PICO bilan chiziq izdoshi robot: 5 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Siz tsivilizatsiyani tugatadigan va insoniyatni yo'q qila oladigan robot yaratishga qodir bo'lishingizdan oldin. Siz birinchi navbatda erga chizilgan chiziqni kuzatib turadigan oddiy robotlarni yaratishingiz kerak va bu erda bizni tugatish yo'lida birinchi qadamingizni qo'yasiz>. <

Birinchidan, robotni ta'qib qiladigan chiziq - bu erdagi chiziqni kuzatishga qodir bo'lgan robot va bu chiziq odatda oq fonda chizilgan qora chiziqdir. Buning sababi shundaki, robot qora va oq kabi juda ziddiyatli ranglarni farqlashi osonroq. Qaerda robot o'qiladigan rangga qarab burchagini o'zgartiradi.

Ta'minotlar

1. PICO

2. Ikki g'ildirakli haydovchi robot shassisi, unda quyidagilar mavjud:

   • Akril shassi
   • G'ildirakli va kodlovchi 2 ta doimiy dvigatel
   • G'ildirak g'ildiraklari metall to'xtash joylari bilan
   • 4 kanalli batareya ushlagichi
   • Ba'zi vintlardek va yong'oqlar
   • Yoqish/o'chirish tugmasi
3. L298N dvigatel haydovchi moduli
4. 2 ta chiziqli kuzatuvchi sensorlar
5. 7.4V batareya

1 -qadam: DC motorlarini tayyorlash

Loyihani osonlashtirish uchun siz ikki g'ildirakli "2WD" shassisidan foydalanishingiz mumkin, chunki bu o'z shassisini ishlab chiqarishda vaqt va kuchni tejaydi. Loyihaning elektronikasiga e'tiboringizni qaratish uchun sizga ko'proq vaqt berish.

Keling, DC motorlaridan boshlaylik, chunki siz dvigatellardan robotning harakat tezligini va yo'nalishini nazorat qilish uchun foydalanasiz, bu sensorlar o'qishiga bog'liq. Birinchi narsa - bu vosita kuchlanishini to'g'ridan -to'g'ri kirish voltajiga mutanosib boshqarishni boshlash, ya'ni tezlikni oshirish uchun kuchlanishni oshirish kerak va aksincha.

PWM "Puls kengligi modulyatsiyasi" texnikasi ish uchun juda mos keladi, chunki u sizning elektron qurilmangizga (motoringizga) keladigan o'rtacha qiymatni sozlash va sozlash imkonini beradi. Va u "YUQORI" va "LOW" raqamli signallari yordamida analog qiymatlarni yaratish, 2 signalni juda tez tezlik bilan almashtirish orqali ishlaydi. Qaerda "analog" kuchlanish PWM davrida mavjud bo'lgan yuqori va past raqamli signallarning yuqori foiziga bog'liq.

E'tibor bering, biz PICO -ni to'g'ridan -to'g'ri dvigatelga ulay olmaymiz, chunki dvigatelga PICO pinlari bilan ishlov bera olmaydigan kamida 90 mA kerak, shuning uchun biz L298N dvigatel drayveri modulidan foydalanamiz, bu bizga ikkalasini ham yuborish imkoniyatini beradi. dvigatellarga etarli oqim va uning qutblanishini o'zgartiradi.

Keling, quyidagi bosqichlarni bajarib, dvigatelning har bir terminaliga simni lehimlaymiz:

1. Dvigatel terminalida oz miqdorda lehimni sug'urta qiling
2. Dvigatel terminalining tepasiga sim uchini qo'ying va uni lehim bilan qizdiring, shunda terminaldagi lehim eriydi va simga ulanadi, keyin lehimlanadigan temirni chiqarib oling va aloqa sovushini kuting.
3. Oldingi bosqichlarni ikkala dvigatelning qolgan terminallari bilan takrorlang.

2 -qadam: L298N dvigatel drayveri modulidan foydalanish

L298N motorli haydovchi dvigateli PICOdan keladigan signalni kuchaytirish va u orqali o'tadigan oqimning qutblanishini o'zgartirish qobiliyatiga ega. Dvigatellarning aylanish tezligini va yo'nalishini boshqarishga imkon beradi.

