Balancer ya Mpira na PID Fiddler: Hatua 7 (na Picha)

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

Mradi huu umewasilishwa kwa watu ambao wana uzoefu wa kutumia Arduino. Ujuzi wa mapema wa kutumia servos, maonyesho ya OLED, sufuria, vifungo, soldering, itasaidia. Mradi huu unatumia sehemu zilizochapishwa za 3D.

Balancer ya mpira ni rig ya mtihani wa PID kwa kujaribu majaribio ya PID. PID Fiddler ni kijijini kwa kurekebisha urekebishaji wa PID.

PID hutumiwa wakati unahitaji udhibiti zaidi wa harakati. Mfano mzuri ni robot ya kusawazisha. Roboti inahitaji kufanya marekebisho madogo ili kudumisha usawa, na majibu ya haraka ili kujinasa ikiwa inakutana na mapema au kushinikiza. PID inaweza kutumika kurekebisha mwitikio wa motors za gurudumu kudumisha usawa.

PID inahitaji maoni kutoka kwa sensa. Roboti ya kusawazisha hutumia gyros na accelerometers kupima angle kamili ya roboti. Pato la sensor hutumiwa na PID kudhibiti motors kudumisha usawa.

Kwa hivyo kwanini nilifanya balancer ya mpira wa kuchosha? Hakika ni sawa, lakini roboti za kusawazisha zinapita wakati hazijawekwa sawa. Kusawazisha roboti sio kifaa bora cha kujaribu majaribio ya PID. Mlinganisho wa mpira ni thabiti zaidi na ni zana nzuri ya kuona kuona athari za utaftaji wa PID. Maarifa yaliyopatikana kutoka kwa kusawazisha balancer ya mpira inaweza kutumika kwa kuweka sawa ya robot ya kusawazisha.

Balancer ya mpira ni reli kwenye hatua ya msingi. Kwenye reli kuna mpira unaokwenda mbele na nyuma kwenye reli wakati reli inapobanwa. Reli imefunikwa na servo. Mwisho wa reli kuna sensa inayopima umbali wa mpira kutoka kwa kihisi. Ingizo kwa PID ni umbali wa mpira kutoka kwa sensa, na pato la PID ni servo inayotoa ushauri kwa reli na kusonga mpira.

Ninatumia maktaba ya Arduino PID.

PID Fiddler ndio ninayotumia kurekebisha maadili ya PID. Huna haja moja, lakini inasaidia. PID Fiddler iko mbali na Balancer ya Mpira, inaunganisha na waya mbili tu, na inaweza kushikamana na kukatwa wakati Balancer ya mpira inaendesha. Mara tu utakapopata maadili bora, maadili yanaweza kuwa na nambari ngumu kwenye mchoro wa mradi wako.

Jitihada za ziada za kufanya PID Fiddler inalipa kwa wakati inachukua kufanya mabadiliko ya PID. Unaweza kuona haraka matokeo ya mabadiliko yako. Na inaweza kutumika tena kwenye miradi ya baadaye inayotumia PIDs. Bila kusahau ni raha kujenga, na inaonekana nzuri!

Hatua ya 1: Mlinganisho wa Mpira - Sehemu

Sehemu zilizochapishwa za 3D zinapatikana hapa: https://www.thingiverse.com/thing 2798979

(Maagizo ya Mkutano hupatikana katika maagizo ya Chapisho la Uchapishaji kwenye kiunga hapo juu)

1 - 1 "x 1/8" pembe ya aluminium, iliyokatwa hadi urefu wa 500mm.

1 - Adafruit VL53L0X Wakati wa Sensorer ya Umbali wa Ndege:

1 - Hobby Servo na pembe ya kudhibiti

1 - Waya ngumu kwa uhusiano (karibu 7mm)

- Misc. Kuweka screws

1- Arduino Uno

2 - LEDs (nyekundu, kijani)

Vipinzani vya 3 - 330 Ohm

- Misc. Waya za jumper na ubao wa mkate

- Rangi Nyeupe ya Dawa Nyeusi

1 - Mpira mweupe wa Ping Pong

Hatua ya 2: Usawazishaji Mpira - Mkutano

Maagizo ya Mkutano wa Balancer ya Mpira yanapatikana hapa: https://www.thingiverse.com/thing 2798979

Vidokezo vingine vya ziada:

Punja rangi ndani ya gorofa nyeusi ili kupunguza makosa kutoka kwa sensorer.

