Liinijälgimisrobot juhtimisalgoritmide õpetamiseks: 3 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kujundasin selle joone järgija roboti paar aastat tagasi, kui olin robootikaõpetaja. Selle projekti eesmärk oli õpetada oma õpilastele, kuidas võistluseks kodeerida rida järgivat robotit ning võrrelda ka If/Else ja PID -kontrolli vahel. Ja mitte vähem tähtis on see, kuidas mehaanika ja roboti pikkus mõjutavad neid juhtimisalgoritme. Eesmärk oli muuta see kiiremaks ja usaldusväärsemaks.

Tegin selle programmeerimiseks Arduino IDE -ga, kuid on võimalik kasutada ka eelistatud arendus -IDE -d. Sellel on võimas PIC32 koos USB -alglaaduriga, nii et te ei vaja programmeerijat. Sellel on ka ON/OFF lüliti, lähtestamine ja käivitus-/programmeerimisnupp. LED -id on ühendatud mootorite PWM -signaaliga, nii et näete hõlpsalt kasutatavat võimsust.

Robot on katsetamiseks täiesti modulaarne ja seda on lihtne parandada juhuks, kui sellega juhtub õnnetus. See teeb sellest robotist ideaalse tööriista programmeerimise õppimiseks väga lõbusal viisil. Minu õpilased olid seda pikka aega kasutanud ja õppinud iga kord midagi uut, isegi PID -kontrolli. Rääkimata sellest, et anduririba kasutab täisarvu tagastamiseks algoritmi, negatiivne väärtus on robot vasakul, positiivne paremal ja null on rea keskel.

Tarvikud

2x 6V mikrometallist reduktormootorid laiendatud tugiklambritega (mis tahes ülekandearv on ok, minu oma on 10: 1)

1x liinianduriplaat

1x peamine juhtseade

1x 20 lameda traadi kaudu, vahe 1 mm. Minu oma on 20 cm pikk.

1x akrüüllinker (lõigatud 3 mm läbipaistvaks akrüüliks)

1x 1/8 rataspall (minu oma on metallist)

2x kummist ratas, läbimõõt 3 cm.

1x Lipo aku. Saate robotit toita kuni 10 V, kuid pidage meeles, et mootorite võimsus on 6 V.

Mõned M2 kruvid ja mutrid kõik kokku kinnitamiseks.

Kui soovite kujundusfailid ise teha, on järgmisel etapil lisatud skeemid ja kõik selle ehitamiseks.

Samm: riistvara

Nagu piltidelt näha, on kõik komponendid SMD, see on suurepärane võimalus jootmisoskuste harjutamiseks. Selle roboti jootsid 3 minu õpilast, nii et saate seda ilma probleemideta teha. Kõik kujundusfailid on manusesse lisatud, näete faile EAGLE -iga. Kaasas on ka Gerberid, kui soovite plaate oma lemmikplaatide tootja juurde.

Kaks plaati on ühendatud akrüüldetailiga, lisatud on ka laserlõike muster. Kasutasin paigal hoidmiseks M2 kruvisid ja mutreid. Siia on paigutatud ka pallivalur. Ja kui kukute roboti kokku, puruneb akrüül ja kaitseb plaate kahjustuste eest, ideaalne katsetamiseks! Lamedat traati kasutatakse CPU ja anduriplaadi vahelise ühenduse loomiseks. Mootoreid on lihtne juhtmetega CPU -plaadile ühendada.

Märkus: PIC kasutab kohandatud püsivara, on DP32 algse püsivara muudetud versioon. Püsivara saate siit. CPU -plaadi põhjas on ICSP -ühendus.

Samm 2: Tarkvara

Roboti programmeerimiseks soovitan kasutada Arduino IDE -d. Nagu ma teile enne ütlesin, põhineb see jälgija PIC32MX250 -l ja muudab selle ühilduvaks kiibikomplekti DP32 -ga. Peate installima Arduino IDE paketihaldurisse ainult chipKIT paketi ja olete valmis minema. Samuti saate selle programmeerida MPLAB -is või soovitud IDE -s, kuid saate selle aluse õppida Arduino abil.

Ülejäänud on nagu mis tahes muu Arduino tahvli programmeerimine. Ühendage robot mikro -USB -kaabli abil arvutiga ja vajutage kohe pärast lähtestamise vajutamist programmi nuppu. Seejärel saatke visand IDE -s üleslaadimisnupuga.

Olen sellesse õpetusse lisanud 3 visandit. Esimene testib andurite massiivi, teine on If/Else rea järgija ja viimane on PID rea järgija. Kõik töötab juba, kuid disaini muutmisel peate mõningaid väärtusi kohandama. Ja ka julgelt teha oma! Rea jälgija algoritmi tegemiseks on paremaid viise, katsetamine on edu võti.

3. samm: katsetamine

See on tõesti kõige olulisem osa, peaksite proovima kõiki võimalusi ja leidma endale sobiva.

Katsetage julgelt erineva läbimõõduga rataste ja materjalidega. Muutke akrüülühendust muutva roboti pikkust. Kasutage teist akut, isegi erineva pinge korral. See võib olla ka väiksem või suurem. Võib -olla mootorite teine ülekandearv.

Muutke tarkvara, et kasutada vähem andureid või proovige isegi mõnda muud algoritmi, võite olla üllatunud, kui palju jõudlus võib muutuda. Või miks mitte, kui olete kogenud kasutaja, tehke seda MPLAB -iga.

Taevas on limiidiks!

Lisanõuanne… PID -võimenduste häälestamine on põnev teekond, mille käigus saate õppida mõju robotile, kui järgite joont erinevate väärtustega Kp, Kd ja Ki. Tunnid ja tunnid õppimist garanteeritud !!! Lapsed ei märka, et nad tegelikult kasutavad kõigi vajalike ülesannete täitmiseks matemaatikat.

Loodan, et teile meeldib see juhendatav, kui vajate midagi, küsige minult kommentaarides. Täname lugemise eest:)