สารบัญ:
- ขั้นตอนที่ 1: เซ็นเซอร์ (ตา) QTR 8RC
- ขั้นตอนที่ 2: ไมโครคอนโทรลเลอร์ (สมอง) Atmega328P
- ขั้นตอนที่ 3: ตัวขับมอเตอร์และมอเตอร์
- ขั้นตอนที่ 4: แชสซีและเบ็ดเตล็ด
วีดีโอ: ผู้ติดตาม PID Line Atmega328P: 4 ขั้นตอน
2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03
การแนะนำ
คำแนะนำนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับการสร้าง Line Follower ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ด้วย PID (proportional-integral-derivative) Control (Mathematical) ที่ทำงานอยู่ในสมอง (Atmega328P)
Line follower เป็นหุ่นยนต์อิสระที่ตามเส้นสีดำสีขาวหรือเส้นสีขาวในพื้นที่สีดำ หุ่นยนต์จะต้องสามารถตรวจจับเส้นเฉพาะและติดตามต่อไปได้
ดังนั้นจะมีบางส่วน/ขั้นตอนในการสร้าง LINE FOLLOWER ฉันจะพูดถึงพวกเขาทีละขั้นตอน
- เซนเซอร์ (ตาดูเส้น)
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ (ใช้สมองคิดคำนวน)
- มอเตอร์ (กำลังของกล้ามเนื้อ)
- ตัวขับมอเตอร์
- แชสซี
- แบตเตอรี่ (แหล่งพลังงาน)
- ล้อ
- อื่น ๆ
นี่คือวิดีโอของ THE LINE FOLLOWER
ในขั้นตอนต่อไป ฉันจะพูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบทั้งหมด
ขั้นตอนที่ 1: เซ็นเซอร์ (ตา) QTR 8RC
ขอบคุณ Pololu สำหรับการผลิตเซ็นเซอร์ที่ยอดเยี่ยมนี้
โมดูลนี้เป็นตัวพาที่สะดวกสำหรับตัวปล่อย IR และตัวรับ (โฟโตทรานซิสเตอร์) แปดคู่โดยเว้นระยะห่างเท่าๆ กันที่ช่วง 0.375 (9.525 มม.) ในการใช้เซ็นเซอร์ คุณต้องชาร์จโหนดเอาต์พุต (การชาร์จตัวเก็บประจุ) ก่อนโดยใช้แรงดันไฟฟ้าไปที่ ขาออก จากนั้น คุณสามารถอ่านค่าการสะท้อนกลับได้โดยการถอนแรงดันไฟจากภายนอกและระยะเวลาที่แรงดันเอาต์พุตจะสลายตัวเนื่องจากโฟโตทรานซิสเตอร์ในตัว เวลาสลายที่สั้นลงเป็นตัวบ่งชี้ถึงการสะท้อนที่มากขึ้น วิธีการวัดนี้มีข้อดีหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับความสามารถของโมดูล QTR-8RC ในการปิดไฟ LED:
- ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC)
- ปรับปรุงความไวของเอาต์พุตอนาล็อกแบบแบ่งแรงดัน
- การอ่านค่าเซ็นเซอร์หลายตัวแบบขนานสามารถทำได้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่
- การอ่านแบบขนานช่วยให้สามารถใช้ตัวเลือกการเปิดใช้งานไฟ LED ได้อย่างเหมาะสมที่สุด
ข้อมูลจำเพาะ
- ขนาด: 2.95" x 0.5" x 0.125" (ไม่ได้ติดตั้งหมุดส่วนหัว)
- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน: 3.3-5.0 V
- กระแสไฟจ่าย: 100 mA
- รูปแบบเอาต์พุต: 8 สัญญาณดิจิตอลที่เข้ากันได้กับ I/O ที่สามารถอ่านเป็นพัลส์สูงแบบตั้งเวลาได้
- ระยะการตรวจจับที่เหมาะสมที่สุด: 0.125" (3 มม.)ระยะการตรวจจับสูงสุดที่แนะนำ: 0.375" (9.5 มม.)
- น้ำหนักไม่รวมหมุดส่วนหัว: 0.11 ออนซ์ (3.09 ก.)
