PICO менен Line Follower роботу: 5 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Сиз билгендей, цивилизацияны токтото турган жана адамзатты жок кыла турган роботту түзө аласыз. Сиз адегенде жерде тартылган сызыкты ээрчиген жөнөкөй роботторду түзө билишиңиз керек жана бул жерде сиз бизди бүтүрүү үчүн биринчи кадамыңызды жасайсыз>. <

Биринчиден, роботту ээрчиген сызык - бул жердеги сызыкты ээрчүүгө жөндөмдүү робот жана бул сызык адатта ак фондо же тескерисинче чийилген кара сызык; мунун себеби, роботтун ак менен кара сыяктуу карама -каршы түстөрдүн айырмасын айтуусу жеңилирээк. Робот окуган түсүнө жараша бурчун өзгөртөт.

Жабдуулар

1. PICO

2. Төмөнкүлөр бар эки дөңгөлөктүү робот шасси:

   • Акрил шасси
   • 2 дөңгөлөктүү жана коддогучтуу DC кыймылдаткычтары
   • Кастор дөңгөлөгү металлдан жасалган
   • 4 каналдуу батарея кармагыч
   • Кээ бир бурамалар жана гайкалар
   • Күйгүзүү/өчүрүү
3. L298N мотор айдоочу модулу
4. 2 Line Tracker сенсорлор
5. 7.4v батарея

1 -кадам: DC моторлорун даярдоо

Бул долбоорду жеңилдетүү үчүн эки дөңгөлөктүү "2WD" шассиин колдонсоңуз болот, анткени ал өз шассиңизди курууга келгенде убакытты жана күчтү үнөмдөйт. Долбоордун электроникасына көңүл бурууга көбүрөөк убакыт берүү.

Келгиле, DC кыймылдаткычтарынан баштайлы, анткени сен моторлорду сенсорлордун окуусуна жараша роботтун кыймылынын ылдамдыгын жана багытын көзөмөлдөө үчүн колдоносуң. Эң биринчи нерсе, моторлордун ылдамдыгын башкара баштоо, бул кирүү чыңалуусуна түз пропорционалдуу, башкача айтканда ылдамдыкты жогорулатуу үчүн чыңалууну жогорулатуу керек жана тескерисинче.

PWM "Pulse Width Modulation" техникасы жумуш үчүн идеалдуу, анткени ал сиздин электроника түзмөгүңүзгө (моторго) кеткен орточо маанини тууралоого жана ыңгайлаштырууга мүмкүндүк берет. Жана аналогдук баалуулуктарды түзүү үчүн "HIGH" жана "LOW" санарип сигналдарын колдонуу менен, 2 сигналды өтө ылдамдык менен алмаштыруу менен иштейт. Бул жерде "аналогдук" чыңалуу PWM мезгилинде болгон санариптик LOWдан санарип LOW сигналдарынын ортосундагы пайызга көз каранды.

Сураныч, биз PICOду моторго түз туташтыра албайбыз, анткени моторго минималдуу 90 мА керек, аны PICOнун казыктары иштете албайт, ошондуктан биз L298N мотор драйвер модулун колдонобуз, ал бизге экөөнү тең жөнөтүүгө мүмкүнчүлүк берет. кыймылдаткычтарга жетиштүү ток жана анын полярдуулугун өзгөртүү.

Эми, бул кадамдарды аткарып, мотордун ар бир терминалына зым кошолу:

1. Мотордун терминалында бир аз ширетүүнү күйгүзүңүз
2. Зымдын учун мотор терминалынын үстүнө коюп, терминалдагы ширетүү ээрип, зым менен туташканга чейин аны ширетүүчү темир менен ысытыңыз, андан кийин ширетүүчү үтүктү алып, байланыш муздап кетет.
3. Мурунку кадамдарды эки мотордун калган терминалдары менен кайталаңыз.

2 -кадам: L298N Motor Driver модулун колдонуу

L298N мотор айдоочу мотору PICOдон келген сигналды күчөтүү жана ал аркылуу өткөн токтун полярдуулугун өзгөртүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Сиз моторуңуздун айлануу ылдамдыгын да, багытын да башкара аласыз.

