Ball Balancer va PID Fiddler: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Ushbu loyiha Arduino -dan foydalanish tajribasiga ega bo'lganlar uchun taqdim etilgan. Servo, OLED -displeylar, kostryulkalar, tugmalar, lehimlashdan foydalanish bo'yicha oldingi bilimlar foydali bo'ladi. Ushbu loyiha 3D bosma qismlardan foydalanadi.

Ball Balancer - bu PID sozlamalari bilan tajriba o'tkazish uchun PID sinov qurilmasi. PID Fiddler - bu PID sozlamalarini sozlash uchun masofadan boshqarish pulti.

PID sizga harakatni ko'proq nazorat qilish zarur bo'lganda ishlatiladi. Yaxshi misol - muvozanatlashtiruvchi robot. Robot muvozanatni saqlash uchun kichik sozlashlarni amalga oshirishi va zarba yoki itarishga duch kelsa o'zini tutish uchun tezkor javob berishi kerak. PID g'ildirak motorlarining muvozanatini saqlash uchun javobini sozlash uchun ishlatilishi mumkin.

PID sensori bilan aloqa o'rnatishni talab qiladi. Balanslovchi robot robotning mutlaq burchagini o'lchash uchun gyros va akselerometrlardan foydalanadi. Sensor chiqishi muvozanatni saqlash uchun motorlarni boshqarish uchun PID tomonidan ishlatiladi.

Xo'sh, nega men zerikarli to'p balansini qildim? Albatta, bu juda zo'r, lekin muvozanatlashtiruvchi robotlar to'g'ri sozlanmaganida ag'darilib ketadi. Balanslash robotlari PID sozlash bilan tajriba o'tkazish uchun eng yaxshi qurilma emas. To'pni muvozanatlash moslamasi ancha barqaror va PID sozlash effektlarini ko'rish uchun yaxshi vizual vosita. Balans balansini sozlashdan olingan bilimlarni muvozanatlashtiruvchi robotni sozlashda qo'llash mumkin.

Ball Balancer - burilish nuqtasidagi temir yo'l. Temir yo'lda - bu to'p, temir yo'l uchi bilan oldinga va orqaga siljiydi. Temir yo'lning uchi servo bilan o'ralgan. Reyning uchida sensordan to'pning masofasini o'lchaydigan sensor joylashgan. PID -ga kirish - bu to'pning sensordan masofasi, PID -ning chiqishi esa - temir yo'lni uchi va to'pni harakatlantiruvchi servo.

Men Arduino PID kutubxonasidan foydalanmoqdaman.

PID Fiddler - bu PID qiymatlarini sozlash uchun ishlatadigan narsam. Sizga kerak emas, lekin bu yordam beradi. PID Fiddler Ball Balancer -dan uzoqda joylashgan, u faqat ikkita sim bilan ulanadi va Ball Balancer ishlayotganda uni ulash va uzish mumkin. Eng yaxshi qiymatlarni topganingizdan so'ng, qiymatlar sizning loyihangiz eskizida qattiq kodlanishi mumkin.

PID Fiddler -ni ishlab chiqarish uchun qilingan qo'shimcha harakatlar PID -ga sozlash o'zgartirishlarini kiritish uchun zarur bo'lgan vaqt ichida o'z samarasini beradi. O'zgarishlar natijasini tezda ko'rishingiz mumkin. Va uni PIDdan foydalanadigan kelajakdagi loyihalarda qayta ishlatish mumkin. Aytish joizki, uni qurish qiziq va ajoyib ko'rinadi!

1 -qadam: Balans balansi - uning qismlari

3D bosma qismlar bu erda topilgan:

(O'rnatish bo'yicha ko'rsatmalar yuqoridagi havoladagi Post-Printing yo'riqnomasida keltirilgan)

1 - 1 "x 1/8" alyuminiy burchak, uzunligi 500 mm gacha kesilgan.

1 - Adafruit VL53L0X Parvoz masofasi sensori vaqti:

1 - boshqaruv shoxli sevimli mashg'ulotlari Servo

1 - ulanish uchun qattiq sim (taxminan 7 mm)

- Boshqa. O'rnatish vintlari

1- Arduino Uno

2 - LEDlar (qizil, yashil)

3 - 330 Ohm qarshilik

- Boshqa. Jumper simlari va taxta paneli

- Yassi qora purkagichli bo'yoq

1 - Oq stol tennisi to'pi

2 -qadam: Balli muvozanat - yig'ish

Ball Balanserni o'rnatish bo'yicha ko'rsatma bu erda:

Ba'zi qo'shimcha maslahatlar:

Sensor xatolarini kamaytirish uchun temir yo'lning ichki qismini tekis qora rangga bo'yab qo'ying.

