Бақылау алгоритмдерін оқытуға арналған сызық ізбасары роботы: 3 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Мен бұл роботты бірнеше жыл бұрын робототехника пәнінің мұғалімі болған кезде жасадым. Бұл жобаның мақсаты - оқушыларыма жарысқа роботтан кейінгі сызықты кодтауды үйрету, сонымен қатар If/Else мен PID бақылауын салыстыру. Роботтың механикасы мен ұзындығы басқару алгоритміне қалай әсер ететіні маңызды. Мақсат оны жылдам әрі сенімді ету болды.

Мен оны Arduino IDE -мен бағдарламаландырдым, бірақ сіз қалаған IDE -ді де пайдалана аласыз. Оның USB жүктеушісі бар қуатты PIC32 бар, сондықтан сізге бағдарламашы қажет емес. Сондай -ақ, ҚОСУ/ӨШІРУ қосқышы, қалпына келтіру және іске қосу/бағдарлама түймесі бар. Жарық диодтары PWM қозғалтқышына қосылады, сондықтан сіз қуатты оңай қолдана аласыз.

Робот эксперимент үшін толығымен модульді және онымен апат болған жағдайда жөндеуге оңай. Бұл бұл роботты өте қызықты түрде бағдарламалауды үйренудің тамаша құралы етеді. Менің студенттерім оны ұзақ уақыт қолданды және әр уақытта жаңа нәрсені үйренді, тіпті PID бақылауы. Сенсорлық жолақ бүтін санды қайтару үшін алгоритмді қолданатынын айтпаған жөн, теріс мән робот сол жақта, оң жақта оң және серо сызықтың ортасында.

Жабдықтар

Ұзартылған тірек кронштейндері бар 2х 6В микро металл редукторлары (Кез келген беріліс коэффициенті жақсы, менікі 10: 1)

1x желілік сенсорлық тақта

1x Негізгі басқару блогы

Жазық сым арқылы 1х20, аралығы 1мм. Менікінің ұзындығы 20 см.

1х акрил байланыстырушы (3 мм мөлдір акрилмен кесілген)

1x 1/8 дөңгелек шар (менікі металл)

2х Резеңке доңғалақ, диаметрі 3 см.

1x Lipo батареясы. Сіз роботты 10в дейін қуаттандыра аласыз, бірақ қозғалтқыштар 6в үшін есептелгенін есте сақтаңыз.

Барлығын біріктіруге арналған кейбір М2 бұрандалары мен гайкалары.

Егер сіз өз қолыңызбен дизайн файлдарын жасағыңыз келсе, схемалар мен оны құруға қажет нәрсенің бәрі келесі қадамға қосылады.

1 -қадам: аппараттық құрал

Суреттерден көріп отырғаныңыздай, барлық компоненттер SMD болып табылады, бұл сіздің дәнекерлеу дағдыларыңызды дамытуға тамаша мүмкіндік. Бұл роботты менің 3 студентім дәнекерледі, сондықтан сіз мұны қиындықсыз жасай аласыз. Барлық дизайн файлдары қоса беріледі, сіз EAGLE көмегімен файлдарды көре аласыз. Егер сіз сүйікті ПХД өндірушісінің тақтасын алғыңыз келсе, герберлер де қосылады.

Екі тақта акрил кесіндісімен біріктірілген, лазерлік кесу үлгісі де қосылған. Мен оны орнында ұстау үшін М2 бұрандалары мен гайкаларын қолдандым. Допты құюшы да осында орналастырылған. Егер сіз роботты апатқа ұшыратсаңыз, акрил тақталарды сындырады және зақымданудан қорғайды, бұл тестілеуге өте ыңғайлы! Тегіс сым процессор мен сенсорлық тақта арасындағы байланысты жасау үшін қолданылады. Қозғалтқыштар процессор тақтасына сымдармен оңай қосылады.

Ескерту: PIC реттелетін микробағдарламаны қолданады, DP32 түпнұсқалық бағдарламалық жасақтамасының өзгертілген нұсқасы. Сіз микробағдарламаны осы жерден ала аласыз. ICSP қосылымы CPU тақтасының төменгі жағында орналасқан.

2 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Мен роботты бағдарламалау үшін Arduino IDE қолдануды ұсынамын. Мен сізге бұрын айтқанымдай, бұл жолдың ізбасары PIC32MX250 -ге негізделген және оны chipKIT DP32 үйлесімді етеді. Сізге chipKIT пакетін Arduino IDE пакеттік менеджеріне орнату ғана қажет және сіз дайынсыз. Сіз оны MPLAB немесе өзіңіз қалаған IDE -де бағдарламалай аласыз, бірақ сіз Arduino негізін біле аласыз.

Қалғандары кез келген басқа Arduino тақтасын бағдарламалауға ұқсас. Роботты компьютерге микро USB кабелімен қосыңыз және қалпына келтіру түймесін басқаннан кейін бірден бағдарлама түймесін басыңыз. Содан кейін IDE ішіндегі жүктеу түймесі бар эскизді жіберіңіз.

Мен бұл оқулыққа 3 эскиз енгіздім. Біріншісі сенсорлық массивті тексереді, екіншісі - If/Else жолының ізбасары, ал соңғысы - PID жолының ізбасары. Барлығы қазірдің өзінде жұмыс істейді, бірақ дизайнды өзгертсеңіз, кейбір мәндерді өзгерту қажет болады. Сонымен қатар өз еркіңізбен айналысыңыз! Сызық ізбасарының алгоритмін жасаудың жақсы әдістері бар, тәжірибе - сәттіліктің кілті.

3 -қадам: Эксперимент

Бұл шын мәнінде ең маңызды бөлігі, сіз барлық мүмкіндіктерді сынап көруіңіз керек және сізге сәйкес келетінін табуыңыз керек.

Әр түрлі диаметрлі дөңгелектер мен материалдармен тәжірибе жасаңыз. Акрил қосылысын өзгертетін роботтың ұзындығын өзгертіңіз. Басқа батареяны қолданыңыз, тіпті кернеуі басқа. Ол кіші де, үлкен де болуы мүмкін. Мүмкін қозғалтқыштар үшін басқа беріліс коэффициенті.

Бағдарламалық жасақтаманы сенсорларды азырақ пайдалану үшін өзгертіңіз немесе тіпті басқа алгоритмдерді қолданып көріңіз, өнімділіктің қаншалықты өзгеретініне таң қалуға болады. Немесе неге жоқ, егер сіз озық пайдаланушы болсаңыз, оны MPLAB көмегімен жасаңыз.

Аспан шегі!

Қосымша кеңес ретінде … PID табыстарын реттеу - бұл қызықты саяхат, онда сіз Kp, Kd және Ki әр түрлі мәндері бар сызықты ұстанған кезде роботтың әсерін біле аласыз. Оқу сағаттары мен сағаттарына кепілдік беріледі !!! Балалар математиканы барлық қажетті тапсырмаларды орындау үшін қолданатынын байқамайды.

Сізге бұл нұсқаулық ұнайды деп үміттенемін, егер сізге бірдеңе қажет болса, түсініктемелерде мені сұраңыз. Оқығаныңыз үшін рахмет:)