Arduino Line Follower Wallrides Classroom Whiteboard: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Viivan seuraaminen maassa on liian tylsää!

Olemme yrittäneet katsoa eri kulmasta linjan seuraajia ja tuoda heidät toiselle tasolle - koulun taululle.

Katso mitä siitä tuli!

Vaihe 1: Mitä tarvitset?

Yhdelle kilpa -robotille:

Mekaniikka:

1 x 2WD miniQ Robot -runko; Se on monitoiminen alusta yksinkertaisten kaksipyöräisten robottien luomiseen

2 x 6 V: n mikrovaihteinen moottori, jonka pienennyssuhde on 1: 150; MiniQ -robottialustan mukana toimitettujen vaihdemoottorien välityssuhde on 1:50 ja ne ovat liian nopeita. Ne tulisi korvata vahvemmilla moottoreilla, esimerkiksi 1: 150 tai suuremmalla vaihteella. Mitä suurempi välityssuhde, sitä hitaammin robotti ajaa taululla, mutta sitä pienempi on mahdollisuus, että pyörät luistavat

4 x neodyymimagneetti; Tarvitset pieniä 3 mm: n paksuisia magneetteja, joiden halkaisija on 12 mm (pyöreille) tai 12 mm: n sivuille (neliön muotoisille). Lisäksi magneeteissa tulisi olla reikä koneruuville ja upotettu pää yleensä M3 -ruuville. Joskus valmistajat määrittävät magneettikytkimen lujuuden. Sen tulisi olla 2–2,4 kg

Elektroniikka:

1 x Arduino UNO; Ajotietokone. Suosituin prototyyppialusta

1 x Octoliner -moduuli; Kilpa -botin silmät ja ajovalot. Octoliner on viileä linja -anturi, joka koostuu 8 erillisestä infrapuna -anturista, joita ohjataan I2C -liitännän kautta

1 x moottorisuoja; Lähes mikä tahansa moduuli sopii sinulle. Käytin tätä analogista, joka perustuu L298p -siruun

1 x 2-kennoinen 7,4 V LiPo-akku; Se voi antaa suuren virran, joka moottorien täytyy voittaa magneettien vetovoima. 2-kennoisen akun jännite on 7,4–8,4 V. Se riittää 6 V: n moottoreille ja Arduino Boardin sisäänrakennetulle jännitesäätimelle. Mikä tahansa kapasiteetti voidaan valita. Mitä tilavampi akku, sitä kauemmin robotti ajaa, mutta huomaa, että liian tilava akku voi olla raskas. Kapasiteetti 800mAh - 1300mAh on optimaalinen

Sekalaisia:

4 x uros-naarasjohto;

4 x M3-välilevy tai uros-naaras-erotin, jonka pituus on 10 mm;

3 x M3-välikappale tai uros-naaras-erotin, jonka pituus on vähintään 25 mm;

4 x M3x8 upotettu litteä ruuvi;

1 x M3 nylonruuvi;

1 x M3 Nylon -kuusiomutteri;

Kaikki M3 -ruuvit ja kuusiomutterit

Luokkahuoneessa:

Magneettinen valkotaulu seinään ripustettuna;

Paksut mustat magneettilevyt;

Erityinen LiPo -akkulaturi tai useita latureita, jos haluat tehdä monia robotteja ja ladata niitä erikseen

Vaihe 2: Kuinka koota? Kokoa runko

Aluksi sinun on koottava miniQ-alusta, joka vaihtaa sarjassa olevat moottorit tehokkaampiin moottoreihin, joiden välityssuhde on 1: 150. Muista juottaa johdot moottorin koskettimiin!

Vaihe 3: Kuinka koota? Asenna magneetit

Asenna magneetit miniQ -alustalle. Käytä M3x10 -tasoja, M3x8- tai M3x6 -upotettuja ruuveja ja M3 -muttereita. Tarvittavat asennusreiät näkyvät kuvassa.

Se on tärkeää!

Pysähdysten pituuden tulisi olla täsmälleen 10 mm. Kun olet asentanut magneetit, testaa alusta alustalla. Kaikkien neljän magneetin tulee olla magneettikortin vieressä, ja miniQ -alustan pyörien kumirenkaat on esijännitettävä ja ne saavat aikaan kitkaa levyn pintaan.

Siirrä robotti manuaalisesti laudan yli. Ajon aikana magneettien ei pitäisi irrota laudalta. Jos magneetti irtoaa, se tarkoittaa, että pyörien kumirenkaat kuormittuvat maksimaalisesti. Lisää tässä tapauksessa kaikkien pysäytysten 10 mm: n etäisyyttä 1 tai 2 mm lisäämällä pari M3 -aluslevyä ja yritä uudelleen.

Vaihe 4: Kuinka koota? Lisää elektroniikka

Kiinnitä Arduino UNO -levy alustalle käyttämällä M3x25 -tasoja, M3 -ruuveja ja M3 -muttereita. Älä käytä lyhyitä seisokkeja, jätä Arduino -levyn alle tilaa johtoille ja akulle.

Asenna moottorisuoja Arduino UNO -levylle.

Asenna Octoliner -moduuli. Paina se koria vasten M3 -nailonruuvilla ja mutterilla.

Se on tärkeää!

Älä käytä metallikiinnikkeitä Octolinerin kiinnittämiseen. Jotkut katkaisulevyn asennusreiät on juotettu ja niitä käytetään IO -nastoina. Käytä oikosulkuja estääksesi muovikiinnikkeitä, esimerkiksi nailonia.

