PID vonalkövető Atmega328P: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

BEVEZETÉS

Ez az oktatható eszköz arról szól, hogy hatékony és megbízható vonalkövetőt hozzunk létre az agyában futó PID (arányos-integrál-származékos) vezérléssel (matematikai) (Atmega328P).

A vonalkövető egy autonóm robot, amely vagy fekete vonalat követ fehérben, vagy fehér vonalat fekete területen. A robotnak képesnek kell lennie arra, hogy felismerje az adott vonalat, és folyamatosan kövesse azt.

Tehát kevés rész/lépés lesz a VONALKÖVETŐ elkészítéséhez. Mindegyiket lépésről lépésre tárgyalom.

1. Érzékelő (szem, hogy lássa a vonalat)
2. Mikrokontroller (Agy, hogy elvégezzen néhány számítást)
3. Motorok (izomerő)
4. Motorvezető
5. Alváz
6. Akkumulátor (energiaforrás)
7. Kerék
8. Egyéb

Itt a VONATKÖVETŐ VIDEÓJA

A KÖVETKEZŐ LÉPÉSEKBEN RÉSZLETESEN VITATKOZOK MINDEN ALKOTOMÁNYRÓL

1. lépés: Érzékelő (szem) QTR 8RC

Köszönet a Pololu -nak, hogy gyártotta ezt a fantasztikus érzékelőt.

A modul kényelmes hordozó nyolc infravörös sugárzó és vevő (fototranzisztor) pár számára, amelyek egyenletesen vannak elosztva 0,375 (9,525 mm) időközönként. Az érzékelő használatához először fel kell tölteni a kimeneti csomópontot (A kondenzátor töltése) feszültség alá helyezve OUT csapja. Ezután leolvashatja a reflektanciát a külső feszültség levonásával és az időzítéssel, hogy mennyi idő alatt csökken a kimeneti feszültség az integrált fototranzisztor miatt. A rövidebb bomlási idő a nagyobb visszaverődést jelzi. Ennek a mérési módszernek számos előnye van, különösen akkor, ha a QTR-8RC modul képes kikapcsolni a LED-et:

• Nincs szükség analóg-digitális átalakítóra (ADC).
• Javított érzékenység a feszültségosztó analóg kimenetén.
• A legtöbb mikrovezérlővel több érzékelő párhuzamos leolvasása lehetséges.
• A párhuzamos leolvasás lehetővé teszi a LED tápellátás opció optimalizált használatát

Specifikációk

• Méretek: 2,95 x 0,5 "x 0,125" (fejléc nélkül)
• Üzemi feszültség: 3,3-5,0 V
• Tápfeszültség: 100 mA
• Kimeneti formátum: 8 digitális I/O-kompatibilis jel, amelyek időzített magas impulzusként olvashatók
• Optimális érzékelési távolság: 3 mm (0,125 hüvelyk) Maximális ajánlott érzékelési távolság: 9,5 mm
• Súly fejrészek nélkül: 3,09 g

A QTR-8RC kimenetek illesztése digitális I/O vonalakhoz

A QTR-8RC modul nyolc azonos érzékelő kimenettel rendelkezik, amelyekhez-a Parallax QTI-hez hasonlóan-digitális I/O vonalra van szükség, amely képes a kimeneti vonal magasra emelésére, majd a kimeneti feszültség csökkenésének idejének mérésére. Az érzékelő leolvasásának tipikus sorrendje a következő:

1. Kapcsolja be az infravörös LED -eket (opcionális).
2. Állítsa az I/O vonalat egy kimenetre, és vezesse magasra.
3. Hagyjon legalább 10 μs -ot, hogy az érzékelő kimenete emelkedjen.
4. Legyen az I/O vonal bemenet (nagy impedanciájú).
5. Mérje meg a feszültség csökkenésének idejét, várva, amíg az I/O vezeték lemerül.
6. Kapcsolja ki az infravörös LED -eket (opcionális).

Ezeket a lépéseket általában párhuzamosan lehet végrehajtani több I/O vonalon.

Erős visszaverődés mellett a bomlási idő akár több tucat mikroszekundum is lehet; fényvisszaverő képesség nélkül a bomlási idő akár néhány ezredmásodperc is lehet. A bomlás pontos ideje a mikrokontroller I/O vonalának jellemzőitől függ. Jellemző eredmények 1 ms-on belül elérhetők tipikus esetekben (azaz amikor nem próbálják meg finom különbségeket mérni az alacsony tükröződésű forgatókönyvekben), lehetővé téve mind a 8 érzékelő 1 kHz-es mintavételét. Ha elegendő az alacsonyabb frekvenciájú mintavétel, a LED-ek kikapcsolásával jelentős energiamegtakarítás érhető el. Például, ha a 100 Hz -es mintavételi frekvencia elfogadható, a LED -ek az idő 90% -ában kialszhatnak, így az átlagos áramfelvétel 100 mA -ről 10 mA -re csökken.

2. lépés: Mikrokontroller (agy) Atmega328P

Köszönet az Atmel Corporation -nek A fantasztikus mikrokontroller AKA Atmega328 gyártásához.

Az ATmega328P legfontosabb paraméterei

Paraméter értéke

• Flash (Kbyte): 32 Kbyte
• Tűszám: 32
• Max. Üzemi frekvencia (MHz): 20 MHz
• CPU: 8 bites AVR
• Maximális I/O csapok: 23
• Ext megszakítások: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC csatornák: 8
• ADC felbontás (bit): 10
• SRAM (kbyte): 2
• EEPROM (bájt): 1024
• I/O tápellátási osztály: 1,8–5,5
• Üzemi feszültség (Vcc): 1,8-5,5
• Időzítők: 3

Részletes információkért látogasson el az Atmega328P adatlapjára.

Ebben a projektben kevés okból az Atmega328P -t használom

1. Olcsó
2. Van elég RAM a számításhoz
3. Elegendő I/O érintkező ehhez a projekthez
4. Az Atmega328P -t az Arduino -ban használják … U láthat a képen és a videón egy Arduino Uno -t, de éjszaka az Arduino IDE -t vagy bármelyik Arduino -t használom. Csak a hardvert használtam interfész táblának. Töröltem a rendszerbetöltőt, és USB ASP -t használtam a chip programozásához.

A chip programozásához az Atmel Studio 6 -ot használtam

Az összes FORRÁSKÓD A GitHub -ban van Töltse le és ellenőrizze a test.c fájlt.

A csomag összeállításához le kell töltenie és telepítenie kell a POLOLU AVR KÖNYVTÁR BEÁLLÍTÁSA Ellenőrizze a mellékleteket…

Feltöltök egy Atmega328P fejlesztői tábla sémát és táblafájlt is … Ön is elkészítheti…

3. lépés: Motor és motorvezérlő

350RPM 12V BO típusú hajtóműves egyenáramú motort használtam hajtóműként. További információkért … MOTOR LINK

Motorhajtóként az L293D H-bridge IC-t használtam.

Ehhez csatolom a vázlatos és a táblafájlt.

4. lépés: Alváz és egyéb

A bot 6 mm vastag rétegelt fából készült.