Robot koji prati liniju temeljenu na PID-u s nizom senzora POLOLU QTR 8RC: 6 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Zdravo!

ovo je moje prvo pisanje o instrukcijama, a danas ću vas odvesti na put i objasniti vam kako ojačati liniju temeljenu na PID-u nakon robota pomoću niza senzora QTR-8RC.

Prije nego krenemo u izgradnju robota, moramo razumjeti ono što se naziva PID,

Korak 1: Princip rada

Što je PID ??

Izraz PID označava proporcionalni, integralni, izvedenicu. Pa jednostavno, ono što radimo s uključivanjem PID -a sa sljedećom linijom je, dajemo naredbu robotu da prati liniju i detektira zavoje izračunavajući pogrešku uzimajući u obzir kako daleko se pomaknuo s kolosijeka.

ključni pojmovi navedeni u dokumentima polalu

Proporcionalna vrijednost približno je proporcionalna položaju vašeg robota u odnosu na liniju. Odnosno, ako je vaš robot točno centriran na liniji, očekujemo proporcionalnu vrijednost točno 0

Integralna vrijednost bilježi povijest kretanja vašeg robota: to je zbroj svih vrijednosti proporcionalnog pojma koje su zabilježene od početka rada robota

Derivat je stopa promjene proporcionalne vrijednosti

U ovom ćemo vodiču govoriti samo o Kp i pojmovima Kd, međutim, rezultati se mogu postići i pomoću izraza Ki. očitanja koja dobivamo sa senzora nisu samo analogna očitanja, već i pozicijska očitanja robota..tako u osnovi Senzor daje vrijednosti od 0 do 2500 u rasponu od maksimalne refleksije do minimalne refleksije, ali, u isto vrijeme, također pruža informacije o tome koliko se robot udaljio od linije.)

Sada moramo razmotriti pojam pogreške, ovo je razlika dvije vrijednosti zadane vrijednosti i trenutne vrijednosti. (Vrijednost zadane vrijednosti je očitanje koje odgovara "savršenom" položaju senzora na vrhu redaka. I vrijednost je trenutno očitanje senzora. Na primjer: Ako koristite ovaj senzor niza i koristite 8 senzora, primit ćete pozicijsko očitanje od 3500 ako ste na mjestu, oko 0 ako ste previše lijevo od linija i oko 7000 ako ste previše u pravu.). Naš cilj je pogreška biti nula. Tek tada robot može glatko slijediti liniju.

Zatim dolazi dio izračuna,.

1) izračunati pogrešku.

Pogreška = Vrijednost zadane vrijednosti - Trenutna vrijednost = 3500 - položaj

Koristim 8 senzora. senzor daje pozicijsko očitanje od 3500 kada je robot savršeno postavljen. Sada kada smo izračunali svoju pogrešku, granicu za koju naš robot prelazi preko kolosijeka, vrijeme je da ispitamo pogrešku i prilagodimo brzine motora u skladu s tim

2) odrediti prilagođene brzine motora.

MotorSpeed = Kp * Greška + Kd * (Greška - LastError);

LastError = Greška;

RightMotorSpeed = RightBaseSpeed + MotorSpeed;

LeftMotorSpeed = LeftBaseSpeed - MotorSpeed;

Logično govoreći, pogreška 0 znači da je naš robot lijevo, što znači da naš robot mora ići malo udesno, što opet znači da se desni motor mora usporiti, a lijevi ubrzati. OVO JE PID!

MotorSpeed vrijednost određuje se iz same jednadžbe. RightBaseSpeed i LeftBaseSpeed su brzine (bilo koje vrijednosti PWM 0-255) pri kojima robot radi kad je pogreška nula.

Kôd koji sam priložio također uključuje način provjere položaja položaja senzora, tako da možete otvoriti serijski monitor i učitati kôd te se linijom uvjeriti kako se motori okreću kad se položaj mijenja.

Ako naiđete na probleme pri implementaciji svog robota, samo provjerite da li i vidite promjenom znakova jednadžbi !!!

A sada najteži dio PRONAĐENJA Kp I Kd, morao sam potrošiti više od 1 sata da savršeno prilagodim svog robota. Umjesto stavljanja slučajnih vrijednosti, našao sam lakšu metodu za to.

1. Počnite s kp i Kd jednakim 0, a počnite s Kp, prvo pokušajte postaviti Kp na 1 i promatrajte robota, naš cilj je slijediti liniju čak i ako je klimava, ako robot pretekne i izgubi liniju, smanjite vrijednost kp.ako robot ne može navigirati skretanjem i ako je spor, povećava vrijednost Kp.
2. Kad se čini da robot pomalo slijedi liniju, prilagodite vrijednost Kd (vrijednost Kd> vrijednost Kp) počnite od 1 i povećavajte vrijednost dok ne vidite glatki pogon s manjim titranjem.
3. Nakon što robot počne pratiti liniju, povećajte brzinu i provjerite može li zadržati i slijediti liniju.

