PICO бар линия ізбасары: 5 қадам (суреттермен)

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

Сіз өркениетті тоқтата алатын және адамзатты жоюға қабілетті робот құра алмас бұрын. Сіз алдымен жерге түсірілген сызықпен жүре алатын қарапайым роботтарды жасай білуіңіз керек, осында сіз бәрімізді аяқтауға алғашқы қадам жасайсыз>. <

Біріншіден, роботтың артынан жүретін сызық - бұл жердегі сызықты ұстануға қабілетті робот және бұл сызық әдетте ақ фонда немесе керісінше сызылған қара сызық болып табылады; себебі бұл роботқа ақ пен қара сияқты өте қарама -қарсы түстерді ажыратуды жеңілдетеді. Робот оқылатын түске байланысты бұрышын өзгертеді.

Жабдықтар

1. PICO

2. Екі дөңгелекті жетекші робот шассиі, олар:

   • Акрил шасси
   • Дөңгелегі мен кодері бар 2 тұрақты ток қозғалтқышы
   • Металл ілмектері бар дөңгелек
   • 4 арналы батарея ұстағыш
   • Кейбір бұрандалар мен гайкалар
   • Қосу/өшіру қосқышы
3. L298N қозғалтқыш драйвер модулі
4. 2 Желілік трекер сенсорлары
5. 7.4В батарея

1 -қадам: Тұрақты ток қозғалтқыштарын дайындау

Бұл жобаны жеңілдету үшін сіз екі доңғалақты «2WD» шассиін қолдана аласыз, себебі бұл сіздің жеке шасси жасау кезінде уақыт пен күш үнемдейді. Сізге жобаның электроникасына көбірек көңіл бөлу.

Тұрақты ток қозғалтқыштарынан бастайық, өйткені сенсорлардың көрсеткіштеріне байланысты қозғалтқыштарды роботтың қозғалыс жылдамдығы мен бағытын басқару үшін қолданатын боласың. Біріншіден, қозғалтқыштардың жылдамдығын басқаруды бастау керек, ол кіріс кернеуіне тікелей пропорционалды, яғни жылдамдықты жоғарылату үшін кернеуді жоғарылату керек және керісінше.

PWM «Импульстік ені модуляциясы» техникасы жұмыс үшін өте қолайлы, себебі ол сіздің электронды құрылғыға (моторға) түсетін орташа мәнді реттеуге және баптауға мүмкіндік береді. Және ол аналогты мәндерді құру үшін «HIGH» және «LOW» цифрлық сигналдарын қолдана отырып, 2 сигналды өте жылдам қарқынмен алмастыра отырып жұмыс істейді. Бұл жерде «аналогты» кернеу PWM кезеңінде болатын цифрлық ЖОҒАРЛЫЛЫҚ пен Төмен сигналдардың арасындағы пайызға байланысты.

Назар аударыңыз, біз PICO -ны қозғалтқышқа тікелей қоса алмаймыз, себебі қозғалтқышқа PICO түйреуіштерімен өңдеуге болмайтын 90 мА қажет, сондықтан біз L298N қозғалтқыш модулін қолданамыз, бұл бізге екеуіне де жіберуге мүмкіндік береді. қозғалтқыштарға жеткілікті ток және оның полярлығын өзгертеді.

Енді келесі қадамдарды орындай отырып, мотордың әр терминалына сым дәнекерлейік:

1. Қозғалтқыштың терминалында дәнекерлеудің аз мөлшерін сақтаңыз
2. Сымның ұшын қозғалтқыш терминалының үстіне қойып, оны дәнекерлегішпен қыздырып, терминалдағы дәнекер еріп сыммен байланысқанша қыздырыңыз, содан кейін дәнекерлегішті алып тастап, қосылымды суытыңыз.
3. Алдыңғы қадамдарды екі қозғалтқыштың қалған ұштарымен қайталаңыз.

2 -қадам: L298N драйвер модулін пайдалану

L298N қозғалтқышының қозғалтқышы PICO сигналын күшейтуге және ол арқылы өтетін токтың полярлығын өзгертуге қабілетті. Қозғалтқыш айналатын жылдамдықты да, бағытты да басқаруға мүмкіндік береді.

