Arduino - Тэнцвэржүүлэх - Тэнцвэржүүлэх робот - Хэрхэн хийх вэ?: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү гарын авлагад бид өөрийгөө тэнцвэржүүлдэг Arduino -ийг тэнцвэржүүлэх (тэнцвэржүүлэх) робот хэрхэн хийхийг сурах болно. Эхлээд та дээрх видео хичээлийг үзэж болно.

Алхам 1: Шаардлагатай техник хангамж

Arduino Board (Uno) -

MPU-6050 GY521 Acc+Gyro-https://bit.ly/2swR0Xo

DC 6V 210RPM кодлогч арааны моторын багц -

L298N мотор драйвер -

Шилжүүлэгч товч -

M3 Hex урсгалтай таслагч шураг самар багц -

Нийлэг Perspex хуудас -

3.7v 18650 цэнэглэдэг ли-ион+цэнэглэгч-https://bit.ly/2LNZQcl

9V батерей -

Jumper Wires -

Халуун цавуу буу -

Arduino гарааны хэрэгсэл ба хангамж (заавал биш): Arduino Board & SCM хангамж #01 -

Arduino Board & SCM хангамж #02 -

Arduino Basic Learning Starter Kit #01 -

Arduino Basic Learning Starter Kit #02 -

Arduino анхан шатны сургалтын эхлэлийн хэрэгсэл #03 -

Mega 2560 гарааны иж бүрдэл -

Arduino #01 -д зориулсан мэдрэгч модулийн иж бүрдэл -

Arduino #02 -д зориулсан мэдрэгч модулийн иж бүрдэл -

Алхам 2: Роботын угсралт

• Нийлэг 3 хуудасны дөрвөн буланг өрөмдөх. (Зураг 1 ба 2)
• Нийлэг хуудас бүрийн хооронд ойролцоогоор 8 кантиметр / 3.15 инч байх болно. [Зураг 3]
• Роботын хэмжээ (ойролцоогоор) 15см х 10см х 20см. [Зураг 4]
• Тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүр ба дугуйг роботын төвд (дунд шугам) байрлуулна. [Зураг 5]
• L298N мотор драйверийг роботын нэгдүгээр давхрын төвд (дунд шугам) байрлуулах болно. [Зураг 6]
• Arduino самбарыг роботын хоёрдугаар давхарт байрлуулах болно.
• MPU6050 модулийг роботын дээд давхарт байрлуулах болно. [Зураг 7]

Алхам 3: Холболтууд

MPU6050 -ийг туршиж үзээд ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай! MPU6050 -ийг эхлээд Arduino -д холбож, доорх заавар дахь кодыг ашиглан холболтыг туршина уу. Даха цуваа дэлгэц дээр харагдах ёстой

Зааварчилгаа заавар - MPU6050 GY521 6 тэнхлэг хурдасгуур+гиро

YouTube заавар - MPU6050 GY521 6 тэнхлэг хурдасгуур + гиро

L298N модуль нь оролтын хүчдэл +7 В ба түүнээс дээш байх тохиолдолд Arduino -д шаардлагатай +5V -ийг хангах боломжтой. Гэсэн хэдий ч би моторын тусдаа тэжээлийн эх үүсвэртэй байхаар шийдсэн

Алхам 4: Тэнцвэржүүлэх нь хэрхэн ажилладаг вэ?

• Роботыг тэнцвэртэй байлгахын тулд моторууд роботын уналтыг эсэргүүцэх ёстой.
• Энэ үйлдэл нь санал хүсэлт, залруулах элемент шаарддаг.
• Санал хүсэлтийн элемент нь MPU6050 бөгөөд роботын одоогийн чиг хандлагыг мэдэхийн тулд Arduino ашигладаг гурван тэнхлэгт хурдатгал, эргэлтийг хоёуланг нь өгдөг.
• Залруулах элемент бол мотор ба дугуйны хослол юм.
• Өөрийгөө тэнцвэржүүлэх робот нь үндсэндээ урвуу дүүжин юм.
• Хэрэв массын төв нь дугуйны тэнхлэгтэй харьцуулахад өндөр байвал тэнцвэржүүлж болно.
• Тиймээс би батерейны хайрцгийг дээр байрлуулсан.
• Гэхдээ роботын өндрийг материалын бэлэн байдлыг харгалзан сонгосон.

