PID xətti izləyicisi Atmega328P: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

GİRİŞ

Bu təlimat beyninin (Atmega328P) içərisində işləyən PID (mütənasib-inteqral-törəmə) Nəzarət (Riyazi) ilə səmərəli və etibarlı bir Xətt İzləyicisi etməkdir.

Xətt izləyicisi ya ağ rəngdə qara xətt, ya da qara sahədə ağ xətt izləyən muxtar bir robotdur. Robot müəyyən xətti aşkar etməli və onu izləməyə davam etməlidir.

Bir xətt izləyicisi etmək üçün bir neçə hissə/addım olacaq, hamısını addım -addım müzakirə edəcəyəm.

1. Sensor (xətti görmək üçün göz)
2. Mikrokontroller (Bəzi hesablamalar aparmaq üçün beyin)
3. Motorlar (Əzələ Gücü)
4. Motor Sürücü
5. Şassi
6. Batareya (Enerji mənbəyi)
7. Təkər
8. Digər

Budur, Xətt Təqibçisinin VİDEOSU

NÖVBƏTİ ADIMLARDA HƏR BİR TƏDBİRLƏR HAQQINDA TƏLİMATLARDA MÜZAKİRƏ EDƏCƏM

Addım 1: Sensor (Göz) QTR 8RC

Bu möhtəşəm sensoru hazırladığınız üçün Pololufora təşəkkür edirik.

Modul, 0.375 (9.525 mm) aralığında bərabər şəkildə yerləşdirilmiş səkkiz İQ yayıcı və alıcı (fototransistor) cütü üçün əlverişli bir daşıyıcıdır. Bir sensordan istifadə etmək üçün əvvəlcə bir gərginlik tətbiq edərək çıxış qovşağını (Kondansatörün doldurulması) doldurmalısınız. Çıxış pimi. Daha sonra xaricdən verilən gərginliyi geri çəkərək və inteqrasiya olunmuş fototransistor səbəbiylə çıxış gərginliyinin nə qədər çürüməsi lazım olduğunu təyin edərək əks etdirməni oxuya bilərsiniz. Qısalma müddəti daha çox əks olunmanın göstəricisidir. Bu ölçü yanaşmasının bir sıra üstünlükləri var, Xüsusilə QTR-8RC modulunun LED gücünü söndürmə qabiliyyəti ilə birləşdirildikdə:

• Heç bir analoq-rəqəmsal çeviriciyə (ADC) ehtiyac yoxdur.
• Gərginlik bölücü analoq çıxışı üzərində həssaslığın artırılması.
• Əksər mikrokontrolörlərdə çoxlu sensorların paralel oxunması mümkündür.
• Paralel oxu, LED güc aktivləşdirmə seçiminin optimallaşdırılmasına imkan verir

Xüsusiyyətlər

• Ölçülər: 2.95 "x 0.5" x 0.125 "(başlıq pinləri quraşdırılmadan)
• İşləmə gərginliyi: 3.3-5.0 V.
• Təchizat cərəyanı: 100 mA
• Çıxış formatı: Zamanlanmış yüksək nəbz kimi oxuna bilən 8 rəqəmsal I/O uyğun siqnal
• Optimal algılama məsafəsi: 0.125 "(3 mm) Maksimum tövsiyə olunan algılama məsafəsi: 0.375" (9.5 mm)
• Başlıq sancaqları olmayan çəki: 0.11 oz (3.09 g)

QTR-8RC Çıxışlarını Rəqəmsal G/Ç Xətləri ilə Araşdırmaq

QTR-8RC modulu, Parallax QTI kimi, çıxış xəttini yüksək sürətlə idarə edə bilən və sonra çıxış gərginliyinin azalma müddətini ölçə bilən rəqəmsal I/O xətti tələb edən səkkiz eyni sensor çıxışına malikdir. Sensorun oxunması üçün tipik ardıcıllıq:

1. IR LED -lərini yandırın (isteğe bağlı).
2. G/Ç xəttini çıxışa qoyun və yüksək sürün.
3. Sensor çıxışının artması üçün ən az 10 μs icazə verin.
4. I/O xəttini girişə çevirin (yüksək empedans).
5. G/Ç xəttinin aşağı düşməsini gözləyərək gərginliyin azalma müddətini ölçün.
6. IR LED -lərini söndürün (isteğe bağlı).

