Допты теңестіруші және PID скрипкасы: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл жоба Arduino -мен жұмыс тәжірибесі бар адамдарға арналған. Серверлерді, OLED дисплейлерді, кастрөлдерді, түймелерді, дәнекерлеуді қолдану туралы бұрын білу пайдалы болады. Бұл жобада 3D басып шығарылған бөлшектер қолданылады.

Ball Balancer - бұл PID тюнингімен тәжірибе жасауға арналған PID сынау қондырғысы. PID Fiddler - бұл PID тюнингін реттеуге арналған қашықтан басқару құралы.

PID қозғалысты көбірек бақылау қажет болған кезде қолданылады. Жақсы мысал - теңдестіруші робот. Робот тепе -теңдікті сақтау үшін кішігірім түзетулер енгізуі керек, егер ол соққыға немесе итеруге тап болса, өзін ұстау үшін жылдам әрекет етуі керек. PID тепе -теңдікті сақтау үшін доңғалақ қозғалтқыштарының реакциясын реттеу үшін пайдаланылуы мүмкін.

PID сенсордан кері байланысты қажет етеді. Теңестіруші робот роботтың абсолюттік бұрышын өлшеу үшін гиро мен акселерометрді қолданады. Сенсордың шығуын PID тепе -теңдікті сақтау үшін қозғалтқыштарды басқару үшін пайдаланады.

Неліктен мен скучно допты теңестіруші жасадым? Әрине, бұл керемет, бірақ теңдестіру роботтары дұрыс реттелмеген кезде аударылады. Баланстық роботтар PID -тюнингпен тәжірибе жасаудың ең жақсы құралы емес. Допты теңестіруші әлдеқайда тұрақты және PID тюнинг әсерін көрудің жақсы құралы. Шар теңгерушісін баптаудан алған білімді теңдестіруші роботты баптауға қолдануға болады.

Шар теңгерімі - бұл айналу нүктесіндегі рельс. Рельсте доп рельс аударылған кезде рельсте алға -артқа қозғалады. Рельстің айналуы серво. Рельстің соңында доптың сенсордан қашықтығын өлшейтін сенсор орналасқан. PID -ке доптың сенсордан қашықтығы, ал PID -тің шығысы - рельске ұшатын және допты жылжытатын серво.

Мен Arduino PID кітапханасын қолданамын.

PID Fiddler - бұл мен PID мәндерін реттеу үшін қолданатын құрал. Сізге қажет емес, бірақ бұл көмектеседі. PID Fiddler Ball Balancer -дан қашықта орналасқан, ол тек екі сыммен қосылады және оны Ball Balancer жұмыс істеп тұрған кезде қосуға және ажыратуға болады. Ең жақсы мәндерді тапқаннан кейін, мәндерді жобаның эскизінде қатаң кодтауға болады.

PID Fiddler жасаудың қосымша күші PID -ті реттеуді өзгертуге қажет уақытты алады. Өзгерістердің нәтижесін тез көруге болады. Және оны PID қолданатын болашақ жобаларда қайта пайдалануға болады. Құрылыстың қызықты екенін айтпағанда, керемет көрінеді!

1 -қадам: Шар теңестіруші - бөлшектер

3D басып шығарылған бөлшектер мына жерден табылды:

(Құрастыру жөніндегі нұсқаулық жоғарыдағы сілтемедегі Басып шығарудан кейінгі нұсқаулықта берілген)

Алюминий бұрышы 1 - 1 «х 1/8», ұзындығы 500 мм.

1 - Adafruit VL53L0X ұшу қашықтығы датчигінің уақыты:

1 - басқару мүйізі бар хобби Servo

1 - байланыс үшін қатаң сым (шамамен 7 мм)

- Әр түрлі. Бекіту бұрандалары

1- Ардуино Уно

2 - жарық диоды (қызыл, жасыл)

3 - 330 Ом резисторлары

- Әр түрлі. Өткізгіш сымдар мен нан тақтасы

- Жалпақ қара спрей бояуы

1 - ақ пинг -понг допы

2 -қадам: Шар теңестірушісі - құрастыру

Шар теңгеріміне арналған құрастыру нұсқаулығын мына жерден табуға болады:

Кейбір қосымша кеңестер:

Сенсор қатесін азайту үшін рельстің ішкі жағын қара түске бояйды.

