PID Line Follower Atmega328P: 4 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

КІРІСПЕ

Бұл нұсқаулық миында жұмыс істейтін PID (пропорционалды-интегралды-туынды) басқару (математикалық) бар (Atmega328P) сызықты тиімді және сенімді ізбасар жасау туралы.

Сызық ізбасары - бұл автономды робот, ол ақ түсте қара сызықпен немесе қара аймақта ақ сызықпен жүреді. Робот белгілі бір сызықты анықтап, оны жалғастыра білуі керек.

LINE FOLLOWER жасау үшін бірнеше бөліктер/қадамдар болады, мен олардың барлығын біртіндеп талқылаймын.

1. Сенсор (сызықты көру үшін көз)
2. Микроконтроллер (кейбір есептеулерді орындау үшін ми)
3. Қозғалтқыштар (бұлшықет күші)
4. Мотор жүргізушісі
5. Шасси
6. Батарея (энергия көзі)
7. Дөңгелек
8. Әр түрлі

Міне, САТУ ЖОЛДАУШЫСЫНЫҢ ВИДЕОСЫ

КЕЛЕСІ ҚАДАМДАРДА мен әр компонент туралы толығырақ талқылаймын.

1 -қадам: QTR 8RC сенсоры (Көз)

Осы керемет сенсорды шығарған Pololufor -ға рахмет.

Модуль 0,875 дюйм (9,525 мм) біркелкі орналасқан сегіз ИҚ эмитенті мен қабылдағышы (фототранзистор) үшін ыңғайлы тасымалдаушы болып табылады. Сенсорды қолдану үшін алдымен кернеуді қолдану арқылы шығыс түйінін зарядтау керек (Конденсаторды зарядтау). оның шығыс штыры. Содан кейін сіз сырттан берілетін кернеуді алып тастау арқылы рефлексияны оқи аласыз және интегралды фототранзистордың әсерінен шығыс кернеуінің қанша уақытқа дейін ыдырайтынын есептей аласыз. Шірудің қысқа уақыты үлкен шағылыстың көрсеткіші болып табылады. Бұл өлшеу тәсілінің бірнеше артықшылықтары бар, әсіресе QTR-8RC модулінің жарықдиодты қуатты өшіру мүмкіндігімен бірге:

• Аналогты-цифрлық түрлендіргіш (ADC) қажет емес.
• Кернеуді бөлетін аналогтық шығысқа сезімталдығы жақсарды.
• Көптеген датчиктерді параллель оқу микроконтроллерлердің көпшілігінде мүмкін.
• Параллель оқу жарықдиодты қуатты қосу опциясын оңтайлы пайдалануға мүмкіндік береді

Ерекшеліктер

• Өлшемдері: 2,95 «x 0,5» x 0,125 «(тақырып түйреуіштері орнатылмаған)
• Жұмыс кернеуі: 3.3-5.0 В.
• Қоректену тогы: 100 мА
• Шығу форматы: уақытша жоғары импульс ретінде оқуға болатын 8 цифрлық енгізу-шығару үйлесімді сигналы
• Зерттеудің оңтайлы қашықтығы: 0,125 дюйм (3 мм) Ұсынылатын максималды сезу қашықтығы: 0,375 «(9,5 мм)
• Түйреуішсіз салмағы: 0,11 унция (3,09 г)

QTR-8RC шығысын сандық енгізу-шығару жолдарына қосу

QTR-8RC модулінде сегіз бірдей сенсорлық шығыс бар, олар Parallax QTI сияқты шығыс желісін жоғары жүргізуге, содан кейін шығыс кернеуінің ыдырау уақытын өлшеуге қабілетті цифрлық енгізу-шығару желісін қажет етеді. Сенсорды оқудың әдеттегі реттілігі:

1. IR светодиодтарын қосыңыз (міндетті емес).
2. Енгізу -шығару жолын шығысқа орнатыңыз және оны жоғары жүргізіңіз.
3. Сенсор шығысының жоғарылауы үшін кемінде 10 мкс рұқсат етіңіз.
4. Енгізу -шығару жолын кіріс етіңіз (жоғары импеданс).
5. Енгізу -шығару желісінің төмендеуін күту арқылы кернеудің ыдырау уақытын өлшеңіз.
6. IR жарықдиодты сөндіріңіз (міндетті емес).

