Line Follower Robot para sa Mga Algorithm ng Control Control: 3 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Dinisenyo ko ang robot na tagasunod sa linya ilang taon na ang nakakalipas nang ako ay isang guro ng robotics. Ang layunin para sa proyektong ito ay upang turuan ang aking mga mag-aaral kung paano mag-code ng isang linya na sumusunod sa robot para sa isang kumpetisyon at ihambing din sa pagitan ng If / Else at PID control. At hindi pa huli, kung paano nakakaapekto ang mekanika at ang haba ng robot sa control algorithm na ito. Ang layunin ay ginagawang mas mabilis at maaasahan.

Ginawa ko ito upang ma-program sa Arduino IDE, ngunit posible ring gamitin ang development IDE na gusto mo. Mayroon itong isang malakas na PIC32 na may isang USB bootloader, kaya hindi mo kailangan ng isang programmer. Mayroon din itong switch na ON / OFF, isang pag-reset at pindutan ng pagsisimula / programa. Ang mga LED ay konektado sa signal ng motors PWM, upang makita mo ang lakas na madaling inilalapat mo.

Ang robot ay ganap na modular para sa pag-eksperimento at madaling ayusin kung sakaling may aksidente ka rito. Ginagawa nitong robot ang perpektong tool para sa pag-aaral ng programa sa isang napakasayang paraan. Ginamit ito ng aking mga mag-aaral sa mahabang panahon at natututo ng bagong bagay sa bawat oras, kahit na ang kontrol ng PID. Hindi man sabihing ang sensor bar ay gumagamit ng isang algorithm upang maibalik ang isang integer, negatibong halagang ang robot ay nasa kaliwa, positibo sa kanan at ang cero ay nasa gitna ng linya.

Mga gamit

2x 6V Micro metal gearmotors na may pinalawig na mga bracket ng suporta (Anumang gear ratio ay ok, ang akin ay 10: 1)

1x board ng Sensor ng Linya

1x Pangunahing yunit ng kontrol

1x 20 sa pamamagitan ng flat wire, 1mm spacing. Ang minahan ay 20 cm ang haba.

1x Acrylic linker (gupitin sa 3mm malinaw na acrylic)

1x 1/8 caster ball (ang akin ay metal)

2x Goma ng goma, 3 cm ang lapad.

1x baterya ng Lipo. Maaari mong paganahin ang robot hanggang sa 10v, ngunit tandaan na ang mga motor ay na-rate para sa 6v.

Ang ilang mga M2 screws at nut para ikabit ang lahat nang magkasama.

Kung nais mong gawin ang iyong sarili ang mga file ng disenyo, mga eskematiko at lahat upang mabuo ito ay nakakabit sa susunod na hakbang.

Hakbang 1: Ang Hardware

Tulad ng nakikita mo sa mga larawan ang lahat ng bahagi ay SMD, ay ang perpektong pagkakataon na sanayin ang iyong mga kasanayan sa paghihinang. Ang robot na ito ay hinihinang ng 3 sa aking mga mag-aaral, upang magawa mo ito nang walang problema. Nakalakip ang lahat ng mga file ng disenyo, maaari mong makita ang mga file na may EAGLE. Kasama rin ang mga gerbers kung nais mo ang mga board sa iyong paboritong tagagawa ng PCB.

Ang dalawang board ay sumali kasama ang isang piraso ng acrylic, ang pattern ng pagputol ng laser ay kasama rin. Gumamit ako ng M2 screws at nut para mapanatili ito sa lugar. Ang ball caster ay nakalagay din dito. At kung na-crash mo ang robot ang acrylic ay masisira at protektahan ang mga board mula sa pinsala, perpekto para sa pagsubok! Ginagamit ang flat wire upang gawin ang koneksyon sa pagitan ng CPU at ng board board. Ang mga motor ay madaling konektado sa mga wire sa CPU board.

Tandaan: ang PIC ay gumagamit ng isang pasadyang firmware, ay isang nabagong bersyon ng DP32 na orihinal na firmware. Maaari kang makakuha ng firmware dito. Ang isang koneksyon sa ICSP ay kasama sa ilalim ng board ng CPU.

Hakbang 2: Ang Software

Inirerekumenda kong gamitin ang Arduino IDE upang mai-program ang robot. Tulad ng sinabi ko sa iyo bago ang tagasunod sa linya na ito ay batay sa PIC32MX250 at ginagawa itong katugma sa chipKIT DP32. Kailangan mo lamang i-install ang chipKIT package sa package manager sa Arduino IDE at handa ka nang umalis. Maaari mo ring i-program ito sa MPLAB o sa gusto mong IDE, ngunit maaari mong malaman ang batayan sa Arduino.

Ang natitira ay tulad ng pag-program ng anumang iba pang board ng Arduino. I-plug ang robot sa iyong computer gamit ang isang micro USB cable at pindutin kaagad ang pindutan ng programa pagkatapos ng pagpindot sa pag-reset. Pagkatapos ay ipadala ang sketch na may pindutan ng pag-upload sa IDE.

Nagsama ako ng 3 mga sketch sa tutorial na ito. Sinubukan ng una ang array ng sensor, ang pangalawa ay isang tagasunod sa linya na If / Else at ang huling isa ay isang tagasunod sa linya ng PID. Gumagana na ang lahat, subalit kakailanganin mong ayusin ang ilang mga halaga kung binago mo ang disenyo. At huwag mag-atubiling gawin ang iyong sarili! Mayroong mga mas mahusay na paraan upang gawin ang linya ng tagasunod sa algorithm, ang pag-eksperimento ay ang susi ng tagumpay.

Hakbang 3: Pag-eksperimento

Ito talaga ang pinakamahalagang bahagi, dapat mong subukan ang lahat ng mga posibilidad at hanapin ang isa na gagana para sa iyo.

Huwag mag-atubiling mag-eksperimento sa iba't ibang mga gulong at materyales sa diameter. Baguhin ang haba ng robot na nagbabago ng pinagsamang acrylic. Gumamit ng isa pang baterya, kahit na may ibang boltahe. Maaari din itong maging mas maliit o mas malaki. Siguro isa pang gear ratio para sa mga motor.

Baguhin ang software upang magamit ang mas kaunting mga sensor o kahit na subukan ang isa pang mga algorithm, maaari kang mabigla kung magkano ang maaaring baguhin. O bakit hindi, kung ikaw ay isang advanced na gumagamit gawin ito sa MPLAB.

Ang langit ang hangganan!

Bilang isang karagdagang tip … Ang pag-tune ng mga nadagdag sa PID ay isang kamangha-manghang paglalakbay kung saan maaari mong malaman ang mga epekto sa robot kapag sumusunod sa linya na may iba't ibang mga halaga ng Kp, Kd at Ki. Oras at oras ng pag-aaral garantisado !!! Hindi mapapansin ng mga bata na talagang gumagamit sila ng matematika upang maisagawa ang lahat ng mga kinakailangang gawain.

Inaasahan kong nasiyahan ka sa pagtuturo na ito, kung kailangan mo ng isang bagay na tanungin ako sa mga komento. Salamat sa pagbabasa:)