GiggleBot Xətt İzləyicisini tənzimləmək - Ətraflı: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu çox qısa Təlimatlarda, öz GiggleBot -unuzu qara bir xətti izləmək üçün tənzimləyəcəksiniz. Bu digər dərslik GiggleBot Line Follower-da, tənzimləmə dəyərlərini o ssenariyə uyğun işləmək üçün kodlaşdırdıq. Başqa qazanclar əldə edərək daha yaxşı davranmaq istəyə bilərsiniz.

Bu dərslikdə, hər ikisini fərqli BBC mikro -ya yükləyə bilən 2 skript göstəririk: bitlərdən biri GiggleBot -a qoyulur, digəri ilə birlikdə 2 düymə bir menyudan keçmək və fərqli tənzimləmək üçün istifadə olunur. parametrlər. Bu yenilənmiş parametrlərin göndərilməsi radio vasitəsilə həyata keçirilir.

Addım 1: Tələb olunan komponentlər

Aşağıdakılara ehtiyacınız olacaq:

1. Micro: bit üçün GiggleBot robotu.
2. x3 AA Batareyalar
3. x2 BBC micro: bit - biri GiggleBot üçün, digəri parametrləri tənzimləmək üçün uzaqdan idarə edən.
4. BBC micro: bit üçün bir batareya, BBC micro: bit paketinin içərisində olan batareyaya bənzəyir.

BBC micro: GiggleBot Robotunu buradan əldə edin

Addım 2: Parçaların və Ətrafın Qurulması

Əslində izlərinizi qurmalısınız (yükləyin, çap edin, kəsin və yapışdırın) və sonra mühiti qurun (IDE və iş vaxtı).

Bu dərslik GiggleBot Line Follower adlı digər dərsliklə çox əlaqəli olduğundan, ora gedin və 2 və 3 -cü addımları izləyin və sonra bura qayıdın.

IDE -yə gəldikdə, Mu redaktorundan istifadə edə bilərsiniz və iş vaxtı üçün GiggleBot MicroPython İşləmə müddətini yükləməlisiniz. İş vaxtını sənədlərindən buradan yükləyə bilərsiniz. Sənədlərin Başlanğıc bölümünə keçin və ətraf mühitin qurulması ilə bağlı təlimatları izləyin. Bu andan etibarən, iş vaxtının v0.4.0 versiyası istifadə olunur.

Addım 3: GiggleBot qurmaq

İş vaxtını GiggleBot -a yandırmadan əvvəl, GiggleBot üçün istədiyiniz sürəti və yeniləmə sürətini seçdiyinizə əmin olun: standart olaraq sürət 100 (base_speed dəyişən) və yeniləmə dərəcəsi 70 (update_rate dəyişən) olaraq təyin olunur.

Mövcud tətbiqetməni nəzərə alsaq, əldə edilə bilən ən yüksək yeniləmə sürəti 70 -dir və run_neopixels True olaraq təyin edildikdə, yalnız 50 -yə çatmaq olar. Beləliklə, bir şəkildə, standart yeniləmə nisbətinin BBC micro: bit -in edə biləcəyinin kənarında olduğunu söyləyə bilərsiniz.

Yalnız qeyd üçün, xətt izləyicisi sensoru saniyədə 100 dəfə yeniləmələri geri qaytara bilər.

Qeyd: Aşağıdakı skriptdə boş yerlər ola bilər və bu, GitHub Gists -in göstərilməsindəki bəzi problemlərlə əlaqəli görünür. Sizi kodu kopyalayıb yapışdıra biləcəyiniz GitHub səhifəsinə aparmaq üçün mahiyyəti vurun.

GiggleBot PID Line Follower Tuner (tənzimləmək üçün pult tələb olunur) - xjfls23

microbit idxalından*

gigglebot idxalından*

utime import_su_ms, ticks_us

radio idxal edin

idxal idarəsi

# radio və GB neopikselləri işə salın

radio.on ()

neo = başlanğıc ()

# zamanlama

update_rate = 70

# default mənfəət dəyərləri

Kp = 0.0

Ki = 0.0

Kd = 0.0

təyin nöqtəsi = 0.5

trigger_point = 0.0

min_speed_percent = 0.2

əsas_sürət = 100

last_position = setpoint

inteqral = 0.0

run_neopixels = Yanlış

center_pixel = 5# təbəssümün mərkəzi pikselinin GB -də yerləşdiyi yer

# turkuaz = tuple (xəritə (lambda x: int (x / 5), (64, 224, 208))) # neopixel ilə səhv çəkmək üçün istifadə ediləcək rəng

