Nasledovník linky PID Atmega328P: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

ÚVOD

Tento návod sa týka vytvorenia efektívnej a spoľahlivej sledovačky línií s ovládaním PID (proporcionálne-integrálna-derivátová) (matematická), ktorá prebieha v jeho mozgu (Atmega328P).

Line follower je autonómny robot, ktorý sleduje buď čiernu čiaru v bielej farbe alebo bielu čiaru v čiernej oblasti. Robot musí byť schopný rozpoznať konkrétnu čiaru a neustále ju sledovať.

Bude teda niekoľko častí/krokov na vytvorenie RIADKOVÉHO NÁSLEDUJÚCEHO. Budem o nich diskutovať krok za krokom.

1. Senzor (oko vidí čiaru)
2. Mikrokontrolér (mozog urobiť nejaké výpočty)
3. Motory (svalová sila)
4. Vodič motora
5. Podvozok
6. Batéria (zdroj energie)
7. Koleso
8. Rôzne

Tu je VIDEO NÁSLEDNÉHO NÁSLEDUJÚCEHO

V ĎALŠÍCH KROKOCH BUDEM DISKUTOVAŤ V PODROBNOSTIACH O KAŽDÝCH KOMPONENTOCH

Krok 1: Senzor (oko) QTR 8RC

Vďaka spoločnosti Pololu za výrobu tohto úžasného senzora.

Modul je vhodným nosičom pre osem párov IR vysielača a prijímača (fototranzistor) rovnomerne rozložených v intervaloch 0,375 (9,525 mm). Ak chcete použiť snímač, musíte najskôr nabiť výstupný uzol (Nabíjanie kondenzátora) priložením napätia na jeho výstupný kolík. Odrazivosť potom môžete prečítať odobratím externe dodávaného napätia a načasovaním, ako dlho trvá rozpad výstupného napätia vďaka integrovanému fototranzistoru. Kratší čas rozpadu je znakom väčšieho odrazu. Tento prístup k meraniu má niekoľko výhod, obzvlášť v spojení s možnosťou modulu QTR-8RC vypnúť napájanie LED:

• Nie je potrebný žiadny analógovo-digitálny prevodník (ADC).
• Vylepšená citlivosť oproti analógovému výstupu s deličom napätia.
• Paralelné čítanie viacerých senzorov je možné u väčšiny mikrokontrolérov.
• Paralelné čítanie umožňuje optimalizované využitie možnosti napájania LED

technické údaje

• Rozmery: 2,95 palca x 0,5 palca x 0,125 palca (bez nainštalovaných kolíkov záhlavia)
• Prevádzkové napätie: 3,3-5,0 V
• Napájací prúd: 100 mA
• Výstupný formát: 8 digitálnych signálov kompatibilných s I/O, ktoré je možné čítať ako načasovaný vysoký impulz
• Optimálna vzdialenosť snímania: 3 mm
• Hmotnosť bez kolíkov: 3,09 g

Prepojenie výstupov QTR-8RC s digitálnymi vstupno-výstupnými linkami

Modul QTR-8RC má osem identických senzorových výstupov, ktoré, podobne ako Parallax QTI, vyžadujú digitálne I/O vedenie schopné zvýšiť výstupné vedenie vysoko a potom zmerať čas, kým sa výstupné napätie rozpadne. Typická postupnosť čítania senzora je:

1. Zapnite infračervené diódy LED (voliteľné).
2. Nastavte I/O linku na výstup a posuňte ho vysoko.
3. Nechajte výstup senzora stúpať najmenej 10 μs.
4. Urobte z I/O linky vstup (vysoká impedancia).
5. Zmerajte čas, kým sa napätie zníži, počkajte, kým sa I/O linka nezníži.
6. Vypnite infračervené diódy LED (voliteľné).

Tieto kroky je možné obvykle vykonať paralelne na viacerých I/O linkách.

So silnou odrazivosťou môže byť doba rozpadu až niekoľko desiatok mikrosekúnd; bez odrazivosti môže čas rozpadu trvať až niekoľko milisekúnd. Presný čas rozpadu závisí od charakteristík I/O vedenia vášho mikrokontroléra. V typických prípadoch (tj. Keď sa nepokúšate merať jemné rozdiely v scenároch s nízkou odrazivosťou) môžu byť k dispozícii zmysluplné výsledky, ktoré umožňujú vzorkovanie všetkých 8 senzorov až do 1 kHz. Ak postačuje vzorkovanie s nižšou frekvenciou, podstatné úspory energie je možné dosiahnuť vypnutím LED diód. Ak je napríklad prijateľná vzorkovacia frekvencia 100 Hz, diódy LED môžu byť vypnuté 90% času, čím sa zníži priemerná spotreba prúdu zo 100 mA na 10 mA.

Krok 2: Mikrokontrolér (mozog) Atmega328P

Vďaka spoločnosti Atmel Corporation za výrobu tohto úžasného mikrokontroléra AKA Atmega328.

Kľúčové parametre pre ATmega328P

Hodnota parametra

• Flash (kB): 32 kB
• Počet pinov: 32
• Max. Prevádzková frekvencia (MHz): 20 MHz
• CPU: 8-bitový AVR
• Max. I/O pinov: 23
• Ext. Prerušenia: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• Kanály ADC: 8
• Rozlíšenie ADC (bity): 10
• SRAM (kB): 2
• EEPROM (bajty): 1024
• Trieda dodávky I/O: 1,8 až 5,5
• Prevádzkové napätie (Vcc): 1,8 až 5,5
• Časovače: 3

Podrobné informácie nájdete v technickom liste Atmega328P.

V tomto projekte používam Atmega328P z dôvodu niekoľkých dôvodov

1. Lacné
2. Má dostatok pamäte RAM na výpočet
3. Dostatočné I/O piny pre tento projekt
4. Atmega328P sa používa v Arduine…. Na obrázku a videu si môžete všimnúť Arduino Uno, ale v noci používam Arduino IDE alebo Any Arduino.. Ako prepojovaciu dosku som použil iba hardvér. Vymazal som bootloader a na programovanie čipu som použil USB ASP.

Na programovanie čipu som použil Atmel Studio 6

Všetok KÓD ZDROJA JE V GitHube Stiahnite si ho a skontrolujte súbor test.c.

Na zostavenie tohto balíka je potrebné stiahnuť a nainštalovať POLOLU AVR KNIŽNÉ NASTAVENIE Skontrolovať prílohy …

Tiež načítavam schému a tabuľku vývojovej dosky Atmega328P … Môžete si ju vyrobiť sami …

Krok 3: Motor a ovládač motora

Ako pohon som použil prevodový jednosmerný motor 350RPM 12V BO typu. Ak chcete vedieť viac informácií … MOTOROVÝ ODKAZ

Ako vodič motora som použil mostík IC L293D H-.

K tomu istému pripájam schematický a tabuľkový súbor.

Krok 4: Podvozok a rôzne

Botník je vyrobený z vrstveného dreva s hrúbkou 6 mm.