Kaugjuhtimisega Arduino isetasakaalustava roboti loomine: B-robot EVO: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Jälgi autori lisateavet:

Teave: Me armastame roboteid, isetegemist ja naljakat teadust. JJROBOTSi eesmärk on tuua avatud robotiprojektid inimestele lähemale, pakkudes riistvara, head dokumentatsiooni, ehitusjuhiseid+koodi, teavet selle kohta, kuidas see töötab … Rohkem jjrobotide kohta »

------------------------------------------------

UPDATE: siin on selle roboti uus ja täiustatud versioon: B-robot EVO, uute funktsioonidega

------------------------------------------------

Kuidas see töötab?

B-ROBOT EVO on kaugjuhtimisega isetasakaalustav arduino robot, mis on loodud 3D trükitud osadega. Vaid kahe rattaga suudab B-ROBOT oma sisemisi andureid kasutades ja mootoreid juhtides kogu aeg tasakaalu hoida. Saate oma robotit juhtida, pannes ta liikuma või pöörlema, saates käske nutitelefoni, tahvelarvuti või arvuti kaudu, samal ajal kui see tasakaalu säilitab.

See isetasakaalustav robot loeb oma inertsiandureid (MPU6000 kiibile integreeritud kiirendusmõõturid ja güroskoobid) 200 korda sekundis. Ta arvutab oma hoiaku (nurk horisondi suhtes) ja võrdleb seda nurka sihtnurgaga (0º, kui ta tahab säilitada tasakaalu ilma liigutamata, või positiivse või negatiivse nurga, kui soovib edasi või tagasi liikuda). Kasutades erinevust sihtnurga (oletame 0º) ja tegeliku nurga (oletame 3º) vahel, juhib ta juhtimissüsteemi, et saata mootoritele õiged käsud tasakaalu säilitamiseks. Mootorite käsud on kiirendused. Näiteks kui robot on kallutatud ettepoole (roboti nurk on 3º), saadab ta mootoritele käsu kiirendada edasi, kuni see nurk on tasakaalu säilitamiseks nullini vähendatud.

Samm: natuke põhjalikumalt…

Füüsilist probleemi, mida B-ROBOT lahendab, nimetatakse ümberpööratud pendliks. See on sama mehhanism, mida vajate vihmavarju tasakaalustamiseks käe kohal. Pöördepunkt asub objekti massikeskme all. Pööratud pendli kohta leiate lisateavet siit. Probleemi matemaatiline lahendus ei ole lihtne, kuid me ei pea sellest aru saama, et oma roboti tasakaalu probleemi lahendada. Peame teadma, kuidas roboti tasakaalu taastada, et saaksime probleemi lahendamiseks rakendada juhtalgoritmi.

Juhtimissüsteem on robootikas (tööstusautomaatikas) väga kasulik. Põhimõtteliselt on see kood, mis võtab sisenditena vastu teavet anduritelt ja sihtkäsklustelt ning loob sellest tulenevalt väljundsignaale, et juhtida roboti ajameid (meie näites toodud mootoreid) süsteemi reguleerimiseks. Me kasutame PID -kontrollerit (proportsionaalne + tuletis + integreeritud). Seda tüüpi juhtelementidel on 3 konstanti kP, kD, kI reguleerimiseks. Wikipediast: „PID -regulaator arvutab„ vea”väärtuse erinevuseks mõõdetud [sisendi] ja soovitud seadeväärtuse vahel. Kontroller üritab viga minimeerida, reguleerides [väljundit].” Niisiis, ütlete PID -le, mida mõõta („sisend”), kus soovite, et see mõõtmine oleks („seadeväärtus”), ja muutuja, mida soovite selle saavutamiseks kohandada („väljund”).

Seejärel reguleerib PID väljundit, püüdes sisendi võrdseks seadeväärtusega. Võrdluseks - veepaak, mida soovime täita tasemeni, sisend, seadepunkt ja väljund oleksid veetaseme anduri, soovitud veetaseme ja paaki pumbatava vee tase. kP on proportsionaalne osa ja juhtelemendi põhiosa, see osa on veaga võrdeline. kD on tuletisosa ja seda rakendatakse vea tuletisinstrumendile. See osa sõltub süsteemi dünaamikast (sõltub robotist, kaalumootoritest, inertsist …). Viimane, kI, rakendatakse vea integraalile ja seda kasutatakse pidevate vigade vähendamiseks, see on nagu lõpptulemuse trimmimine (mõelge RC auto rooliratta trimmimisnuppudele, et auto läheks täiesti otse, kI eemaldab nihke vajaliku sihtmärgi ja tegeliku väärtuse vahel).

B-ROBOTil lisatakse mootori väljundile kasutajapoolne juhtimiskäsk (üks mootor on positiivse ja teine negatiivse märgiga). Näiteks kui kasutaja saadab juhtimiskäsu 6 paremale pööramiseks (-10 kuni 10), peame lisama 6 vasakule mootoriväärtusele ja lahutama 6 paremast mootorist. Kui robot ei liigu edasi ega tagasi, on roolikäskluse tulemuseks roboti pöörlemine

Samm: kuidas on lood kaugjuhtimispuldiga?

"laadimine =" laisk"