Arduino - Balance - Balancing Robot - Кантип жасоо керек?: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:53

Бул үйрөткүчтө биз өзүбүздү тең салмакташтыруучу Arduino баланстоочу (баланс) роботун жасоону үйрөнөбүз. Алгач жогорудагы видео үйрөткүчтү карай аласыз.

1 -кадам: Керектүү жабдык

Arduino Board (Uno) -

MPU-6050 GY521 Acc+Gyro-https://bit.ly/2swR0Xo

DC 6V 210RPM Encoder Gear Motor Set -

L298N мотор айдоочусу -

Которуу баскычы -

M3 Hex Threaded Spacer Screw Nut Set -

Акрил Perspex барагы -

3.7v 18650 Заряддалуучу Li-Ion+Заряддагыч-https://bit.ly/2LNZQcl

9V батареясы -

Jumper Wires -

Hot Glue Gun -

Arduino башталгыч комплект жана жабдуулар (Милдеттүү эмес): Arduino Board & SCM Supplies #01 -

Arduino Board & SCM Supplies #02 -

Arduino Basic Learning Startter Kit #01 -

Arduino Basic Learning Startter Kit #02 -

Arduino Basic Learning Startter Kit #03 -

Окуу куралы бар Mega 2560 башталгыч комплект -

Sensor Module Kit for Arduino #01 -

Sensor Module Kit for Arduino #02 -

2 -кадам: Роботту чогултуу

• 3 акрил барактын төрт бурчун бургулаңыз. (Сүрөт 1 жана 2)
• Ар бир акрил барагынын ортосунда болжол менен 8 кантиметр / 3.15 дюйм болот. [3 -сүрөт]
• Роботтун өлчөмдөрү (болжол менен) 15см x 10см х 20см. [Image 4]
• DC мотору жана дөңгөлөктөрү роботтун борборуна (орто сызыкка) жайгаштырылат. [Сүрөт 5]
• L298N Motor Driver роботтун биринчи кабатынын борборуна (орто сызыкка) жайгаштырылат. [6 -сүрөт]
• Arduino тактасы роботтун экинчи кабатына коюлат.
• MPU6050 модулу роботтун үстүңкү кабатына жайгаштырылат. [Image 7]

3 -кадам: Байланыштар

MPU6050 тестирлеңиз жана анын иштээрин текшериңиз! Алгач MPU6050ди Arduino -га туташтырыңыз жана төмөнкү үйрөткүчтөгү коддорду колдонуп туташууну текшериңиз. Даха сериялык монитордо көрсөтүлүшү керек

Instructables үйрөткүчү - MPU6050 GY521 6 Axis Accelerometer+Gyro

YouTube үйрөткүчү - MPU6050 GY521 6 Axis Accelerometer + Gyro

L298N модулу, анын чыңалуусу +7 В же андан жогору болгондо, Arduino үчүн керектүү болгон +5V менен камсыздай алат. Бирок, мен мотор үчүн өзүнчө энергия булагын тандап алдым

4 -кадам: Баланс кантип иштейт?

• Роботту тең салмакта кармоо үчүн моторлор роботтун кулашына каршы турушу керек.
• Бул аракет кайтарым байланышты жана түзөтүүчү элементти талап кылат.
• Пикир билдирүүчү элемент - бул MPU6050, ал роботтун учурдагы багытын билүү үчүн Arduino колдонгон үч огунда ылдамдатууну жана айланууну берет.
• Түзөтүүчү элемент - мотор менен дөңгөлөктүн айкалышы.
• Өзүн тең салмактоочу робот негизинен тескери маятник.
• Массалык борбор дөңгөлөк огуна салыштырмалуу жогору болсо, аны жакшыраак тең салмакташтырууга болот.
• Бул үчүн мен батарейканы үстүнө койдум.
• Роботтун бийиктиги, бирок материалдардын болушуна жараша тандалган.

5 -кадам: Булак коду жана китепканалар

Баланс роботу үчүн иштелип чыккан код өтө татаал. Бирок тынчсыздануунун кажети жок. Биз кээ бир маалыматтарды гана өзгөртөбүз.

Өзүн-өзү теңдештирүүчү роботтун иштеши үчүн бизге төрт тышкы китепкана керек

• PID китепканасы P, I жана D баалуулуктарын эсептөөнү жеңилдетет.
• LMotorController китепканасы L298N модулу менен эки моторду айдоо үчүн колдонулат.
• I2Cdev китепканасы жана MPU6050_6_Axis_MotionApps20 китепканасы MPU6050ден маалыматтарды окуу үчүн.

Китепканаларды түшүрүү

PID -

LMotorController -

I2Cdev -

MPU6050 -

Булак кодун алыңыз -

PID деген эмне?

• Башкаруу теориясында кээ бир өзгөрмөлөрдү (мында роботтун абалын) туруктуу кармоо үчүн PID деп аталган атайын контроллер керек.
• П пропорционалдуу үчүн, интегралдык үчүн I жана туунду үчүн D. Бул параметрлердин ар биринде адатта Kp, Ki жана Kd деп аталган "кирешелер" бар.
• PID керектүү маани (же киргизүү) менен чыныгы баалуулуктун (же чыгуунун) ортосундагы түзөтүүнү камсыз кылат. Киргизүү менен чыгаруунун ортосундагы айырма "ката" деп аталат.
• PID контролери чыгарууну үзгүлтүксүз тууралоо менен мүмкүн болгон эң кичине мааниге чейин катаны азайтат.
• Биздин Arduino өзүн-өзү теңдештирүүчү роботубузда, кирүү (каалаган эңкейиш, градус менен) программалык камсыздоо аркылуу орнотулат.
• MPU6050 роботтун учурдагы эңкейишин окуйт жана аны моторду башкаруу жана роботту тик абалда кармоо үчүн эсептөөлөрдү жүргүзүүчү PID алгоритмине берет.

PID кирешелердин Kp, Ki жана Kd оптималдуу маанилерге "туураланышын" талап кылат

Биз анын ордуна PID баалуулуктарын жөнгө салабыз

1. Kp, Ki жана Kd нөлгө барабар кылгыла.
2. Kpди тууралаңыз. Өтө аз КП роботту кулатып жиберет (оңдоо жетишсиз). Өтө көп Kp роботту артка жана артка кетирет. Жакшы жетиштүү Kp роботту бир аз алдыга жана артка кетирет (же бир аз термелет).
3. Kp коюлгандан кийин, Kd'ди тууралаңыз. Жакшы Kd мааниси робот дээрлик туруктуу болгонго чейин термелүүнү азайтат. Ошондой эле, Kdдин туура өлчөмү роботту түртүп турса дагы туруп турууга жардам берет.
4. Акырында, Кити коюңуз. Робот Kp жана Kd коюлса дагы күйгүзүлгөндө термелет, бирок убагында турукташат. Туура Ki мааниси роботтун турукташуусун талап кылган убакытты кыскартат.

Жакшы жыйынтыктар үчүн сунуш

Баланс роботунун баштапкы кодунун туруктуу жана эффективдүү иштеши үчүн ушул долбоордо колдонулган материалдарды колдонуп, ушундай робот алкагын түзүүнү сунуштайм.

6 -кадам: Колдоо үчүн

• Сиз менин YouTube каналыма көбүрөөк жазууларды жана долбоорлорду жазсаңыз болот.
• Ошондой эле колдоо үчүн жазылсаңыз болот. Рахмат.

Менин YouTube каналыма баш багыңыз -