Imajte na umu da brzina ima izravan utjecaj na PID ugađanje i ponekad ćete se morati ponovno prilagoditi brzini vašeg robota.

Sada možemo prijeći na izgradnju našeg robota.

Korak 2: Izgradnja

Arduino atmega 2560 s USB kabelom - ovo je glavni korišteni mikrokontroler.

Šasija- za šasiju robota koristio sam 2 kružne akrilne ploče koje se koriste za drugi projekt koji je savršen za ovo. Pomoću matica i vijaka izgradio sam dvokatnu šasiju, tako da mogu pričvrstiti druge module na gornju ploču.ili možete koristiti gotove šasije dostupne.

www.ebay.com/itm/2WD-DIY-2-Wheel-Drive-Rou…

Motori s mikrometalnim zupčanicima- robotu su bili potrebni brzo rotirajući motori kako bi se nosio s rutinom PID-a, za to sam koristio motore snage 6V 400 o / min i odgovarajuće grip kotače.

www.ebay.com/itm/12mm-6V-400RPM-Torque-Gea…

www.ebay.com/itm/HOT-N20-Micro-Gear-Motor-…

QTR 8Rc senzorski niz - ovo se može koristiti za praćenje linija, kao što je ranije spomenuto. Mislim da ste sada jasno razumjeli kako upravljati nizom senzora s PID -om. Kôd je vrlo jednostavan i pomoću postojećih arduino knjižnica moći ćete za izgradnju brzog sljedbenika linija.

www.ebay.com/itm/Pololu-QTR-8RC-Reflectanc…

TB6612FNG Vozač motora-htio sam upotrijebiti upravljački program motora koji u trenu može upravljati zavojima i mijenjati smjer, koji je sposoban učinkovito kočiti motore kada je signal PWM oslabio.

www.ebay.com/itm/Pololu-Dual-DC-Motor-Driv…

Lipo baterija- Lipo baterija od 11,1 V koristi se za napajanje robota. Iako sam koristio lipo bateriju od 11,1 V, ovaj kapacitet je veći od onog što je potrebno za arduino i motore. Ako možete pronaći lagane 7,4 V lipo baterija ili 6V Ni-MH baterija bit će savršena. Zbog toga moram koristiti pretvarač u dolarima za pretvaranje napona u 6V.

11.1V-

7.4 V-

Modul pretvarača dolara-https://www.ebay.com/itm/1PCS-DC-DC-LM2596-power-…

Osim toga, potrebne su vam kratkospojne žice, matice i vijci, odvijači i električne trake, a također i patentni zatvarači kako biste bili sigurni da je sve na svom mjestu.

Korak 3: Sklapanje

pričvrstite motore i mali kotač u ploču pomoću matica i vijaka, a zatim montirajte QTR senzor, upravljački program motora, arduino ploču i na kraju bateriju na šasiju.

Evo savršenog dijagrama koji sam pronašao na internetu, koji vam govori kako bi se veze trebale uspostaviti.

Korak 4: Dizajnirajte svoju linijsku stazu

Čini se da je vaš projekt gotovo gotov. Jer za posljednju fazu morate imati malu arenu za testiranje svog robota. Koristio sam slučajnu liniju širine 3 cm bijele crte na crnoj podlozi. Pobrinite se da sve dobro zalijepite i zasad izbjegavajte kutne presjeke i presjeke od 90 stupnjeva, jer je to kompliciran slučaj u smislu kodiranja.

Korak 5: Programirajte svoj kôd

1. Preuzmite i instalirajte Arduino

Desktop IDE

· Prozori -

· Mac OS X -

· Linux -

2. Preuzmite i zalijepite datoteku niza QTR 8 RC senzora u mapu Arduino knjižnice.

·

· Zalijepite datoteke na putanju - C: / Arduino / libraries

3. Preuzmite i otvoriteLINEFOLLOWING.ino

4. Prenesite kôd na arduino ploču putem USB kabela

Korak 6: GOTOVO

sada imate robota koji prati liniju koji ste sami napravili.

Nadam se da vam je ovaj vodič bio od pomoći. Ne ustručavajte se kontaktirati me putem [email protected] ako imate bilo kakvih problema.

vidimo se uskoro s još jednim novim projektom.

Uživajte u izgradnji !!