Ball Balancer və PID Fiddler: 7 addım (şəkillərlə)

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:56

Bu layihə Arduino istifadə təcrübəsi olan insanlar üçün təqdim olunur. Servo, OLED displeylər, qablar, düymələr, lehimləmə haqqında əvvəlcədən bilmək faydalı olacaq. Bu layihə 3D çaplı hissələrdən istifadə edir.

Ball Balancer, PID tüninqini sınamaq üçün bir PID test qurğusudur. PID Fiddler, PID tənzimləməsini tənzimləmək üçün bir pultdur.

Hərəkətə daha çox nəzarət etmək lazım olduqda PID istifadə olunur. Yaxşı bir nümunə tarazlaşdıran bir robotdur. Robotun tarazlığı qorumaq üçün kiçik düzəlişlər etməsi və zərbə və ya itələmə ilə qarşılaşdıqda özünü tutması üçün sürətli reaksiya verməsi lazımdır. Balans saxlamaq üçün təkər motorlarının reaksiyasını tənzimləmək üçün PID istifadə edilə bilər.

PID bir sensordan geribildirim tələb edir. Balanslaşdıran robot, robotun mütləq bucağını ölçmək üçün gyros və accelerometers istifadə edir. Sensorun çıxışı PID tərəfindən tarazlığı qorumaq üçün mühərrikləri idarə etmək üçün istifadə olunur.

Bəs niyə darıxdırıcı bir top balansçısı etdim? Əlbəttə ki, sərin, amma balanslaşdırıcı robotlar düzgün qurulmadıqda uçur. Balanslaşdırıcı robotlar PID tüninqi ilə təcrübə aparmaq üçün ən yaxşı cihaz deyil. Top balansçısı daha sabitdir və PID tənzimləməsinin təsirlərini görmək üçün yaxşı bir vizual vasitədir. Top balansını tənzimləməkdən əldə edilən bilik, balanslaşdırıcı bir robotun tənzimlənməsinə tətbiq oluna bilər.

Ball Balancer, dönmə nöqtəsində bir dəmir yoludur. Dəmiryolunda, dəmir yolu əyildikdə relsdə irəli və irəli hərəkət edən bir top var. Dəmir yolu servo ilə əyilmişdir. Dəmiryolun ucunda topun sensordan olan məsafəsini ölçən bir sensor var. PID -ə giriş topun sensordan olan məsafəsidir və PID -in çıxışı dəmir yolu açan və topu hərəkət etdirən servodur.

Arduino PID kitabxanasından istifadə edirəm.

PID Fiddler, PID dəyərlərini tənzimləmək üçün istifadə etdiyim şeydir. Ehtiyac yoxdur, amma kömək edir. PID Fiddler Ball Balancer -dən uzaqdır, yalnız iki tellə bağlanır və Ball Balancer işləyərkən bağlana və ayrıla bilər. Ən yaxşı dəyərləri tapdıqdan sonra, dəyərlər layihənizin eskizində kodlaşdırıla bilər.

PID Fiddler etmək üçün əlavə səy, PID -də tənzimləmə dəyişiklikləri etmək üçün lazım olan vaxtda ödəyir. Dəyişikliklərinizin nəticələrini tez görə bilərsiniz. Və PID istifadə edən gələcək layihələrdə yenidən istifadə edilə bilər. Qurmaq çox əyləncəli və sərin görünür!

Addım 1: Top Balanslaşdırıcı - Parçalar

3D Çaplı hissələr burada tapıldı:

(Montaj təlimatı yuxarıdakı linkdəki Çap Sonrası təlimatlarda tapılmışdır)

1 - 1 "x 1/8" alüminium bucaq, 500 mm uzunluğa kəsilmişdir.

1 - Adafruit VL53L0X Uçuş Məsafəsi Sensoru:

1 - Nəzarət buynuzu olan Hobbi Servo

1 - Bağlantı üçün sərt tel (təxminən 7 mm)

- Müxtəlif. Montaj vintləri

1- Arduino Uno

2 - LEDlər (qırmızı, yaşıl)

3 - 330 Ohm rezistorlar

- Müxtəlif. Jumper telləri və çörək taxtası

- Düz Qara Sprey Boyası

1 - White Ping Pong topu

Addım 2: Top Balanslaşdırıcı - Montaj

Ball Balancer üçün montaj təlimatını burada tapa bilərsiniz:

Bəzi əlavə məsləhətlər:

Sensordan gələn xətanı azaltmaq üçün dəmir yolun içini düz qara rəngə boyayın.

