Stvaranje daljinski upravljanog Arduino samo balansirajućeg robota: B-robot EVO: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Autor jjrobotsjjrobotsSlijedi više od autora:

O: Volimo robote, DIY i smiješnu znanost. JJROBOTS ima za cilj približiti otvorene robotske projekte ljudima pružanjem hardvera, dobre dokumentacije, uputama za izgradnju+koda, "kako to radi" info … Više o jjrobotima »

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

AŽURIRANJE: ovdje postoji nova i poboljšana verzija ovog robota: B-robot EVO, s novim značajkama

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

Kako radi?

B-ROBOT EVO je daljinski upravljani samo balansirajući arduino robot izrađen s 3D ispisanim dijelovima. Sa samo dva kotača, B-ROBOT može održavati ravnotežu cijelo vrijeme koristeći svoje unutarnje senzore i upravljajući motorima. Robotom možete upravljati, tjerati ga da se kreće ili okreće, slanjem naredbi putem pametnog telefona, tableta ili računala dok održava ravnotežu.

Ovaj samobalansirajući robot čita svoje inercijske senzore (akcelerometre i žiroskope integrirane na čipu MPU6000) 200 puta u sekundi. On izračunava svoj stav (kut u odnosu na horizont) i uspoređuje ovaj kut s ciljnim kutom (0º ako želi održati ravnotežu bez pomicanja, ili pozitivnim ili negativnim kutom ako se želi kretati naprijed ili natrag). Koristeći razliku između ciljnog kuta (recimo 0º) i stvarnog kuta (recimo 3º), on upravlja upravljačkim sustavom za slanje odgovarajućih naredbi motorima za održavanje ravnoteže. Naredbe motorima su ubrzanja. Na primjer, ako je robot nagnut prema naprijed (kut robota je 3º), tada šalje naredbu motorima da ubrzaju naprijed sve dok se ovaj kut ne smanji na nulu radi očuvanja ravnoteže.

Korak 1: Još malo dublje …

Fizički problem koji B-ROBOT rješava naziva se obrnuti visak. Ovo je isti mehanizam koji vam je potreban za balansiranje kišobrana iznad ruke. Okretna točka nalazi se ispod središta mase objekta. Više informacija o obrnutom njihalu ovdje. Matematičko rješenje problema nije jednostavno, ali ne moramo ga razumjeti da bismo riješili problem ravnoteže našeg robota. Ono što moramo znati je kako treba učiniti kako bi se uspostavila ravnoteža robota kako bismo mogli implementirati kontrolni algoritam za rješavanje problema.

Sustav upravljanja vrlo je koristan u robotici (industrijska automatizacija). U osnovi, to je kôd koji prima podatke od senzora i ciljnih naredbi kao ulaze i stvara, posljedično, izlazne signale za upravljanje pokretačima robota (motori u našem primjeru) kako bi se regulirao sustav. Koristimo PID kontroler (proporcionalno + izvedenica + integral). Ova vrsta upravljanja ima 3 konstante za podešavanje kP, kD, kI. Iz Wikipedije: „PID regulator izračunava vrijednost„ pogreške “kao razliku između izmjerenog [ulaza] i željene zadane vrijednosti. Regulator pokušava smanjiti grešku podešavanjem [izlaza].” Dakle, govorite PID -u što treba mjeriti ("ulaz"), gdje želite da to mjerenje bude ("zadana vrijednost",) i varijabli koju želite prilagoditi da se to dogodi ("izlaz".)

PID tada prilagođava izlaz pokušavajući učiniti ulaz jednakim zadanoj vrijednosti. Za referencu, spremnik vode koji želimo napuniti do razine, ulaz, zadana vrijednost i izlaz bili bi razina prema senzoru razine vode, željenoj razini vode i ispumpanoj vodi u spremnik. kP je proporcionalni dio i glavni je dio kontrole, ovaj dio je proporcionalan pogrešci. kD je Izvedeni dio i primjenjuje se na izvedenicu pogreške. Ovaj dio ovisi o dinamici sustava (ovisi o robotu, motorima s masom, inercijama …). Posljednji, kI se primjenjuje na integral pogreške i koristi se za smanjenje stalnih pogrešaka, to je poput trima na krajnjem izlazu (razmislite o gumbima za podešavanje na upravljaču RC automobila kako bi automobil otišao potpuno ravno, kI uklanja pomak između potrebnog cilja i stvarne vrijednosti).

Na B-ROBOT-u se upravljačka naredba korisnika dodaje na izlaz motora (jedan motor s pozitivnim predznakom, a drugi s negativnim predznakom). Na primjer, ako korisnik pošalje naredbu upravljanja 6 za skretanje udesno (od -10 do 10), moramo dodati 6 lijevoj vrijednosti motora i oduzeti 6 od desnog motora. Ako se robot ne kreće naprijed ili natrag, rezultat komande upravljanja je okretanje robota

Korak 2: Što je s daljinskim upravljačem?

"loading =" lijen"