekis tayanchli vintlardek va M3 yong'oqlardan foydalaning. Kerakli o'rnatish teshiklari rasmda ko'rsatilgan.

Bu muhim!

Qarama -qarshiliklarning uzunligi aniq 10 mm bo'lishi kerak. Magnitlarni o'rnatgandan so'ng, taxtadagi platformani sinab ko'ring. Barcha to'rtta magnit magnit taxtaga ulashgan bo'lishi kerak va miniQ platformasining g'ildiraklaridagi kauchuk shinalar oldindan yuklangan bo'lishi kerak va taxta yuzasi bilan ishqalanishni ta'minlaydi.

Robotni bort bo'ylab qo'lda harakatlantiring. Safar paytida magnitlar taxtadan tushmasligi kerak. Agar biron bir magnit tushsa, bu g'ildiraklardagi rezina shinalar maksimal yuklanishini bildiradi. Bunday holda, bir juft M3 kir yuvish mashinasini qo'shib, barcha to'xtash joylarining 10 mm masofasini 1 yoki 2 mm ga oshiring va qaytadan urinib ko'ring.

4 -qadam: qanday yig'ish kerak? Elektronika qo'shing

Arduino UNO taxtasini M3x25 tayanchlari, M3 vintlari va M3 yong'oqlari yordamida platformaga o'rnating. Qisqa to'xtashlardan foydalanmang, Arduino taxtasi ostida simlar va batareya uchun joy qoldiring.

Dvigatel qalqonini Arduino UNO kengashiga o'rnating.

Octoliner modulini o'rnating. Uni neylon M3 vint va yong'oq yordamida platformaga bosing.

Bu muhim!

Octolinerni o'rnatish uchun metall mahkamlagichlardan foydalanmang. Chiqib ketish taxtasida ba'zi o'rnatish teshiklari lehimlanadi va IO pinlari sifatida ishlatiladi. Qisqa tutashuvlarning oldini olish uchun plastik mahkamlagichdan, masalan, neylondan foydalaning.

5 -qadam: qanday yig'ish kerak? Ulanish

Diagrammada ko'rsatilganidek, barcha elektron komponentlarni ulang. Octoliner moduli 4 ta sim (GND, 5V, SDA, SCL) orqali Arduino UNO ga ulangan. Dvigatellarni dvigatel qalqoniga ulang. LiPo akkumulyatori dvigatel qalqonidagi tashqi quvvat manbai aloqa panellariga, shuningdek Arduino kartasidagi VIN piniga ulangan. VIN -pinni ishlatish o'rniga, taxtada 5,5 mm x 2,1 mm quvvat vilkasidan foydalanishingiz mumkin.

Bu muhim!

Dvigatel qalqoni ishlatilganda simlar kerak emas. Ikki dvigatelli kanal 4 ta pin yordamida boshqariladi. 2 ta PWM pinlari aylanish tezligi uchun javobgardir, 2 ta DIR pinlari aylanish yo'nalishi uchun javobgardir. Odatda, ular allaqachon ma'lum Arduino platalari bilan bog'langan va ularning indeks raqamlari qalqon ishlab chiqaruvchisiga qarab farq qilishi mumkin. Masalan, mening Motor qalqonim uchun raqamlar D4 D5 (birinchi kanal uchun DIR va PWM) va D7 D6 (ikkinchi kanal uchun DIR va PWM). Asl Arduino dvigatel qalqoni uchun pin raqamlari D12 D3 (birinchi kanal uchun DIR va PWM) va D13 D11 (ikkinchi kanal uchun DIR va PWM) ga mos keladi.

Bu muhim!

Hobbi LiPo batareyalarida teskari kutupluluğu himoya qilish paneli yo'q! Ijobiy va salbiy kontaktlarning tasodifan qisqarishi batareyaning doimiy ishlamay qolishiga yoki yong'inga olib keladi.

6 -qadam: Qanday dasturlash kerak? XOD

Bunday poygachi robot uchun dastur tuzish uni yig'ishdan ham osonroq.