Bağlantı (yuxarıdakı şəkildə göstərilmişdir):

- Servo idarəetmə buynuzu ilə sensor braketi arasındakı əlaqə üçün təxminən 7 mm uzunluğunda sərt tel istifadə edin.

- Dəmiri düzəldin, idarəetmə buynuzunu servo hərəkətin orta nöqtəsinə üfüqi qoyun (servo dəyəri 90).

- Telin yuxarı hissəsində kiçik bir döngə və telin altındakı z şəkilli bir əyilmə bükün.

- Z ucunu nəzarət buynuzuna qoyun, döngənin mərkəzindəki nöqtəni sensor mötərizədə qeyd edin.

- Kiçik bir çuxur qazın və teli sensor mötərizəsinə bağlamaq üçün kiçik bir vida istifadə edin.

Addım 3: Ball Balancer Kablolama və Arduino Sketch

Kabel çəkmək üçün yuxarıdakı şəkilə baxın.

Servo üçün ayrı bir enerji təchizatı istifadə edin. Bu bir dəzgah enerji təchizatı və ya batareya paketi ola bilər. 5V -də bir dəzgah enerji təchizatı dəstindən istifadə edirəm.

PID Fiddler, biri Pin 1 -ə (Serial RX), biri də yerə iki tellə bağlanacaq.

Eskiz verilir.

Eskiz Qeydləri: Ayarlanan nöqtə dəyəri hər 15 saniyədə 200 mm -dən 300 mm -ə dəyişəcək. Sensor çıxışını görmək üçün Arduino IDE -də Serial Monitordan istifadə etmək faydalıdır.

Addım 4: PID Fiddler 2 - Parçalar

3D çaplı qalxan və düymələri burada tapa bilərsiniz:

4-10 kohm qab

1- Bir anlıq əlaqə düymələri:

1- Adafruit Monoxrom 128x32 I2C OLED Qrafik Ekran:

1- Arduino Uno

- başqa. başlıq ping (.1 düym), terminal blokları, bağlama teli

Addım 5: Pid Fiddler 2 - Kablolama, Montaj və Arduino Sketch

Qalxanı bağlamaq üçün elektrik sxemindən istifadə edin.

Montaj üçün göstərişlər:

-Xüsusi elektron lövhələr hazırlamaqla bağlı məsləhətlər üçün mənim göstərişlərimə baxın:

- 3D çap qalxanında super yapışqan başlıqlar.

- Tel bağlama telindən istifadə edirəm.

- Kvadrat dibli qablardan istifadə edin və montaj çubuqlarını kəsin, yerində isti yapışdırın.

- Komponentlər lehimlənir. OLED üçün qadın başlıqdan istifadə edin və OLED asanlıqla prizdən çıxarılaraq digər layihələrdə istifadə edilə bilər.

Eskiz Qeydləri:

- Ball Balancer Arduinonun terminal 1 -dən (seriyalı RX) terminal blokundan (2 -ci pin, TX -ə bağlanan) bir tel bağlayın. Terminal bloku (topraklama) arasına Ball Balancer Arduino zəmini bağlayın.

- Düyməni basıb saxlayın, PID parametrlərini tənzimləmək üçün düymələri tənzimləyin, dəyərləri Ball Balancerə göndərmək üçün buraxın.

Addım 6: Ball Balancer və PID Fiddler istifadə edin

Qalan şey onunla oynamağa başlamaqdır!

- Topu dəmir yolu üzərinə qoyun.

- PID Fiddler düyməsini basıb saxlayın, başlamaq üçün P, I və D -ni sıfıra, ST -ni 200 -ə qoyun.

- Servo cavab verməyi dayandıracaq.

- İndi topun reaksiyasına və hərəkətinə necə təsir etdiyini görmək üçün fərqli P, I və D dəyərləri ilə sınağa başlayın.

- Nümunə vaxtı (ST) üçün dəyərləri dəyişməyə çalışın. Nümunə vaxtı, girişin toplandığı vaxtın milisaniyələrdir. Dəyərlər nümunə müddətində ortalamalıdır. Hərəkətsiz bir hədəfin sensor çıxışı az miqdarda dəyişəcək. Nümunə vaxtı çox kiçik olarsa, PID -in çıxışı "titrəyəcək". PID, sensor oxunuşlarında səs -küyü düzəltməyə çalışır. Daha uzun Sample Times istifadə etmək səs -küyü yumşaldır, ancaq PID -in çıxışı səliqəli olacaq.

Addım 7:

İstifadə olunmur