Távirányítású Arduino önkiegyenlítő robot létrehozása: B-robot EVO: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Kövesse a szerző további információit:

Névjegy: Szeretjük a robotokat, a barkácsolást és a vicces tudományt. A JJROBOTS célja, hogy a nyílt robotprojekteket közelebb hozza az emberekhez hardverrel, jó dokumentációval, építési utasításokkal+kóddal, "hogyan működik" információval … További információ a jjrobots -ról »

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

UPDATE: ennek a robotnak van egy új és továbbfejlesztett változata: a B-robot EVO, új funkciókkal

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

Hogyan működik?

A B-ROBOT EVO egy távirányítású önkiegyenlítő arduino robot, 3D nyomtatott alkatrészekkel. A mindössze két kerékkel rendelkező B-ROBOT belső érzékelőinek használatával és a motorok meghajtásával folyamatosan képes fenntartani egyensúlyát. Irányítani tudja robotját, hogy mozogjon vagy forogjon, ha parancsokat küld okostelefonon, táblagépen vagy PC -n, miközben megőrzi egyensúlyát.

Ez az önkiegyenlítő robot másodpercenként 200 -szor leolvassa inercia érzékelőit (gyorsulásmérők és giroszkópok az MPU6000 chipbe). Kiszámítja a hozzáállását (szög a horizonthoz képest), és összehasonlítja ezt a szöget a célszöggel (0º, ha mozgás nélkül szeretné fenntartani az egyensúlyt, vagy pozitív vagy negatív szög, ha előre vagy hátra akar lépni). A célszög (mondjuk 0º) és a tényleges szög (mondjuk 3º) közötti különbséget felhasználva egy vezérlőrendszert hajt, hogy a megfelelő parancsokat küldje a motoroknak az egyensúly fenntartása érdekében. A motorok parancsai a gyorsítások. Például, ha a robot előre van döntve (a robot szöge 3º), akkor parancsot küld a motoroknak, hogy gyorsítsanak előre, amíg ezt a szöget nullára nem csökkentik az egyensúly megőrzése érdekében.

Lépés: Kicsit mélyebben…

A B-ROBOT által megoldott fizikai problémát fordított inga-nak nevezzük. Ugyanez a mechanizmus szükséges ahhoz, hogy kiegyenlítse az esernyőt a keze felett. A forgáspont az objektum tömegközéppontja alatt található. További információ az inverz ingaról itt. A probléma matematikai megoldása nem könnyű, de nem kell megértenünk, hogy megoldjuk robotunk egyensúlyi problémáját. Amit tudnunk kell, hogyan kell helyreállítani a robot egyensúlyát, hogy vezérelhessünk egy vezérlőalgoritmust a probléma megoldásához.

A vezérlőrendszer nagyon hasznos a robotikában (ipari automatizálás). Alapvetően ez egy kód, amely információt fogad az érzékelőktől és a célparancsoktól bemenetként, és ennek következtében kimeneti jeleket hoz létre a robot működtetőinek (a példánkban szereplő motorok) meghajtására a rendszer szabályozása érdekében. PID szabályozót használunk (arányos + származtatott + integrál). Az ilyen típusú vezérlésnek 3 állandója van a kP, kD, kI beállításához. A Wikipédiából: „A PID -szabályozó kiszámítja a„ hiba”értékét a mért [bemenet] és a kívánt alapérték közötti különbségként. A vezérlő megpróbálja minimalizálni a hibát [egy kimenet] beállításával.” Tehát meg kell mondania a PID -nek, hogy mit kell mérni (a „Bemenet”), hol szeretné a mérést („Alapérték”), és azt a változót, amelyet módosítani szeretne („Kimenet”).

A PID ezután beállítja a kimenetet, és megpróbálja a bemenetet megegyezni az alapértékkel. Referenciaként egy víztartályt szeretnénk feltölteni egy szintre, a bemenet, az alapjel és a kimenet a vízszint -érzékelő, a kívánt vízszint és a tartályba szivattyúzott víz szintje lenne. A kP az arányos rész és a vezérlés fő része, ez a rész arányos a hibával. A kD a derivált rész, és a hiba deriváltjára vonatkozik. Ez a rész a rendszer dinamikájától függ (a robottól, súlymotorjaitól, tehetetlenségeitől függ). Az utolsó, kI a hiba integráljára vonatkozik, és az állandó hibák csökkentésére szolgál, olyan, mint a végső kimenet kárpitozása (gondoljon az RC autó kormánykerékének trim gombjaira, hogy az autó teljesen egyenes legyen, kI eltávolítja az eltolást a kívánt cél és a tényleges érték között).

A B-ROBOT-on a felhasználó által adott kormányzati parancs hozzáadódik a motor kimenetéhez (az egyik motor pozitív, a másik negatív előjelű). Például, ha a felhasználó elküldi a 6 kormányzó parancsot, hogy jobbra forduljon (-10 -ről 10 -re), akkor hozzá kell adnunk 6 -ot a bal motor értékéhez, és kivonunk 6 -ot a jobb motorból. Ha a robot nem mozdul előre vagy hátra, a kormányzási parancs eredménye a robot pörgése

2. lépés: Mi a helyzet a távirányítóval?

"betöltés =" lusta"