L298N Pin Outs

1. DC моторунун биринчи терминалы
2. DC моторунун экинчи терминалы
3. Борттогу 5V жөндөгүч секиргич. Эгерде сиз 12 вольттон ашык мотор менен камсыздоо чыңалуусун туташтырсаңыз, бул секиргичти алып салыңыз.
4. Мотор менен камсыздоо чыңалуусу. Максимум 35в, эгер сиз 12в ашык колдонуп жатсаңыз, чыңалуу жөндөгүчүн алып салууну унутпаңыз.
5. GND
6. 5v чыгаруу. Бул чыгаруу чыңалуу жөндөгүчүнөн келип чыгат, эгер ал дагы эле туташтырылган болсо жана ал сизге PICOну мотор менен бир эле булактан иштетүү мүмкүнчүлүгүн берет.
7. DC мотору А секиргичти иштетет. Бул секиргич туташтырылган болсо, мотор алдыга же артка толук ылдамдыкта иштейт. Бирок, эгерде сиз ылдамдыкты башкаргыңыз келсе, секиргичти алып салыңыз жана анын ордуна PWM пинин туташтырыңыз.
8. In1, ал токтун полярдуулугун көзөмөлдөөгө жардам берет, ошентип, мотор А үчүн айлануу багытын.
9. In2, бул токтун полярдуулугун көзөмөлдөөгө жардам берет, демек, мотор А үчүн айлануу багытын.

10. In3, ал токтун полярлыгын көзөмөлдөөгө жардам берет, демек, В моторунун айлануу багытын.

11. In4, ал токтун полярлыгын көзөмөлдөөгө жардам берет, демек, мотор В үчүн айлануу багытын.
12. DC мотору B секиргичти иштетет. Бул секиргич туташтырылган болсо, мотор алдыга же артка толук ылдамдыкта иштейт. Бирок, эгерде сиз ылдамдыкты башкаргыңыз келсе, секиргичти алып салыңыз жана анын ордуна PWM пинин туташтырыңыз.

DC моторунун биринчи терминалы

DC моторунун экинчи терминалы

L298N драйверинин мотору бар казыктардын саны аны колдонууну татаалдаштырат. Бирок, бул чындыгында абдан оңой жана моторубуздун айлануу багытын көзөмөлдөө үчүн аны колдонуп жаткан мисал менен далилдейли.

PICOну мотор айдоочусуна төмөнкүдөй туташтырыңыз "жогоруда көрсөтүлгөн диаграмманы табасыз":

• In1 → D0
• In2 → D1
• In3 → D2
• In4 → D3

Мотордун багыты ар бир жуп In1/2 жана In3/4 драйв казыктарынын ортосунда ЖОГОРКУ жана ТӨМӨН логикалык маанини жөнөтүү менен көзөмөлдөнөт. Мисалы, эгер сиз ЖОЖду In1ге жана LOWду Ин2ге жөнөтсөңүз, анда мотор бир багытта, LOW In1 жана HIGH2ге Indirүү моторду карама -каршы багытта айландырат. Бирок, эгер сиз In1ге жана In2ге бир эле учурда HIGH же LOW сигналдарын жөнөтсөңүз, моторлор токтоп калат.

PICOнун GND'син батареянын GND менен туташтырууну унутпаңыз жана А жана В жандандыруучу секиргичтерди алып салбаңыз.

Ошондой эле жогоруда бул мисалдын кодун таба аласыз.

3 -кадам: L298N драйвер модулуна PWM кошуу

Биз азыр моторлорубуздун айлануу багытын башкара алабыз. Бирок, биз дагы эле алардын ылдамдыгын башкара албайбыз, анткени бизде туруктуу чыңалуу булагы бар, алар аларга максималдуу күч берет. Ал үчүн эки моторуңузду тең башкаруу үчүн эки PWM төөнөгүч керек. Тилекке каршы, PICOдо бизде PCA9685 OWM модулун колдонуу менен кеңейтүү керек болгон 1 PWM өндүрүшү бар жана бул укмуштуудай модуль сиздин PWMди 1ден 16га чейин кеңейте алат!

PCA9685 Пинуттары:

1. VCC → Бул сиздин логикалык күчүңүз, 3-5v макс.
2. GND → терс пин пин бүтүрүү үчүн GNDге туташышы керек.
3. V+ → Бул пин тышкы энергия булагынан келген энергияны бөлүштүрөт, ал биринчи кезекте чоң көлөмдөгү токту талап кылган жана тышкы энергия булагына муктаж болгон моторлордо колдонулат.
4. SCL → PICOнун SCLине туташкан сериялык сааттык пин.
5. SDA → Сериялык маалымат пин, сиз PICOнун SDAсына туташасыз.
6. OE → Чыгууну иштетүүчү пин, бул пиндин активдүүлүгү ТӨМӨН, демек, пин ТӨМӨН болгондо, бардык чыгуулар иштетилет, ал эми ЖОГОРУ болгондо бардык чыгымдар өчүрүлөт. Бул кошумча пин, демейки LOW тартылган.

