DIY Linefollower PCB: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V tomto pokynu vám ukážu, jak jsem navrhl a vytvořil svůj první PCB linefollower.

Linefollower bude muset cestovat po parcouru výše rychlostí asi 0,7 m/s.

Pro projekt jsem zvolil jako ovladač ATMEGA 32u4 AU kvůli jeho jednoduchosti a snadnému programování. Senzory používanými pro sledování linie je 6 optických senzorů typu QRE1113GR. Jedná se o analogová čidla. Protože používáme pojmenované ATMEGA, jsme omezeni na 6 čidel, protože tento čip má pouze 6 analogových portů.

Naše motory jsou 6V stejnosměrné motory s kovovým převodem. Jedná se o malé motory, ale pro toto použití jsou dostatečně silné. Tyto motory budou poháněny mostem H, DRV8833PWP, využívajícím PWM.

To je srdcem našeho Linefolloweru. Další podrobnosti budou vysvětleny níže.

Krok 1: Navrhování schématu

K návrhu schématu a DPS jsem použil EAGLE. Toto je bezplatný software od společnosti Autodesk. Používání tohoto programu je trochu křivka učení. Ale je to dobrý software a je ZDARMA:)

Začal jsem importem ATMEGA. Je důležité zkontrolovat datový list tohoto čipu. Mnoho komponent nutných k použití tohoto čipu je popsáno v datovém listu. Po importu všech požadovaných komponent jsem začal importovat H-můstek a senzory. Opět je důležité zkontrolovat tyto datové listy, abyste věděli, jak je připojit ke kterým pinům ATMEGA a jaké součásti (odpory, kondenzátory …) potřebují.

Soubor jsem přidal se všemi použitými komponentami.

Krok 2: Navrhování DPS

Moje PCB je oboustranná. To usnadňuje umístění široké škály komponent na malé rozměry.

Opět platí, že navrhnout toto není snadné, naučit se používat tento software vyžaduje čas, ale na youtube je spousta vzdělávacích videí, která vám pomohou začít.

Ujistěte se, že každý pin ovladače nebo komponenty je k něčemu připojen a že každá cesta má požadovanou šířku.

Krok 3: Objednávka DPS

S dokončenými návrhy jste připraveni k objednávce!

Nejprve budete muset exportovat návrhy jako soubory Gerber.

Objednal jsem si své DPS na JLCPCB.com, které mohu vřele doporučit. Spravedlivé ceny, rychlé dodání a kvalitní desky.

Krok 4: Pájení desky plošných spojů

Po obdržení desek plošných spojů můžete začít pájet všechny součásti na ní.

Důrazně se doporučuje dobrý tok, teplotně regulovaná pájecí stanice a držák desky plošných spojů.

Na youtube jsou dobrá videa o tom, jak pájet součástky SMD (Louis Rossman je v tomto hrdina).

Krok 5: Blikající bootloader

Poté, co je deska plošných spojů úspěšně pájena, je na čase flashovat zavaděč do vaší ATMEGA.

Pomocí tohoto odkazu vám s tím pomůže:

Krok 6: Programování Linefolloweru

Po flashování bootloaderu budete mít přístup k linefolloweru v Arduino IDE.

Program níže jsem napsal pro linefollower.

Aby bylo možné co nejlépe sledovat linii, používá PID regulátor.

Krok 7: Konfigurace PID regulátoru

Ke konfiguraci PID regulátoru je třeba nastavit několik hodnot.

Kp: toto je zesílení, které reguluje rychlost, s níž linkový sledovač reaguje na chybu. Chcete -li konfigurovat PID regulátor, doporučuje se dostat se co nejblíže stabilnímu systému konfigurací pouze hodnoty Kp.

Ki: To integruje chybu a tímto chybu opraví docela brutálně. Po konfiguraci Kp lze konfigurovat Ki, Kp bude muset za normálních podmínek snížit, aby mohl mít stabilní systém s přidaným Ki.

Kd: To rozlišuje chyby. Pokud linefollower osciluje, Kd bude muset být zvýšen, dokud nepřestane kmitat.