Bu addımlar adətən birdən çox G/Ç xətlərində paralel olaraq icra oluna bilər.

Güclü bir əks olunma ilə çürümə müddəti bir neçə mikrosaniyəyə qədər aşağı ola bilər; əks olunmadan çürümə müddəti bir neçə milisaniyəyə qədər ola bilər. Çürümənin dəqiq vaxtı mikrokontrolörünüzün I/O xətti xüsusiyyətlərindən asılıdır. Məntiqli nəticələr tipik hallarda 1 ms ərzində əldə edilə bilər (yəni aşağı əks olunan ssenarilərdəki incə fərqləri ölçməyə çalışmadığınız zaman), bütün 8 sensordan 1 kHz-ə qədər nümunə götürməyə imkan verir. Aşağı tezlikli nümunə götürmə kifayət edərsə, LED-ləri söndürməklə əhəmiyyətli enerji qənaəti əldə edilə bilər. Məsələn, 100 Hz nümunə götürmə sürəti məqbuldursa, LED -lər vaxtın 90% -ni söndürə bilər, bu da orta cərəyan istehlakını 100 mA -dan 10 mA -ya endirir.

Addım 2: Mikro nəzarətçi (Beyin) Atmega328P

Bu Zəhmli Mikrokontrolör AKA Atmega328 -in İstehsalına görə Atmel Korporasiyasına təşəkkür edirik.

ATmega328P üçün əsas parametrlər

Parametr Dəyəri

• Flash (Kbayt): 32 Kbayt
• Pin sayı: 32
• Maks. Əməliyyat tezliyi. (MHz): 20 MHz
• CPU: 8 bitlik AVR
• Maksimum giriş/çıxış pinləri: 23
• Daxili fasilələr: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC kanalları: 8
• ADC Çözünürlüğü (bit): 10
• SRAM (Kbayt): 2
• EEPROM (bayt): 1024
• I/O Təchizat Sınıfı: 1.8 ilə 5.5
• İşləmə gərginliyi (Vcc): 1.8 ilə 5.5
• Taymerlər: 3

Ətraflı məlumat üçün Atmega328P məlumat cədvəlindən keçin.

Bu layihədə bir neçə səbəbdən Atmega328P istifadə edirəm

1. Ucuz
2. Hesablamaq üçün kifayət qədər RAM var
3. Bu Layihə üçün kifayət qədər I/O Pinləri
4. Atmega328P Arduino -da istifadə olunur …. Şəkil və Videoda Arduino Uno -nu görə bilərsiniz, amma daha gec Arduino IDE və ya hər hansı bir Arduino -dan istifadə edirəm.. Arayüz lövhəsi olaraq yalnız aparatdan istifadə etdim. Yükləyicini sildim və çipi proqramlaşdırmaq üçün USB ASP -dən istifadə etdim.

Çipi Proqramlaşdırmaq üçün Atmel Studio 6 -dan istifadə etdim

Bütün QAYNAQ KODLARI GitHub -da Yükləyin və test.c faylını yoxlayın.

Bu paketi tərtib etmək üçün POLOLU AVR KİTABXANASI SETUP faylını yükləməli və quraşdırmalısınız.

Mən də Atmega328P İnkişaf Lövhəsi Şematik və Kart Faylını YÜKLƏYİRƏM … Özünüz İstehsal edə bilərsiniz …

Addım 3: Motor və Motor Sürücü

Aktivator olaraq 350RPM 12V BO tip dişli DC motor istifadə etdim. Ətraflı məlumat üçün… MOTOR BAĞLANTISI

Bir motor sürücüsü olaraq L293D H- körpü IC istifadə etdim.

Bunun üçün Şematik və Kart Faylını əlavə edirəm.

Addım 4: Şassi və digərləri

Bot 6 mm qalınlıqdakı taxta ağacdan hazırlanmışdır.