# turkuaz = (12, 44, 41) # tam olaraq yuxarıdakı firuzə bunun üzərində şərh etdi

error_width_per_pixel = 0.5/3# maksimum səhv, hər bir neopiksel arasındakı seqmentlərin sayına bölünür

defupper_bound_linear_speed_reducer (abs_error, trigger_point, üst_bağlı, ən kiçik_motor_gücü, ən yüksək_motor_gücü):

qlobal baza sürəti

əgər abs_error> = trigger_point:

# x0 = 0.0

# y0 = 0.0

# x1 = yuxarı_bağlı - tətik nöqtəsi

# y1 = 1.0

# x = abs_error - tətik nöqtəsi

# y = y0 + (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0)

# eyni ilə

y = (abs_error - tətik nöqtəsi) / (yuxarı_bağlı - tetikleyici_ nöqtə)

motor_gücü = baza sürəti * (ən kiçik_motor_gücü + (1- y) * (ən yüksək_motor_ gücü - ən kiçik_motor_ gücü))

motor gücünü qaytarın

başqa:

qayıt baza sürəti * ən yüksək_motor_gücü

run = Yanlış

əvvəlki_xəta = 0

total_time = 0.0

total_counts = 0

whileTrue:

# a düyməsinə basıldıqda izləməyə başlayın

əgər button_a.is_pressed ():

run = Doğru

# amma b düyməsinə basıldıqda xətt izləyicisini dayandırın

əgər button_b.is_pressed ():

run = Yanlış

inteqral = 0.0

əvvəlki_xəta = 0.0

display.scroll ('{} - {}'. format (total_time, total_counts), gecikmə = 100, gözləyin = Yanlış)

total_time = 0.0

total_counts = 0

pixel_off ()

dayan ()

yuxu_ms (500)

run isTrue olarsa:

# xətt sensorlarını oxuyun

start_time = ticks_us ()

# Kp/Kd qazanclarını bir pultla yenilədiyimizi yoxlayın

cəhd edin:

Kp, Ki, Kd, trigger_point, min_speed_percent = ustruct.unpack ('fffff', radio.receive_bytes ())

set_eyes ()

istisna olmaqlaTypeError:

keçmək

sağ, sol = oxumaq_sensoru (LINE_SENSOR, İKİSİ)

mövqe <0.5 olduqda # xətt soldadır

mövqe> 0,5 olduqda # xətt sağdadır

mövqe = 0.5 olduqda # xətt ortadadır

# ağırlıqlı arifmetik ortalamadır

cəhd edin:

mövqe = sağ /üzmək (sol + sağ)

ZeroDivisionError istisna olmaqla:

mövqe = 0.5

mövqe == 0 olarsa: mövqe = 0.001

mövqe == 1 olarsa: mövqe = 0.999

# bir PD nəzarətçisindən istifadə edin

səhv = mövqe - təyin olunan nöqtə

inteqral += səhv

düzəliş = Kp * xətası + Ki * integral + Kd * (səhv - əvvəlki_hata)

əvvəlki_xəta = səhv

# motor sürətini hesablayın

motor_sürəti = yuxarı_bağlı_xətti_sürət_ötürücü (abs (səhv), təyinat nöqtəsi * tətik nöqtəsi, təyin nöqtəsi, min_sürət_fərdi, 1.0)

leftMotorSpeed = motor_sürəti + düzəliş

rightMotorSpeed = motor_sürəti - düzəliş

# GiggleBotun hansı istiqamətə getməsi lazım olduğunu göstərmək üçün neopikselləri yandırın

əgər run_neopixelsTrueand total_counts %3 == 0 olarsa:

i inb '\ x00 / x01 / x02 / x03 / x04 / x05 / x06 / x07 / x08' üçün:

neo = (0, 0, 0)

i inb '\ x00 / x01 / x02 / x03' üçün:

ifabs (səhv)> error_width_per_pixel * i:

səhv <0:

neo [center_pixel + i] = (12, 44, 41)

başqa:

neo [center_pixel - i] = (12, 44, 41)

başqa:

faiz = 1- (error_width_per_pixel * i -abs (error)) / error_width_per_pixel

# cari pikseli işıqlandırın

səhv <0:

# neo [center_pixel + i] = tuple (xəritə (lambda x: int (x * faiz), firuzə))

neo [center_pixel + i] = (int (12* faiz), int (44* faiz), int (41* faiz))

başqa:

