Roboti i Ndjekësit të Linjës për Algoritmet e Kontrollit të Mësimdhënies: 3 Hapa

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

Unë e projektova këtë robot ndjekës të linjës disa vjet më parë kur isha mësues i robotikës. Qëllimi i këtij projekti ishte të mësoja studentët e mi se si të kodonin një robot pasues për një konkurs dhe gjithashtu të krahasojnë kontrollin If/Else dhe PID. Dhe jo më pak e rëndësishme, se si mekanika dhe gjatësia e robotit ndikon në këtë algoritme kontrolli. Qëllimi ishte ta bënte atë më të shpejtë dhe të besueshëm.

Unë e bëra atë të programohet me Arduino IDE, por është gjithashtu e mundur të përdorni IDE -në e zhvillimit që preferoni. Ka një PIC32 të fuqishëm me një ngarkues USB, kështu që nuk keni nevojë për programues. Ai gjithashtu ka një çelës ON/OFF, një rivendosje dhe një buton start/program. LED -të janë të lidhura me sinjalin e motorëve PWM, kështu që ju mund të shihni fuqinë që po aplikoni me lehtësi.

Roboti është plotësisht modular për eksperimente dhe i lehtë për tu riparuar në rast se keni një aksident me të. Kjo e bën këtë robot mjetin e përsosur për të mësuar programimin në një mënyrë shumë argëtuese. Studentët e mi e kishin përdorur atë për një periudhë të gjatë dhe mësonin diçka të re çdo herë, madje edhe kontrollin e PID. Për të mos përmendur që shiriti i sensorit përdor një algoritëm për të kthyer një numër të plotë, vlera negative që roboti është në të majtë, pozitive në të djathtë dhe cero është në qendër të vijës.

Furnizimet

Motorë ingranazhesh 2x 6V mikro metalikë me kllapa mbështetëse të zgjatur (Çdo raport ingranazhi është në rregull, i imi është 10: 1)

Bordi i sensorit 1x Line

1x Njësia kryesore e kontrollit

1x 20 përmes telit të sheshtë, 1 mm distancë. I imi është 20 cm i gjatë.

1x lidhës akrilik (i prerë në akrilik të pastër 3 mm)

1x 1/8 top rrotullues (imi është metal)

2x rrota gome, me diametër 3 cm.

1 x bateri Lipo. Mund ta fuqizoni robotin deri në 10v, por mbani në mend se motorët vlerësohen për 6v.

Disa vida dhe arra M2 për të bashkuar gjithçka së bashku.

Nëse dëshironi të bëni vetë skedarët e projektimit, skemat dhe gjithçka për ta ndërtuar atë i bashkëngjiten hapit tjetër.

Hapi 1: Hardueri

Siç mund ta shihni në fotografi të gjithë përbërësit janë SMD, është mundësia perfekte për të praktikuar aftësitë tuaja të saldimit. Ky robot u ngjit nga 3 studentët e mi, kështu që ju mund ta bëni atë pa telashe. Të gjithë skedarët e projektimit janë bashkangjitur, ju mund t'i shihni skedarët me EAGLE. Gerberët përfshihen gjithashtu nëse dëshironi që bordet të prodhojnë PCB -në tuaj të preferuar.

Të dy dërrasat janë bashkuar së bashku me një copë akrilike, modeli i prerjes me lazer është përfshirë gjithashtu. Kam përdorur vida dhe arra M2 për ta mbajtur atë në vend. Rripi i topit është vendosur gjithashtu këtu. Dhe nëse rrëzoni robotin, akriliku do të thyhet dhe do të mbrojë dërrasat nga dëmtimet, ideale për testim! Teli i sheshtë përdoret për të bërë lidhjen midis CPU dhe bordit të sensorit. Motorët lidhen lehtësisht me tela në bordin e CPU.

Shënim: PIC përdor një firmware të personalizuar, është një version i modifikuar i firmware -it origjinal DP32. Këtu mund të merrni firmuerin. Një lidhje ICSP përfshihet në fund të bordit të CPU.

Hapi 2: Softueri

Unë rekomandoj që të përdorni Arduino IDE për të programuar robotin. Siç ju thashë më parë, ky ndjekës i linjës bazohet në PIC32MX250 dhe e bën atë të pajtueshëm me chipKIT DP32. Ju vetëm duhet të instaloni paketën chipKIT në menaxherin e paketave në Arduino IDE dhe jeni gati për të shkuar. Gjithashtu mund ta programoni në MPLAB ose IDE që dëshironi, por mund ta mësoni bazën në Arduino.

Pjesa tjetër është si programimi i çdo bordi tjetër Arduino. Lidheni robotin në kompjuterin tuaj me një kabllo mikro USB dhe shtypni butonin e programit menjëherë pasi të shtypni reset. Pastaj dërgoni skicën me butonin e ngarkimit në IDE.

Unë kam përfshirë 3 skica në këtë tutorial. I pari teston grupin e sensorëve, i dyti është një ndjekës i linjës If/Else dhe i fundit është një ndjekës i linjës PID. Gjithçka tashmë është duke punuar, megjithatë do t'ju duhet të rregulloni disa vlera nëse ndryshoni modelin. Dhe gjithashtu mos ngurroni të bëni tuajin! Ka mënyra më të mira për të bërë algoritmin e ndjekësve të linjës, eksperimentimi është çelësi i suksesit.

Hapi 3: Eksperimentimi

Kjo është me të vërtetë pjesa më e rëndësishme, duhet të provoni të gjitha mundësitë dhe të gjeni atë që funksionon për ju.

Mos ngurroni të eksperimentoni me rrota dhe materiale me diametër të ndryshëm. Ndryshoni gjatësinë e robotit duke modifikuar lidhjen akrilike. Përdorni një bateri tjetër, madje edhe me një tension të ndryshëm. Mund të jetë gjithashtu më e vogël ose më e madhe. Ndoshta një raport tjetër ingranazhi për motorët.

Ndryshoni softuerin për të përdorur më pak sensorë ose madje provoni algoritme të tjera, mund të habiteni se sa mund të ndryshojë performanca. Ose pse jo, nëse jeni përdorues i avancuar bëjeni me MPLAB.

Qielli është kufiri!

Si një këshillë shtesë … Akordimi i fitimeve të PID është një udhëtim magjepsës në të cilin mund të mësoni efektet në robot kur ndiqni linjën me vlera të ndryshme të Kp, Kd dhe Ki. Orët dhe orët e mësimit të garantuara !!! Fëmijët nuk do të vërejnë se ata në të vërtetë përdorin matematikë për të kryer të gjitha detyrat e kërkuara.

Shpresoj që të kënaqeni me këtë udhëzues, nëse keni nevojë për diçka më pyesni në komente. Faleminderit për leximin:)