L298N түйреуіштері

1. Тұрақты ток қозғалтқышының бірінші терминалы
2. Тұрақты ток қозғалтқышының екінші терминалы
3. Борттық 5В реттегіш секіргіш. Егер сіз 12 вольттан жоғары қозғалтқышты кернеу реттегішін қатаң емес етіп қоссаңыз, бұл секіргішті алып тастаңыз.
4. Қозғалтқыштың кернеуі. Максимум 35В, ал егер сіз 12 вольттан артық қолдансаңыз, кернеу реттегішін алуды ұмытпаңыз.
5. GND
6. 5в шығыс. Бұл шығыс кернеу реттегішінен келеді, егер ол әлі қосылған болса және ол сізге PICO -ны қозғалтқышпен бір көзден қуаттандыруға мүмкіндік береді.
7. Тұрақты ток қозғалтқышы А қосқыш. Егер бұл қосқыш қосылса, қозғалтқыш толық жылдамдықпен не алға, не артқа қарай жұмыс істейді. Бірақ, егер сіз жылдамдықты басқарғыңыз келсе, секіргішті алып тастап, орнына PWM түйреуішін қосыңыз.
8. In1, ол токтың полярлығын, осылайша, А қозғалтқышының айналу бағытын басқаруға көмектеседі.
9. In2, ол токтың полярлығын, осылайша А қозғалтқышының айналу бағытын басқаруға көмектеседі.

10. In3, ол токтың полярлығын, осылайша, В қозғалтқышының айналу бағытын басқаруға көмектеседі.

11. In4, ол токтың полярлығын, осылайша, В қозғалтқышының айналу бағытын басқаруға көмектеседі.
12. Тұрақты DC қозғалтқышы секіргішті қосады. Егер бұл қосқыш қосылса, қозғалтқыш толық жылдамдықпен не алға, не артқа қарай жұмыс істейді. Бірақ, егер сіз жылдамдықты басқарғыңыз келсе, секіргішті алып тастап, орнына PWM түйреуішін қосыңыз.

Тұрақты ток қозғалтқышының В терминалы

Тұрақты ток қозғалтқышының екінші терминалы

L298N қозғалтқышы бар түйреуіштердің саны оны пайдалануды қиындатады. Бірақ бұл өте оңай, және біз оны екі қозғалтқыштың айналу бағытын басқару үшін қолданатын мысалмен дәлелдейік.

PICO -ны мотор драйверіне келесі түрде қосыңыз: «сіз жоғарыдағы диаграмманы табасыз»:

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

Қозғалтқыштың бағыты әр жұптың In1/2 және In3/4 түйреуіштері арасындағы жоғары және төмен логикалық мәнді жіберу арқылы бақыланады. Мысалы, егер сіз HIGH -ды In1 -ге және LOW -ты In2 -ге жіберсеңіз, бұл қозғалтқышты бір бағытта айналдырады және LOW -ды In1 -ге және HIGH -ды In2 -ге жіберу қозғалтқышты қарама -қарсы бағытта бұрады. Бірақ, егер сіз бірдей ЖОҒАРЫ немесе ТӨМЕН сигналдарды бір уақытта In1 мен In2 -ге жіберсеңіз, қозғалтқыштар тоқтайды.

PICO -ның GND -ін аккумулятордың GND -мен қосуды ұмытпаңыз және Enable A және Enable B секіргіштерін алып тастамаңыз.

Сіз бұл мысалдың кодын жоғарыда таба аласыз.

3 -қадам: L298N драйвер модуліне PWM қосу

Біз енді қозғалтқыштардың айналу бағытын басқара аламыз. Бірақ біз әлі де олардың жылдамдығын басқара алмаймыз, өйткені бізде тұрақты кернеу көзі бар, олар оларға максималды қуат береді. Мұны істеу үшін сізге екі қозғалтқышты басқару үшін екі PWM түйреуіші қажет. Өкінішке орай, PICO -да тек 1 PWM шығысы бар, біз оны PCA9685 OWM модулін қолдану арқылы кеңейтуіміз керек және бұл керемет модуль сіздің PWM -ді 1 -ден 16 -ға дейін кеңейте алады!

