Arduino шугам дагагч Wallrides ангийн цагаан самбар: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Газар дээрх мөрийг дагах нь хэтэрхий уйтгартай юм!

Бид шугамын дагалдагчдыг өөр өнцгөөс харж, өөр онгоцонд, сургуулийн самбар дээр авчрахыг хичээсэн.

Үүнээс юу гарсныг хар даа!

Алхам 1: Танд юу хэрэгтэй вэ?

Нэг уралдааны роботын хувьд:

Механик:

1 x 2WD miniQ робот явах эд анги; Энэ бол энгийн хоёр дугуйтай робот бүтээх олон талт платформ юм

1 x 150 харьцаатай 2 х 6В бичил араа хөдөлгүүр; MiniQ робот платформд багтсан араа мотор нь 1:50 харьцаатай бөгөөд хэт хурдан байдаг. Тэдгээрийг илүү хүчирхэг хөдөлгүүрээр солих хэрэгтэй, жишээлбэл 1: 150 ба түүнээс дээш арааны харьцаа. Арааны харьцаа өндөр байх тусам робот самбар дээр удаан явах боловч дугуй гулсах магадлал бага байх болно

4 х неодим соронз; Танд 12 мм диаметртэй (дугуй хэлбэртэй хүмүүст) эсвэл 12 мм талтай (дөрвөлжин хэлбэртэй хүмүүст) 3 мм зузаантай жижиг соронз хэрэгтэй. Түүнчлэн соронз нь ихэвчлэн M3 -ийн зориулалттай тоолуурын толгойтой машины шурагны нүхтэй байх ёстой. Заримдаа үйлдвэрлэгчид соронзон холболтын хүчийг тодорхойлдог. Энэ нь 2 кг -аас 2.4 кг хооронд байх ёстой

Электроник:

1 x Arduino UNO; Самбар дээрх компьютер. Прототип бичих хамгийн алдартай платформ

1 x Octoliner модуль; Таны уралдааны ботын нүд, гэрэл. Октолинер бол I2C интерфэйсээр хянагддаг 8 тусдаа хэт улаан туяаны мэдрэгчээс бүрдэх сэрүүн шугамын мэдрэгч юм

1 x Мотор бамбай; Бараг бүх модуль танд тохирсон болно. Би L298p чип дээр суурилсан энэхүү аналогийг ашигласан

1 х 2 эсийн 7.4V LiPo зай; Энэ нь моторууд соронзны таталцлыг даван туулахад хэрэгтэй том гүйдэл өгч чадна. 2 эсийн батерей нь 7.4 В-оос 8.4 В хүртэлх хүчдэлтэй. Энэ нь 6V мотор болон Arduino самбар дээрх хүчдэлийн зохицуулагчийн хувьд хангалттай юм. Ямар ч хүчин чадлыг сонгох боломжтой. Батерейны багтаамж өндөр байх тусам робот удаан явах тусам хэт их багтаамжтай батерей нь хүнд байж болохыг анхаарна уу. 800mAh -аас 1300mAh хүртэлх багтаамж нь оновчтой юм

Төрөл бүрийн:

4 x Эрэгтэй, эмэгтэй утас;

10 мм урттай 4 x M3 зай эсвэл Эрэгтэй, эмэгтэй зогсолт;

25 мм ба түүнээс дээш урттай 3 x M3 зай эсвэл Эрэгтэй, эмэгтэй зогсолт;

4 x M3x8 тоолууртай хавтгай толгойтой шураг;

1 x M3 Nylon шураг;

1 x M3 Nylon зургаан өнцөгт самар;

Аливаа М3 шураг ба зургаан өнцөгт самар

Ангийн хувьд:

Ханан дээр өлгөөтэй соронзон самбар;

Зузаан хар соронзон самбар;

Хэрэв та олон робот хийж, тусад нь цэнэглэхийг хүсвэл тусгай LiPo батерей цэнэглэгч эсвэл олон цэнэглэгч

Алхам 2: Хэрхэн угсрах вэ? Явах эд анги угсрах

Эхлээд та 1: 150 арааны харьцаатай илүү хүчирхэг хөдөлгүүр бүхий иж бүрдэлээс хөдөлгүүрийг урьдчилан сольж буй miniQ явах эд ангиудыг угсрах хэрэгтэй. Утсыг моторын контакт руу гагнахаа бүү мартаарай!

