Бөмбөг тэнцүүлэгч ба PID хуурагч: 7 алхам (зурагтай)

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

Энэхүү төслийг Arduino ашиглах туршлагатай хүмүүст зориулав. Серво, OLED дэлгэц, тогоо, товчлуур, гагнуур ашиглах талаар урьд өмнө эзэмшсэн мэдлэг нь тус болно. Энэхүү төсөлд 3D хэвлэмэл хэсгүүдийг ашигладаг.

Ball Balancer бол PID тааруулах туршилт хийх PID туршилтын төхөөрөмж юм. PID Fiddler бол PID тааруулалтыг тохируулах алсын удирдлага юм.

PID -ийг хөдөлгөөнийг илүү хянах шаардлагатай үед ашигладаг. Сайн жишээ бол тэнцвэржүүлэгч робот юм. Робот тэнцвэрийг хадгалахын тулд жижиг тохируулга хийх шаардлагатай бөгөөд хэрэв цохилт, түлхэлт тулгарвал өөрийгөө барьж авахын тулд хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх шаардлагатай байна. Тэнцвэрийг хадгалахын тулд дугуйны моторын хариу үйлдлийг тааруулахад PID ашиглаж болно.

PID нь мэдрэгчийн санал хүсэлтийг шаарддаг. Тэнцвэржүүлэгч робот нь роботын үнэмлэхүй өнцгийг хэмжихдээ жирос болон акселерометрийг ашигладаг. Мэдрэгчийн гаралтыг тэнцвэрийг хадгалахын тулд хөдөлгүүрийг хянахад PID ашигладаг.

Тэгвэл би яагаад уйтгартай бөмбөг тэнцвэржүүлэгч хийсэн юм бэ? Мэдээжийн хэрэг энэ нь дажгүй, гэхдээ тэнцвэржүүлэгч роботууд зөв тааруулагдаагүй тохиолдолд эргэдэг. Тэнцвэржүүлэх робот бол PID тааруулах туршилт хийх хамгийн сайн төхөөрөмж биш юм. Бөмбөг тэнцүүлэгч нь илүү тогтвортой бөгөөд PID тааруулах нөлөөг харах сайн хэрэгсэл юм. Бөмбөг тэнцвэржүүлэгчийг тааруулахаас олж авсан мэдлэгийг тэнцвэржүүлэгч роботыг тохируулахад ашиглаж болно.

Бөмбөг тэнцвэржүүлэгч нь эргэлтийн цэг дээрх төмөр зам юм. Төмөр зам дээр бөмбөг байдаг бөгөөд төмөр зам хазайсан үед төмөр зам дээр нааш цааш хөдөлдөг. Төмөр зам нь servo -тай байна. Төмөр замын төгсгөлд бөмбөгний мэдрэгчээс зайг хэмждэг мэдрэгч байдаг. PID -ийн оролт нь бөмбөгийг мэдрэгчээс алслагдсан зай бөгөөд PID -ийн гаралт нь төмөр замыг чиглүүлж, бөмбөгийг хөдөлгөдөг servo юм.

Би Arduino PID номын санг ашиглаж байна.

PID Fiddler бол PID -ийн утгыг тааруулахад ашигладаг зүйл юм. Танд нэг нь хэрэггүй, гэхдээ энэ нь тусалдаг. PID Fiddler нь Ball Balancer -аас алслагдсан бөгөөд зөвхөн хоёр утастай холбогддог бөгөөд Ball Balancer ажиллаж байх үед үүнийг холбож, салгаж болно. Та хамгийн сайн утгыг олсны дараа утгыг төслийнхөө ноорог дээр хатуу кодчилж болно.

PID Fiddler -ийг хийх нэмэлт хүчин чармайлт нь PID -т тааруулах өөрчлөлт хийхэд шаардагдах цаг хугацаанд үр дүнгээ өгдөг. Та өөрчлөлтийнхөө үр дүнг хурдан харах боломжтой. Үүнийг PID -ийг ашигладаг ирээдүйн төслүүдэд дахин ашиглах боломжтой. Бариулах нь хөгжилтэй, гайхалтай харагдаж байна!

Алхам 1: Бөмбөг тэнцвэржүүлэгч - эд анги

3D хэвлэмэл хэсгүүдийг эндээс олж болно:

(Угсрах зааврыг дээрх линк дэх Хэвлэлийн дараах заавраас олж болно)

1 - 1 "х 1/8" хөнгөн цагаан өнцөг, 500мм урттай хайчилж ав.

1 - Adafruit VL53L0X Нислэгийн зайны мэдрэгчийн цаг:

1 - Хобби Servo хяналтын эвэртэй

1 - Холболтын хатуу утас (ойролцоогоор 7 мм)

- Янз бүрийн. Суулгах эрэг

1- Ардуино Уно

2 - LED (улаан, ногоон)

3 - 330 Ом эсэргүүцэл

- Янз бүрийн. Холбогч утас ба талхны самбар

- Хавтгай хар шүршигч будаг

1 - Цагаан ширээний теннисний бөмбөг

Алхам 2: Бөмбөг тэнцвэржүүлэгч - угсрах

Бөмбөг тэнцүүлэгчийг угсрах зааврыг эндээс үзнэ үү:

Зарим нэмэлт зөвлөмжүүд:

Мэдрэгчийн алдааг багасгахын тулд төмөр замын дотор талыг хавтгай хараар шүршинэ.

