Arduino - Usawa - Usawazishaji Robot - Jinsi ya kutengeneza? 6 Hatua (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Katika mafunzo haya tutajifunza jinsi ya kutengeneza roboti ya kusawazisha (usawa) ya Arduino inayojisawazisha. Kwanza unaweza kuangalia mafunzo ya video hapo juu.

Hatua ya 1: Vifaa vinavyohitajika

Bodi ya Arduino (Uno) -

MPU-6050 GY521 Acc + Gyro -

DC 6V 210RPM Encoder Gear Set Set -

Dereva wa Magari L298N -

Kitufe cha Kubadili -

M3 Hex Threaded Spacer Screw Nut Kuweka -

Karatasi ya Acrylic Perspex -

Chaja ya Li-ion inayoweza kuchajiwa ya 3.7v 18650 -

Betri ya 9V -

Waya za Jumper -

Bunduki ya Gundi Moto -

Kitengo cha Starter cha Arduino na Ugavi (Hiari): Bodi ya Arduino na Vifaa vya SCM # 01 -

Bodi ya Arduino na Vifaa vya SCM # 02 -

Kitanzi cha Kuanzisha Msingi cha Arduino # 01 -

Kitengo cha Kuanzisha Msingi cha Arduino # 02 -

Kitanzi cha Kuanzisha Msingi cha Arduino # 03 -

Kitanzi cha Mega 2560 na Mafunzo -

Sura ya Moduli ya Sense ya Arduino # 01 -

Sura ya Moduli ya Sense ya Arduino # 02 -

Hatua ya 2: Mkutano wa Robot

• Piga pembe nne za Karatasi 3 za Acrylic. (Picha 1 na 2)
• Kati ya kila karatasi ya akriliki itakuwa karibu sentimita 8 / inchi 3.15. (Picha 3)
• Vipimo vya Roboti (takriban. 15cm x 10 cm x 20cm. (Picha 4)
• Magari ya DC na magurudumu yatawekwa katikati (katikati) ya roboti. (Picha 5)
• Dereva wa Magari L298N atawekwa kwenye kituo cha kwanza cha sakafu (katikati) ya roboti. (Picha 6)
• Bodi ya Arduino itawekwa kwenye ghorofa ya pili ya roboti.
• Moduli ya MPU6050 itawekwa kwenye ghorofa ya juu ya roboti. (Picha 7)

Hatua ya 3: Uunganisho

Jaribu MPU6050 na uhakikishe inafanya kazi! Unganisha MPU6050 kwa Arduino kwanza na ujaribu unganisho ukitumia nambari zilizo kwenye mafunzo hapa chini. Daha inapaswa kuonyeshwa kwenye mfuatiliaji wa serial

Mafundisho ya Maagizo - MPU6050 GY521 6 Axis Accelerometer + Gyro

Mafunzo ya YouTube - MPU6050 GY521 6 Axis Accelerometer + Gyro

Moduli ya L298N inaweza kutoa + 5V inayohitajika na Arduino mradi voltage yake ya kuingiza ni +7 V au zaidi. Walakini, nilichagua kuwa na chanzo tofauti cha nguvu kwa motor

Hatua ya 4: Je! Usawazishaji Unafanyaje Kazi?

• Ili kuweka roboti iwe sawa, motors lazima zikabili kuanguka kwa roboti.
• Kitendo hiki kinahitaji maoni na kipengee cha kusahihisha.
• Kipengele cha maoni ni MPU6050, ambayo inatoa kuongeza kasi na kuzunguka katika mhimili wote tatu ambao hutumiwa na Arduino kujua mwelekeo wa sasa wa roboti.
• Kipengele cha kurekebisha ni mchanganyiko wa gari na gurudumu.
• Roboti ya kujisawazisha kimsingi ni pendulum iliyogeuzwa.
• Inaweza kusawazishwa vizuri ikiwa katikati ya misa iko juu zaidi kulingana na axles za gurudumu.
• Hii ndio sababu nimeweka kifurushi cha betri juu.
• Urefu wa roboti, hata hivyo, ulichaguliwa kulingana na upatikanaji wa vifaa.

Hatua ya 5: Nambari ya Chanzo na Maktaba

Nambari iliyotengenezwa kwa roboti ya usawa ni ngumu sana. Lakini hakuna haja ya kuwa na wasiwasi. Tutabadilisha tu data zingine.

Tunahitaji maktaba manne ya nje ili kufanya kazi ya kusawazisha roboti

• Maktaba ya PID inafanya iwe rahisi kuhesabu maadili ya P, I, na D.
• Maktaba ya LMotorController hutumiwa kwa kuendesha motors mbili na moduli ya L298N.
• Maktaba ya I2Cdev na maktaba ya MPU6050_6_Axis_MotionApps20 ni ya kusoma data kutoka kwa MPU6050.

Pakua Maktaba

PID -

Mdhibiti wa LMotor -

I2Cdev -

MPU6050 -

Pata Nambari ya Chanzo -

PID ni nini?

• Katika nadharia ya kudhibiti, kuweka tofauti (katika kesi hii, msimamo wa roboti) inahitaji utulivu mtawala maalum anayeitwa PID.
• P kwa uwiano, mimi kwa ujumuishaji, na D kwa kipato. Kila moja ya vigezo hivi ina "faida" kawaida huitwa Kp, Ki, na Kd.
• PID hutoa marekebisho kati ya thamani inayotakiwa (au pembejeo) na thamani halisi (au pato). Tofauti kati ya pembejeo na pato inaitwa "kosa".
• Mdhibiti wa PID hupunguza kosa kwa thamani ndogo iwezekanavyo kwa kuendelea kurekebisha pato.
• Katika robot yetu ya kusawazisha ya Arduino, pembejeo (ambayo ni mwelekeo unaohitajika, kwa digrii) imewekwa na programu.
• MPU6050 inasoma mwelekeo wa sasa wa roboti na kuilisha kwa algorithm ya PID ambayo hufanya mahesabu ya kudhibiti motor na kuweka robot katika nafasi iliyosimama.

PID inahitaji kwamba faida za Kp, Ki, na maadili ya Kd "ziangaliwe" kwa maadili bora

Tutarekebisha maadili ya PID kwa mikono badala yake

1. Fanya Kp, Ki, na Kd sawa na sifuri.
2. Rekebisha Kp. Kp kidogo sana itafanya roboti ianguke (sahihisho la kutosha). Kp nyingi zitafanya roboti iende nyuma na nje kwa ukali. Kp nzuri ya kutosha itafanya roboti kurudi kidogo na kurudi (au kusonga kidogo).
3. Mara baada ya kuweka Kp, rekebisha Kd. Thamani nzuri ya Kd itapunguza upunguzaji hadi roboti iwe karibu. Pia, kiwango kizuri cha Kd kitaweka roboti ikisimama hata ikisukumwa.
4. Mwishowe, weka Ki. Roboti itatoka wakati itawashwa hata kama Kp na Kd zimewekwa lakini zitatulia kwa wakati. Thamani sahihi ya Ki itafupisha wakati inachukua ili roboti itulie.

Pendekezo la matokeo bora

Ninapendekeza uunda fremu kama hiyo ya roboti ukitumia vifaa vilivyotumika katika mradi huu kufanya nambari ya chanzo ya Robot ya Mizani ifanye kazi vizuri na kwa ufanisi.

Hatua ya 6: Kwa Msaada

• Unaweza kujisajili kwenye kituo changu cha YouTube kwa mafunzo zaidi na miradi.
• Pia unaweza kujiandikisha kwa msaada. Asante.

Tembelea Kituo changu cha YouTube -