Ulanish (yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan):

- Servo qo'mondon shoxi va sensori ushlagichi orasidagi bog'lanish uchun uzunligi taxminan 7 mm bo'lgan qattiq simdan foydalaning.

- Reyni tekislang, boshqaruv shoxini gorizontal holatda servo harakatining o'rtasiga qo'ying (servo qiymati 90).

- Simning yuqori qismida kichik halqa, simning pastki qismida esa z shaklidagi egil.

- z uchini boshqaruv shoxiga qo'ying, datchik qavsidagi pastadir markazidagi nuqtani belgilang.

- Kichik teshikni burang va simni datchik qavsiga ulash uchun kichik vintni ishlating.

3 -qadam: Balans balansining simlari va Arduino eskizi

Ulanish uchun yuqoridagi rasmga qarang.

Servo uchun alohida quvvat manbaidan foydalaning. Bu dastgoh quvvat manbai yoki batareya to'plami bo'lishi mumkin. Men 5V kuchlanishli dastgoh quvvat manbasidan foydalanayapman.

PID Fiddler ikkita sim bilan ulanadi, bittasi pin 1 (ketma -ket RX) va ikkinchisi erga.

Eskiz taqdim etiladi.

Eskiz eslatmalari: har 15 soniyada belgilangan nuqta qiymati 200 mm dan 300 mm gacha o'zgaradi. Sensor chiqishini ko'rish uchun Arduino IDE seriyali monitoridan foydalanish foydalidir.

4 -qadam: PID Fiddler 2 - qismlar

3D bosilgan qalqon va tugmalar bu erda joylashgan:

4 - 10 Kohm qozon

1- Aloqa tugmalari:

1- Adafruit monoxrom 128x32 I2C OLED grafik displeyi:

1- Arduino Uno

- boshqacha. sarlavha ping (.1 dyuym), terminal bloklari, ulash simlari

5 -qadam: Pid Fiddler 2 - simlar, yig'ish va Arduino eskizi

Qalqonni ulash uchun simlar sxemasidan foydalaning.

O'rnatish bo'yicha maslahatlar:

-Maxsus elektron platalar yasash bo'yicha maslahatlar uchun mening ko'rsatmalarni ko'ring:

- 3D bosilgan qalqondagi super yopishtiruvchi sarlavhalar.

- Men sim o'raladigan simdan foydalanaman.

- Pastki burchakli qozonlardan foydalaning va o'rnatish joylarini kesib oling, ularni issiq yopishtiring.

- Komponentlar lehimlangan. OLED uchun ayol sarlavhasini ishlating va OLEDni boshqa loyihalarda ishlatish uchun osongina ajratib qo'yish va olib tashlash mumkin.

Eskiz eslatmalari:

- Terminal blokidan simni (2 -pin, TX ga ulangan) Ball Balancer Arduino 1 -piniga (ketma -ket RX) ulang. Terminal bloki (topraklama) orasidagi simni Ball Balancer Arduino eriga ulang.

- Tugmani bosib turing, PID sozlamalarini o'zgartirish uchun tugmalarni o'rnating, Balans Balansiga qiymatlarni yuborish uchun tugmani qo'yib yuboring.

6 -qadam: Ball Balancer va PID Fiddler -dan foydalanish

Qolgan narsa - u bilan o'ynashni boshlash!

- To'pni temir yo'lga qo'ying.

- PID Fiddler tugmachasini bosib ushlab turing, boshlash uchun P, I va D ni nolga, ST ni 200 ga qo'ying.

- Servo javob berishni to'xtatadi.

- Endi to'pning javobi va harakatiga qanday ta'sir qilishini bilish uchun turli P, I va D qiymatlari bilan tajriba o'tkazishni boshlang.

- Namuna vaqti (ST) qiymatlarini o'zgartirishga harakat qiling. Namuna vaqti - millisekundlarda kiritilgan ma'lumot yig'ilgan vaqt. Namuna vaqtidagi qiymatlar o'rtacha hisoblanadi. Harakatlanayotgan nishonning sensori chiqishi ozgina farq qiladi. Agar namuna vaqti juda kichik bo'lsa, PID chiqishi "titraydi". PID sensor o'qishidagi shovqinni to'g'rilashga harakat qilmoqda. Uzoqroq namuna vaqtidan foydalanish shovqinni yumshatadi, lekin PID chiqishi chalkash bo'ladi.

7 -qadam:

Ishlatilmagan