# neo [center_pixel - i] = tuple (xəritə (lambda x: int (x * faiz), firuzə))

neo [center_pixel - i] = (int (12* faiz), int (44* faiz), int (41* faiz))

fasilə

neo.show ()

cəhd edin:

# motorları klipləyin

solMotorSpeed> 100:

solMotorSpeed = 100

rightMotorSpeed = sağMotorSpeed - solMotorSpeed +100

sağMotorSpeed> 100:

sağMotorSpeed = 100

leftMotorSpeed = leftMotorSpeed - sağMotorSpeed +100

solMotorSpeed <-100:

solMotorSpeed = -100

sağMotorSpeed <-100:

sağMotorSpeed = -100

# motorları işə salın

set_speed (solMotorSpeed, sağMotorSpeed)

sürmək ()

# çap ((səhv, motor sürəti))

istisna olmaqla:

# həll olunmayan bir problemlə üzləşsək

keçmək

# və döngə tezliyini qoruyun

end_time = ticks_us ()

gecikmə_diff = (bitmə vaxtı - başlanğıc_vaxt) /1000

Total_time += gecikmə_diff

total_counts += 1

if1.0/ update_rate - delay_diff> 0:

yuxu (1.0/ update_rate - delay_diff)

GitHub tərəfindən ❤ ilə ev sahibliyi edən rawgigglebot_line_follower_tuner.py -yə baxın

Addım 4: Tunerin Qurulması (Uzaqdan)

Etməli olduğumuz növbəti iş vaxtı + skriptini 2 -ci BBC mikro: bitinə yandırmaqdır. Bu ikinci micro: bit, aşağıdakı parametrləri tənzimləmək üçün istifadə ediləcək GiggleBot üçün uzaqdan idarəetmə funksiyasını yerinə yetirəcək:

1. Kp = PID nəzarətçisi üçün mütənasib qazanc.
2. Ki = PID nəzarətçisi üçün ayrılmaz qazanc.
3. Kd = PID nəzarətçisi üçün törəmə gəlir.
4. trigger_point = GiggleBotun minimum sürətinə çatana qədər xətti olaraq azalmağa başladığı minimum və maksimum sürətlər arasındakı faizlərlə ifadə olunan nöqtə.
5. min_speed_percent = maksimum sürətin faizi ilə ifadə olunan minimum sürət.

Ayarlanabilen digər 2 dəyişən, GiggleBot -un üstündəki skriptdə birbaşa kodlanır: maksimum sürəti ifadə edən update_rate və base_speed. Sənədlərdə göstərildiyi kimi, GiggleBot üçün təyin edilə bilən maksimum sürət 100 -dir, bu da GiggleBotumuz üçün standart dəyərdir.

Qeyd: Aşağıdakı skriptdə boş yerlər ola bilər və bu, GitHub Gists -in göstərilməsindəki bəzi problemlərlə əlaqəli görünür. Sizi kodu kopyalayıb yapışdıra biləcəyiniz GitHub səhifəsinə aparmaq üçün mahiyyəti vurun.

GiggleBot Remote PID Line Follower Tuner (digər hissəni tələb edir) - xjfls23

microbit idxalından*

yuxu_ms idxalından

radio idxal edin

idxal idarəsi

# 1 -ci element Kp qazancdır

# 2 -ci element Ki qazancdır

# 3 -cü element Kd qazancdır

# 4 -cü element, mühərriklərin sürəti aşağı salması üçün tətik nöqtəsidir (0 -> 1)

# 5 -ci element, faizlərlə ifadə olunan motorlar üçün minimum sürətdir (0 -> 1)

qazanc = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0]

stepSize = 0.1

1 -ci element üçün # 0 və 1

2 -ci element üçün # 2 və 3

currentSetting = 0

defshowMenu ():

display.scroll ('{} - {}'. format (currentSetting, mənfəət [int (currentSetting /2)]), gecikmə = 100, gözləmə = Yanlış)

radio.on ()

showMenu ()

whileTrue:

yeniləndi = Yanlış

əgər button_a.is_pressed ():

currentSetting = (currentSetting +1) % (2*5)

yeniləndi = Doğrudur

əgər button_b.is_pressed ():

əgər cari Ayar %2 == 0:

Cari Ayar 0 və ya 2 olduqda # qazancı artırın.

ifint (currentSetting /2) [0, 2]:

mənfəət [int (currentSetting /2)] += 10* stepSize

başqa:

mənfəət [int (currentSetting /2)] += stepSize

başqa:

cari Ayar 1 və ya 3 olduqda # qazancı artırın.

