PID Line Follower Atmega328P: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

UVOD

Ova instrukcija se odnosi na stvaranje učinkovitog i pouzdanog sljedbenika linije s PID (proporcionalno-integralno-derivacijski) kontrolom (matematičkom) koja radi unutar njegovog mozga (Atmega328P).

Sljedbenik linija je autonomni robot koji slijedi crnu liniju u bijelom ili bijelu liniju u crnom području. Robot mora biti u stanju detektirati određenu liniju i nastaviti je pratiti.

Dakle, bit će nekoliko dijelova/koraka za izradu LINE FOLLOWER -a, o kojima ću raspravljati korak po korak.

1. Senzor (Oči da vidite liniju)
2. Mikrokontroler (Mozak radi neke izračune)
3. Motori (snaga mišića)
4. Vozač motora
5. Podvozje
6. Baterija (izvor energije)
7. Kotač
8. Razno

Ovdje je VIDEO LINE FOLLOWER

U Sljedećim koracima ću detaljno raspravljati o svakoj komponenti

Korak 1: Senzor (oko) QTR 8RC

Zahvaljujući Pololuforu za proizvodnju ovog sjajnog senzora.

Modul je prikladan nosač za osam parova IC odašiljača i prijamnika (fototranzistora) ravnomjerno raspoređenih u intervalima od 9,525 mm (0,375 ). Da biste koristili senzor, najprije morate napuniti izlazni čvor (Punjenje kondenzatora) primjenom napona na njegov OUT pin. Zatim možete očitati refleksiju povlačenjem vanjskog napajanog napona i određivanjem vremena koliko je potrebno da se izlazni napon smanji zbog integriranog fototranzistora. Kraće vrijeme slabljenja pokazatelj je veće refleksije. Ovaj mjerni pristup ima nekoliko prednosti, posebno kada je spojeno sa sposobnošću QTR-8RC modula da isključi LED napajanje:

• Nije potreban analogno-digitalni pretvarač (ADC).
• Poboljšana osjetljivost preko analognog izlaza razdjelnika napona.
• Paralelno očitavanje više senzora moguće je kod većine mikrokontrolera.
• Paralelno očitanje omogućuje optimizirano korištenje opcije omogućavanja LED napajanja

Tehnički podaci

• Dimenzije: 2,95 "x 0,5" x 0,125 "(bez instaliranih klinova zaglavlja)
• Radni napon: 3,3-5,0 V
• Napajanje: 100 mA
• Izlazni format: 8 digitalnih I/O-kompatibilnih signala koji se mogu čitati kao tempirani visoki impuls
• Optimalna udaljenost senzora: 0,125 "(3 mm) Maksimalna preporučena udaljenost sensinga: 0,375" (9,5 mm)
• Težina bez zaglavlja: 3,09 g

Povezivanje izlaza QTR-8RC s digitalnim I/O linijama

Modul QTR-8RC ima osam identičnih senzorskih izlaza koji, poput Parallax QTI-a, zahtijevaju digitalnu I/O liniju sposobnu povisiti izlaznu liniju visoko, a zatim mjeriti vrijeme opadanja izlaznog napona. Tipičan slijed čitanja senzora je:

1. Uključite IC LED diode (opcionalno).
2. Postavite U/I liniju na izlaz i povežite je visoko.
3. Dopustite najmanje 10 μs da izlaz senzora poraste.
4. Učinite I/O liniju ulazom (visoka impedancija).
5. Izmjerite vrijeme opadanja napona čekajući da se I/O linija smanji.
6. Isključite IC LED diode (opcionalno).

Ti se koraci obično mogu izvesti paralelno na više I/O linija.

Uz jaku refleksiju, vrijeme opadanja može biti i do nekoliko desetaka mikrosekundi; bez refleksije, vrijeme raspadanja može biti i do nekoliko milisekundi. Točno vrijeme opadanja ovisi o karakteristikama I/O linije vašeg mikrokontrolera. Značajni rezultati mogu biti dostupni unutar 1 ms u tipičnim slučajevima (tj. Kada se ne pokušavaju mjeriti suptilne razlike u scenarijima niske refleksije), dopuštajući uzorkovanje do 1 kHz svih 8 senzora. Ako je uzorkovanje na nižim frekvencijama dovoljno, značajne uštede energije mogu se postići isključivanjem LED dioda. Na primjer, ako je brzina uzorkovanja od 100 Hz prihvatljiva, LED diode mogu biti isključene 90% vremena, smanjujući prosječnu potrošnju struje sa 100 mA na 10 mA.

Korak 2: Mikrokontroler (mozak) Atmega328P

Zahvaljujući Atmel Corporation za proizvodnju ovog sjajnog mikrokontrolera zvanog Atmega328.

Ključni parametri za ATmega328P

Vrijednost parametra

• Flash (Kbajti): 32 Kbajta
• Broj iglica: 32
• Maks. Radne frekvencije (MHz): 20 MHz
• CPU: 8-bitni AVR
• Maksimalni I/O pinovi: 23
• Vanjski prekidi: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC kanali: 8
• Razlučivost ADC -a (bitovi): 10
• SRAM (Kbajti): 2
• EEPROM (bajtovi): 1024
• I/O klasa napajanja: 1,8 do 5,5
• Radni napon (Vcc): 1,8 do 5,5
• Tajmeri: 3

Za detaljne informacije pogledajte tehnički list Atmega328P.

U ovom projektu koristim Atmega328P iz nekoliko razloga

1. Jeftino
2. Ima dovoljno RAM -a za računanje
3. Dovoljno I/O iglica za ovaj projekt
4. Atmega328P se koristi u Arduinu…. Na slici i videu možete primijetiti Arduino Uno, ali noću koristim Arduino IDE ili bilo koji Arduino. Koristio sam samo hardver kao ploču za povezivanje. Obrisao sam pokretački program i upotrijebio USB ASP za programiranje čipa.

Za programiranje čipa koristio sam Atmel Studio 6

Sav KOD IZVORA JE U GitHubu Preuzmite ga i provjerite datoteku test.c.

Za sastavljanje ovog paketa morate preuzeti i instalirati POLOLU AVR LIBRARY SETUP Postavke Provjerite privitke …

Također Učitavam shemu i datoteku ploče razvojne ploče Atmega328P … Možete je sami izraditi …

Korak 3: Motor i pokretač motora

Koristio sam istosmjerni istosmjerni motor 350RPM 12V BO sa pogonom. Za više informacija … MOTOR LINK

Kao vozač motora koristio sam L293D H-most IC.

Za isto prilažem shemu i datoteku ploče.

Korak 4: Šasija i ostalo

Bot je izrađen od slojevitog drva debljine 6 mm.