Arduino Line Follower Wallrides Classroom Whiteboard: 8 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Yerdəki xətti izləmək çox darıxdırıcıdır!

Xətt izləyicilərinə fərqli bir açıdan baxmağa və onları başqa bir təyyarəyə - məktəb lövhəsinə gətirməyə çalışdıq.

Görün nə çıxdı!

Addım 1: Nə lazımdır?

Bir yarış robotu üçün:

Mexanika:

1 x 2WD miniQ Robot şassisi; Sadə iki təkərli robotlar yaratmaq üçün çox funksiyalı bir platformadır

1 x 150 nisbətində 2 x 6V Mikro dişli motor; MiniQ robot platformasına daxil olan dişli mühərriklərin dişli nisbəti 1:50 və çox sürətlidir. Onları daha güclü mühərriklərlə əvəz etmək lazımdır, məsələn 1: 150 və ya daha yüksək dişli nisbəti. Ötürücü nisbəti nə qədər yüksək olsa, robot taxtada daha yavaş sürər, ancaq təkərlərin sürüşmə şansı daha az olar

4 x Neodim maqnit; 12 mm diametrli (yuvarlaq bir forma olanlar üçün) və ya 12 mm tərəfli (kvadrat formalı olanlar üçün) kiçik 3 mm qalınlığında maqnitlərə ehtiyacınız var. Ayrıca, maqnitlərdə, ümumiyyətlə M3 üçün havşa başlığı olan maşın vidası üçün bir çuxur olmalıdır. Bəzən istehsalçılar maqnit birləşməsinin gücünü təyin edirlər. 2 kq -dan 2,4 kq -a qədər olmalıdır

Elektronika:

1 x Arduino UNO; Bort kompüteri. Ən populyar prototip platforması

1 x Octoliner modulu; Yarış botunuzun gözləri və faraları. Octoliner, I2C interfeysi ilə idarə olunan 8 ayrı infraqırmızı sensordan ibarət sərin xətt sensoru

1 x Motor qalxanı; Demək olar ki, hər hansı bir modul sizə uyğun gəlir. L298p çipinə əsaslanan bu analoqdan istifadə etdim

1 x 2-hüceyrəli 7.4V LiPo batareya; Mühərriklərin maqnitlərin cazibəsini aşması üçün böyük bir cərəyan verə bilər. 2 hüceyrəli batareyanın gərginliyi 7.4V ilə 8.4V arasında dəyişir. 6V mühərrikləri və Arduino lövhəsində quraşdırılmış gərginlik tənzimləyicisi üçün kifayətdir. İstənilən qabiliyyət seçilə bilər. Güclü batareya, robot nə qədər uzun sürərsə də, çox tutumlu batareyanın ağır ola biləcəyini unutmayın. 800mAh - 1300mAh aralığında olan tutum optimaldır

Müxtəlif:

4 x Kişi-Dişi tel;

10 mm uzunluğunda 4 x M3 ayırıcı və ya Kişi-Dişi dayanma;

25 mm uzunluğunda və ya daha çox olan 3 x M3 boşluq və ya Kişi-Qadın qarşıdurması;

4 x M3x8 havşalı düz başlı vida;

1 x M3 neylon vida;

1 x M3 Neylon altıbucaqlı qoz;

İstənilən M3 vintlər və altıbucaqlı qoz -fındıq

Bir sinif otağı üçün:

Divarda asılmış maqnit lövhəsi;

Qalın qara maqnit lövhələri;

Xüsusi LiPo batareya şarj cihazı və ya birdən çox robot etmək və onları ayrı -ayrı doldurmaq istəyirsinizsə

Addım 2: Necə yığılır? Şassi yığın

Əvvəlcə 1: 150 dişli nisbəti ilə daha güclü olanlarla kompaktdan əvvəl əvəz edən miniQ şassi platforma motorlarını yığmalısınız. Telləri mühərrik kontaktlarına lehimləməyi unutmayın!