Сілтеме (жоғарыдағы суретте көрсетілген):

- Серво басқару мүйізі мен сенсор кронштейнінің арасындағы байланыс үшін ұзындығы шамамен 7 мм болатын қатаң сымды қолданыңыз.

- Рельсті тегістеңіз, басқару мүйізін серво қозғалысының ортасына көлденең қойыңыз (серво мәні 90).

- Сымның жоғарғы жағында кішкене ілмек, ал сымның төменгі жағында - z тәрізді иілу.

- z ұшын басқару мүйізіне салыңыз, сенсор кронштейніндегі циклдің ортасындағы нүктені белгілеңіз.

- Кішкене тесік бұрғылап, сенсор кронштейніне сымды бекіту үшін кішкене бұранданы қолданыңыз.

3 -қадам: Шар теңестіруші сымдары мен Ардуино эскизі

Сымдарды қосу үшін жоғарыдағы суретті қараңыз.

Серво үшін бөлек қуат көзін пайдаланыңыз. Бұл орындық қуат көзі немесе батарея жиынтығы болуы мүмкін. Мен 5В кернеуінің қондырғысын қолданамын.

PID Fiddler екі сыммен бекітіледі, олардың бірі Pin 1 (Serial RX) және біреуі жерге қосылады.

Эскиз беріледі.

Эскиздік ескертулер: Орнатылған нүктенің мәні әр 15 секунд сайын 200 мм -ден 300 мм -ге дейін өзгереді. Сенсордың шығуын көру үшін Arduino IDE сериялық мониторын пайдалану пайдалы.

4 -қадам: PID Fiddler 2 - бөлшектер

3D басып шығарылған қалқан мен тұтқаларды мына жерден табуға болады:

4-10 Кох құмырасы

1- Лездік байланыс түймелері:

1- Adafruit монохромды 128x32 I2C OLED графикалық дисплейі:

1- Ардуино Уно

- басқа. ping header (.1 дюйм), терминалды блоктар, жалғау сымы

5 -қадам: Pid Fiddler 2 - сымдар, құрастыру және Arduino эскизі

Қорғанысты қосу үшін электр схемасын қолданыңыз.

Жинау бойынша кеңестер:

-Арнайы тақталар жасау бойынша кеңестер алу үшін менің нұсқаулығымды қараңыз:

- 3D басып шығарылған қалқандағы супер желім тақырыптары.

- Мен сымды орайтын сымды қолданамын.

- Төртбұрышты түбі бар кастрюльдерді қолданыңыз және бекітетін ілгектерді кесіңіз, оларды ыстық желіммен жабыстырыңыз.

- Компоненттер дәнекерленген. OLED үшін әйел тақырыбын қолданыңыз, және OLED басқа жобаларда пайдалану үшін оңай ажыратылып, шығарылуы мүмкін.

Эскиз жазбалары:

- Терминалды блоктан сымды (2, TX сымымен байланыстырылған) Ball Balancer Arduino 1 -ші істігіне (сериялық RX) жалғаңыз. Терминал блогы (жерге) арасындағы сымды Ball Balancer Arduino жерге қосыңыз.

- Түймені басып тұрыңыз, PID параметрлерін реттеу үшін түймелерді реттеңіз, мәндерді Ball Balancer -ге жіберу үшін босатыңыз.

6 -қадам: Ball Balancer мен PID Fiddler пайдалану

Онымен ойнауды бастау ғана қалды!

- Допты рельстің үстіне қойыңыз.

- PID Fiddler түймесін басып тұрыңыз, бастау үшін P, I және D -ді нөлге, ST -ды 200 -ге қойыңыз.

- Серво жауап беруді тоқтатады.

- Енді доптың реакциясы мен қозғалысына қалай әсер ететінін білу үшін әр түрлі P, I және D мәндерімен тәжірибе бастаңыз.

- Үлгі уақыты (ST) мәндерін өзгертуге тырысыңыз. Іріктеу уақыты - бұл миллисекундтарда енгізілген ақпарат жиналатын уақыт. Таңдамалы уақыт ішінде мәндер орта есеппен алынады. Қозғалмайтын нысананың сенсорлық шығысы аз мөлшерде өзгереді. Егер іріктеу уақыты тым аз болса, PID шығысы «дірілдейді». PID сенсор көрсеткіштеріндегі шуды түзетуге тырысады. Sample Times ұзағырақ пайдалану шуды тегістейді, бірақ PID шығысы бұралаң болады.

7 -қадам:

Қолданылмаған