L298N pinli chiqish

1. DC motor A ning birinchi terminali
2. DC motor A ning ikkinchi terminali
3. Bortli 5V regulyatorli o'tish moslamasi. Agar siz dvigatelning kuchlanishini 12 voltdan yuqori, voltaj regulyatorini qattiq qilmasangiz, ulang.
4. Dvigatel besleme zo'riqishida. Maksimal 35V, va agar siz 12v dan ortiq quvvat ishlatayotgan bo'lsangiz, voltaj regulyatorini olib tashlashni unutmang.
5. GND
6. 5V chiqishi. Agar u hali ham ulangan bo'lsa, bu chiqish voltaj regulyatoridan keladi va bu sizga PICO -ni vosita bilan bir xil manbadan quvvatlantirish imkoniyatini beradi.
7. Shahar motorining o'tish moslamasi. Agar bu o'tish moslamasi ulangan bo'lsa, dvigatel oldinga yoki orqaga to'liq tezlikda ishlaydi. Ammo, agar siz tezlikni boshqarishni xohlasangiz, o'tish joyini olib tashlang va uning o'rniga PWM pinini ulang.
8. In1, bu oqim polaritesini boshqarishga yordam beradi va shuning uchun A dvigatelining aylanish yo'nalishini ta'minlaydi.
9. In2, bu oqimning qutblanishini boshqarishga yordam beradi va shuning uchun A dvigatelining aylanish yo'nalishini ta'minlaydi.

10. In3, bu oqimning qutblanishini boshqarishga yordam beradi va shuning uchun B dvigatelining aylanish yo'nalishini ta'minlaydi.

11. In4, bu oqimning qutblanishini boshqarishga yordam beradi va shuning uchun B dvigatelining aylanish yo'nalishini ta'minlaydi.
12. DC dvigatel B - o'tish moslamasini yoqish. Agar bu o'tish moslamasi ulangan bo'lsa, dvigatel oldinga yoki orqaga to'liq tezlikda ishlaydi. Ammo, agar siz tezlikni boshqarishni xohlasangiz, o'tish joyini olib tashlang va uning o'rniga PWM pinini ulang.

DC motor B ning birinchi terminali

DC motor B ning ikkinchi terminali

L298N haydovchi dvigatelidagi pinlar soni ulardan foydalanishni qiyinlashtiradi. Ammo, aslida, bu juda oson va keling, buni ikkala dvigatelimizning aylanish yo'nalishini boshqarish uchun ishlatadigan misol bilan isbotlaylik.

PICO -ni motor drayveriga quyidagicha ulang: "yuqoridagi diagrammani topasiz":

• In1 → D0
• In2 → D1
• In3 → D2
• In4 → D3

Dvigatelning yo'nalishi har bir juft In1/2 va In3/4 haydovchi pinlari o'rtasida yuqori va past mantiqiy qiymatni yuborish orqali boshqariladi. Masalan, agar siz "YUQORI" ni "IN1" ga va "LOW" ni "IN2" ga yuborsangiz, bu dvigatelning bir tomonga aylanishiga, "LOW" ni "IN1" ga "YUQORI" ni "IN2" ga yuborish dvigatelni teskari yo'nalishda aylantiradi. Ammo, agar siz In1 va In2 ga bir vaqtning o'zida bir xil YUQORI yoki LOW signallarini yuborsangiz, motorlar to'xtab qoladi.

PICO -ning GND -ni batareyaning GND -ga ulashni unutmang va Enable A -ni va B -ni yoqishni o'chirmang.

Siz ham yuqoridagi misol kodini topasiz.

3 -qadam: L298N haydovchi moduliga PWM qo'shish

Endi biz dvigatellarning aylanish yo'nalishini nazorat qila olamiz. Ammo, biz hali ham ularning tezligini nazorat qila olmaymiz, chunki bizda doimiy kuchlanish manbai bor, bu ularga maksimal quvvatni beradi. Va buning uchun ikkala dvigatelni boshqarish uchun sizga ikkita PWM pin kerak. Afsuski, siz PICO -da faqat 1 PWM chiqishi bor, biz uni PCA9685 OWM moduli yordamida kengaytirishimiz kerak va bu ajoyib modul sizning PWM -ni 1dan 16gacha kengaytirishi mumkin!

PCA9685 belgilar:

1. VCC → Bu sizning mantiqiy kuchingiz, maksimal 3-5v.
2. GND → Zanjirni yakunlash uchun manfiy pin GND ga ulangan bo'lishi kerak.
3. V+ → Bu pin tashqi quvvat manbaidan keladigan quvvatni taqsimlaydi, u asosan katta oqimga muhtoj va tashqi quvvat manbaiga muhtoj bo'lgan dvigatellarda ishlatiladi.
4. SCL → PICO -ning SCL -ga ulanadigan ketma -ket soat pimi.
5. SDA → PICO -ning SDA -ga ulangan ketma -ket ma'lumotlar pinasi.
6. OE → Chiqishni yoqish pimi, bu pin faol - LOW, ya'ni pin LOW bo'lsa, barcha chiqishlar yoqiladi va yuqori bo'lsa, barcha chiqishlar o'chiriladi. Bu ixtiyoriy pim, bunda sukut LOW tortiladi.