Uunganisho (Imeonyeshwa kwenye picha hapo juu):

- Tumia waya ngumu kama urefu wa 7mm kwa uhusiano kati ya pembe ya kudhibiti servo na bracket ya sensorer.

- Ngazi ya reli, weka pembe ya kudhibiti usawa katikati ya harakati ya servo (thamani ya servo 90).

- Pindisha kitanzi kidogo juu ya waya, na bend iliyo na umbo z chini ya waya.

- Weka z mwisho kwenye pembe ya kudhibiti, weka alama katikati ya kitanzi kwenye bracket ya sensorer.

- Piga shimo dogo na tumia kiboreshaji kidogo kushikamana na waya kwenye bracket ya sensorer.

Hatua ya 3: Wiring Balancer Wiring & Mchoro wa Arduino

Rejea picha hapo juu kwa wiring.

Tumia umeme tofauti kwa servo. Hii inaweza kuwa usambazaji wa umeme wa benchi, au kifurushi cha betri. Ninatumia usambazaji wa umeme wa benchi uliowekwa kwenye 5V.

PID Fiddler itaunganishwa na waya mbili, moja hadi Pin 1 (Serial RX), na moja chini.

Mchoro hutolewa.

Vidokezo vya Mchoro: Thamani ya hatua iliyowekwa itabadilika kutoka 200mm hadi 300mm kila sekunde 15. Inasaidia kutumia Monitor Serial kwenye IDE ya Arduino ili kuona pato la sensorer.

Hatua ya 4: PID Fiddler 2 - Sehemu

Ngao iliyochapishwa ya 3D na vifungo vinapatikana hapa:

Sufuria 4 - 10 za Kohm

1- Vifungo vya Mawasiliano vya Muda:

1- Adafruit Monochrome 128x32 I2C OLED Onyesho la Picha:

1- Arduino Uno

- misc. kichwa cha ping (.1 in), vizuizi vya terminal, waya wa waya

Hatua ya 5: Pid Fiddler 2 - Wiring, Assembly na Arduino Sketch

Tumia mchoro wa wiring kwa wiring ngao.

Vidokezo vya Mkutano:

- Kwa vidokezo juu ya kutengeneza bodi za mzunguko wa kawaida, angalia yangu inayoweza kufundishwa:

- Vichwa vikuu vya gundi kwenye ngao iliyochapishwa ya 3D.

- Ninatumia waya wa kufunika waya.

- Tumia sufuria za chini za mraba na ukate tabo za kuweka, gundi moto ziweke.

- Vipengele vimeuzwa. Tumia kichwa cha kike kwa OLED, na OLED inaweza kutolewa kwa urahisi na kuondolewa kwa matumizi katika miradi mingine.

Vidokezo vya Mchoro:

- Unganisha waya kutoka kwa kizuizi cha waya (kilichopigwa kwa kubandika 2, TX) kubandika 1 (serial RX) ya Ball Balancer Arduino. Unganisha waya kati ya kituo cha mwisho (ardhi) hadi chini ya Balancer Arduino.

- Shikilia kitufe, rekebisha vifungo kurekebisha mipangilio ya PID, kitufe cha kutolewa ili kutuma maadili kwa Balancer ya Mpira.

Hatua ya 6: Kutumia Balancer ya Mpira na PID Fiddler

Kitu pekee kilichobaki ni kuanza kucheza nayo!

- Weka mpira kwenye reli.

- Shikilia kitufe kwenye PID Fiddler, weka P, I, na D hadi sifuri, ST hadi 200 kuanza.

- Servo itaacha kujibu.

- Sasa anza kujaribu majaribio tofauti ya P, I, na D kuona jinsi inavyoathiri majibu na harakati za mpira.

- Jaribu kubadilisha maadili ya Wakati wa Mfano (ST). Wakati wa sampuli ni wakati katika milliseconds pembejeo hukusanywa. Thamani zimewekwa wastani kwa wakati wa sampuli. Pato la sensorer la shabaha bado litatofautiana kwa kiwango kidogo. Ikiwa wakati wa sampuli ni mdogo sana, pato la PID lita "jitter". PID inajaribu kurekebisha kelele katika usomaji wa sensorer. Kutumia Sampuli za Nyakati ndefu kutapunguza kelele, lakini pato la PID litakuwa la kusisimua.

Hatua ya 7:

Haitumiki