Roboti ya Mfuasi wa Mstari Na PICO: Hatua 5 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Kabla ya kuwa na uwezo wa kuunda roboti ambayo inaweza kumaliza ustaarabu kama tunavyoijua, na inaweza kumaliza jamii ya wanadamu. Kwanza lazima uweze kuunda roboti rahisi, zile ambazo zinaweza kufuata laini iliyochorwa chini, na hapa ndipo utakapochukua hatua yako ya kwanza kuelekea kumaliza sisi wote>.

Kwanza kabisa, laini inayofuata roboti ni roboti inayoweza kufuata mstari ardhini, na laini hii kawaida ni laini nyeusi iliyochorwa kwenye msingi mweupe au kinyume chake; na hiyo ni kwa sababu ni rahisi kwa roboti kutofautisha kati ya rangi tofauti, kama nyeusi na nyeupe. Ambapo roboti hubadilisha pembe yake kulingana na rangi inayosoma.

Vifaa

1. PICO

2. Chassier ya Magurudumu Magurudumu mawili, ambayo ina yafuatayo:

   • Chasisi ya akriliki
   • Motors 2 DC zilizo na magurudumu na encoders
   • Gurudumu la Caster na kusimama kwa chuma
   • Mmiliki wa betri ya kituo 4
   • Baadhi ya screws na karanga
   • Zima / zima swichi
3. Moduli ya dereva wa L298N
4. Sensorer za tracker 2 za laini
5. Betri 7.4v

Hatua ya 1: Kuandaa DC Motors

Unaweza kutumia chasisi ya magurudumu mawili "2WD" kufanya mradi huu kuwa rahisi, kwani huokoa wakati na juhudi linapokuja suala la kujenga chasisi yako mwenyewe. Kukupa muda zaidi kuzingatia elektroniki za mradi huo.

Wacha tuanze na motors za DC, kwani utatumia motors kudhibiti mwendo wa mwendo na mwelekeo wa roboti yako, kulingana na usomaji wa sensorer. Jambo la kwanza kufanya ni kuanza kudhibiti kasi ya motors, ambayo ni sawa sawa na voltage ya pembejeo, ikimaanisha kuwa lazima uongeze voltage ili kuongeza kasi na kinyume chake.

Mbinu ya PWM "Pulse Width Modulation" ni bora kwa kazi hiyo, kwani hukuruhusu kurekebisha na kubadilisha thamani ya wastani ambayo inaenda kwa kifaa chako cha umeme (motor). Na inafanya kazi kwa kutumia ishara za dijiti "JUU" na "CHINI" kuunda maadili ya analojia, kwa kubadilisha kati ya ishara 2 kwa kiwango cha haraka sana. Ambapo voltage ya "analog" inategemea asilimia kati ya ishara ya JUU ya dijiti hadi ishara za chini za dijiti zilizopo wakati wa kipindi cha PWM.

Tafadhali kumbuka kuwa hatuwezi kuunganisha PICO moja kwa moja na motor, kwani motor inahitaji kiwango cha chini cha 90mA ambacho hakiwezi kushughulikiwa na pini za PICO, na ndio sababu tunatumia moduli ya dereva wa L298N, ambayo inatupa uwezo wa wote kutuma kutosha kwa motors na kubadilisha polarity yake.

Sasa, wacha tuunganishe waya kwa kila vituo vya gari, kufuata hatua hizi:

1. Fuse kiasi kidogo cha solder kwenye kituo cha gari
2. Weka ncha ya waya juu ya kituo cha gari na uipate moto na chuma cha kutengenezea mpaka solder kwenye terminal inyayeyuka na kuungana na waya, kisha uondoe chuma cha soldering na uache unganisho lipoe.
3. Rudia hatua za awali na vituo vilivyobaki vya motors zote mbili.

Hatua ya 2: Kutumia Moduli ya Dereva wa Magari ya L298N

Loti ya dereva wa L298N ina uwezo wa kuongeza ishara inayokuja kutoka PICO, na kubadilisha polarity ya njia inayopita kupitia hiyo. Kuruhusu kudhibiti kasi na mwelekeo ambao motors zako huzunguka.