Алхам 3: Хэрхэн угсрах вэ? Соронзон суулгах

MiniQ платформ дээр соронз суулгаарай. M3x10 зогсолт, M3x8 эсвэл M3x6 хавтгай тагны эрэг, М3 самар ашиглана уу. Шаардлагатай суулгах нүхийг зураг дээр харуулав.

Энэ нь чухал юм!

Зогсоох урт нь яг 10 мм байх ёстой. Соронзон суулгасны дараа платформыг самбар дээр туршиж үзээрэй. Дөрвөн соронз нь соронзон хавтантай зэргэлдээ байх ёстой бөгөөд miniQ платформын дугуй дээрх резинэн дугуйг урьдчилан ачаалж, хавтангийн гадаргуу дээр бага зэрэг үрэлт өгөх ёстой.

Роботыг самбар дээр гараар зөөх. Явган явахдаа соронз самбараас буух ёсгүй. Хэрэв ямар нэгэн соронз унасан бол дугуй дээрх резин дугуй хамгийн их ачаалалтай байна гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд бүх зогсолтын 10 мм -ийн зайг 1 эсвэл 2 мм -ээр нэмэгдүүлж, М3 угаагчийг нэмж оруулаад дахин оролдоно уу.

Алхам 4: Хэрхэн угсрах вэ? Электроникийг нэмнэ үү

Arduino UNO -ийн самбарыг M3x25 зогсолт, М3 эрэг, М3 самар ашиглан тавцан дээр суулгаарай. Богино зогсолтыг бүү ашигла, Arduino хавтангийн доор утас, батерейны зай үлдээ.

Моторын бамбайг Arduino UNO -ийн самбар дээр суулгаарай.

Octoliner модулийг суулгана уу. М3 Nylon шураг болон самар ашиглан тавцан дээр дараарай.

Энэ нь чухал юм!

Октолинерийг бэхлэхдээ металл бэхэлгээ бүү ашигла. Таслах самбар дээрх зарим бэхэлгээний нүхийг гагнаж, IO тээглүүр болгон ашигладаг. Богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд хуванцар бэхэлгээ, жишээлбэл, нейлон ашиглана уу.

Алхам 5: Хэрхэн угсрах вэ? Цахилгаан утас

Диаграммд үзүүлсэн шиг бүх электрон эд ангиудыг холбоно уу. Octoliner модулийг 4 утас (GND, 5V, SDA, SCL) ашиглан Arduino UNO руу холбодог. Моторыг бамбай руу холбоно уу. LiPo батерей нь моторын бамбай дээрх гадаад тэжээлийн хангамжийн контакт дэвсгэрүүд болон Arduino самбар дээрх VIN зүүтэй холбогддог. VIN зүү ашиглахын оронд та самбар дээрх 5.5 мм x 2.1 мм хэмжээтэй цахилгаан залгуурыг ашиглаж болно.

Энэ нь чухал юм!

Хөдөлгүүрийн бамбайг ашиглахдаа утас хэрэггүй болно. Хоёр мотор сувгийг 4 тээглүүрээр удирддаг. 2 ХОУХ зүү нь эргэлтийн хурдыг хариуцдаг бол 2 DIR зүү нь эргэх чиглэлийг хариуцдаг. Ихэвчлэн тэдгээрийг Arduino Board -ийн тусгай зүүтэй холбосон байдаг бөгөөд тэдгээрийн индексийн тоо нь бамбай үйлдвэрлэгчээс хамаарч өөр өөр байж болно. Жишээлбэл, миний Мотор бамбайны хувьд тоонууд нь D4 D5 (эхний сувгийн хувьд DIR ба PWM) ба D7 D6 (хоёр дахь сувгийн хувьд DIR ба PWM) байна. Анхны Arduino Motor бамбайны хувьд тээглүүрийн дугаар нь D12 D3 (эхний сувгийн хувьд DIR ба PWM), D13 D11 (хоёр дахь сувгийн хувьд DIR ба PWM) -тэй тохирч байна.

Энэ нь чухал юм!

Хобби LiPo батерейнд урвуу туйлт хамгаалалтын самбар байдаггүй! Эерэг ба сөрөг контактыг санамсаргүйгээр богиносгосноор батерейны тасалдал эсвэл гал гарах болно.

Алхам 6: Хэрхэн програмчлах вэ? XOD

Ийм уралдааны роботод зориулж програм зохиох нь угсрахаас хамаагүй хялбар юм.