PCA9685 түйреуіштері:

1. VCC → Бұл сіздің логикалық күшіңіз, максимум 3-5в.
2. GND → Теріс істікті GND -ге қосу керек.
3. V+ → Бұл түйін сыртқы қуат көзінен келетін қуатты таратады, ол негізінен токтың үлкен мөлшерін қажет ететін және сыртқы қуат көзін қажет ететін қозғалтқыштарда қолданылады.
4. SCL → PICO SCL -ге қосылатын сериялық сағат штыры.
5. SDA → PICO SDA қосылатын сериялық деректер түйрегіші.
6. OE → Шығуды қосуға арналған түйреуіш, бұл түйреуіштің белсенділігі LOW болып табылады, демек түйреуіш LOW болғанда, барлық шығулар қосылады, ал ЖОҒАРЫ болғанда барлық шығулар ажыратылады. Бұл қосымша түйреуіш, әдепкі мәні LOW төмен тартылады.

PCA9685 PWM модулінде 16 PWM шығысы бар, олардың әрқайсысында V+, GND және PWM сигналы бар, оларды басқаларға тәуелсіз басқаруға болады. Әрбір PWM 25 мА ток өткізе алады, сондықтан абай болыңыз.

Енді біз қозғалтқыштардың жылдамдығы мен бағытын басқару үшін PCA9685 модулін қолданатын бөлік келді, осылайша біз PICO -ны PCA9685 және L298N модульдеріне қосамыз:

PCA9685 -ке PICO:

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

PCA9685 - L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), қозғалтқыштың бағытын басқару үшін
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), қозғалтқыштың бағытын басқару үшін
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), В қозғалтқышының бағытын басқару үшін
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), В қозғалтқышының бағытын басқару үшін
5. PWM 4 (PCA9685) → қосуA (L298N), А қозғалтқышының жылдамдығын басқаратын PWM сигналын жіберуге арналған.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), В қозғалтқышының жылдамдығын басқаратын PWM сигналын жіберуге арналған.

Сіз жоғарыда көрсетілген барлық бөліктердің кодын таба аласыз.

4 -қадам: Line Tracker сенсорын пайдалану

Сызық іздеуші өте қарапайым. Бұл сенсор екі бетті ажыратуға қабілетті, олардың арасындағы контрастқа байланысты, ақ пен ақ сияқты.

Желілік трекер сенсорында екі негізгі бөлік бар: ИК жарықдиодты және фотодиод. Ол светодиодтан ИК сәулесін шығару және фотодиодқа қайтып келетін шағылысты оқу арқылы түстерді ажырата алады, содан кейін фотодиод шағылған жарыққа байланысты кернеу мәнін шығарады (жарықтың «жылтыр» беті үшін ЖОҒАРЫ мәні мен ТӨМЕН мәні) қараңғы бет үшін).

Желілік трекердің түйреуіштері:

1. A0: бұл аналогтық шығыс түйреуіш, және егер біз аналогты кірісті оқуды қаласақ, оны қолданамыз (0-1023)
2. D0: Бұл цифрлық шығыс түйреуіші, және егер біз сандық кірісті оқуды қаласақ, оны қолданамыз (0-1)
3. GND: Бұл жердің түйреуіші және біз оны PICO -ның GND түйреуішіне қосамыз
4. VCC: бұл қуат штыры, және біз оны PICO VCC түйреуішіне (5v) қосамыз
5. Потенциометр: Бұл сенсордың сезімталдығын бақылау үшін қолданылады.

Сызық іздеу датчигін қара сызықты анықтаған кезде жарықдиодты қосатын қарапайым бағдарламамен сынап көрейік, ал егер сенсордың көрсеткішін сериялық мониторда басып шығару кезінде ақ бетті анықтаса, жарық диодты өшіреміз.

Сіз жоғарыда берілген тесттің кодын таба аласыз.

5 -қадам: Барлығын біріктіру

Бізге қажет соңғы нәрсе - бәрін біріктіру. Біз олардың барлығын жеке тексердік және олардың барлығы күткендей жұмыс істейді.

Біз PICO, PCA9685 және L298N модульдерін сол күйінде қосамыз. Содан кейін, біз қолданыстағы қондырғыға желілік ізбасар сенсорларын қосамыз және ол келесідей:

1. VCC (барлық желілік бақылау сенсорлары) → VCC (PICO)
2. GND (барлық желілік бақылау сенсорлары) → GND (PICO)
3. D0 (Оң жақ сызықты бақылау сенсоры) → A0 (PICO)
4. D0 (Орталық сызықты бақылау сенсоры) → A1 (PICO)
5. D0 (Сол жақ жолды бақылау сенсоры) → A2 (PICO)

Бұл сіздің машинаңызды басқаратын және біздің жағдайда ақ фонда қара сызықпен жүруді айтатын соңғы код.