Lumilikha ng isang Malayuang Kinokontrol na Arduino Self Balancing Robot: B-robot EVO: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Sundin ang Higit pa ng may-akda:

Tungkol sa: Gustung-gusto namin ang mga robot, DIY at nakakatawang agham. Nilalayon ng JJROBOTS na ilapit ang mga bukas na robotic na proyekto sa mga tao sa pamamagitan ng pagbibigay ng hardware, mahusay na dokumentasyon, mga tagubilin sa gusali + code, "paano ito gumagana" na impormasyon… Higit Pa Tungkol sa mga robrobots »

-------------------------------------------------

I-UPDATE: mayroong isang bago at pinahusay na bersyon ng robot na ito dito: Ang B-robot EVO, na may mga bagong tampok

-------------------------------------------------

Paano ito gumagana?

Ang B-ROBOT EVO ay isang malayuang kinokontrol na self balancing ng arduino robot na nilikha gamit ang mga naka-print na bahagi ng 3D. Sa pamamagitan lamang ng dalawang gulong, napapanatili ng B-ROBOT ang balanse nito sa lahat ng oras sa pamamagitan ng paggamit ng kanyang mga panloob na sensor at pagmamaneho ng mga motor. Maaari mong kontrolin ang iyong Robot, gawin siyang ilipat o paikutin, sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga utos sa pamamagitan ng isang Smartphone, Tablet o PC habang pinapanatili nito ang balanse.

Binabasa ng self balancing robot na ito ang kanyang mga inertial sensor (mga accelerometro at gyroscope na isinama sa MPU6000 chip) 200 beses bawat segundo. Kinakalkula niya ang kanyang pag-uugali (anggulo na may paggalang sa abot-tanaw) at ihinahambing ang anggulong ito sa target na anggulo (0º kung nais niyang mapanatili ang balanse nang hindi gumagalaw, o isang positibo o negatibong anggulo kung nais niyang sumulong o paatras). Gamit ang pagkakaiba sa pagitan ng target na anggulo (sabihin nating 0º) at aktwal na anggulo (sabihin nating 3º) hinihimok niya ang isang Control System upang maipadala ang mga tamang utos sa mga motor upang mapanatili ang kanyang balanse. Ang mga utos sa mga motor ay acceleration. Halimbawa kung ang robot ay ikiling pasulong (angulo ng robot ay 3º) pagkatapos ay nagpapadala siya ng isang utos sa mga motor na magpabilis pasulong hanggang sa ang anggulong ito ay mabawasan sa zero upang mapanatili ang balanse.

Hakbang 1: Medyo Marami pa sa Lalim …

Ang problemang pisikal na malulutas ng B-ROBOT ay tinatawag na Inverted Pendulum. Ito ang parehong mekanismo na kailangan mo upang balansehin ang isang payong sa itaas ng iyong kamay. Ang pivot point ay nasa ilalim ng gitna ng masa ng bagay. Dagdag pang impormasyon tungkol sa Inverted Pendulum dito. Ang solusyon sa matematika sa problema ay hindi madali ngunit hindi namin kailangang maunawaan ito upang malutas ang isyu ng balanse ng aming robot. Ang kailangan nating malaman ay kung paano dapat gawin upang maibalik ang balanse ng robot upang maipatupad namin ang isang Control Algorithm upang malutas ang problema.

Ang isang Control System ay kapaki-pakinabang sa Robotics (isang pang-industriya na awtomatiko). Karaniwan ito ay isang code na tumatanggap ng impormasyon mula sa mga sensor at target na utos bilang mga input at lumilikha, bilang resulta, mga signal ng output upang himukin ang mga actuator ng Robot (ang mga motor sa aming halimbawa) upang makontrol ang system. Gumagamit kami ng isang PID controller (Proportional + Derivative + Integral). Ang ganitong uri ng kontrol ay may 3 mga pare-pareho upang ayusin ang kP, kD, kI. Mula sa Wikipedia: "Kinakalkula ng isang tagontrol ng PID ang halagang 'error' bilang pagkakaiba sa pagitan ng isang sinusukat na [Input] at isang nais na setpoint. Tangkaing i-minimize ng controller ang error sa pamamagitan ng pagsasaayos ng [isang Output].” Kaya, sasabihin mo sa PID kung ano ang susukatin (ang "Input"), kung saan mo nais ang pagsukat na iyon (ang "Setpoint",) at ang variable na nais mong ayusin upang maganap iyon (ang "Output".)

Inaayos ng PID ang output na sinusubukan na gawing pantay ang input sa setpoint. Para sa sanggunian, isang tangke ng tubig na nais naming punan hanggang sa isang antas, ang Input, Setpoint, at Output ay ang antas ayon sa sensor sa antas ng tubig, ang nais na antas ng tubig at ang tubig na ibinomba sa tangke. Ang kP ay ang proportional na bahagi at ang pangunahing bahagi ng kontrol, ang bahaging ito ay proporsyonal sa error. Ang kD ay ang Derivative na bahagi at inilalapat sa hinalaw ng error. Ang bahaging ito ay depende sa dynamics ng system (nakasalalay sa robot, mga weight Motors, inertias…). Ang huli, ang kI ay inilapat sa integral ng error at ginagamit upang mabawasan ang mga matatag na error, ito ay tulad ng isang trim sa pangwakas na output (mag-isip sa mga pindutan ng trim sa isang RC car steering wheel upang ganap na tuwid ang kotse, Tinatanggal ng kI ang offset sa pagitan ng kinakailangang target at ang aktwal na halaga).

Sa B-ROBOT ang utos ng pagpipiloto mula sa gumagamit ay idinagdag sa output ng motors (isang motor na may positibong pag-sign at ang isa pa ay may negatibong pag-sign). Halimbawa kung ang gumagamit ay nagpapadala ng pagpipiloto utos 6 upang lumiko sa kanan (mula -10 hanggang 10) kailangan naming idagdag ang 6 sa kaliwang halaga ng motor at ibawas ang 6 mula sa kanang motor. Kung ang robot ay hindi gumagalaw o paatras, ang resulta ng pagpipiloto command ay isang pag-ikot ng robot

Hakbang 2: Ano ang Tungkol sa Remote Control?

"loading =" tamad"