PCA9685 PWM moduli 16 ta PWM chiqishiga ega, ularning har biri o'z V+, GND va PWM signaliga ega, siz boshqalardan mustaqil ravishda boshqarishingiz mumkin. Har bir PWM 25 mA oqim bilan ishlay oladi, shuning uchun ehtiyot bo'ling.

Endi biz dvigatellarimizning tezligi va yo'nalishini boshqarish uchun PCA9685 modulidan foydalanadigan qism keladi va biz PICO -ni PCA9685 va L298N modullariga shu tarzda ulaymiz:

PCA9685 uchun PICO:

1. D2 (PICO) SDA (PCA9685)
2. D3 (PICO) SCL (PCA9685)

PCA9685 dan L298N gacha:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), A dvigatelining yo'nalishini boshqarish uchun
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), A dvigatelining yo'nalishini boshqarish uchun
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), B dvigatelining yo'nalishini boshqarish uchun
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), B dvigatelining yo'nalishini boshqarish uchun
5. PWM 4 (PCA9685) → faollashtirish A (L298N), A motorining tezligini boshqaruvchi PWM signalini yuborish uchun.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), B dvigatelining tezligini boshqaruvchi PWM signalini yuborish uchun.

Siz yuqorida ko'rsatilgan barcha qismlarning kodini topasiz.

4 -qadam: Line Tracker sensoridan foydalanish

Chiziqni kuzatuvchi juda oddiy. Bu sensor qora va oq rangdagi kabi kontrastiga qarab ikkita sirtni ajrata oladi.

Chiziq izlagichi sensori ikkita asosiy qismdan - IQ LED va fotodioddan iborat. U LEDlardan IQ nurini chiqarish va fotodiodga qaytadigan akslarni o'qish orqali ranglarni ayta oladi, keyin fotodiod aks ettirilgan nurga qarab kuchlanish qiymatini chiqaradi (yorug'lik "porloq" sirt uchun yuqori qiymat va past qiymat) qorong'i sirt uchun).

Tarmoq izlovchining pinoutlari:

1. A0: bu analog chiqish pimi va agar biz analog kirishni o'qishni xohlasak, biz undan foydalanamiz (0-1023)
2. D0: Bu raqamli chiqish pimi va agar biz raqamli kirishni o'qishni xohlasak, biz undan foydalanamiz (0-1)
3. GND: Bu topraklama pimi va biz uni PICO ning GND piniga ulaymiz
4. VCC: Bu quvvat pimi va biz uni PICO ning VCC piniga (5v) ulaymiz.
5. Potentsiometr: bu sensorning sezgirligini nazorat qilish uchun ishlatiladi.

Keling, chiziq izlagichi sensorini qora chiziq aniqlansa, LEDni yoqadigan oddiy dastur yordamida sinab ko'ramiz va agar sensori ko'rsatkichini ketma -ket monitorda bosib chiqarish paytida oq sirtni aniqlasa, LEDni o'chirib qo'yamiz.

Siz yuqorida ko'rsatilgan testning kodini topasiz.

5 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Biz qilishimiz kerak bo'lgan oxirgi narsa - hamma narsani birlashtirish. Biz ularning barchasini alohida -alohida sinab ko'rdik va barchasi kutilganidek ishlaydi.

Biz PICO, PCA9685 va L298N modullarini avvalgidek ulab turamiz. Keyin, biz mavjud sozlamalarga chiziq izdoshlari sensorlarini qo'shamiz va u quyidagicha:

1. VCC (barcha chiziqli sensorlar) → VCC (PICO)
2. GND (barcha chiziqli sensorlar) → GND (PICO)
3. D0 (O'ng chiziqli kuzatuvchi sensori) → A0 (PICO)
4. D0 (markaziy chiziq izdoshi sensori) → A1 (PICO)
5. D0 (Chap chiziqli kuzatuvchi sensori) → A2 (PICO)

Bu sizning mashinangizni boshqaradigan va bizning holatimizda oq fonda qora chiziqni, chiziqni kuzatib turishini aytadigan oxirgi kod.