Arduino Line Follower Wallrides White Classroom Classroom: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Ndjekja e vijës në terren është shumë e mërzitshme!

Ne jemi përpjekur të shikojmë një kënd tjetër në ndjekësit e linjës dhe t'i sjellim në një aeroplan tjetër - në tabelën e bardhë të shkollës.

Shikoni se çfarë doli prej saj!

Hapi 1: Çfarë ju nevojitet?

Për një robot garash:

Mekanika:

1 x 2WD miniQ Robot shasi; Shtë një platformë shumë-funksionale për krijimin e robotëve të thjeshtë me dy rrota

2 x 6V Motor me mikro ingranazh me raportin e zvogëlimit 1: 150; Motorët e ingranazhit të përfshirë me platformën robot miniQ kanë një raport ingranazhi 1:50 dhe janë shumë të shpejtë. Ato duhet të zëvendësohen me motorë më të fortë për shembull me raportin e ingranazheve 1: 150 ose më të lartë. Sa më i lartë të jetë raporti i ingranazheve, aq më ngadalë kalon roboti në dërrasën e bardhë, por aq më pak shanse që rrotat të rrëshqasin

4 x magnet neodymium; Keni nevojë për magnete të vegjël me trashësi 3mm me diametër 12mm (për ata me formë të rrumbullakët) ose me anën 12mm (për ata me formë katrore). Gjithashtu, magnetët duhet të kenë një vrimë për vidën e makinës me një kokë të zhytur zakonisht për atë M3. Ndonjëherë prodhuesit specifikojnë forcën e bashkimit të magnetit. Duhet të jetë në intervalin 2kg deri në 2.4kg

Elektronikë:

1 x Arduino UNO; Kompjuter në bord. Platforma më e njohur e prototipimit

1 x modul Octoliner; Sytë dhe fenerët e botit tuaj të garave. Octoliner është një sensor i ftohtë i linjës i përbërë nga 8 sensorë të veçantë infra të kuqe të kontrolluar përmes një ndërfaqeje I2C

1 x Mburoja motorike; Pothuajse çdo modul ju përshtatet. Kam përdorur këtë analog bazuar në çipin L298p

1 x bateri LiPo 7.4V me 2 qeliza; Mund të japë një rrymë të madhe që u duhet motorëve për të kapërcyer tërheqjen e magneteve. Bateria me 2 qeliza ka një tension në rangun prej 7.4V deri në 8.4V. Shtë e mjaftueshme për motorët 6V dhe rregullatorin e integruar të tensionit në bordin Arduino. Çdo kapacitet mund të zgjidhet. Sa më e madhe të jetë bateria, aq më gjatë lëviz roboti, por vini re se bateria shumë e madhe mund të jetë e rëndë. Kapaciteti në rangun prej 800mAh deri në 1300mAh është optimal

Të ndryshme:

4 x Teli Mashkull-Femër;

4 x ndarës M3 ose ngecje Mashkull-Femër me gjatësi 10 mm;

3 x ndarës M3 ose ngecje Mashkull-Femër me gjatësi 25 mm ose më shumë;

4 x M3x8 vidë të kundërt me kokë të sheshtë;

1 x M3 vidë najloni;

1 x M3 Arrë najloni gjashtëkëndësh;

Çdo vidë M3 dhe arra gjashtëkëndore

Për një klasë:

Tabela e bardhë magnetike e varur në mur;

Shënuesit e bordit magnetik të zi të trashë;

Ngarkues special i baterisë LiPo ose ngarkues të shumtë nëse doni të bëni shumë robotë dhe t'i ngarkoni ato veç e veç

Hapi 2: Si të mblidheni? Mblidhni Shasinë

Në fillim, duhet të mblidhni platformën e shasisë miniQ që para-zëvendëson motorët nga kompleti me më të fuqishmit me raportin e ingranazheve 1: 150. Mos harroni të lidhni telat në kontaktet e motorëve!

