Sisukord:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-13 06:57
Maal joone järgimine on liiga igav!
Oleme püüdnud joone järgijatele teise nurga alt vaadata ja viia nad teisele tasandile - kooli tahvlile.
Vaata, mis sellest tuli!
Samm: mida vajate?
Ühe võidusõiduroboti jaoks:
Mehaanika:
1 x 2WD miniQ robotraam; See on multifunktsionaalne platvorm lihtsate kaherattaliste robotite loomiseks
2 x 6V mikroülekandega mootor, vähendussuhe 1: 150; MiniQ robotplatvormiga kaasasolevate hammasratastega mootorite ülekandearv on 1:50 ja need on liiga kiired. Need tuleks asendada tugevamate mootoritega, näiteks 1: 150 või suurema ülekandearvuga. Mida suurem on ülekandearv, seda aeglasemalt robot tahvlil sõidab, kuid seda väiksem on võimalus, et rattad libisevad
4 x neodüümmagnet; Teil on vaja väikeseid 3 mm paksuseid 12 mm läbimõõduga (ümmarguse kujuga) või 12 mm küljega (ruudukujulisi) magneteid. Samuti peaks magnetitel olema auk masinakruvi jaoks, millel on süvistatud pea tavaliselt M3 jaoks. Mõnikord määravad tootjad magnetühenduse tugevuse. See peaks olema vahemikus 2 kg kuni 2,4 kg
Elektroonika:
1 x Arduino UNO; Pardaarvuti. Kõige populaarsem prototüüpimisplatvorm
1 x Octoliner moodul; Võistlusboti silmad ja esituled. Octoliner on jaheda joone andur, mis koosneb 8 eraldi infrapunaandurist, mida juhitakse I2C liidese kaudu
1 x mootorikilp; Peaaegu iga moodul sobib teile. Ma kasutasin seda analoogi, mis põhineb L298p kiibil
1 x 2-elemendiline 7,4 V LiPo aku; See võib anda suure voolu, mida mootorid peavad magnetite külgetõmbest üle saama. 2-elemendilise aku pinge on vahemikus 7,4 V kuni 8,4 V. Sellest piisab 6 V mootoritele ja sisseehitatud pingeregulaatorile Arduino pardal. Võimalik on valida mis tahes võimsus. Mida mahukam on aku, seda kauem robot sõidab, kuid arvestage, et liiga mahukas aku võib olla raske. Optimaalne võimsus on vahemikus 800–1300 mAh
Mitmesugused:
4 x isas-emane juhe;
4 x M3 vahekaugus või isas-naissoost eraldusvõime 10 mm pikkusega;
3 x M3 vahekaugus või isas-naissoost eraldusvõime pikkusega 25 mm või rohkem;
4 x M3x8 süvistatud lameda peaga kruvi;
1 x M3 nailonkruvi;
1 x M3 nailonist kuuskantmutter;
Kõik M3 kruvid ja kuuskantmutrid
Klassiruumi jaoks:
Seinal rippuv magnettahvel;
Paksud mustad magnettahvli markerid;
Spetsiaalne LiPo akulaadija või mitu laadijat, kui soovite valmistada palju roboteid ja laadida neid eraldi
Samm: kuidas kokku panna? Pange kokku šassii
Esialgu peate kokku panema miniQ šassiiplatvormi, asendades mootorid komplektist võimsamate mootoritega, mille ülekandearv on 1: 150. Ärge unustage juhtmeid mootori kontaktide külge jootma!
Samm: kuidas kokku panna? Paigaldage magnetid
Paigaldage magnetid miniQ platvormile. Kasutage M3x10 tõkkeid, M3x8 või M3x6 lamedaid kruvisid ja M3 mutreid. Vajalikud paigaldusavad on näidatud pildil.
See on tähtis!
Eraldiste pikkus peaks olema täpselt 10 mm. Pärast magnetite paigaldamist katsetage platvormi tahvlil. Kõik neli magnetit peaksid asuma magnetplaadi kõrval ning miniQ platvormi ratastel olevad kummirehvid peaksid olema eelkoormatud ja tagama plaadi pinnale mõningase hõõrdumise.
Liigutage robot käsitsi üle laua. Sõidu ajal ei tohiks magnetid laualt maha tulla. Kui mõni magnet lahti tuleb, tähendab see, et rataste kummist rehvid koormavad maksimaalselt. Sellisel juhul suurendage kõigi eraldusjoonte 10 mm kaugust 1 või 2 mm võrra, lisades paar M3 seibi ja proovige uuesti.
Samm: kuidas kokku panna? Lisage elektroonika
Paigaldage Arduino UNO plaat platvormile, kasutades M3x25 tõkkeid, M3 kruvisid ja M3 mutreid. Ärge kasutage lühikesi seisakuid, jätke Arduino plaadi alla veidi ruumi juhtmete ja aku jaoks.
Paigaldage mootorikilp Arduino UNO tahvlile.
Paigaldage Octolineri moodul. Vajutage seda platvormi vastu, kasutades nailon M3 kruvi ja mutrit.
See on tähtis!
Ärge kasutage Octolineri paigaldamiseks metallist kinnitusvahendeid. Mõned katkestusplaadi kinnitusavad on joodetud ja neid kasutatakse IO -tihvtidena. Lühise vältimiseks kasutage plastkinnitust, näiteks nailonist.