ifint (currentSetting /2) [0, 2]:

mənfəət [int (currentSetting /2)] -= 10* stepSize

başqa:

mənfəət [int (currentSetting /2)] -= stepSize

radio.send_bytes (ustruct.pack ('fffff', *mənfəət))

yeniləndi = Doğrudur

yenilənirsə:

showMenu ()

yuxu_ms (200)

GitHub tərəfindən ❤ ilə evlənmiş rawgigglebot_line_follower_configurator.py faylına baxın

Addım 5: GiggleBotun tənzimlənməsi

GiggleBotu yola qoyun, yandırın və işləməsinə icazə verin. Bu arada, onu daim yola salmalı və qazancları/parametrləri digər BBC mikro: əlinizdə tutduğunuz bit ilə tənzimləməlisiniz.

GiggleBot -u işə salmaq üçün GiggleBot -un BBC mikro: bitindəki A düyməsini basın və onu dayandırın və beləliklə B düyməsindəki vəziyyətini sıfırlayın.

Uzaq BBC mikro: bitində A düyməsini basmaq sizi menyusundakı hər bir seçimdən keçirəcək və B düyməsi müvafiq dəyəri artırır/azaldır. Saatı köhnə bir avtomobilin tablosuna qoymaq kimidir. Seçimlər belədir:

1. 0-1 variantları Kp qazanc üçündür.
2. Ki qazanmaq üçün 2-3 seçim var.
3. Kd qazanmaq üçün 4-5 seçim var.
4. 6-7 variant, mühərriklərin yavaşlamağa başladığı an üçün təyin olunan nöqtəni təyin etmək üçündür.
5. Minimum sürəti təyin etmək üçün 8-9 seçim var.

Unutmayın ki, menyudakı cüt ədədlər müvafiq dəyərləri artırmaq üçündür və tək ədədlər isə tam əksinədir.

Ayrıca, GiggleBot -un BBC mikro: bitindəki B düyməsini basarkən, Neopixel istehsalı olan ekranda son sıfırlamadan bu yana keçən millisaniyələrin sayını və robotun keçdiyi dövrlərin sayını görəcəksiniz - bu 2 ilə hesablaya bilərsiniz robotun yeniləmə sürəti.

Nəhayət və ən əsası, GiggleBot üçün 2 tuning hazırladım. Onlardan biri Neopixel LED -ləri söndürüldükdə, digəri isə əks halda. Neopixel LED -ləri xətanın hansı istiqamətdə yığıldığını göstərmək üçün istifadə olunur.

Parametrlərin tənzimlənməsinin birinci dəsti (NeoPixel LEDləri söndürüldükdə)

1. Kp = 32.0
2. Ki = 0.5
3. Kd = 80.0
4. trigger_setpoint = 0.3 (30%-dir)
5. min_speed_percent = 0.2 (20%-dir)
6. base_speed = 100 (aka maksimum sürət)
7. update_rate = 70 (70Hz -də işləyir)

Parametrlərin tənzimlənməsinin 2 -ci dəsti (NeoPixel LEDləri yandırılmış halda)

1. Kp = 25.0
2. Ki = 0.5
3. Kd = 35.0
4. trigger_setpoint = 0.3 (30%-dir)
5. min_speed_percent = 0.3 (bu 30%-dir)
6. base_speed = 70 (aka maksimum sürət)
7. update_rate = 50 (50Hz -də işləyir)
8. Ayrıca, dəyişən run_neopixels, GiggleBotun BBC micro: bitinə yüklənən skriptdə True olaraq təyin edilməlidir. Bu, NeoPixel LED -lərini xətanın hansı istiqamətə yığıldığını göstərəcək şəkildə yanıb -söndürəcək.

Addım 6: GiggleBot NeoPixels söndürüldükdə işləyir

Bu, əvvəlki addımda tapılan 1 -ci tənzimləmə parametrləri ilə GiggleBotun işə salınmasının bir nümunəsidir. Bu nümunədə NeoPixel LEDləri söndürülmüşdür.

Addım 7: GiggleBot Neopixels Açıq Qaçaraq

Bu, 5 -ci addımda tapılan 2 -ci tənzimləmə parametrləri ilə GiggleBotun işə salınması nümunəsidir. Bu nümunədə NeoPixel LED -ləri yandırılmışdır.

Bu nümunədə GiggleBotun xətti izləməkdə daha çətin bir vaxt keçirdiyinə diqqət yetirin - bunun səbəbi Neopixel LED -lərinin BBC micro: bit -in CPU vaxtını "yeməsi" dir. Bu səbəbdən yeniləmə sürətini 70 -dən 50 -yə endirməli olduq.