Arduino - Balans - Balanslaşdırıcı Robot - Necə Yapılır?: 6 Adım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu təlimatda, özünü tarazlayan Arduino balanslaşdırma (balans) robotunun necə hazırlanacağını öyrənəcəyik. Əvvəlcə yuxarıdakı video dərsinə baxa bilərsiniz.

Addım 1: Tələb olunan Avadanlıq

Arduino Board (Uno) -

MPU-6050 GY521 Acc+Gyro-https://bit.ly/2swR0Xo

DC 6V 210RPM Enkoder Dişli Motor dəsti -

L298N Motor Sürücüsü -

Keçid düyməsi -

M3 Hex Yivli Spacer Vida Fındıq Seti -

Akril Perspex Vərəqi -

3.7v 18650 şarj edilə bilən Li-ion+şarj cihazı-https://bit.ly/2LNZQcl

9V Batareya -

Jumper telləri -

İsti Yapışqan Tabancası -

Arduino Başlanğıc Kit və Təchizatları (İsteğe bağlı): Arduino Board & SCM Supplies #01 -

Arduino Board & SCM Supplies #02 -

Arduino Basic Learning Başlanğıc Kit #01 -

Arduino Basic Learning Başlanğıc Kit #02 -

Arduino Basic Learning Başlanğıc Kit #03 -

Dərsliyi olan Mega 2560 Başlanğıc Kit -

Arduino #01 üçün Sensor Modulu Kit -

Arduino #02 üçün Sensor Modul Kiti -

Addım 2: Robotun montajı

• 3 akril təbəqənin dörd küncünü qazın. (Şəkil 1 və 2)
• Hər akril təbəqə arasında təxminən 8 kantimetr / 3.15 düym olacaq. [Şəkil 3]
• Robot Ölçüləri (təxminən) 15cm x 10 sm x 20cm. [Şəkil 4]
• DC mühərriki və təkərlər robotun mərkəzinə (orta xətt) yerləşdiriləcək. [Şəkil 5]
• L298N Motor Sürücüsü, robotun birinci mərtəbəsinin mərkəzində (orta xətt) yerləşdiriləcək. [Şəkil 6]
• Arduino lövhəsi robotun ikinci mərtəbəsinə yerləşdiriləcək.
• MPU6050 modulu robotun üst mərtəbəsinə yerləşdiriləcək. [Şəkil 7]

Addım 3: Bağlantılar

MPU6050 -ni sınayın və işlədiyinə əmin olun! MPU6050 -ni əvvəlcə Arduino -ya qoşun və aşağıdakı təlimatdakı kodları istifadə edərək əlaqəni yoxlayın. Daha seriyalı monitorda göstərilməlidir

Təlimatlar Dərsliyi - MPU6050 GY521 6 Eksenli Akselerometr+Gyro

YouTube Dərsliyi - MPU6050 GY521 6 Axis Accelerometer + Gyro

L298N modulu, giriş gərginliyi +7 V və ya daha çox olduğu müddətdə Arduino üçün lazım olan +5V təmin edə bilər. Ancaq motor üçün ayrı bir enerji mənbəyi seçdim

Addım 4: Balanslaşdırma necə işləyir?

• Robotu balanslı saxlamaq üçün mühərriklər robotun düşməsinə qarşı olmalıdır.
• Bu hərəkət bir rəy və düzəldici element tələb edir.
• Geribildirim elementi, robotun cari istiqamətini bilmək üçün Arduino tərəfindən istifadə edilən hər üç oxda həm sürətləndirmə, həm də fırlanma verən MPU6050 -dir.
• Düzəldici element motor və təkər birləşməsidir.
• Özünü balanslaşdıran robot mahiyyət etibarilə ters çevrilmiş bir sarkacdır.
• Kütlə mərkəzi təkər oxlarına nisbətən daha yüksək olduqda daha yaxşı balanslaşdırıla bilər.
• Batareya paketini bu səbəbdən üstünə qoydum.
• Robotun hündürlüyü materialların mövcudluğuna görə seçildi.