L298N Pin Outs

1. Kituo cha kwanza cha motor motor DC
2. Kituo cha pili cha motor motor DC
3. Duka ya kudhibiti mdhibiti wa 5v. Ondoa jumper hii ikiwa unaunganisha umeme wa usambazaji wa zaidi ya 12v, ili usiwe ngumu mdhibiti wa voltage.
4. Voltage ya usambazaji wa magari. Upeo ni 35v, na usisahau kuondoa mdhibiti wa voltage ikiwa unatumia zaidi ya 12v.
5. GND
6. Pato la 5v. Pato hili linatoka kwa mdhibiti wa voltage ikiwa bado imeunganishwa, na inakupa uwezo wa kuwezesha PICO yako kutoka kwa chanzo sawa na motor.
7. DC motor A kuwezesha jumper. Ikiwa jumper hii imeunganishwa, motor itaendesha kwa kasi kamili ama mbele au nyuma. Lakini, ikiwa unataka kudhibiti kasi, ondoa tu jumper na unganisha pini ya PWM badala yake.
8. Katika1, inasaidia kudhibiti polarity ya sasa, na kwa hivyo, mwelekeo wa kuzunguka kwa motor A.
9. In2, inasaidia kwa kudhibiti polarity ya sasa, na kwa hivyo, mwelekeo wa kuzunguka kwa motor A.

10. In3, inasaidia kwa kudhibiti polarity ya sasa, na kwa hivyo, mwelekeo wa kuzunguka kwa motor B.

11. In4, inasaidia kwa kudhibiti polarity ya sasa, na kwa hivyo, mwelekeo wa kuzunguka kwa motor B.
12. DC motor B kuwezesha jumper. Ikiwa jumper hii imeunganishwa, motor itaendesha kwa kasi kamili ama mbele au nyuma. Lakini, ikiwa unataka kudhibiti kasi, ondoa tu jumper na unganisha pini ya PWM badala yake.

Kituo cha kwanza cha motor motor DC

Kituo cha pili cha motor motor DC

Idadi ya pini ambazo gari ya L298N ina inafanya iwe ngumu kutumia. Lakini, kwa kweli ni rahisi sana, na wacha tudhibitishe hiyo na mfano wa utendaji, ambapo tunatumia kudhibiti mwelekeo wa kuzunguka kwa motors zetu zote mbili.

Unganisha PICO kwa dereva wa gari kama ifuatavyo "utapata mchoro hapo juu":

• Katika1 → D0
• Katika2 → D1
• Katika3 → D2
• Katika 4 → D3

Mwelekeo wa gari unadhibitiwa kwa kutuma thamani ya juu na ya chini ya mantiki kati ya kila wenzi In1 / 2 na In3 / 4 pini za dereva. Kwa mfano, ukituma HIGH hadi In1 na LOW kwa In2 husababisha motor kuzunguka kwa mwelekeo mmoja na kutuma LOW kwa In1 na HIGH kwa In2 huzungusha motor kwa mwelekeo mwingine. Lakini, ikiwa utatuma ishara sawa za JUU au za chini kwa wakati mmoja kwa In1 na In2, motors zitasimama.

Usisahau kuunganisha GND ya PICO na GND ya betri, na usiondoe Wezesha A na Wezesha kuruka kwa B.

Utapata pia nambari ya mfano hapo juu.

Hatua ya 3: Kuongeza PWM kwa Moduli ya Dereva ya L298N

Sasa tunaweza kudhibiti mwelekeo wa kuzunguka kwa motors zetu. Lakini, bado hatuwezi kudhibiti kasi zao, kwani tuna chanzo cha voltage cha kila wakati ambacho kinawapa nguvu ya juu wanayoweza kuchukua. Na kufanya hivyo, unahitaji pini mbili za PWM kudhibiti motors zako zote mbili. Kwa bahati mbaya wewe, PICO ina pato 1 tu la PWM, ambalo tunahitaji kupanua kwa kutumia moduli ya PCA9685 OWM, na moduli hii ya kushangaza inaweza kupanua PWM yako kutoka 1 hadi 16!

Vidokezo vya PCA9685:

1. VCC → Hii ni nguvu yako ya mantiki, na 3-5v max.
2. GND → Pini hasi lazima iunganishwe na GND ili kukamilisha mzunguko.
3. V + → Pini hii inasambaza nguvu inayotokana na chanzo cha nje cha nguvu, inatumiwa kimsingi na motors ambazo zinahitaji kiasi kikubwa cha sasa na zinahitaji chanzo cha nguvu cha nje.
4. SCL → Siri ya saa, ambayo unaunganisha kwenye SCL ya PICO.
5. SDA → Siri ya data ya siri, ambayo unaunganisha na SDA ya PICO.
6. OE → Pato kuwezesha pini, pini hii inafanya kazi ni CHINI, ikimaanisha kuwa wakati pini iko CHINI, matokeo yote huwezeshwa, na wakati iko juu matokeo yote yamelemazwa. Hii ni pini ya hiari, na chaguo-msingi ikivutwa CHINI.

