Nəzarət alqoritmlərini öyrətmək üçün xətt izləyicisi robot: 3 addım

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

Bir neçə il əvvəl robototexnika müəllimi olduğum zaman bu xətti izləyən robotu hazırladım. Bu layihənin məqsədi şagirdlərimə bir yarış üçün robotu izləyən xətti necə kodlaşdırmağı öyrətmək və eyni zamanda If/Else və PID nəzarətini müqayisə etmək idi. Ən azından, mexanikanın və robotun uzunluğunun bu idarəetmə alqoritmlərinə necə təsir etməsi. Məqsəd onu daha sürətli və etibarlı etmək idi.

Arduino IDE ilə proqramlaşdırıldım, amma istədiyiniz inkişaf IDE -dən də istifadə edə bilərsiniz. USB yükləyicisi olan güclü bir PIC32 var, buna görə proqramçıya ehtiyac yoxdur. Həm də ON/OFF açarı, sıfırlama və başlanğıc/proqram düyməsinə malikdir. LEDlər PWM mühərriklərinə bağlıdır, buna görə tətbiq etdiyiniz gücü asanlıqla görə bilərsiniz.

Robot təcrübə aparmaq üçün tamamilə moduldur və onunla qəza vəziyyətində təmir etmək asandır. Bu robotu proqramlaşdırmanı çox əyləncəli şəkildə öyrənmək üçün mükəmməl bir vasitə halına gətirir. Şagirdlərim uzun müddət istifadə etdilər və hər dəfə yeni bir şey öyrəndilər, hətta PID nəzarət. Sensor çubuğunun bir tam ədəd qaytarmaq üçün bir alqoritmdən istifadə etdiyini xatırlatmaq lazım deyil, mənfi dəyər robotun solda, sağda pozitiv və cero xəttin mərkəzindədir.

Təchizat

Genişləndirilmiş dayaqlar ilə 2x 6V Mikro metal dişli motorlar (Hər hansı bir dişli nisbəti yaxşıdır, mənimki 10: 1)

1x Line Sensor lövhəsi

1x Əsas idarəetmə qurğusu

Düz tel vasitəsilə 1x20, 1 mm aralıq. Mənimki 20 sm uzunluqdadır.

1 x Akrilik bağlayıcı (3 mm şəffaf akril ilə kəsilmiş)

1x 1/8 tökmə top (mənimki metaldır)

2x Kauçuk təkər, diametri 3 sm.

1x Lipo batareya. Robota 10v -a qədər güc verə bilərsiniz, ancaq unutmayın ki, mühərriklər 6v üçün qiymətləndirilib.

Hər şeyi bir -birinə bağlamaq üçün bəzi M2 vintlər və qoz -fındıq.

Dizayn sənədlərini, sxemlərini və qurmaq üçün hər şeyi özünüz etmək istəyirsinizsə, növbəti addıma əlavə olunur.

Addım 1: Hardware

Şəkillərdə gördüyünüz kimi bütün komponentlər SMD -dir, lehimləmə bacarıqlarınızı tətbiq etmək üçün mükəmməl bir fürsətdir. Bu robot 3 şagirdim tərəfindən lehimləndi, buna görə də problem olmadan edə bilərsiniz. Bütün dizayn faylları əlavə olunur, faylları EAGLE ilə görə bilərsiniz. Sevdiyiniz PCB istehsalçısının lövhələrini istəsəniz Gerbers də daxildir.

İki lövhə akril parça ilə birləşdirilir, lazer kəsmə nümunəsi də daxil edilir. Yerində saxlamaq üçün M2 vintlər və qoz -fındıq istifadə etdim. Top təkəri də bura yerləşdirilib. Robotu vurarsanız, akril lövhələri sındırmaq və sındırmaq üçün ideal bir şəkildə qoruyacaq! Düz tel, CPU ilə sensor lövhəsi arasındakı əlaqəni qurmaq üçün istifadə olunur. Mühərriklər asanlıqla CPU lövhəsinə tellərlə bağlanır.

Qeyd: PIC xüsusi bir firmware istifadə edir, DP32 orijinal firmware -nin dəyişdirilmiş bir versiyasıdır. Proqram təminatını burada əldə edə bilərsiniz. ICSP bağlantısı CPU lövhəsinin altındadır.

Addım 2: Proqram təminatı

Robotu proqramlaşdırmaq üçün Arduino IDE -dən istifadə etməyi məsləhət görürəm. Daha əvvəl dediyim kimi, bu xətt izləyicisi PIC32MX250 -ə əsaslanır və onu chipKIT DP32 ilə uyğunlaşdırır. Yalnız Arduino IDE -də chipKIT paketini paket menecerinə quraşdırmalısınız və işə hazırsınız. Ayrıca MPLAB -da və ya istədiyiniz IDE -də proqramlaşdıra bilərsiniz, ancaq Arduinoda əsasları öyrənə bilərsiniz.

Qalan hər hansı digər Arduino lövhəsini proqramlaşdırmaq kimidir. Robotu mikro USB kabeli ilə kompüterinizə qoşun və sıfırlama düyməsini basdıqdan dərhal sonra proqram düyməsini basın. Sonra IDE -də yükləmə düyməsini basaraq eskizi göndərin.

Bu dərsliyə 3 eskiz əlavə etdim. Birincisi sensorlar dizisini yoxlayır, ikincisi If/Else xətt izləyicisidir və sonuncu PID xətt izləyicisidir. Hər şey artıq işləyir, ancaq dizaynı dəyişdirsəniz bəzi dəyərləri tənzimləməlisiniz. Həm də özünüz etməkdən çekinmeyin! Satır izləyicisi alqoritminin daha yaxşı yolları var, sınaq uğurun açarıdır.

Addım 3: Təcrübə

Bu, həqiqətən də ən vacib hissədir, bütün imkanları sınamalı və sizin üçün uyğun olanı tapmalısınız.

Fərqli diametrli təkərlər və materiallarla sınaqdan keçməkdən çekinmeyin. Akril birləşməni dəyişdirən robotun uzunluğunu dəyişdirin. Fərqli bir gərginliklə belə başqa bir batareya istifadə edin. Daha kiçik və ya daha böyük ola bilər. Mühərriklər üçün başqa bir dişli nisbəti ola bilər.

Proqramı daha az sensor istifadə etmək üçün dəyişdirin və ya başqa bir alqoritmi sınayın, performansın nə qədər dəyişə biləcəyinə təəccüblənə bilərsiniz. Və ya niyə olmasın, inkişaf etmiş bir istifadəçisənsə bunu MPLAB ilə et.

Göy sərhəddir!

Əlavə bir ipucu olaraq … PID qazancını tənzimləmək, fərqli dəyərlər Kp, Kd və Ki ilə hərəkət edərkən robotun təsirlərini öyrənə biləcəyiniz maraqlı bir səyahətdir. Öyrənmə saatlarına və saatlarına zəmanət verilir !!! Uşaqlar, tələb olunan bütün vəzifələri yerinə yetirmək üçün əslində riyaziyyatdan istifadə etdiklərini fərq etməyəcəklər.

Ümid edirəm bu təlimatdan zövq alırsınız, bir şeyə ehtiyacınız varsa şərhlərdə mənə sual verin. Oxuduğunuz üçün təşəkkürlər:)