Vaihe 5: Kuinka koota? Johdotus

Yhdistä kaikki elektroniset komponentit kaavion mukaisesti. Octoliner -moduuli on kytketty 4 johdolla (GND, 5V, SDA, SCL) Arduino UNO: hon. Liitä moottorit moottorin suojaan. LiPo -akku on kytketty moottorin suojuksen ulkoisen virtalähteen kosketuslevyihin sekä Arduino -kortin VIN -nastaan. VIN -tapin käyttämisen sijaan voit käyttää levyn 5,5 mm x 2,1 mm: n virtapistoketta.

Se on tärkeää!

Kun käytät moottorin suojaa, johtoja ei tarvita. Kaksi moottorikanavaa ohjataan 4 nastaa. 2 PWM -nastaa vastaavat pyörimisnopeudesta, kun taas 2 DIR -nastaa pyörimissuunnasta. Yleensä ne on jo liitetty tiettyihin Arduino Board -tappeihin ja niiden indeksinumero voi vaihdella kilven valmistajan mukaan. Esimerkiksi moottorikilpissäni numerot ovat D4 D5 (DIR ja PWM ensimmäiselle kanavalle) ja D7 D6 (DIR ja PWM toiselle kanavalle). Alkuperäisen Arduino -moottorisuojuksen nastojen numerot vastaavat D12 D3 (DIR ja PWM ensimmäisellä kanavalla) ja D13 D11 (DIR ja PWM toisella kanavalla).

Se on tärkeää!

Hobby LiPo -akkuissa ei ole napaisuussuojakorttia! Positiivisten ja negatiivisten koskettimien tahaton oikosulku johtaa akun pysyvään vikaantumiseen tai tulipaloon.

Vaihe 6: Kuinka ohjelmoida? XOD

Ohjelman tekeminen tällaiselle kilpa -robotille on jopa helpompaa kuin sen kokoaminen.

Kaikissa projekteissani käytän visuaalista XOD -ohjelmointiympäristöä, jonka avulla voin luoda Arduino -ohjelmia graafisesti kirjoittamatta koodia. Tämä ympäristö on ihanteellinen laitteen nopeaa prototyyppien laatimista tai ohjelmointialgoritmien oppimista varten. Lue lisää XOD -dokumentaation verkkosivulta.

Tämän robotin ohjelmoimiseksi sinun on lisättävä vain yksi kirjasto amperka/oktoliner XOD -työtilaasi. Se on välttämätön työskennellessään kahdeksan kanavan linja-anturin kanssa.

Vaihe 7: Kuinka ohjelmoida? Laastari

Ohjelma perustuu PID-säätimen toiminnan periaatteeseen. Jos haluat tietää, mikä PID-ohjain on ja miten se toimii, voit lukea toisen tämän aiheen artikkelin.

Katso laastaria robottiohjelman avulla. Katsotaanpa mitä solmuja siinä on ja miten kaikki toimii.

oktolinerilinja

Se on pikakäynnistyssolmu amperka/oktoliner XOD -kirjastosta, joka edustaa linjaa seuraavaa Octoliner-moduulia. Se antaa "linjan seuranta -arvon", joka on alueella -1 -1. 0 -arvo osoittaa, että viiva on keskiasennossa suhteessa Octoliner -levyn infrapuna -antureihin (välillä CH3 ja CH4). Arvo -1 vastaa äärimmäistä vasenta asentoa (CH0) ja 1 äärimmäistä oikeaa (CH1). Käynnistyssolmulla alustaa optoerotinanturit ja määrittää niiden oletusarvoiset kirkkaus- ja herkkyysparametrit. Tämän solmun tulot ovat laitteen I2C -osoite (Octoliner -kortin ADDR -osoite 0x1A) ja rivinseuranta -arvon päivitysnopeus (UPD), asetan sen jatkuvaksi.

Rivinseuranta-arvot syötetään suoraan pid-ohjainsolmuun.

pid-ohjain

Tämä solmu toteuttaa PID-ohjaimen työn XOD: ssa. Sen tavoitearvo (TARG) on 0. Se on tila, jolloin viiva on tarkalleen keskellä robotin alla. Jos linjanseuranta-arvo on 0, PID-säädin nollautuu RST-nastan kautta. Jos linjanseuranta-arvo on eri kuin 0, PID-säädin muuntaa sen Kp, Ki, Kd-kertoimien avulla moottorin nopeusarvoiksi. Kertoimien arvot valittiin kokeellisesti ja yhtä suuret kuin 1, 0,2 ja 0,5. PID-säätimen päivitysnopeus (UPD) on asetettu jatkuvaksi.

PID-säätimen käsitelty arvo vähennetään 1: stä ja lisätään 1: een. Tämä tehdään moottorien synkronoinnin poistamiseksi, jotta ne pyörivät vastakkaisiin suuntiin, kun linja katoaa. Näiden solmujen 1 -arvo edustaa moottorien suurinta nopeutta. Voit hidastaa nopeutta syöttämällä pienemmän arvon.

h-silta-tasavirtamoottori

Pari näistä solmuista on vastuussa vasemman ja oikean robotin moottoreiden ohjaamisesta. Aseta tässä PWM- ja DIR -nasta -arvot, joiden kautta moottorisuoja toimii.

Flash laastari ja kokeilla kilpa botti. Jos noudatat täsmälleen asennusohjeita, sinun ei tarvitse vaihtaa laastaria tai säätää PID-säädintä. Määritetyt asetukset ovat varsin optimaalisia.

Valmis ohjelma löytyy kirjaston gabbapeople/valkotaulu-kisoista

Vaihe 8: Esittely ja vinkit