Hapi 3: Si të mblidheni? Instaloni magnet

Instaloni magnetët në platformën miniQ. Përdorni ngecje M3x10, vida M3x8 ose M3x6 të sheshta dhe arra M3. Vrimat e nevojshme të instalimit tregohen në figurë.

Kjo është e rëndësishme!

Gjatësia e ndalesave duhet të jetë saktësisht 10 mm. Pas instalimit të magneteve, provoni platformën në tabelën e bardhë. Të katër magnetët duhet të jenë ngjitur me tabelën magnetike dhe gomat e gomës në rrotat e platformës miniQ duhet të ngarkohen paraprakisht dhe të sigurojnë një fërkim me sipërfaqen e bordit.

Lëvizni manualisht robotin në të gjithë bordin. Gjatë udhëtimit, magnetët nuk duhet të dalin nga bordi. Nëse ndonjë magnet zbret do të thotë që gomat e gomës në rrota ngarkohen maksimalisht. Në këtë rast, rrisni distancën 10 mm të të gjitha ngecjeve me 1 ose 2 mm duke shtuar një palë rondele M3 dhe provoni përsëri.

Hapi 4: Si të mblidheni? Shto elektronikë

Montoni Bordin Arduino UNO në platformë duke përdorur ngrirje M3x25, vida M3 dhe arra M3. Mos përdorni pengesa të shkurtra, lini pak hapësirë nën tabelën Arduino për tela dhe bateri.

Instaloni mburojën e motorit në bordin e Arduino UNO.

Instaloni modulin Octoliner. Shtypeni atë kundër platformës duke përdorur një vidë dhe arrë najloni M3.

Kjo është e rëndësishme!

Mos përdorni lidhëse metalike për të montuar Octoliner. Disa vrima të montimit në tabelën e shpërthimit ngjiten dhe përdoren si kunja IO. Për të parandaluar qarqet e shkurtra, përdorni fiksues plastik, për shembull, najlon.

Hapi 5: Si të mblidheni? Instalime elektrike

Lidhni të gjithë përbërësit elektronikë siç tregohet në diagram. Moduli Octoliner është i lidhur nëpërmjet 4 telave (GND, 5V, SDA, SCL) me Arduino UNO. Lidhni motorët me mburojën e motorit. Bateria LiPo është e lidhur me pllakat e kontaktit të furnizimit me energji të jashtme në mburojën e motorit, si dhe me pinin VIN në bordin Arduino. Në vend që të përdorni pinin VIN, mund të përdorni prizën e rrymës 5.5 mm x 2.1 mm në tabelë.

Kjo është e rëndësishme!

Kur përdorni mburojën e motorit nuk nevojiten tela. Dy kanale motorike kontrollohen nga 4 kunja. 2 kunjat PWM janë përgjegjës për shpejtësinë e rrotullimit ndërsa 2 kunjat DIR për drejtimin e rrotullimit. Zakonisht, ato tashmë janë të lidhura me kunjat specifike të Bordit Arduino dhe numrat e tyre të indeksit mund të ndryshojnë në varësi të prodhuesit të mburojës. Për shembull, për mburojën time Motorike, numrat janë D4 D5 (DIR dhe PWM për kanalin e parë) dhe D7 D6 (DIR dhe PWM për kanalin e dytë). Për mburojën origjinale Arduino Motor, numrat e kunjave korrespondojnë me D12 D3 (DIR dhe PWM për kanalin e parë) dhe D13 D11 (DIR dhe PWM për kanalin e dytë).

Kjo është e rëndësishme!

Bateritë Hobby LiPo nuk kanë një bord mbrojtës të polaritetit të kundërt! Shkurtimi aksidental i kontakteve pozitive dhe negative do të rezultojë në dështim të përhershëm të baterisë ose zjarr.

Hapi 6: Si të programoni? XOD

Bërja e një programi për një robot të tillë garash është edhe më e lehtë sesa ta mblidhni atë.