Samm: kuidas kokku panna? Juhtmestik
Ühendage kõik elektroonilised komponendid skeemil näidatud viisil. Octolineri moodul on 4 juhtme (GND, 5V, SDA, SCL) kaudu ühendatud Arduino UNO -ga. Ühendage mootorid mootorikilbiga. LiPo aku on ühendatud mootori kaitsekilbi välise toiteallika kontaktplaatidega ja Arduino plaadi VIN -tihvtiga. VIN -tihvti asemel võite kasutada tahvlil olevat 5,5 mm x 2,1 mm toitepistikut.
See on tähtis!
Mootorikilbi kasutamisel pole juhtmeid vaja. Kahte mootorikanalit juhitakse 4 tihvtiga. 2 PWM tihvti vastutavad pöörlemiskiiruse eest ja 2 DIR tihvti pöörlemissuuna eest. Tavaliselt on need juba seotud konkreetsete Arduino juhatuse tihvtidega ja nende indeksnumbrid võivad sõltuvalt kilbi tootjast erineda. Näiteks minu mootorikilbi jaoks on numbrid D4 D5 (esimese kanali jaoks DIR ja PWM) ja D7 D6 (teise kanali jaoks DIR ja PWM). Arduino mootori originaalkilbi puhul vastavad tihvtide numbrid D12 D3 (DIR ja PWM esimese kanali jaoks) ja D13 D11 (DIR ja PWM teise kanali jaoks).
See on tähtis!
Hobby LiPo akudel ei ole vastupidise polaarsuse kaitseplaati! Positiivsete ja negatiivsete kontaktide juhuslik lühis põhjustab aku püsiva rikke või tulekahju.
6. samm: kuidas programmeerida? XOD
Sellisele võidusõidurobotile programmi koostamine on isegi lihtsam kui selle kokkupanek.
Kõigis oma projektides kasutan XOD visuaalset programmeerimiskeskkonda, mis võimaldab mul luua Arduino programme graafiliselt ilma koodi kirjutamata. See keskkond on ideaalne seadme kiireks prototüüpimiseks või programmeerimisalgoritmide õppimiseks. Lisateabe saamiseks järgige XOD -i dokumentatsiooni veebisaiti.
Selle roboti programmeerimiseks peate oma XOD -i tööruumi lisama ainult ühe raamatukogu amperka/oktolineri. See on vajalik tööks kaheksa kanaliga liinianduriga.
Samm: kuidas programmeerida? Plaaster
Programm põhineb PID-regulaatori toimimise põhimõttel. Kui soovite teada, mis on PID-kontroller ja kuidas see töötab, saate lugeda teist selleteemalist artiklit.
Heitke pilk robotprogrammiga. Vaatame, millised sõlmed sellel on ja kuidas see kõik töötab.
oktoliner-joon
See on kiirkäivitussõlm amperka/oktoliner XOD raamatukogust, mis tähistab joont jälgivat Octolineri moodulit. See väljastab "joone jälgimise väärtuse", mis jääb vahemikku -1 kuni 1. Väärtus 0 näitab, et joon on Octolineri tahvli infrapunaandurite suhtes keskmises asendis (CH3 ja CH4 vahel). Väärtus -1 vastab äärmisele vasakule positsioonile (CH0), 1 aga äärmisele paremale (CH1). Alglaadimissõlmel lähtestab optroni andurid ja seadistab nende heleduse ja tundlikkuse vaikeparameetrid. Selle sõlme sisendid on seadme I2C -aadress (Octolineri plaadi ADDR -i puhul on see 0x1A) ja rea jälgimise väärtuse värskendamise määr (UPD), määran selle pidevaks.
Liini jälgimise väärtused sisestatakse otse pid-kontrolleri sõlme.
pid-kontroller
See sõlm rakendab POD-kontrolleri tööd XOD-is. Selle sihtmärgi (TARG) väärtus on 0. See on olek, kui joon on roboti all täpselt keskel. Kui joone jälgimise väärtus on 0, lähtestatakse PID-kontroller RST-tihvti kaudu. Kui joone jälgimise väärtus erineb 0-st, teisendab PID-regulaator selle Kp, Ki, Kd koefitsientide abil mootori kiiruse väärtusteks. Koefitsientide väärtused valiti eksperimentaalselt ja võrdusid vastavalt 1, 0,2 ja 0,5. PID-kontrolleri värskenduskiirus (UPD) on seatud pidevaks.
PID-kontrolleri töödeldud väärtus lahutatakse 1-st ja lisatakse 1-le. Seda tehakse mootorite desünkroniseerimiseks, et need liini kadumisel vastassuundades pöörlema panna. Väärtus 1 nendes sõlmedes tähistab mootorite maksimaalset kiirust. Kiirust saate vähendada, sisestades madalama väärtuse.
h-sild-alalisvoolumootor
Paar neist sõlmedest vastutavad vasak- ja parempoolsete robotimootorite juhtimise eest. Siin saate määrata PWM ja DIR pin väärtused, mille kaudu teie mootorikilp töötab.
Välk plaaster ja proovige oma võidusõidu bot. Kui järgite täpselt monteerimisjuhiseid, ei pea te plaastrit vahetama ega PID-kontrollerit reguleerima. Määratud seaded on üsna optimaalsed.
Valmis programmiga saab tutvuda raamatukogu lugemikutes/tahvlivõistlustel