PICO -той мөр дагагч робот: 5 алхам (зурагтай)

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

Та бидний мэддэг соёл иргэншлийг устгаж, хүн төрөлхтнийг устгах чадвартай робот бүтээхээс өмнө. Та эхлээд газар дээр зурсан шугамыг дагах чадвартай энгийн роботуудыг бүтээх чадвартай байх ёстой бөгөөд эндээс бид бүгдийг дуусгах эхний алхамаа хийх болно.

Нэгдүгээрт, роботыг дагаж буй шугам нь газар дээрх шугамыг дагах чадвартай робот бөгөөд энэ шугам нь ихэвчлэн цагаан дэвсгэр дээр эсвэл эсрэгээр зурсан хар шугам юм. Учир нь робот нь хар ба цагаан гэх мэт ялгаатай өнгийг ялгахад илүү хялбар байдаг. Роботын уншиж буй өнгөнөөс хамааран өнцгийг нь өөрчилдөг газар.

Хангамж

1. PICO

2. Хоёр дугуйгаар хөтлөгчтэй робот явах эд анги нь дараахь зүйлтэй.

   • Нийлэг явах эд анги
   • Дугуй ба кодлогчтой 2 тогтмол гүйдлийн мотор
   • Металл зогсолт бүхий кастер дугуй
   • 4 сувгийн зай эзэмшигч
   • Зарим боолт, самар
   • Асаах/унтраах унтраалга
3. L298N мотор жолоочийн модуль
4. 2 шугам мөрдөгч мэдрэгч
5. 7.4V батерей

Алхам 1: DC моторыг бэлтгэх

Та өөрийн гараар явах эд анги үйлдвэрлэхэд цаг хугацаа, хүч чармайлтаа хэмнэдэг тул энэхүү төслийг хөнгөвчлөхийн тулд хоёр дугуйгаар хөтлөгчтэй "2WD" явах эд анги ашиглаж болно. Төслийн электроник дээр анхаарлаа төвлөрүүлэхэд илүү их цаг өгөх болно.

Мэдрэгчдийн уншилтаас хамааран роботынхоо хөдөлгөөний хурд, чиглэлийг хянахын тулд хөдөлгүүрийг ашиглах гэж байгаа тул DC мотороос эхэлье. Хамгийн эхний хийх зүйл бол оролтын хүчдэлтэй шууд пропорциональ моторын хурдыг хянаж эхлэх явдал юм.

PWM "Pulse Width Modulation" техник нь ажилд хамгийн тохиромжтой, учир нь энэ нь таны цахилгаан төхөөрөмж (мотор) руу орж буй дундаж утгыг тохируулах, тохируулах боломжийг олгодог. Мөн "HIGH" ба "LOW" дижитал дохиог ашиглан аналог утгыг бий болгож, 2 дохиог хооронд нь маш хурдан хурдтайгаар сольж ажилладаг. "Аналог" хүчдэл нь ХОУХ -ны үед тооноос тоон LOW хүртэлх тоон дохионы хоорондох хувь хэмжээнээс хамаарна.

Бид PICO -г мотортой шууд холбож чадахгүй гэдгийг анхаарна уу, учир нь хөдөлгүүрт PICO -ийн тээглүүрээр ажиллах боломжгүй хамгийн багадаа 90 мА хүчин чадал шаардагддаг тул бид L298N мотор драйвер модулийг ашигладаг бөгөөд энэ нь хоёуланг нь дамжуулах боломжийг олгодог. хөдөлгүүрт хангалттай гүйдэл өгч, туйлыг нь өөрчилдөг.

Дараах алхмуудыг дагаж моторын терминал бүрт утсыг гагнана.

1. Моторын терминал дээр бага хэмжээний гагнуур хий
2. Утасны үзүүрийг мотор терминалын дээр тавьж, терминал дээрх гагнуур хайлж, утсаар холбогдох хүртэл гагнуурын төмрөөр халааж, дараа нь гагнуурын төмрийг салгаад холболтыг хөргөнө.
3. Өмнөх алхмуудыг хоёр хөдөлгүүрийн үлдсэн терминалуудтай давтана.

Алхам 2: L298N мотор драйвер модулийг ашиглах

L298N мотор жолоочийн мотор нь PICO -аас ирж буй дохиог нэмэгдүүлэх, дамжуулж буй гүйдлийн туйлыг өөрчлөх чадвартай. Таны мотор эргэх хурд, чиглэлийг хянах боломжийг танд олгоно.