การเชื่อมต่อเอาต์พุต QTR-8RC กับสาย Digital I/O
โมดูล QTR-8RC มีเอาต์พุตเซ็นเซอร์เหมือนกันแปดตัว ซึ่งเหมือนกับ Parallax QTI ที่ต้องการสาย I/O ดิจิทัลที่สามารถขับเคลื่อนสายเอาต์พุตให้สูง จากนั้นจึงวัดเวลาที่แรงดันเอาต์พุตจะสลายตัว ลำดับทั่วไปสำหรับการอ่านเซ็นเซอร์คือ:
- เปิดไฟ LED IR (อุปกรณ์เสริม)
- ตั้งค่าสาย I/O เป็นเอาต์พุตและขับให้สูง
- ปล่อยให้เอาต์พุตเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นอย่างน้อย 10 μs
- ทำให้สาย I/O เป็นอินพุต (อิมพีแดนซ์สูง)
- วัดเวลาที่แรงดันไฟฟ้าเสื่อมโดยรอให้สาย I/O ต่ำ
- ปิดไฟ LED IR (อุปกรณ์เสริม)
โดยทั่วไปขั้นตอนเหล่านี้สามารถดำเนินการแบบขนานบนสาย I/O หลายสาย
ด้วยการสะท้อนแสงที่แข็งแกร่ง เวลาสลายตัวอาจต่ำถึงหลายสิบไมโครวินาที โดยไม่มีแสงสะท้อน เวลาในการสลายอาจสูงถึงสองสามมิลลิวินาที เวลาที่แน่นอนของการสลายตัวขึ้นอยู่กับลักษณะสาย I/O ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ผลลัพธ์ที่มีความหมายสามารถใช้ได้ภายใน 1 มิลลิวินาทีในกรณีทั่วไป (เช่น เมื่อไม่ได้พยายามวัดความแตกต่างที่ละเอียดอ่อนในสถานการณ์ที่มีการสะท้อนแสงต่ำ) ซึ่งอนุญาตให้สุ่มตัวอย่างสูงสุด 1 kHz ของเซ็นเซอร์ทั้ง 8 ตัว หากการสุ่มตัวอย่างความถี่ต่ำเพียงพอ ประหยัดพลังงานได้มากโดยการปิดไฟ LED ตัวอย่างเช่น หากยอมรับอัตราการสุ่มตัวอย่าง 100 Hz ไฟ LED สามารถปิดได้ 90% ของเวลา ซึ่งช่วยลดการใช้กระแสไฟเฉลี่ยจาก 100 mA เป็น 10 mA
ขั้นตอนที่ 2: ไมโครคอนโทรลเลอร์ (สมอง) Atmega328P
ขอบคุณ Atmel Corporation สำหรับการผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ยอดเยี่ยมนี้ AKA Atmega328
พารามิเตอร์หลักสำหรับ ATmega328P
ค่าพารามิเตอร์
- แฟลช (Kbytes): 32 Kbytes
- จำนวนพิน: 32
- แม็กซ์ ความถี่ในการใช้งาน (MHz): 20 MHz
- ซีพียู: 8 บิต AVR
- พิน I/O สูงสุด: 23
- การขัดจังหวะภายนอก: 24
- SPI: 2
- TWI (I2C): 1
- UART: 1
- ช่อง ADC: 8
- ความละเอียด ADC (บิต): 10
- SRAM (กิโลไบต์): 2
- EEPROM (ไบต์): 1024
- ระดับการจ่าย I/O: 1.8 ถึง 5.5
- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน (Vcc): 1.8 ถึง 5.5
- ตัวจับเวลา: 3
สำหรับข้อมูลโดยละเอียด โปรดอ่านเอกสารข้อมูลของ Atmega328P
ในโครงการนี้ ฉันใช้ Atmega328P ด้วยเหตุผลบางประการ
- ราคาถูก
- มีแรมเพียงพอสำหรับการคำนวณ
- พิน I/O เพียงพอสำหรับโปรเจ็กต์นี้
- Atmega328P ใช้ใน Arduino …. คุณอาจสังเกตเห็น Arduino Uno ในรูปภาพและวิดีโอ แต่กลางคืนฉันใช้ Arduino IDE หรือ Arduino ใด ๆ.. ฉันใช้เฉพาะฮาร์ดแวร์เป็นบอร์ดเชื่อมต่อ ฉันลบ bootloader แล้วและใช้ USB ASP สำหรับการเขียนโปรแกรมชิป
