PID līnijas sekotājs Atmega328P: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

IEVADS

Šis pamācības mērķis ir izveidot efektīvu un uzticamu līniju sekotāju ar PID (proporcionāli integrāla atvasinājuma) vadību (matemātisko), kas darbojas tās smadzenēs (Atmega328P).

Līnijas sekotājs ir autonoms robots, kas seko melnai līnijai baltā krāsā vai baltai līnijai melnā zonā. Robotam jāspēj noteikt noteiktu līniju un turpināt tai sekot.

Tātad būs dažas daļas/soļi, lai izveidotu LINE SEKOTĀJU. Es tos visus apspriedīšu soli pa solim.

1. Sensors (acs, lai redzētu līniju)
2. Mikrokontrolleris (smadzenes, lai veiktu dažus aprēķinus)
3. Motori (muskuļu spēks)
4. Motora vadītājs
5. Šasija
6. Akumulators (enerģijas avots)
7. Ritenis
8. Dažādi

Šeit ir LĪNIJAS SEKOTĀJA VIDEO

TURPMĀKAJĀS SĀKUMĀS SĪKĀKA INFORMĀCIJA PAR KATRU SASTĀVDAĻU

1. solis: sensors (acs) QTR 8RC

Pateicoties Pololu, lai ražotu šo lielisko sensoru.

Modulis ir ērts nesējs astoņiem infrasarkano staru izstarotāju un uztvērēju (fototransistoru) pāriem, kas vienmērīgi izvietoti ar intervālu 0,375 (9,525 mm). Lai izmantotu sensoru, vispirms jāuzlādē izejas mezgls (uzlādējot kondensatoru), pieliekot spriegumu tā OUT tapu. Pēc tam jūs varat nolasīt atstarojumu, noņemot ārēji piegādāto spriegumu un laiku, cik ilgi izejas spriegums samazinās, pateicoties integrētajam fototransistoram. Īsāks sabrukšanas laiks liecina par lielāku atstarošanos. Šai mērīšanas pieejai ir vairākas priekšrocības, it īpaši, ja kopā ar QTR-8RC moduļa spēju izslēgt LED barošanu:

• Nav nepieciešams analog-ciparu pārveidotājs (ADC).
• Uzlabota jutība pret sprieguma dalītāja analogo izeju.
• Vairumam mikrokontrolleru ir iespējama vairāku sensoru paralēla nolasīšana.
• Paralēlā lasīšana ļauj optimāli izmantot LED jaudas iespējošanas iespēju

Specifikācijas

• Izmēri: 2,95 "x 0,5" x 0,125 "(bez uzstādītām galvenes tapām)
• Darba spriegums: 3,3-5,0 V
• Barošanas strāva: 100 mA
• Izejas formāts: 8 digitālie I/O saderīgi signāli, kurus var nolasīt kā lielu impulsu ar laiku
• Optimālais uztveres attālums: 0,125 collas (3 mm) Maksimālais ieteicamais uztveršanas attālums: 0,375 collas (9,5 mm)
• Svars bez galviņu tapām: 3,09 g

QTR-8RC izeju sasaiste ar digitālajām I/O līnijām

QTR-8RC modulim ir astoņas identiskas sensora izejas, kurām, tāpat kā Parallax QTI, nepieciešama digitāla I/O līnija, kas spēj paaugstināt izejas līniju un pēc tam izmērīt izejas sprieguma samazināšanās laiku. Tipiska sensora nolasīšanas secība ir šāda:

1. Ieslēdziet IR gaismas diodes (pēc izvēles).
2. Iestatiet I/O līniju uz izeju un palieliniet to.
3. Ļaujiet vismaz 10 μs sensora izejai pieaugt.
4. Padariet I/O līniju par ieeju (augsta pretestība).
5. Izmēriet sprieguma samazināšanās laiku, gaidot I/O līnijas pazemināšanos.
6. Izslēdziet IR gaismas diodes (pēc izvēles).

Šīs darbības parasti var veikt paralēli vairākām I/O līnijām.

Ar spēcīgu atstarošanas spēju sabrukšanas laiks var būt pat vairāki desmiti mikrosekundes; bez atstarošanas sabrukšanas laiks var būt līdz dažām milisekundēm. Precīzs sabrukšanas laiks ir atkarīgs no jūsu mikrokontrollera I/O līnijas īpašībām. Nozīmīgi rezultāti var būt pieejami 1 ms laikā tipiskos gadījumos (t.i., ja nemēģina izmērīt smalkas atšķirības zemas atstarošanas scenārijos), ļaujot paraugu ņemšanai līdz 1 kHz no visiem 8 sensoriem. Ja pietiek ar zemākas frekvences paraugu ņemšanu, ievērojamu enerģijas ietaupījumu var panākt, izslēdzot gaismas diodes. Piemēram, ja 100 Hz paraugu ņemšanas ātrums ir pieņemams, gaismas diodes var izslēgt 90% laika, samazinot vidējo strāvas patēriņu no 100 mA līdz 10 mA.

2. solis: mikrokontrolleris (smadzenes) Atmega328P

Pateicoties Atmel Corporation, lai ražotu šo satriecošo mikrokontrolleri AKA Atmega328.

ATmega328P galvenie parametri

Parametra vērtība

• Zibspuldze (baiti): 32 baiti
• Tapu skaits: 32
• Maks. Darbības biežums (MHz): 20 MHz
• CPU: 8 bitu AVR
• Maksimālie I/O tapas: 23
• Papildu pārtraukumi: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC kanāli: 8
• ADC izšķirtspēja (biti): 10
• SRAM (baiti): 2
• EEPROM (baiti): 1024
• I/O barošanas klase: 1,8 līdz 5,5
• Darba spriegums (Vcc): 1,8 līdz 5,5
• Taimeri: 3

Lai iegūtu sīkāku informāciju, apmeklējiet Atmega328P datu lapu.

Šajā projektā es izmantoju Atmega328P dažu iemeslu dēļ

1. Lēts
2. Ir pietiekami daudz RAM aprēķināšanai
3. Pietiekams I/O tapas šim projektam
4. Atmega328P tiek izmantots Arduino … Attēlā un videoklipā varat pamanīt Arduino Uno, bet es izmantoju Arduino IDE vai jebkuru Arduino. Kā saskarnes dēli esmu izmantojis tikai aparatūru. Esmu izdzēsis sāknēšanas programmu un mikroshēmas programmēšanai izmantojis USB ASP.

Mikroshēmas programmēšanai esmu izmantojis Atmel Studio 6

Viss AVOTA KODS IR GitHub Lejupielādējiet to un pārbaudiet test.c failu.

Lai apkopotu šo pakotni, jums ir jālejupielādē un jāinstalē POLOLU AVR BIBLIOTĒKAS IESTATĪJUMS Pārbaudiet pielikumus …

Es arī augšupielādēju Atmega328P attīstības padomes shēmu un tāfeles failu … jūs to varat izgatavot pats …

3. darbība: motors un motora draiveris

Kā izpildmehānismu esmu izmantojis 350RPM 12V BO tipa pārnesumu līdzstrāvas motoru. Lai uzzinātu vairāk … MOTOR LINK

Kā motora vadītājs esmu izmantojis L293D H-tilta IC.

Es pievienoju shematisko un dēļa failu tam pašam.

4. darbība: šasija un citi

Bots ir izgatavots no 6 mm biezas koka kārtas.