Moduli ya PCA9685 PWM ina matokeo 16 ya PWM, huku kila moja ikiwa na ishara yake ya V +, GND, na PWM ambayo unaweza kudhibiti bila kujitegemea kwa zingine. Kila PWM inaweza kushughulikia 25mA ya sasa, kwa hivyo kuwa mwangalifu.

Sasa inakuja sehemu ambayo tunatumia moduli ya PCA9685 kudhibiti kasi na mwelekeo wa motors zetu, na hii ndio jinsi tunaunganisha PICO na moduli za PCA9685 na L298N:

PICO kwa PCA9685:

1. D2 (PICO) SDA (PCA9685)
2. D3 (PICO) SCL (PCA9685)

PCA9685 hadi L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), kudhibiti mwelekeo wa motor A
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), kudhibiti mwelekeo wa motor A
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), kudhibiti mwelekeo wa motor B
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), kudhibiti mwelekeo wa motor B
5. PWM 4 (PCA9685) →wezeshaA (L298N), kwa kutuma ishara ya PWM inayodhibiti kasi ya motor A.
6. PWM 5 (PCA9685) → kuwezeshaB (L298N), kwa kutuma ishara ya PWM inayodhibiti kasi ya motor B.

Utapata nambari ya sehemu hizi zote zilizoambatanishwa hapo juu.

Hatua ya 4: Kutumia Sensor ya Line Tracker

Mfuatiliaji wa laini ni sawa moja kwa moja. Sensor hii ina uwezo wa kutofautisha kati ya nyuso mbili, kulingana na tofauti kati yao, kama nyeusi na nyeupe.

Sensorer ya tracker ya laini ina sehemu kuu mbili, IR LED na photodiode. Inaweza kutaja rangi kwa kutoa mwanga wa IR kutoka kwa LED na kusoma tafakari ambazo zinarudi kwenye picha ya picha, kisha picha ya picha hutoa thamani ya voltage kulingana na mwangaza ulioonyeshwa kwa uso wa giza).

Vidokezo vya tracker ya laini:

1. A0: hii ni pini ya pato la analog, na tunaitumia ikiwa tunataka usomaji wa pembejeo ya analog (0-1023)
2. D0: Hii ni pini ya pato la dijiti, na tunaitumia ikiwa tunataka usomaji wa pembejeo ya dijiti (0-1)
3. GND: Hii ni pini ya ardhi, na tunaiunganisha na pini ya GIC ya PICO
4. VCC: Hii ni pini ya nguvu, na tunaiunganisha na pini ya VCC ya PICO (5v)
5. Potentiometer: Hii hutumiwa kudhibiti unyeti wa sensa.

Wacha tujaribu sensorer ya tracker ya laini na programu rahisi ambayo inawasha LED ikiwa inagundua laini nyeusi, na uzime LED ikiwa inagundua uso mweupe wakati wa kuchapisha usomaji wa sensa kwenye Serial Monitor.

Utapata nambari ya jaribio hili iliyoambatanishwa hapo juu.

Hatua ya 5: Kuweka Kila kitu Pamoja

Jambo la mwisho tunalohitaji kufanya ni kuweka kila kitu pamoja. Kama tunavyojaribiwa zote mmoja mmoja na zote zinafanya kazi kama inavyotarajiwa.

Tutaweka PICO, moduli za PCA9685 na L298N zimeunganishwa kama ilivyo. Halafu, tunaongeza sensorer za wafuasi wa laini kwenye usanidi wetu uliopo, na ni kama ifuatavyo:

1. VCC (sensorer zote za ufuatiliaji wa laini) → VCC (PICO)
2. GND (sensorer zote za ufuatiliaji wa laini) → GND (PICO)
3. D0 (sensa ya tracker ya kulia) → A0 (PICO)
4. D0 (sensa ya ufuatiliaji wa laini ya kituo) → A1 (PICO)
5. D0 (sensor ya tracker ya kushoto) → A2 (PICO)

Hii ndio nambari ya mwisho ambayo itadhibiti gari lako na kuiambia ifuate laini, laini nyeusi kwenye asili nyeupe kwa upande wetu.