Arduino Line Follower Wallrides Classroom Whiteboard: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A vonal követése a földön túl unalmas!

Próbáltunk más szemszögből nézni a vonalkövetőkön, és átvinni őket egy másik síkra - az iskolai táblára.

Nézd mi lett belőle!

1. lépés: Mire van szüksége?

Egy versenyrobothoz:

Mechanika:

1 x 2WD miniQ robotváz; Ez egy többfunkciós platform egyszerű kétkerekű robotok létrehozásához

2 x 6V mikro hajtóműves motor 1: 150 redukciós aránnyal; A miniQ robotplatformhoz tartozó hajtóműves motorok áttétele 1:50 és túl gyorsak. Ezeket erősebb motorokra kell cserélni, például 1: 150 vagy nagyobb áttételi arányra. Minél magasabb az áttétel, annál lassabban halad a robot a táblán, de annál kisebb az esélye, hogy a kerekek megcsúsznak

4 x neodímium mágnes; Kicsi, 3 mm vastagságú mágnesekre van szüksége, 12 mm átmérőjű (kerek alakúak) vagy 12 mm oldalú (négyzet alakúak) mágnesekre. Ezenkívül a mágneseknek lyukkal kell rendelkezniük a gépcsavarhoz, süllyesztett fejjel, általában az M3 -ashoz. Néha a gyártók megadják a mágneskapcsoló erősségét. 2 és 2,4 kg között kell lennie

Elektronika:

1 x Arduino UNO; A fedélzeti számítógép. A legnépszerűbb prototípus -platform

1 x Octoliner modul; A verseny botja szemei és fényszórói. Az Octoliner egy hűvös vonali érzékelő, amely 8 különálló infravörös érzékelőből áll, amelyeket I2C interfészen keresztül vezérelnek

1 x motorpajzs; Szinte minden modul megfelel Önnek. Ezt az analógot használtam L298p chipen

1 x 2 cellás 7.4V LiPo akkumulátor; Nagy áramot adhat, amelyet a motoroknak le kell győzniük a mágnesek vonzerejéről. A 2 cellás akkumulátor feszültsége 7,4 V és 8,4 V között van. Ez elegendő a 6 V-os motorokhoz és az Arduino Board beépített feszültségszabályozójához. Bármilyen kapacitás választható. Minél nagyobb az akkumulátor kapacitása, annál hosszabb ideig vezet a robot, de vegye figyelembe, hogy a túl nagy kapacitású akkumulátor nehéz lehet. A kapacitás 800mAh és 1300mAh között optimális

Vegyes:

4 x férfi-női vezeték;

4 x M3 távtartó vagy férfi-nő állvány 10 mm hosszúsággal;

3 x M3 távtartó vagy férfi-nő állvány, 25 mm vagy annál hosszabb;

4 x M3x8 süllyesztett laposfejű csavar;

1 x M3 nylon csavar;

1 x M3 nylon hatlapfejű anya;

Bármilyen M3 csavar és hatlapfejű anya

Tanterem esetén:

Mágneses tábla lóg a falon;

Vastag fekete mágneses táblajelölők;

Speciális LiPo akkumulátortöltő vagy több töltő, ha sok robotot szeretne készíteni és külön tölteni

2. lépés: Hogyan kell összeszerelni? Szerelje össze a házat

Először össze kell szerelnie a miniQ futóműplatformot, előzetesen lecserélve a készletből származó motorokat erősebb motorokra, 1: 150 áttétellel. Ne felejtse el forrasztani a vezetékeket a motor érintkezőire!

3. lépés: Hogyan kell összeszerelni? Telepítse a mágneseket

Szerelje fel a mágneseket a miniQ platformra. Használjon M3x10 állványokat, M3x8 vagy M3x6 lapos süllyesztett csavarokat és M3 anyákat. A képen láthatók a szükséges beépítési lyukak.

Ez fontos!

Az állványok hosszának pontosan 10 mm -nek kell lennie. A mágnesek felszerelése után tesztelje a platformot a táblán. Mind a négy mágnesnek szomszédosnak kell lennie a mágneses táblával, és a miniQ platform kerekein lévő gumiabroncsokat elő kell tölteni, és némi súrlódást kell biztosítaniuk a tábla felületén.

Mozgassa kézzel a robotot a táblán. Menet közben a mágneseknek nem szabad leválni a tábláról. Ha bármelyik mágnes leválik, az azt jelenti, hogy a kerekeken lévő gumiabroncsok maximális terhelést mutatnak. Ebben az esetben növelje az összes leállás 10 mm -es távolságát 1 vagy 2 mm -rel egy pár M3 alátét hozzáadásával, és próbálja újra.

4. lépés: Hogyan kell összeszerelni? Elektronika hozzáadása

Szerelje fel az Arduino UNO táblát a platformra M3x25 állványok, M3 csavarok és M3 anyák segítségével. Ne használjon rövid leállásokat, hagyjon egy kis helyet az Arduino kártya alatt a vezetékek és az akkumulátor számára.

Szerelje be a motorvédőt az Arduino UNO táblára.

Telepítse az Octoliner modult. Nyomja a platformhoz egy nylon M3 csavarral és anyával.

Ez fontos!

Ne használjon fém rögzítőelemeket az Octoliner felszereléséhez. A szerelőlap egyes rögzítőfuratai forrasztva vannak, és IO csapként használhatók. A rövidzárlat elkerülése érdekében használjon műanyag rögzítőelemet, például nejlont.