Barcha loyihalarimda men XOD vizual dasturlash muhitidan foydalanaman, bu menga kod yozmasdan Arduino dasturlarini grafik tarzda yaratish imkonini beradi. Bu muhit tez qurilma prototipini yaratish yoki dasturlash algoritmlarini o'rganish uchun ideal. Ko'proq o'qish uchun XOD hujjatlari veb -sahifasiga o'ting.

Ushbu robotni dasturlash uchun siz XOD ish maydoniga faqat bitta kutubxona amperka/oktolinerini qo'shishingiz kerak. Bu sakkiz kanalli chiziq sensori bilan ishlash uchun kerak.

7 -qadam: Qanday dasturlash kerak? Yamoq

Dastur PID-kontroller ishlash tamoyiliga asoslangan. Agar siz PID-tekshirgich nima ekanligini va uning qanday ishlashini bilmoqchi bo'lsangiz, ushbu mavzu bo'yicha boshqa maqolani o'qishingiz mumkin.

Robot dasturi yordamida yamoqqa qarang. Keling, unda qanday tugunlar borligini va ularning barchasi qanday ishlashini ko'rib chiqaylik.

oktoliner chizig'i

Bu chiziqni kuzatuvchi Octoliner modulini ifodalovchi amperka/oktoliner XOD kutubxonasidan tez boshlanadigan tugun. U "chiziqni kuzatish qiymati" ni -1 dan 1 gacha oralig'ida chiqaradi. 0 qiymati shuni ko'rsatadiki, chiziq Octoliner platasidagi (CH3 va CH4 o'rtasida) infraqizil datchiklarga nisbatan markazda joylashgan. -1 qiymati o'ta chap pozitsiyaga (CH0) to'g'ri keladi, 1 -o'ta o'ngga (CH1). Yuklash tugunida optokupl sensorlari ishga tushadi va ularning yorqinligi va sezuvchanligi parametrlari o'rnatiladi. Bu tugun uchun kirishlar - bu qurilmaning I2C manzili (Octoliner platasi uchun ADDR - bu 0x1A) va chiziqni kuzatish qiymatini yangilash tezligi (UPD), men uni uzluksiz o'rnatdim.

Chiziqni kuzatish qiymatlari to'g'ridan-to'g'ri pid-controller tuguniga beriladi.

pid-nazoratchi

Bu tugun XODda PID-kontroller ishini amalga oshiradi. Uning maqsadli (TARG) qiymati - 0. Bu chiziq robot ostida aynan markazda bo'lgan holat. Agar chiziqni kuzatish qiymati 0 bo'lsa, PID-regulyator RST pin orqali tiklanadi. Agar chiziqni kuzatish qiymati 0 dan farq qilsa, PID-regulyator uni Kp, Ki, Kd koeffitsientlari yordamida dvigatel tezligi qiymatlariga o'zgartiradi. Koeffitsientlar qiymati eksperimental ravishda tanlangan va mos ravishda 1, 0,2 va 0,5 ga teng. PID-tekshirgichning yangilanish tezligi (UPD) uzluksiz qilib o'rnatiladi.

PID-tekshirgichning qayta ishlangan qiymati 1dan chiqariladi va 1 ga qo'shiladi. Bu dvigatellarni sinxronizatsiya qilish, chiziq yo'qolganda ularni qarama-qarshi yo'nalishda aylantirish uchun qilingan. Bu tugunlardagi 1 qiymati motorlarning maksimal tezligini bildiradi. Pastki qiymatni kiritish orqali tezlikni kamaytirishingiz mumkin.

h-ko'prigi-shahar-dvigateli

Bu tugunlarning ikkalasi chap va o'ng robot motorlarini boshqarish uchun javobgardir. Bu erda Dvigatel qalqoni ishlaydigan PWM va DIR pin qiymatlarini o'rnating.

Yamoqni yoqing va poygachi botingizni sinab ko'ring. Agar siz montaj ko'rsatmalariga aniq amal qilsangiz, siz yamoqni o'zgartirishingiz yoki PID-tekshirgichini sozlashingiz shart emas. Belgilangan sozlamalar juda maqbuldir.

Tayyor dasturni kutubxona gabbapeople/doska-poygalarida topish mumkin

8 -qadam: Vitrinalar va maslahatlar