Миний бүх төслүүдэд би XOD харааны програмчлалын орчинг ашигладаг бөгөөд энэ нь код бичихгүйгээр Arduino програмыг графикаар үүсгэх боломжийг олгодог. Энэ орчин нь төхөөрөмжийн хурдан загварчлах эсвэл програмчлалын алгоритмыг сурахад тохиромжтой. Дэлгэрэнгүй уншихын тулд XOD баримт бичгийн вэб хуудсыг дагана уу.

Энэ роботыг програмчлахын тулд та XOD ажлын талбарт зөвхөн нэг номын сангийн амперка/октолинер нэмэх хэрэгтэй. Энэ нь найман сувгийн шугамын мэдрэгчтэй ажиллахад зайлшгүй шаардлагатай.

Алхам 7: Хэрхэн програмчлах вэ? Нүхэн

Хөтөлбөр нь PID хянагчийн үйл ажиллагааны зарчимд суурилсан болно. Хэрэв та PID хянагч гэж юу болохыг, хэрхэн ажилладаг талаар мэдэхийг хүсч байвал энэ сэдвээр өөр нийтлэл уншиж болно.

Робот програмын тусламжтайгаар нөхөөсийг үзээрэй. Үүн дээр ямар зангилаа байгаа, энэ бүхэн хэрхэн ажилладагийг харцгаая.

октолинер шугам

Энэ бол мөрийг хянах Octoliner модулийг төлөөлж буй amperka/octoliner XOD номын сангаас хурдан эхлэх цэг юм. Энэ нь "шугамын мөрдөх утга" -ыг -1 -ээс 1 -ийн хооронд гаргадаг. 0 утга нь шугам нь Octoliner самбар дээрх хэт улаан туяаны мэдрэгчтэй харьцуулахад (CH3 ба CH4 хооронд) төв байрлалд байгааг харуулж байна. -1 утга нь зүүн туйлын байрлал (CH0), 1 нь туйлын баруун талд (CH1) харгалзана. Ачаалах зангилаа дээр оптик холбогч мэдрэгчийг эхлүүлж, гэрэл ба мэдрэмжийн анхдагч параметрүүдийг тохируулдаг. Энэ зангилааны оролт нь төхөөрөмжийн I2C хаяг (Octoliner хавтангийн ADDR нь 0x1A) ба мөрийг хянах утгын шинэчлэлтийн хурд (UPD) бөгөөд үүнийг тасралтгүй тохируулдаг.

Шугамын мөрдөх утгыг pid-controller зангилаа руу шууд дамжуулдаг.

pid хянагч

Энэ зангилаа нь XOD дахь PID хянагчийн ажлыг хэрэгжүүлдэг. Үүний зорилтот (TARG) утга нь 0. Энэ нь роботын доор шугам яг яг төвд байх үеийн төлөв юм. Хэрэв шугамын мөрдөх утга 0 бол PID хянагчийг RST зүүгээр дахин тохируулна. Хэрэв шугамын мөрдөх утга 0-ээс ялгаатай бол PID хянагч нь үүнийг Kp, Ki, Kd коэффициентийг ашиглан хөдөлгүүрийн хурдны утга болгон хөрвүүлдэг. Коэффициентийн утгыг туршилтаар сонгосон бөгөөд 1, 0.2 ба 0.5 -тэй тэнцүү байна. PID хянагчийн шинэчлэлтийн хурд (UPD) тасралтгүй байхаар тохируулагдсан.

PID-хянагчийн боловсруулсан утгыг 1-ээс хасаад 1-д нэмнэ. Энэ нь моторын синхрончлолгүй болгох, шугам алдагдах үед эсрэг чиглэлд эргүүлэх зорилгоор хийгддэг. Эдгээр зангилааны 1 утга нь хөдөлгүүрийн хамгийн дээд хурдыг илэрхийлдэг. Та хамгийн бага утгыг оруулснаар хурдыг бууруулах боломжтой.

h-гүүр-DC хөдөлгүүр

Эдгээр хоёр зангилаа нь зүүн ба баруун роботын моторыг хянах үүрэгтэй. Энд таны хөдөлгүүрийн бамбай ажилладаг PWM ба DIR зүү утгыг тохируулна уу.

Нүдээ анивч, уралдааны ботоо туршиж үзээрэй. Хэрэв та угсралтын зааврыг яг дагаж мөрдвөл нөхөөсийг өөрчлөх эсвэл PID хянагчийг тохируулах шаардлагагүй болно. Тодорхойлсон тохиргоо нь хамгийн оновчтой юм.

Дууссан програмыг номын сангийн gabbapeople/whiteboard-races дээрээс олж болно

Алхам 8: Үзэсгэлэн ба зөвлөмжүүд