5. lépés: Hogyan kell összeszerelni? Vezeték

Csatlakoztassa az összes elektronikus alkatrészt az ábra szerint. Az Octoliner modul 4 vezetékkel (GND, 5V, SDA, SCL) csatlakozik az Arduino UNO -hoz. Csatlakoztassa a motorokat a motorpajzshoz. A LiPo akkumulátor a motorháztető külső tápegységének érintkezőpárnáihoz, valamint az Arduino táblán található VIN érintkezőhöz kapcsolódik. A VIN csap helyett használhatja a táblán lévő 5,5 mm x 2,1 mm -es hálózati csatlakozót.

Ez fontos!

A motorpajzs használatakor nincs szükség vezetékekre. Két motorcsatornát 4 érintkező vezérel. 2 PWM csap felelős a forgás sebességéért, míg 2 DIR csap a forgásirányért. Általában már össze vannak kapcsolva bizonyos Arduino Board csapokkal, és indexszámuk a pajzs gyártójától függően eltérő lehet. Például a motorpajzsom esetében a számok D4 D5 (DIR és PWM az első csatornánál) és D7 D6 (DIR és PWM a második csatornánál). Az eredeti Arduino motorpajzsnál a csapok száma megfelel a D12 D3 -nak (DIR és PWM az első csatornánál) és D13 D11 -nek (DIR és PWM a második csatornánál).

Ez fontos!

A Hobby LiPo akkumulátorok nem rendelkeznek fordított polaritás elleni védelemmel! A pozitív és negatív érintkezők véletlen rövidzárlata az akkumulátor tartós meghibásodását vagy tüzet okozhat.

6. lépés: Hogyan kell programozni? XOD

Programot készíteni egy ilyen versenyrobothoz még könnyebb, mint összeszerelni.

Minden projektemben az XOD vizuális programozási környezetet használom, amely lehetővé teszi az Arduino programok grafikus létrehozását kódírás nélkül. Ez a környezet ideális eszköz gyors prototípus -készítéséhez vagy programozási algoritmusok elsajátításához. További információért kövesse az XOD dokumentáció weboldalát.

A robot programozásához csak egy könyvtári amperka/oktolinert kell hozzáadnia az XOD munkaterületéhez. Nyolc csatornás vonalérzékelővel végzett munkához szükséges.

7. lépés: Hogyan kell programozni? Tapasz

A program a PID-szabályozó működésének elvén alapul. Ha szeretné tudni, hogy mi a PID-szabályozó és hogyan működik, olvasson el egy másik cikket ebben a témában.

Vessen egy pillantást a robotprogrammal ellátott javításra. Nézzük meg, milyen csomópontok vannak rajta, és hogyan működik mindez.

oktoliner-vonal

Ez egy gyorsindító csomópont az amperka/octoliner XOD könyvtárból, amely a vonalt követő Octoliner modult képviseli. Kimeneti a "vonalkövetési értéket", amely -1 és 1 közötti tartományban van. A 0 érték azt mutatja, hogy a vonal a középső pozícióban van az Octoliner tábla infravörös érzékelőihez képest (CH3 és CH4 között). A -1 érték a szélső bal pozíciónak (CH0), míg az 1 a szélsőjobbnak (CH1) felel meg. A rendszerindító csomópont inicializálja az optocsatoló érzékelőket, és beállítja az alapértelmezett fényerő- és érzékenységi paramétereket. Ennek a csomópontnak a bemenetei az eszköz I2C címe (az ADDR az Octoliner tábla esetében 0x1A) és a vonalkövetési érték frissítési gyakorisága (UPD).

A vonalkövetési értékek közvetlenül a pid-controller csomópontba kerülnek.

pid-vezérlő

Ez a csomópont megvalósítja a PID-vezérlő munkáját az XOD-ban. A célérték (TARG) értéke 0. Ez az az állapot, amikor a vonal pontosan a közepén van a robot alatt. Ha a vonalkövetési érték 0, a PID-szabályozó az RST tűn keresztül visszaáll. Ha a vonalkövetési érték eltér a 0-tól, a PID-szabályozó a Kp, Ki, Kd együtthatók segítségével átalakítja azt a motor fordulatszám értékekké. Az együttható értékeket kísérletileg választottuk ki, és 1, 0,2 és 0,5 egyenlő. A PID-vezérlő frissítési gyakorisága (UPD) folyamatosra van állítva.

A PID-szabályozó feldolgozott értékét kivonjuk az 1-ből, és hozzáadjuk az 1-hez. Ennek célja a motorok szinkronizálása, hogy a vonal elvesztésekor ellentétes irányba forogjanak. Az 1 érték ezekben a csomópontokban a motorok maximális fordulatszámát jelenti. Az alacsonyabb érték megadásával csökkentheti a sebességet.

h-híd-egyenáramú motor

Néhány ilyen csomópont felelős a bal és jobb robotmotorok vezérléséért. Itt állítsa be azokat a PWM és DIR csap értékeket, amelyeken keresztül a motorvédő működik.

Flash a patch, és próbálja ki a verseny bot. Ha pontosan követi az összeszerelési utasításokat, akkor nem kell cserélnie a patch-et vagy beállítania a PID-szabályzót. A megadott beállítások teljesen optimálisak.

A kész program megtalálható a könyvtár gabbapeople/tábla-versenyein

8. lépés: Kirakat és tippek