Pallitasakaalustaja ja PID -viiuldaja: 7 sammu (koos piltidega)

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

See projekt on mõeldud inimestele, kellel on Arduino kasutamise kogemus. Kasuks tulevad eelteadmised servode, OLED -ekraanide, pottide, nuppude, jootmise kasutamisest. See projekt kasutab 3D -prinditud osi.

Ball Balancer on PID testimisseade PID häälestamise katsetamiseks. PID Fiddler on kaugjuhtimispult PID häälestamise reguleerimiseks.

PID -d kasutatakse siis, kui vajate liikumist rohkem kontrollima. Hea näide on tasakaalustav robot. Robot peab tasakaalu säilitamiseks tegema väikeseid kohandusi ja kiiret reageerimist löögi või tõuke korral. PID -d saab kasutada rataste mootorite reaktsiooni häälestamiseks tasakaalu säilitamiseks.

PID nõuab andurilt tagasisidet. Tasakaalustav robot kasutab güroskoopide ja kiirendusmõõturite abil roboti absoluutset nurka. Anduri väljundit kasutab PID mootorite juhtimiseks tasakaalu säilitamiseks.

Miks ma siis tegin igava pallitasakaalustaja? Muidugi on see lahe, kuid tasakaalustusrobotid lähevad ümber, kui neid pole õigesti häälestatud. Tasakaalustusrobotid ei ole parim seade PID -häälestusega katsetamiseks. Palli tasakaalustaja on palju stabiilsem ja on hea visuaalne tööriist PID häälestamise mõjude nägemiseks. Pallitasakaalustaja häälestamisel saadud teadmisi saab rakendada tasakaalustusroboti häälestamisel.

Palli tasakaalustaja on rööp pöördel. Rööbastel on pall, mis liigub rööpale kallutades edasi -tagasi. Rööp on kallutatud servoga. Rööpa otsas on andur, mis mõõdab palli kaugust andurist. PID sisendiks on palli kaugus andurist ja PID väljund on servo, mis kallutab rööpa ja liigutab palli.

Ma kasutan Arduino PID raamatukogu.

PID -fiddler on see, mida ma kasutan PID -väärtuste häälestamiseks. Te ei vaja seda, kuid see aitab. PID -viiuldaja on palli tasakaalustajast kaugel, see ühendatakse ainult kahe juhtmega ning seda saab ühendada ja lahti ühendada, kui palliballander töötab. Kui olete leidnud parimad väärtused, saab need projekti visandis kõvasti kodeerida.

Lisapingutus PID -viiuldaja tegemisel tasub end ära ajaga, mis kulub PID -i häälestusmuudatuste tegemiseks. Saate oma muudatuste tulemusi kiiresti näha. Ja seda saab uuesti kasutada tulevastes projektides, mis kasutavad PID -sid. Rääkimata sellest, et seda on lõbus ehitada ja see näeb lahe välja!

1. samm: pallitasakaalustaja - osad

3D -trükitud osad leiate siit:

(Monteerimisjuhised leiate ülaltoodud lingi trükkimisjärgsetest juhistest)

1 - 1 "x 1/8" alumiiniumnurk, lõigatud 500 mm pikkuseks.

1 - Adafruit VL53L0X Lennuaja kaugusandur:

1 - Hobby Servo koos juhtsignaaliga

1 - Jäik traat ühendamiseks (umbes 7 mm)

- Muu Paigalduskruvid

1- Arduino Uno

2 - LEDid (punane, roheline)

3 - 330 oomi takistid

- Muu Jumper juhtmed ja leivaplaat

- Tasane must pihustusvärv

1 - Valge pingpongi pall

2. samm: pallitasakaalustaja - kokkupanek

Pallitasakaalu kokkupaneku juhised leiate siit:

Mõned täiendavad näpunäited:

Andurist tuleneva vea vähendamiseks pihustage rööpa sisekülg tasaseks mustaks.

Ühendus (näidatud ülaltoodud pildil):

- Kasutage servojuhtimissignaali ja anduri kronsteini ühendamiseks jäika, umbes 7 mm pikkust traati.

- Tasandage rööbas, asetage kontrollsarv horisontaalselt servoliigutuse keskpunkti (servoväärtus 90).

- Painutage traadi ülaosas väike silmus ja traadi põhjas z -kujuline painutus.

- Pange z -ots juhtsarve, märkige anduri klambril olev silmus keskel olev punkt.

- Puurige väike auk ja kasutage väikese kruvi abil traati anduri kronsteini külge.

Samm: palli tasakaalustaja juhtmestik ja Arduino visand

Juhtmestiku saamiseks vaadake ülaltoodud pilti.

Kasutage servo jaoks eraldi toiteallikat. See võib olla toiteallikas või aku. Ma kasutan toiteallikat, mille pinge on 5 V.

PID -viiuldaja kinnitatakse kahe juhtmega, üks tihvtiga 1 (jadaväljund) ja teine maandusega.

Eskiis on kaasas.

Eskiismärkused: Seadepunkti väärtus muutub 200 mm -lt 300 mm -le iga 15 sekundi järel. Anduri väljundi nägemiseks on kasulik kasutada Arduino IDE jadamonitori.

4. samm: PID -viiuldaja 2 - osad

3D -trükitud kilp ja nupud leiate siit:

4 - 10 Kohm potti

1- hetkelised kontaktnupud:

1- Adafruit Monochrome 128x32 I2C OLED graafiline ekraan:

1- Arduino Uno

- muu päise ping (.1 tolli), klemmliistud, juhtme ühendamine

Samm: Pid Fiddler 2 - juhtmestik, kokkupanek ja Arduino visand

Kasutage varjestuse ühendamiseks ühendusskeemi.

Kokkupanemise näpunäited:

-Näpunäiteid kohandatud trükkplaatide valmistamise kohta leiate minu juhendist:

- Superliimipead 3D -trükitud kilbil.

- Ma kasutan traatmähist traati.

- Kasutage ruudukujulise põhjaga potte ja lõigake kinnitusklambrid ära, liimige need kuuma kohale.

- Komponendid on joodetud. Kasutage OLED -i jaoks naissoost päist ning OLED -i saab hõlpsasti vooluvõrgust lahti ühendada ja teistes projektides kasutamiseks eemaldada.

Sketši märkused:

- Ühendage juhe klemmiplokist (ühendatud juhtmega 2, TX) kuul Balancer Arduino tihvtiga 1 (jada RX). Ühendage klemmiploki (maanduse) juhe kuuli tasakaalustaja Arduino maandusega.

- Hoidke nuppu all, reguleerige nuppe PID -sätete reguleerimiseks, vabastage nupp, et saata väärtused Ball Balancerile.

6. samm: palli tasakaalustaja ja PID -viiuldaja kasutamine

Jääb üle vaid sellega mängima hakata!

- Asetage pall rööpale.

- Hoidke nuppu PID Fiddler all, seadke P, I ja D nulliks, ST kuni 200 alustamiseks.

- Servo ei reageeri enam.

- Nüüd hakake katsetama erinevate P, I ja D väärtustega, et näha, kuidas see mõjutab palli reageerimist ja liikumist.

- Proovige muuta prooviaja (ST) väärtusi. Prooviaeg on sisendite kogumise aeg millisekundites. Väärtused keskmistatakse prooviaja jooksul. Liikumatu sihtmärgi anduri väljund varieerub vähesel määral. Kui prooviaeg on liiga väike, hakkab PID väljund "värisema". PID üritab korrigeerida anduri näitude müra. Pikema prooviaja kasutamine silub müra, kuid PID väljund muutub tõmblevaks.

7. samm:

Pole kasutatud