Холбоос (дээрх зураг дээр харуулав):

- Серво удирдлагын эвэр болон мэдрэгчийн хаалт хооронд 7 мм орчим урттай хатуу утас ашиглана уу.

- Төмөр замыг тэгшлээд, хяналтын эвэрийг servo хөдөлгөөний дунд хэсэгт хэвтээ байрлуулна (servo утга 90).

- Утасны дээд хэсэгт жижиг гогцоо нугалж, утасны доод хэсэгт z хэлбэртэй нугална.

- z үзүүрийг хяналтын эвэрт хийж, мэдрэгчийн хаалт дээрх гогцооны төв хэсэгт цэгийг тэмдэглэнэ.

- Жижиг нүх өрөмдөж, жижиг шураг ашиглан утсыг мэдрэгчийн хаалтанд холбоно.

Алхам 3: Бөмбөг тэнцвэржүүлэгч утас ба Ардуино эскиз

Цахилгааны утас холбохын тулд дээрх зургийг үзнэ үү.

Сервод тусдаа тэжээлийн хангамжийг ашигла. Энэ нь вандан сандал эсвэл батерейны багц байж болно. Би 5В хүчдэлтэй вандан санд ажилладаг.

PID Fiddler -ийг хоёр утсаар холбоно, нэг нь Pin 1 (Serial RX), нэг нь газардуулгатай.

Ноорогыг өгсөн болно.

Ноорог тэмдэглэл: Тогтсон цэгийн утга 15 секунд тутамд 200 мм -ээс 300 мм болж өөрчлөгдөнө. Мэдрэгчийн гаралтыг харахын тулд Arduino IDE дээрх цуваа мониторыг ашиглах нь тустай.

Алхам 4: PID Fiddler 2 - эд анги

3D хэвлэсэн бамбай болон бариулыг эндээс олж болно:

4-10 Кохм сав

1- Түр холбоо барих товчлуурууд:

1- Adafruit Monochrome 128x32 I2C OLED график дэлгэц:

1- Ардуино Уно

- өөр. толгой ping (.1 инч), терминал блок, залгах утас

Алхам 5: Pid Fiddler 2 - Утас, угсралт, Ардуино эскиз

Бамбайг холбохдоо утас диаграммыг ашиглана уу.

Ассемблейн зөвлөмж:

-Гаалийн хэлхээний самбар хийх талаархи зөвлөмжийг миний зааварчилгаанаас үзнэ үү:

- 3D хэвлэсэн бамбай дээрх супер цавуу толгой.

- Би утас боох утас ашигладаг.

- Дөрвөлжин ёроолтой савыг ашиглаж, бэхлэх хавчуургыг таслан аваад халуун цавуугаар байрлуул.

- Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнасан. OLED -д эмэгтэй толгой ашиглах ба бусад төслүүдэд ашиглахын тулд OLED -ийг хялбархан салгаж, салгаж болно.

Ноорог тэмдэглэл:

- Бөмбөг тэнцүүлэгч Arduino -ийн терминал блокоос утас (2, TX руу залгасан) 1 зүү (цуваа RX) руу холбоно уу. Терминал блок (газардуулгын) хооронд утсыг Ball Balancer Arduino -ийн газартай холбоно уу.

- Товчлуурыг дарж, товчлуурыг дарж PID тохиргоог тохируулж, утгыг бөмбөг тэнцвэржүүлэгч рүү илгээх товчийг суллана уу.

Алхам 6: Бөмбөг тэнцвэржүүлэгч ба PID Фидлерийг ашиглах

Гагцхүү түүнтэй тоглож эхлэх л үлдлээ!

- Бөмбөгийг төмөр зам дээр тавь.

- PID Fiddler дээрх товчлуурыг дарж, P, I, D -ийг тэг, ST -ийг 200 болгож эхлүүлнэ үү.

- Серво хариу өгөхөө болино.

- Одоо бөмбөгний хариу үйлдэл, хөдөлгөөнд хэрхэн нөлөөлж байгааг мэдэхийн тулд өөр өөр P, I, D утгыг туршиж эхлээрэй.

- Sample Time (ST) -ийн утгыг өөрчилж үзээрэй. Түүврийн хугацаа нь миллисекундээр оролтыг цуглуулах хугацаа юм. Утга нь түүврийн хугацаанд дунджаар тооцогддог. Хөдөлгөөнгүй байны мэдрэгчийн гаралт бага хэмжээгээр өөрчлөгдөх болно. Хэрэв түүвэрлэх хугацаа хэтэрхий бага байвал PID -ийн гаралт "жиргэх" болно. PID нь мэдрэгчийн уншилтын дуу чимээг засахыг оролдож байна. Sample Times -ийг илүү удаан ашиглах нь дуу чимээг намдаах боловч PID -ийн гаралт нь бүдэг болно.

Алхам 7:

Ашиглагдахгүй байгаа