L298N зүү

1. DC мотор А -ийн анхны терминал
2. DC мотор А -ийн хоёр дахь терминал
3. Усан онгоцны 5V зохицуулагч холбогч. Хэрэв та 12в -оос дээш моторын тэжээлийн хүчдэлийг хүчдэлийн зохицуулагчийг хатуу болгохгүй бол холбогчийг салга.
4. Моторын тэжээлийн хүчдэл. Хамгийн дээд тал нь 35v, хэрэв та 12 вольтоос дээш хүчдэл хэрэглэж байгаа бол хүчдэлийн зохицуулагчийг салгахаа бүү мартаарай.
5. GND
6. 5V гаралт. Энэ гаралт нь хүчдэлийн зохицуулагчаас холбогдсон хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь мотортой ижил эх үүсвэрээс PICO -г тэжээх боломжийг танд олгоно.
7. DC мотор А холбогчийг идэвхжүүлнэ. Хэрэв энэ холбогч холбогдсон бол мотор урагш эсвэл арагшаа бүрэн хурдаар ажиллах болно. Гэхдээ хэрэв та хурдыг хянахыг хүсч байвал холбогчийг салгаад оронд нь PWM зүү холбоно уу.
8. In1 нь гүйдлийн туйлшрал, улмаар А моторын эргэлтийн чиглэлийг хянахад тусалдаг.
9. In2 нь гүйдлийн туйлшрал, улмаар А моторын эргэлтийн чиглэлийг хянахад тусалдаг.

10. In3 нь гүйдлийн туйлшрал, улмаар В моторын эргэлтийн чиглэлийг хянахад тусалдаг.

11. In4 нь гүйдлийн туйлшрал, улмаар В моторын эргэлтийн чиглэлийг хянахад тусалдаг.
12. DC мотор В холбогчийг идэвхжүүлнэ. Хэрэв энэ холбогч холбогдсон бол мотор урагш эсвэл арагшаа бүрэн хурдаар ажиллах болно. Гэхдээ хэрэв та хурдыг хянахыг хүсч байвал холбогчийг салгаад оронд нь PWM зүү холбоно уу.

DC мотор В -ийн анхны терминал

DC мотор В -ийн хоёр дахь терминал

L298N жолоочийн хөдөлгүүртэй тээглүүрүүдийн тоо нь ашиглахад хэцүү мэт санагддаг. Гэхдээ энэ нь үнэндээ маш хялбар бөгөөд үүнийг ашиглан бид хоёр моторынхоо эргэлтийн чиглэлийг хянахад ашигладаг жишээн дээр баталъя.

PICO -г мотор драйвертай дараах байдлаар холбоно уу "та дээрх диаграмыг олох болно".

• In1 → D0
• In2 → D1
• In3 → D2
• In4 → D3

Хөдөлгүүрийн чиглэлийг хос бүрийн In1/2 ба In3/4 зүү зүү хооронд өндөр ба бага логик утгыг илгээх замаар хянадаг. Жишээлбэл, хэрэв та HIGH -ийг In1 рүү, LOW -ийг In2 руу илгээвэл энэ нь моторыг нэг чиглэлд эргүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд LOW -ийг In1 рүү, HIGH -ийг In2 руу илгээх нь хөдөлгүүрийг эсрэг чиглэлд эргүүлдэг. Гэхдээ хэрэв та In1 болон In2 хоёуланд нь ижил HIGH эсвэл LOW дохиог нэгэн зэрэг илгээвэл мотор зогсох болно.

PICO -ийн GND -ийг батерейны GND -тэй холбохоо бүү мартаарай, мөн Enable A болон Enable B холбогчийг бүү салгаарай.

Та мөн энэ жишээний кодыг олох болно.

Алхам 3: L298N драйвер модульд ХОУХ -ийг нэмж оруулах

Одоо бид моторынхоо эргэх чиглэлийг хянах боломжтой боллоо. Гэсэн хэдий ч бид хүчдэлийн тогтмол эх үүсвэртэй бөгөөд тэдний авах хамгийн их хүчийг өгдөг тул бид тэдний хурдыг хянаж чадахгүй хэвээр байна. Үүнийг хийхийн тулд хоёр хөдөлгүүрийг удирдахын тулд танд хоёр PWM зүү хэрэгтэй болно. Харамсалтай нь, PICO нь зөвхөн 1 ХОУХ -ны гаралттай бөгөөд үүнийг PCA9685 OWM модулийг ашиглан өргөжүүлэх шаардлагатай бөгөөд энэхүү гайхалтай модуль нь таны ХОУХ -ийг 1 -ээс 16 болгон өргөжүүлэх боломжтой юм!

PCA9685 холбоосууд:

1. VCC → Энэ бол таны логик хүч бөгөөд хамгийн ихдээ 3-5в хүч юм.
2. GND → Сөрөг зүү нь хэлхээг дуусгахын тулд GND -тэй холбогдсон байх ёстой.
3. V+ → Энэ зүү нь гадаад тэжээлийн эх үүсвэрээс ирж буй хүчийг хуваарилдаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн их хэмжээний гүйдэл шаардагдах, гадаад тэжээлийн эх үүсвэр шаардлагатай моторуудад ашигладаг.
4. SCL → PICO -ийн SCL -тэй холбосон цуваа цагийн зүү.
5. SDA → PICO -ийн SDA -д холбогддог цуваа өгөгдлийн зүү.
6. OE → Гаралтыг идэвхжүүлэх зүү, энэ зүү нь LOW гэсэн утгатай бөгөөд энэ нь зүү нь LOW байх үед бүх гаралтыг идэвхжүүлж, өндөр байх үед бүх гаралтыг идэвхгүй болгодог гэсэн үг юм. Энэ бол нэмэлт зүү бөгөөд өгөгдмөлийг LOW гэж татаж авдаг.