Addım 5: Mənbə Kodu və Kitabxanalar

Balans robotu üçün hazırlanmış kod çox mürəkkəbdir. Ancaq narahat olmağa ehtiyac yoxdur. Yalnız bəzi məlumatları dəyişdirəcəyik.

Özünü balanslaşdıran robotun işləməsi üçün dörd xarici kitabxanaya ehtiyacımız var

• PID kitabxanası P, I və D dəyərlərini hesablamağı asanlaşdırır.
• LMotorController kitabxanası, L298N modulu ilə iki mühərriki idarə etmək üçün istifadə olunur.
• I2Cdev kitabxanası və MPU6050_6_Axis_MotionApps20 kitabxanası MPU6050 -dən məlumatları oxumaq üçündür.

Kitabxanaları yükləyin

PID -

LMotorController -

I2Cdev -

MPU6050 -

Mənbə Kodunu əldə edin -

PID nədir?

• Nəzarət nəzəriyyəsində, bəzi dəyişənləri (bu vəziyyətdə, robotun mövqeyini) sabit saxlamaq üçün PID adlı xüsusi bir nəzarətçi lazımdır.
• P nisbət üçün, inteqral üçün I, törəmə üçün D. Bu parametrlərin hər biri normal olaraq Kp, Ki və Kd adlanan "qazanclara" malikdir.
• PID, istədiyiniz dəyər (və ya giriş) ilə həqiqi dəyər (və ya çıxış) arasında düzəliş təmin edir. Giriş və çıxış arasındakı fərqə "səhv" deyilir.
• PID nəzarətçisi, çıxışı davamlı olaraq tənzimləyərək xətanı mümkün olan ən kiçik dəyərə endirir.
• Arduino özünü balanslaşdıran robotumuzda giriş (dərəcə olaraq istənilən əyilmə) proqram tərəfindən təyin edilir.
• MPU6050, robotun hazırkı əyilməsini oxuyur və motoru idarə etmək və robotu dik vəziyyətdə saxlamaq üçün hesablamalar aparan PID alqoritminə verir.

PID, Kp, Ki və Kd dəyərlərinin optimal dəyərlərə "uyğunlaşdırılmasını" tələb edir

Bunun əvəzinə PID dəyərlərini əl ilə düzəldəcəyik

1. Kp, Ki və Kd sıfıra bərabər edin.
2. Kp -ni tənzimləyin. Çox az Kp robotun yıxılmasına səbəb olacaq (kifayət qədər düzəliş yoxdur). Çox Kp, robotun vəhşicəsinə geri və irəli getməsinə səbəb olacaq. Kifayət qədər yaxşı bir kp, robotu bir az irəli və ya geri çəkəcək (və ya bir az tərpənəcək).
3. Kp təyin edildikdən sonra Kd -ni tənzimləyin. Yaxşı bir Kd dəyəri, robot demək olar ki, sabit olana qədər salınımları azaldacaq. Ayrıca, lazım olan miqdarda Kd, itələsə də robotu ayaqda saxlayacaq.
4. Son olaraq Ki qurun. Robot Kp və Kd qurulsa da açıldıqda salınacaq, ancaq zamanla sabitləşəcək. Düzgün Ki dəyəri, robotun sabitləşməsi üçün lazım olan vaxtı qısaldır.

Daha yaxşı nəticələr üçün təklif

Balans Robotunun mənbə kodunun sabit və səmərəli işləməsi üçün bu layihədə istifadə olunan materiallardan istifadə edərək bənzər bir robot çərçivəsi yaratmanızı məsləhət görürəm.

Addım 6: Dəstək üçün

• Daha çox dərs və layihələr üçün YouTube kanalıma abunə ola bilərsiniz.
• Ayrıca dəstək üçün abunə ola bilərsiniz. Çox sağ ol.

YouTube Kanalımı ziyarət edin -