Addım 3: Necə yığılır? Maqnit quraşdırın

Maqnitləri miniQ platformasına quraşdırın. M3x10 dayaqları, M3x8 və ya M3x6 düz havşa vintləri və M3 qoz -fındıqdan istifadə edin. Lazım olan quraşdırma delikləri şəkildə göstərilmişdir.

Bu vacibdir!

Çıxışların uzunluğu tam olaraq 10 mm olmalıdır. Maqnitləri quraşdırdıqdan sonra platformanı ağ lövhədə sınayın. Dörd maqnitin hamısı maqnit lövhəsinə bitişik olmalı və miniQ platformasının təkərlərindəki rezin şinlər əvvəlcədən yüklənməli və lövhənin səthi ilə bir az sürtünmə təmin edilməlidir.

Robotu lövhədə əllə hərəkət etdirin. Gəzinti zamanı maqnitlər taxtadan düşməməlidir. Hər hansı bir maqnit çıxırsa, bu, təkərlərdəki rezin şinlərin maksimum yüklənməsi deməkdir. Bu vəziyyətdə, bir cüt M3 yuyucusu əlavə edərək bütün duruşların 10 mm məsafəsini 1 və ya 2 mm artırın və yenidən cəhd edin.

Addım 4: Necə yığılır? Elektronika əlavə edin

Arduino UNO Board -u M3x25 dayaqları, M3 vintləri və M3 qoz -fındıqları istifadə edərək platformaya quraşdırın. Qısa dayanmalardan istifadə etməyin, Arduino lövhəsinin altında tellər və batareya üçün bir az yer buraxın.

Motor qalxanını Arduino UNO lövhəsinə quraşdırın.

Octoliner modulunu quraşdırın. Bir neylon M3 vida və qoz istifadə edərək platformaya basın.

Bu vacibdir!

Octolineri montaj etmək üçün metal bağlayıcılardan istifadə etməyin. Qırılma lövhəsindəki bəzi montaj delikləri lehimlənir və IO sancaqları kimi istifadə olunur. Qısa dövrələrin qarşısını almaq üçün plastik bağlayıcıdan istifadə edin, məsələn neylon.

Addım 5: Necə yığılır? Kablolama

Bütün elektron komponentləri diaqramda göstərildiyi kimi bağlayın. Octoliner modulu 4 tel (GND, 5V, SDA, SCL) vasitəsilə Arduino UNO -ya qoşulur. Mühərrikləri Motor qalxanına qoşun. LiPo batareyası, Arduino lövhəsindəki VIN pininə əlavə olaraq, Motor qalxanındakı xarici enerji təchizatı kontakt yastıqlarına bağlıdır. VIN pinindən istifadə etmək əvəzinə lövhədə 5,5 mm x 2,1 mm elektrik fişindən istifadə edə bilərsiniz.

Bu vacibdir!

Motor qalxanı istifadə edərkən heç bir telə ehtiyac yoxdur. İki motor kanalı 4 pinlə idarə olunur. 2 PWM sancağı fırlanma sürətindən, 2 DIR pin isə fırlanma istiqamətindən məsuldur. Ümumiyyətlə, onlar artıq xüsusi Arduino Board pinləri ilə əlaqələndirilir və indeks nömrələri qalxanın istehsalçısından asılı olaraq dəyişə bilər. Məsələn, Motor qalxanım üçün nömrələr D4 D5 (birinci kanal üçün DIR və PWM) və D7 D6 (ikinci kanal üçün DIR və PWM) dir. Orijinal Arduino Motor qalxanı üçün pin nömrələri D12 D3 (birinci kanal üçün DIR və PWM) və D13 D11 (ikinci kanal üçün DIR və PWM) ilə uyğundur.

Bu vacibdir!

Hobby LiPo batareyalarında tərs polarite qoruma lövhəsi yoxdur! Müsbət və mənfi təmasların təsadüfən qısaldılması batareyanın daimi işləməməsi və ya yanması ilə nəticələnəcək.

Addım 6: Necə Proqramlaşdırılır? XOD

Belə bir yarış robotu üçün bir proqram hazırlamaq onu yığmaqdan daha asandır.

