DIY Linefollower PCB: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

V tomto návode vám ukážem, ako som navrhol a vytvoril svoju prvú PCB linefollower.

Linefollower bude musieť cestovať okolo vyššie uvedeného parcouru rýchlosťou asi 0,7 m/s.

Pre projekt som si vybral ATMEGA 32u4 AU ako regulátor kvôli jeho jednoduchosti a jednoduchosti programovania. Senzormi používanými na sledovanie línie je 6 optických senzorov typu QRE1113GR. Jedná sa o analógové snímače. Pretože používame pomenovanie ATMEGA, obmedzujeme sa na 6 senzorov, pretože tento čip má iba 6 analógových portov.

Naše motory sú 6V jednosmerné motory s kovovým prevodom. Jedná sa o malé motory, ale na tieto účely sú dostatočne výkonné. Tieto motory budú poháňané mostíkom H, DRV8833PWP, využívajúcim PWM.

Toto je srdcom nášho Linefollowera. Ďalšie podrobnosti budú vysvetlené nižšie.

Krok 1: Navrhovanie schémy

Na návrh schémy a DPS som použil EAGLE. Toto je bezplatný softvér od spoločnosti Autodesk. Používanie tohto programu je trochu krivky učenia. Ale je to dobrý softvér a je ZADARMO:)

Začal som importom ATMEGA. Je dôležité skontrolovať technický list tohto čipu. Veľa komponentov potrebných na použitie tohto čipu je popísaných v technickom liste. Po importovaní všetkých požadovaných komponentov som začal importovať H-most a senzory. Opäť je dôležité skontrolovať tieto dátové listy, aby ste vedeli, ako ich pripojiť k akým kolíkom ATMEGA a akým komponentom (odpory, kondenzátory …) potrebujú.

Súbor som pridal so všetkými použitými komponentmi.

Krok 2: Navrhovanie DPS

Moja doska plošných spojov je obojstranná. To uľahčuje umiestnenie širokej škály komponentov na malú plochu.

Opäť to nie je jednoduché. Naučiť sa používať tento softvér vyžaduje čas, ale na youtube je množstvo vzdelávacích videí, ktoré vám pomôžu začať.

Zaistite, aby bol každý kolík ovládača alebo komponentu k niečomu pripojený a aby každá cesta mala požadovanú šírku.

Krok 3: Objednávka DPS

S dokončenými návrhmi ste pripravení na objednávku!

Najprv budete musieť návrhy exportovať ako súbory Gerber.

Objednal som si svoje DPS na JLCPCB.com, ktoré môžem vrelo odporučiť. Spravodlivé ceny, rýchle dodanie a dosky dobrej kvality.

Krok 4: Spájkovanie dosky plošných spojov

Po obdržaní DPS môžete začať spájkovať všetky súčasti.

Dôrazne sa odporúča dobrý tok, teplotne regulovaná spájkovacia stanica a držiak dosky plošných spojov.

Na youtube sú dobré videá o spájkovaní súčiastok SMD (Louis Rossman je v tomto hrdina).

Krok 5: Blikajúci bootloader

Keď je doska plošných spojov úspešne spájkovaná, je načase zasunúť zavádzač do vašej ATMEGA.

Nasledujúci odkaz vám pomôže s týmto:

Krok 6: Programovanie linefollowera

Po spustení bootloadera budete mať prístup k nasledujúcemu riadku v Arduino IDE.

Program pre linefollower som napísal nižšie.

Na to, aby dokázal čo najlepšie sledovať líniu, používa regulátor PID.

Krok 7: Konfigurácia regulátora PID

Na konfiguráciu regulátora PID je potrebné nastaviť niekoľko hodnôt.

Kp: Toto je zosilnenie, ktoré reguluje rýchlosť, ktorou sledovateľ linky reaguje na chybu. Na konfiguráciu PID regulátora sa odporúča dostať sa čo najbližšie k stabilnému systému konfiguráciou iba hodnoty Kp.

Ki: To integruje chybu a týmto chybu celkom brutálne opraví. Po konfigurácii Kp je možné nakonfigurovať Ki, Kp bude musieť za normálnych podmienok znížiť, aby mohol mať stabilný systém s pridaným Ki.

Kd: To rozlišuje chyby. Ak sledovač riadkov osciluje, Kd bude potrebné zvýšiť, kým kmitanie neprestane.