PCA9685 PWM модулунда 16 PWM чыгышы бар, алардын ар биринде V+, GND жана PWM сигналы бар, аларды башкалардан көз карандысыз башкара аласыз. Ар бир PWM 25мА токту башкара алат, андыктан этият болуңуз.

Эми биз моторлорубуздун ылдамдыгын жана багытын көзөмөлдөө үчүн PCA9685 модулун колдонгон бөлүк келет жана биз PICOду PCA9685 жана L298N модулдарына кантип туташтырабыз:

PCA9685ке PICO:

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

PCA9685тен L298Nге чейин:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), мотордун багытын башкаруу үчүн
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), мотордун багытын башкаруу үчүн
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), мотордун багытын көзөмөлдөө үчүн
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), мотордун багытын көзөмөлдөө үчүн
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N), А моторунун ылдамдыгын башкаруучу PWM сигналын жөнөтүү үчүн.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), В моторунун ылдамдыгын башкаруучу PWM сигналын жөнөтүү үчүн.

Сиз жогоруда тиркелген бул бөлүктөрдүн баарынын кодун таба аласыз.

4 -кадам: Line Tracker сенсорун колдонуу

Линия трекери абдан жөнөкөй. Бул сенсор кара жана ак түстөгүдөй эле, алардын ортосундагы карама -каршылыкка жараша эки бетти айырмалай алат.

Сызык трекеринин сенсорунда эки негизги бөлүк бар, IR LED жана фотодиод. Бул LEDдан IR жарыгын чыгаруу жана фотодиодго кайтып келген чагылууларды окуу аркылуу түстөрдү айта алат, андан кийин фотодиод чагылган жарыкка жараша чыңалуу маанисин чыгарат (жарыктын "жалтырак" бети үчүн ЖОК мааниси жана ТӨМӨН мааниси) караңгы бет үчүн).

Линия трекеринин түйүндөрү:

1. A0: бул аналогдук чыгуучу пин, жана биз аналогдук кирүүнү окууну кааласак, аны колдонобуз (0-1023)
2. D0: Бул санарип чыгуучу пин, жана биз санариптик кирүүнү окууну кааласак, аны колдонобуз (0-1)
3. GND: Бул жер казыгы жана биз аны PICOнун GND пинине туташтырабыз
4. VCC: Бул кубаткыч, биз аны PICOнун VCC пинине (5v) туташтырабыз
5. Потенциометр: Бул сенсордун сезгичтигин көзөмөлдөө үчүн колдонулат.

Келгиле, линия трекеринин сенсорун кара программа аныктаса LEDди күйгүзүүчү жөнөкөй программа менен сынап көрөлү, ал эми сенсордун көрсөткүчтөрүн сериялык мониторго басып чыгаруу учурунда ак бетти байкаса, LEDди өчүрүп коюңуз.

Сиз жогоруда тиркелген бул тесттин кодун таба аласыз.

5 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Биз кылышыбыз керек болгон акыркы нерсе - баарын бириктирүү. Биз алардын бардыгын жекече сынагандан кийин жана бардыгы күтүлгөндөй иштеп жатат.

Биз PICO, PCA9685 жана L298N модулдарын ошол бойдон туташтырып турабыз. Андан кийин, биз учурдагы орнотууга линия ээрчиген сенсорлорду кошобуз, ал төмөнкүчө:

1. VCC (бардык линияларды көзөмөлдөө сенсорлору) → VCC (PICO)
2. GND (бардык линияларды көзөмөлдөө сенсорлору) → GND (PICO)
3. D0 (Оң жактагы трекер сенсор) → A0 (PICO)
4. D0 (Борбордук сызык трекер сенсор) → A1 (PICO)
5. D0 (Сол жактагы трекер сенсор) → A2 (PICO)

Бул сиздин машинаңызды башкара турган жана биздин учурда ак фондо кара сызык менен жүрүүнү айтуучу акыркы код.