Në të gjitha projektet e mia unë përdor mjedisin e programimit vizual XOD i cili më lejon të krijoj programe Arduino në mënyrë grafike pa shkruar kod. Ky mjedis është ideal për prototipimin e pajisjeve të shpejta ose mësimin e algoritmeve të programimit. Ndiqni uebfaqen e dokumentacionit XOD për të lexuar më shumë.

Për të programuar këtë robot, duhet të shtoni vetëm një amperka/oktoliner bibliotekar në hapësirën tuaj të punës XOD. Isshtë e nevojshme për punën me një sensor të linjës me tetë kanale.

Hapi 7: Si të programoni? Patch

Programi bazohet në parimin e një operacioni PID-kontrollues. Nëse doni të dini se çfarë është kontrolluesi PID dhe si funksionon, mund të lexoni një artikull tjetër mbi këtë temë.

Hidhini një sy patch -it me programin robot. Le të shohim se cilat nyje janë të pranishme në të dhe si funksionojnë të gjitha.

oktoliner-line

Shtë një nyje e fillimit të shpejtë nga biblioteka amperka/octoliner XOD e cila përfaqëson modulin Octoliner që ndjek linjën. Ajo nxjerr "vlerën e përcjelljes së linjës" e cila shtrihet në intervalin nga -1 në 1. Vlera 0 tregon se linja është në pozicionin qendror në krahasim me sensorët infra të kuqe në tabelën Octoliner (midis CH3 dhe CH4). Vlera -1 korrespondon me pozicionin ekstrem majtas (CH0) ndërsa 1 me ekstremin e djathtë (CH1). Nyja e nisjes inicializon sensorët optokoupler dhe vendos parametrat e tyre të paracaktuar të shkëlqimit dhe ndjeshmërisë. Hyrjet për këtë nyje janë adresa I2C e pajisjes (ADDR për tabelën Octoliner është 0x1A) dhe shkalla e azhurnimit të vlerës së përcjelljes së linjës (UPD), e vendosa atë të vazhdueshme.

Vlerat e përcjelljes së linjës furnizohen drejtpërdrejt me nyjen e kontrolluesit pid.

pid-kontrollues

Kjo nyje zbaton punën e kontrolluesit PID në XOD. Vlera e synuar (TARG) për të është 0. isshtë gjendja kur vija është pikërisht në qendër nën robotin. Nëse vlera e përcjelljes së linjës është 0, kontrolluesi PID rivendoset përmes pinit RST. Nëse vlera e përcjelljes së linjës është e ndryshme nga 0, kontrolluesi PID e konverton atë duke përdorur koeficientët Kp, Ki, Kd në vlerat e shpejtësisë së motorit. Vlerat e koeficientëve janë zgjedhur në mënyrë eksperimentale dhe të barabarta me 1, 0.2 dhe 0.5, respektivisht. Shkalla e azhurnimit (UPD) e kontrolluesit PID është vendosur në vazhdimësi.

Vlera e përpunuar e kontrolluesit PID zbritet nga 1 dhe shtohet në 1. doneshtë bërë për të sinkronizuar motorët, për t'i bërë ata të rrotullohen në drejtime të kundërta kur linja humbet. Vlera 1 në këto nyje paraqet shpejtësinë maksimale të motorëve. Mund të zvogëloni shpejtësinë duke futur vlerën më të ulët.

h-urë-dc-motor

Disa nga këto nyje janë përgjegjëse për kontrollin e motorëve të robotëve të majtë dhe të djathtë. Këtu vendosni vlerat e pin PWM dhe DIR përmes të cilave funksionon mburoja juaj e motorit.

Ndizni arnën dhe provoni botin tuaj të garave. Nëse ndiqni saktësisht udhëzimet e montimit, nuk keni nevojë të ndryshoni arna ose të rregulloni kontrolluesin PID. Cilësimet e specifikuara janë mjaft optimale.

Programi i përfunduar mund të gjendet në bibliotekë gabbapeople/whiteboard-gara

Hapi 8: Vitrina dhe Këshilla