PID -linjan seuraaja Atmega328P: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

JOHDANTO

Tässä ohjeessa on kyse tehokkaan ja luotettavan linjaseurannan tekemisestä, jonka aivojen sisällä toimii PID (suhteellinen-integraali-johdannainen) -ohjaus (matemaattinen) (Atmega328P).

Linjan seuraaja on itsenäinen robotti, joka seuraa joko mustaa viivaa valkoisella tai valkoista viivaa mustalla alueella. Robotin on kyettävä havaitsemaan tietty linja ja seuraamaan sitä.

Joten on vain muutamia osia/vaiheita LINE FOLLOWERin luomiseksi, keskustelen niistä kaikista askel askeleelta.

1. Anturi (silmä nähdä linjan)
2. Mikrokontrolleri (aivot tekemään joitain laskelmia)
3. Moottorit (lihasvoima)
4. Moottorin kuljettaja
5. Alusta
6. Akku (energialähde)
7. Pyörä
8. Muut

Tässä on VIDEO LINE FOLLOWERista

SEURAAVISSA VAIHEISSA KESKUSTELEN YKSITYISKOHTAISESTI TIETOJA JOKAISISTA OSISTA

Vaihe 1: Anturi (silmä) QTR 8RC

Kiitos Polololle tämän mahtavan anturin valmistamisesta.

Moduuli on kätevä kantolaite kahdeksalle IR -lähetin- ja vastaanotinparille (valotransistori), jotka on sijoitettu tasaisin välein 9,525 mm: n välein. Jotta voisit käyttää anturia, sinun on ensin ladattava lähtösolmu (lataamalla kondensaattoria) jännitteellä Sen jälkeen voit lukea heijastuskyvyn vetämällä ulkoisesti syötetyn jännitteen ja ajastaa, kuinka kauan lähtöjännitteen heikkeneminen kestää integroidun valotransistorin vuoksi. Lyhyempi hajoamisaika on osoitus suuremmasta heijastuksesta. Tällä mittausmenetelmällä on useita etuja, varsinkin kun siihen on yhdistetty QTR-8RC-moduulin kyky sammuttaa LED-virta:

• Analogia-digitaalimuunninta (ADC) ei tarvita.
• Parempi herkkyys jännitteenjakajan analogilähdölle.
• Useimpien mikro -ohjaimien kanssa on mahdollista lukea useita antureita rinnakkain.
• Rinnakkaisluku mahdollistaa LED -virrankäyttömahdollisuuden optimoidun käytön

Tekniset tiedot

• Mitat: 2,95 x 0,5 x 0,125 tuumaa (ilman asennustapoja)
• Käyttöjännite: 3,3-5,0 V
• Syöttövirta: 100 mA
• Lähtöformaatti: 8 digitaalista I/O-yhteensopivaa signaalia, jotka voidaan lukea ajastettuna korkeana pulssina
• Optimaalinen tunnistusetäisyys: 3 mm (0,125 tuumaa) Suurin suositeltu tunnistusetäisyys: 9,5 mm (0,375 tuumaa)
• Paino ilman otsatappeja: 3,09 g

QTR-8RC-lähtöjen liitäntä digitaalisiin I/O-linjoihin

QTR-8RC-moduulissa on kahdeksan identtistä anturilähtöä, jotka Parallax QTI: n tavoin vaativat digitaalisen I/O-linjan, joka pystyy nostamaan lähtölinjan korkealle ja mittaamaan sitten lähtöjännitteen häviämisen ajan. Tyypillinen anturin lukujärjestys on:

1. Ota infrapunavalot käyttöön (valinnainen).
2. Aseta I/O -linja lähtöön ja aja se korkealle.
3. Anna anturin lähdön nousta vähintään 10 μs.
4. Tee I/O -linjasta tulo (korkea impedanssi).
5. Mittaa jännitteen heikkenemisaika odottamalla I/O -linjan laskemista.
6. Sammuta infrapunavalot (valinnainen).

Nämä vaiheet voidaan tyypillisesti suorittaa rinnakkain useilla I/O -linjoilla.

Voimakkaalla heijastuskyvyllä hajoamisaika voi olla jopa useita kymmeniä mikrosekunteja; ilman heijastusta hajoamisaika voi olla jopa muutama millisekunti. Hajoamisen tarkka aika riippuu mikrokontrollerisi I/O -linjan ominaisuuksista. Merkityksellisiä tuloksia voi olla saatavilla 1 ms: n sisällä tyypillisissä tapauksissa (eli silloin, kun ei yritetä mitata pieniä heijastuskyvyn skenaarioita), jolloin kaikkien 8 anturin näytteenotto on jopa 1 kHz. Jos alemman taajuuden näytteenotto riittää, voidaan säästää merkittäviä virransäästöjä sammuttamalla LEDit. Jos esimerkiksi 100 Hz: n näytteenottotaajuus on hyväksyttävä, LEDit voivat sammua 90% ajasta, mikä alentaa keskimääräisen virrankulutuksen 100 mA: sta 10 mA: iin.

Vaihe 2: Mikro -ohjain (aivot) Atmega328P

Kiitos Atmel Corporationille Tämän upean mikrokontrollerin AKA Atmega328 valmistamiseksi.

ATmega328P: n tärkeimmät parametrit

Parametrin arvo

• Flash (kbytejä): 32 kt
• Pin -numero: 32
• Max. Käyttötaajuus (MHz): 20 MHz
• Suoritin: 8-bittinen AVR
• I/O -nastat: 23
• Ext -keskeytykset: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC -kanavat: 8
• ADC -tarkkuus (bittiä): 10
• SRAM (kbytejä): 2
• EEPROM (tavua): 1024
• I/O -syöttöluokka: 1,8 - 5,5
• Käyttöjännite (Vcc): 1,8 - 5,5
• Ajastimet: 3

Tarkemmat tiedot löydät Atmega328P: n tietosivulta.

Tässä projektissa käytän Atmega328P: tä harvoista syistä

1. Halpa
2. Sisältää tarpeeksi RAM -muistia laskemista varten
3. Riittävä I/O -nasta tähän projektiin
4. Atmega328P: tä käytetään Arduinossa … U saattaa huomata kuvassa ja videossa Arduino Unon, mutta yöllä käytän Arduino IDE: tä tai mitä tahansa Arduinoa. Olen käyttänyt vain laitteistoa liitäntäkorttina. Olen poistanut käynnistyslataimen ja käyttänyt USB ASP: tä sirun ohjelmointiin.

Sirun ohjelmointiin olen käyttänyt Atmel Studio 6: ta

Kaikki LÄHDEKOODI ON GitHubissa Lataa se ja tarkista test.c -tiedosto.

Tämän paketin kääntämiseksi sinun on ladattava ja asennettava POLOLU AVR -KIRJASTOASETUKSET Tarkista liitteet …

LATAN myös Atmega328P -kehityskortin kaavion ja karttatiedoston … voit valmistaa sen itse …

Vaihe 3: Moottori ja moottoriajuri

Olen käyttänyt toimilaitteena 350RPM 12V BO -tyyppistä vaihteistettua tasavirtamoottoria. Lisätietoja … MOTOR LINK

Moottoriajurina olen käyttänyt L293D H-bridge IC: tä.

Liitän kaavion ja hallituksen tiedoston samaan.

Vaihe 4: Runko ja muut

Botti on valmistettu 6 mm paksusta kerrospuusta.