สำหรับการเขียนโปรแกรม The Chip ฉันใช้ Atmel Studio 6
รหัสแหล่งที่มาทั้งหมดอยู่ใน GitHub ดาวน์โหลดและตรวจสอบไฟล์ test.c
ในการคอมไพล์แพ็คเกจนี้ คุณต้องดาวน์โหลดและติดตั้ง The POLOLU AVR LIBRARY SETUP Check The Attachments …
ฉันกำลังอัพโหลด Atmega328P Development Board Schematic และ Board File … คุณผลิตเองได้…
ขั้นตอนที่ 3: ตัวขับมอเตอร์และมอเตอร์
ฉันใช้มอเตอร์ DC แบบมีเกียร์ 350RPM 12V BO เป็นตัวกระตุ้น ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม… MOTOR LINK
ในฐานะที่เป็นไดรเวอร์มอเตอร์ ฉันใช้ L293D H- สะพานไอซี
ฉันกำลังแนบไฟล์ Schematic และ Board File สำหรับสิ่งเดียวกัน
ขั้นตอนที่ 4: แชสซีและเบ็ดเตล็ด
ตัวบอทเป็นไม้อัดหนา 6 มม.
แนะนำ:
หุ่นยนต์ปรับสมดุลตนเอง - อัลกอริธึมการควบคุม PID: 3 ขั้นตอน
หุ่นยนต์ปรับสมดุลตนเอง - อัลกอริธึมการควบคุม PID: โครงการนี้เกิดขึ้นเพราะฉันสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอัลกอริธึมการควบคุมและวิธีการใช้ลูป PID ที่ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงการยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาเนื่องจากยังไม่ได้เพิ่มโมดูล Bluetooth ซึ่งจะทำให้
PID Controller VHDL: 10 ขั้นตอน
PID Controller VHDL: โครงการนี้เป็นโครงการสุดท้ายของฉันในการสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีเกียรตินิยมจาก Cork Institute of Technology บทช่วยสอนนี้แบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนแรกจะครอบคลุมเนื้อหาหลักของรหัส PID ซึ่งเป็นจุดประสงค์หลักของโครงการและส่วนที่สอง
ควบคุมอุณหภูมิที่บ้านด้วย PID และ Labview: 4 ขั้นตอน
ควบคุมอุณหภูมิหน้าแรกด้วย PID และ Labview: PID merupakan suatu sistem pengontrolan yang biasa digunakan pada dunia indusri yang telah bukti keandalannya disini kita akan mengimplementasikan kontrolloer PID pada pengatur suhu ruangan menggunakan labview
ทาวเวอร์คอปเตอร์พร้อมตัวควบคุม PID: 4 ขั้นตอน
Tower Copter พร้อม PID Controller: สวัสดีทุกคน ฉันชื่อวชิด กุรเนียวัน ปุตรา วันนี้ฉันจะแชร์โปรเจ็กต์ไมโครคอนโทรลเลอร์กับทีมของฉัน ทีมของฉันมี 4 คนรวมฉันด้วย พวกเขาคือ: 1 ฮวน แอนดรูว์ (15/386462 / SV / 09848)2. วชิต กุรณิวรรณบุตร (17/416821 / SV / 14559)3.
แพลตฟอร์มสจ๊วตควบคุมบอลทรงตัวแบบควบคุมด้วย PID: 6 ขั้นตอน
แพลตฟอร์ม PID Controlled Ball Balancing Stewart: แรงจูงใจและแนวคิดโดยรวม: ในฐานะนักฟิสิกส์ในการฝึกอบรม ฉันรู้สึกสนใจและพยายามทำความเข้าใจระบบทางกายภาพอย่างเป็นธรรมชาติ ฉันได้รับการฝึกฝนให้แก้ปัญหาที่ซับซ้อนโดยแยกย่อยออกเป็นส่วนประกอบพื้นฐานและจำเป็นที่สุด จากนั้น