Бұл қадамдарды әдетте бірнеше енгізу -шығару жолдарында параллель орындауға болады.

Күшті шағылысу кезінде ыдырау уақыты бірнеше ондаған микросекундтарға дейін төмен болуы мүмкін; шағылысусыз ыдырау уақыты бірнеше миллисекундқа дейін жетуі мүмкін. Зақымданудың нақты уақыты микроконтроллердің енгізу -шығару желісінің сипаттамаларына байланысты. Маңызды нәтижелер әдеттегі жағдайларда 1 мс ішінде қол жеткізуге болады (яғни, төмен шағылысу сценарийлеріндегі нәзік айырмашылықтарды өлшеуге тырыспаған кезде), бұл барлық 8 датчиктерден 1 кГц дейінгі іріктеуге мүмкіндік береді. Егер төменгі жиілікті іріктеу жеткілікті болса, жарықдиодты сөндіру арқылы қуатты айтарлықтай үнемдеуге болады. Мысалы, егер 100 Гц іріктеу жылдамдығы қолайлы болса, жарық диодтары уақыттың 90% өшірілуі мүмкін, бұл орташа ток шығынын 100 мА -дан 10 мА -ға дейін төмендетеді.

2 -қадам: Atmega328P микроконтроллері (ми)

Бұл керемет микроконтроллер AKA Atmega328 өндіру үшін Atmel корпорациясына рахмет.

ATmega328P үшін негізгі параметрлер

Параметр мәні

• Flash (Кбайт): 32 Кбайт
• Түйреуіш саны: 32
• Максимум Жұмыс жиілігі. (МГц): 20 МГц
• CPU: 8 биттік AVR
• Максималды енгізу -шығару түйреуіштері: 23
• Қосымша үзілістер: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC арналары: 8
• ADC ажыратымдылығы (бит): 10
• SRAM (Кбайт): 2
• EEPROM (байт): 1024
• Енгізу -шығару жабдықтау класы: 1,8 -ден 5,5 -ке дейін
• Жұмыс кернеуі (Vcc): 1,8 - 5,5
• Таймер: 3

Толық ақпарат алу үшін Atmega328P деректер кестесін қараңыз.

Бұл жобада мен Atmega328P -ді бірнеше себеппен қолданамын

1. Арзан
2. Есептеу үшін жедел жады жеткілікті
3. Бұл жоба үшін енгізу -шығару түйреуіштері жеткілікті
4. Atmega328P Arduino -да қолданылады. Сіз сурет пен бейнеде Arduino Uno -ны байқай аласыз, бірақ мен Arduino IDE немесе кез келген Arduino -ды қолданамын. Мен интерфейс тақтасы ретінде тек жабдықты қолдандым. Мен жүктеушіні өшірдім және чипті бағдарламалау үшін USB ASP қолдандым.

Chip бағдарламалау үшін мен Atmel Studio 6 қолдандым

Барлық КӨЗДІҢ КОДЫ GitHub -та жүктеледі және test.c файлын тексереді.

Бұл пакетті құрастыру үшін POLOLU AVR LIBRARY SETUP тіркемелерін тексеріп, жүктеп алып, орнату қажет …

Мен сондай -ақ Atmega328P әзірлеу тақтасының схемасын және тақта файлын жүктеймін … Сіз оны өзіңіз жасай аласыз …

3 -қадам: мотор мен мотор драйвері

Мен жетекші ретінде 350RPM 12V BO түріндегі берілісті тұрақты қозғалтқышты қолдандым. Қосымша ақпарат алу үшін… MOTOR LINK

Мотор жүргізушісі ретінде мен L293D H- көпірін қолдандым.

Мен сол үшін схемалық және тақта файлын тіркеймін.

4 -қадам: шасси және басқалары

Бот 6 мм қалыңдықтағы ағаштан жасалған.