Алхам 5: Эх код ба номын сан

Тэнцвэрийн роботод зориулж боловсруулсан код нь хэтэрхий төвөгтэй юм. Гэхдээ санаа зовох зүйл байхгүй. Бид зөвхөн зарим өгөгдлийг өөрчлөх болно.

Өөрийгөө тэнцвэржүүлэх роботыг ажиллуулахын тулд бидэнд гадны дөрвөн номын сан хэрэгтэй

• PID номын сан нь P, I, D утгыг тооцоолоход хялбар болгодог.
• LMotorController номын сан нь L298N модуль бүхий хоёр моторыг жолоодоход ашиглагддаг.
• I2Cdev номын сан ба MPU6050_6_Axis_MotionApps20 номын сан нь MPU6050 -аас өгөгдөл унших зориулалттай.

Номын санг татаж авах

PID -

LMotorController -

I2Cdev -

MPU6050 -

Эх кодыг авах -

PID гэж юу вэ?

• Хяналтын онолын хувьд зарим хувьсагчийг (энэ тохиолдолд роботын байрлалыг) тогтвортой байлгахын тулд PID гэж нэрлэгддэг тусгай хянагч хэрэгтэй.
• P - пропорциональ, I - интеграл, D - үүсмэл. Эдгээр параметр бүр нь ихэвчлэн Kp, Ki, Kd гэж нэрлэгддэг "ашиг" -тай байдаг.
• PID нь хүссэн утга (оролт) ба бодит утга (эсвэл гаралт) хооронд залруулга өгдөг. Оролт ба гаралтын ялгааг "алдаа" гэж нэрлэдэг.
• PID хянагч нь гаралтыг тасралтгүй тохируулах замаар алдааг хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулдаг.
• Манай Arduino өөрөө тэнцвэржүүлэх роботын хувьд оролтыг (хүссэн хазайлт, градусаар) програм хангамжаар тохируулдаг.
• MPU6050 нь роботын өнөөгийн хазайлтыг уншиж, хөдөлгүүрийг хянах, роботыг босоо байрлалд байлгах тооцооллыг хийдэг PID алгоритм руу өгдөг.

PID нь Kp, Ki, Kd -ийн утгыг оновчтой утгаар нь "тааруулах" шаардлагатай байдаг

Бид оронд нь PID утгыг гараар тохируулах болно

1. Kp, Ki, Kd -ийг тэгтэй тэнцүү болгоорой.
2. Kp -ийг тохируулна уу. Хэт бага Kp нь роботыг унагах болно (залруулга хангалтгүй). Хэт их Kp нь роботыг нааш цааш эргүүлэх болно. Хангалттай сайн Kp нь роботыг бага зэрэг нааш цааш урагшлуулах болно (эсвэл бага зэрэг хэлбэлзэнэ).
3. Kp -ийг тохируулсны дараа Kd -ийг тохируулна уу. Kd -ийн сайн утга нь робот бараг тогтвортой байх хүртэл хэлбэлзлийг бууруулдаг. Мөн Kd -ийн зөв хэмжээ нь роботыг түлхсэн ч гэсэн зогсож байх болно.
4. Эцэст нь Ki -ийг тохируулна уу. Kp ба Kd -ийг тохируулсан байсан ч асаахад робот хэлбэлздэг боловч цаг хугацааны хувьд тогтворжих болно. Зөв Ki утга нь роботыг тогтворжуулах хугацааг богиносгох болно.

Илүү сайн үр дүнд хүрэх санал

Balance роботын эх кодыг тогтвортой, үр ашигтай ажиллуулахын тулд энэ төсөлд ашигласан материалыг ашиглан ижил төстэй роботын хүрээ үүсгэхийг зөвлөж байна.

Алхам 6: Дэмжих зорилгоор

• Та миний YouTube сувгийг захиалж, бусад хичээл, төслүүдийг үзэх боломжтой.
• Мөн та дэмжлэг авахаар бүртгүүлж болно. Баярлалаа.

Миний YouTube сувагт зочлоорой -