Bütün layihələrimdə Arduino proqramlarını kod yazmadan qrafik olaraq yaratmağa imkan verən XOD vizual proqramlaşdırma mühitindən istifadə edirəm. Bu mühit sürətli cihaz prototipləri və ya proqramlaşdırma alqoritmlərini öyrənmək üçün idealdır. Daha çox oxumaq üçün XOD sənədləşdirmə veb səhifəsini izləyin.

Bu robotu proqramlaşdırmaq üçün XOD iş sahənizə yalnız bir kitabxana amperka/oktoliner əlavə etməlisiniz. Səkkiz kanallı bir xətt sensoru ilə işləmək lazımdır.

Addım 7: Necə Proqramlaşdırılır? Yamaq

Proqram, PID nəzarətçi əməliyyat prinsipinə əsaslanır. PID nəzarətçisinin nə olduğunu və necə işlədiyini bilmək istəyirsinizsə, bu mövzuda başqa bir məqalə oxuya bilərsiniz.

Robot proqramı ilə yamaya baxın. Üzərində hansı qovşaqların olduğunu və hamısının necə işlədiyini görək.

oktoliner xətti

Xətti izləyən Octoliner modulunu təmsil edən amperka/octoliner XOD kitabxanasının sürətli başlanğıc qovşağıdır. -1 ilə 1 aralığında olan "xətt izləmə dəyəri" ni çıxarır. 0 dəyəri, xəttin Octoliner lövhəsindəki (CH3 ilə CH4 arasında) infraqırmızı sensorlar ilə müqayisədə mərkəzi mövqedə olduğunu göstərir. -1 dəyəri həddindən artıq sol mövqeyə (CH0), 1 həddindən artıq sağa (CH1) uyğundur. Yükləmə qovşağında optokupl sensorlarını işə salır və onların parlaqlıq və həssaslıq parametrlərini təyin edir. Bu düyün üçün girişlər cihazın I2C ünvanıdır (Octoliner lövhəsi üçün ADDR 0x1A) və xətt izləmə dəyərinin yeniləmə dərəcəsi (UPD), onu davamlı olaraq təyin etdim.

Xətt izləmə dəyərləri birbaşa pid nəzarətçi qovşağına verilir.

pid nəzarətçisi

XOD-da PID nəzarətçisinin işini həyata keçirən bu qovşaq. Bunun üçün hədəf (TARG) dəyəri 0 -dır. Bu xətt robotun altında tam olaraq mərkəzdə olduğu vəziyyətdir. Xətt izləmə dəyəri 0 olarsa, PID nəzarətçisi RST pin vasitəsilə sıfırlanır. Xətt izləmə dəyəri 0-dan fərqli olarsa, PID nəzarətçisi onu Kp, Ki, Kd əmsallarından istifadə edərək motor sürət dəyərlərinə çevirir. Əmsal dəyərləri eksperimental olaraq seçildi və 1, 0.2 və 0.5 -ə bərabər idi. PID nəzarətçisinin yeniləmə sürəti (UPD) davamlı olaraq təyin olunur.

PID nəzarətçisinin işlənmiş dəyəri 1-dən çıxarılaraq 1-ə əlavə olunur. Bu, xətti itirdikdə mühərriklərin sinxronizasiyası, əks istiqamətdə fırlanması üçün edilir. Bu qovşaqlarda 1 dəyəri, mühərriklərin maksimum sürətini ifadə edir. Daha aşağı dəyəri daxil edərək sürəti azalda bilərsiniz.

h-körpü-DC mühərriki

Bu qovşaqlardan bir neçəsi sol və sağ robot mühərriklərini idarə etməkdən məsuldur. Burada, Motor qalxanınızın işlədiyi PWM və DIR pin dəyərlərini təyin edin.

Yamanı yandırın və yarış botunuzu sınayın. Montaj təlimatlarına tam əməl edirsinizsə, yamağı dəyişdirmək və ya PID nəzarətçisini tənzimləmək lazım deyil. Göstərilən parametrlər olduqca optimaldır.

Bitmiş proqramı kitabxana gabbapeople/tahta yarışlarında tapa bilərsiniz

Addım 8: Vitrin və göstərişlər