PCA9685 PWM модуль нь 16 PWM гаралттай бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн V+, GND, PWM дохиотой бөгөөд та бусдаас хамааралгүйгээр удирдах боломжтой. ХОУХ бүр 25 мА гүйдэл дамжуулах чадвартай тул болгоомжтой байгаарай.

Одоо бид моторынхоо хурд, чиглэлийг хянахын тулд PCA9685 модулийг ашигладаг хэсэг ирсэн бөгөөд PICO -г PCA9685 ба L298N модулиудтай ингэж холбож байна.

PCA9685 руу PICO:

1. D2 (PICO) SDA (PCA9685)
2. D3 (PICO) SCL (PCA9685)

PCA9685 -аас L298N хүртэл:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), А моторын чиглэлийг хянах
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), А моторын чиглэлийг хянах
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), В моторын чиглэлийг хянах
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), В моторын чиглэлийг хянах
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N), А хөдөлгүүрийн хурдыг хянадаг PWM дохиог илгээх зориулалттай.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), B хөдөлгүүрийн хурдыг хянадаг ХОУХ -ны дохиог илгээх зориулалттай.

Дээр дурдсан бүх хэсгүүдийн кодыг та олох болно.

Алхам 4: Line Tracker мэдрэгчийг ашиглах

Шугам мөрдөгч нь маш энгийн. Энэхүү мэдрэгч нь хар ба цагаан шиг ялгаатай байдлаас хамааран хоёр гадаргууг ялгах чадвартай.

Шугам мэдрэгч нь IR LED ба фотодиод гэсэн үндсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ нь LED -ээс IR туяа ялгаруулж, фотодиод руу буцаж ирэх тусгалыг уншсанаар өнгийг ялгаж чаддаг бөгөөд дараа нь гэрэл тусгасан гэрлээс хамаарч хүчдэлийн утгыг гаргадаг (гэрэл "гялалзсан" гадаргуугийн өндөр утга, бага утга) харанхуй гадаргуугийн хувьд).

Шугам мөрдөгчийн холбоосууд:

1. A0: энэ бол аналог гаралтын зүү бөгөөд хэрэв бид аналог оролтыг уншихыг хүсвэл үүнийг ашигладаг (0-1023)
2. D0: Энэ бол дижитал гаралтын зүү бөгөөд хэрэв бид дижитал оролтыг уншихыг хүсвэл үүнийг ашигладаг (0-1)
3. GND: Энэ бол газрын зүү бөгөөд бид үүнийг PICO -ийн GND зүүтэй холбодог
4. VCC: Энэ бол тэжээлийн зүү бөгөөд бид үүнийг PICO -ийн VCC зүү (5v) руу холбодог.
5. Потенциометр: Энэ нь мэдрэгчийн мэдрэмтгий байдлыг хянахад ашиглагддаг.

Шугам мэдрэгчийг хар шугам илрүүлсэн тохиолдолд LED -ийг асаах энгийн програмаар туршиж үзээд, цувааны монитор дээр мэдрэгчийн заалтыг хэвлэх явцад цагаан гадаргуу илрүүлсэн тохиолдолд LED -ийг унтраацгаая.

Дээрх хавсаргасан тестийн кодыг та олох болно.

Алхам 5: Бүгдийг нэг дор нэгтгэх

Бидний хийх ёстой хамгийн сүүлийн зүйл бол бүх зүйлийг нэгтгэх явдал юм. Бид бүгдийг тус тусад нь туршиж үзсэн бөгөөд бүгд хүлээгдэж буй байдлаар ажиллаж байна.

Бид PICO, PCA9685 ба L298N модулийг байгаагаар нь холбож өгөх болно. Дараа нь бид одоо байгаа тохиргоонд мөр дагагч мэдрэгчийг нэмдэг бөгөөд энэ нь дараах байдалтай байна.

1. VCC (бүх шугам хянах мэдрэгч) → VCC (PICO)
2. GND (мөр хянах бүх мэдрэгч) → GND (PICO)
3. D0 (Баруун шугам мэдрэгч) → A0 (PICO)
4. D0 (Төв шугам мөрдөгч мэдрэгч) → A1 (PICO)
5. D0 (Зүүн талын мөр мэдрэгч) → A2 (PICO)

Энэ бол таны машиныг хянаж, цагаан дэвсгэр дээр хар шугамыг дагаж мөрдөхийг хэлэх эцсийн код юм.