Následovník linky PID Atmega328P: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

ÚVOD

Tento instruktáž je o vytvoření efektivního a spolehlivého sledovače linek s PID (proporcionálně-integrálně-derivativní) kontrolou (matematickou) běžící v jeho mozku (Atmega328P).

Line follower je autonomní robot, který sleduje buď černou čáru v bílé, nebo bílou čáru v černé oblasti. Robot musí být schopen detekovat konkrétní linii a neustále ji sledovat.

Bude tedy několik částí/kroků k vytvoření ŘÁDKOVÉHO SLEDOVAČE Budu o nich diskutovat krok za krokem.

1. Senzor (oko vidí čáru)
2. Mikrokontrolér (Brain provést nějaké výpočty)
3. Motory (svalová síla)
4. Řidič motoru
5. Podvozek
6. Baterie (zdroj energie)
7. Kolo
8. Různé

Zde je VIDEO ŘÁDNÉHO SLEDOVATELE

V DALŠÍCH KROKECH BUDU DISKUTOVAT V PODROBNOSTECH O KAŽDÝCH KOMPONENTECH

Krok 1: Senzor (oko) QTR 8RC

Díky společnosti Pololu za výrobu tohoto úžasného senzoru.

Modul je praktickým nosičem pro osm párů IR vysílače a přijímače (fototranzistor) rovnoměrně rozmístěných v intervalech 0,375 (9,525 mm). Chcete -li použít senzor, musíte nejprve nabít výstupní uzel (Nabíjení kondenzátoru) připojením napětí na jeho OUT pin. Poté můžete přečíst odrazivost odebráním externě dodávaného napětí a načasováním, jak dlouho trvá, než se výstupní napětí rozpadne díky integrovanému fototranzistoru. Kratší doba rozpadu je známkou většího odrazu. Tento přístup k měření má několik výhod, zvláště ve spojení se schopností modulu QTR-8RC vypnout napájení LED:

• Není vyžadován převodník analogového signálu na digitální (ADC).
• Vylepšená citlivost oproti analogovému výstupu děliče napětí.
• Paralelní čtení více senzorů je možné u většiny mikrokontrolérů.
• Paralelní čtení umožňuje optimalizované využití možnosti zapnutí napájení LED

Specifikace

• Rozměry: 2,95 palců x 0,5 palců x 0,125 palců (bez nainstalovaných kolíků záhlaví)
• Provozní napětí: 3,3-5,0 V
• Napájecí proud: 100 mA
• Výstupní formát: 8 digitálních signálů kompatibilních s I/O, které lze číst jako časovaný vysoký impuls
• Optimální vzdálenost snímání: 0,125 palce (3 mm) Maximální doporučená vzdálenost snímání: 0,375 palce (9,5 mm)
• Hmotnost bez kolíků: 3,09 g

Propojení výstupů QTR-8RC s digitálními I/O linkami

Modul QTR-8RC má osm identických senzorových výstupů, které, stejně jako Parallax QTI, vyžadují digitální I/O linku, která je schopna zvýšit výstupní linku a poté změřit dobu, po kterou se výstupní napětí rozpadne. Typická sekvence pro čtení senzoru je:

1. Zapněte infračervené LED diody (volitelně).
2. Nastavte I/O linku na výstup a posuňte ji vysoko.
3. Nechejte výstup senzoru stoupnout alespoň 10 μs.
4. Nastavte vstupně -výstupní linku na vstup (vysoká impedance).
5. Změřte čas, kdy napětí poklesne, počkejte, až se I/O linka sníží.
6. Vypněte IR LED (volitelně).

Tyto kroky lze obvykle provést paralelně na více linkách I/O.

Se silnou odrazivostí může být doba rozpadu až několik desítek mikrosekund; bez odrazivosti může doba rozpadu trvat až několik milisekund. Přesný čas rozpadu závisí na charakteristikách I/O linky vašeho mikrokontroléru. V typických případech (tj. Když se nepokoušíte měřit jemné rozdíly ve scénářích s nízkou odrazivostí) mohou být k dispozici smysluplné výsledky, což umožňuje vzorkování až 8 kHz ze všech 8 senzorů. Pokud je vzorkování nižší frekvence dostatečné, lze podstatnou úsporu energie dosáhnout vypnutím LED diod. Pokud je například přijatelná vzorkovací frekvence 100 Hz, LED diody mohou být 90% času vypnuté, což sníží průměrnou spotřebu proudu ze 100 mA na 10 mA.

Krok 2: Mikrokontrolér (mozek) Atmega328P

Děkujeme společnosti Atmel Corporation za výrobu tohoto úžasného mikrokontroléru AKA Atmega328.

Klíčové parametry pro ATmega328P

Hodnota parametru

• Flash (kB): 32 kB
• Počet pinů: 32
• Max. Provozní frekvence (MHz): 20 MHz
• CPU: 8bitový AVR
• Max. I/O kolíků: 23
• Ext Přerušení: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• Kanály ADC: 8
• Rozlišení ADC (bitů): 10
• SRAM (kB): 2
• EEPROM (bajty): 1024
• Třída dodávky I/O: 1,8 až 5,5
• Provozní napětí (Vcc): 1,8 až 5,5
• Časovače: 3

Podrobné informace naleznete v datovém listu Atmega328P.

V tomto projektu používám Atmega328P pro Few Reason

1. Levný
2. Má dostatek RAM pro výpočet
3. Dostatečné I/O piny pro tento projekt
4. Atmega328P se používá v Arduinu…. Na obrázku a videu si můžete všimnout Arduino Uno, ale v noci používám Arduino IDE nebo Any Arduino.. Jako propojovací desku jsem použil pouze hardware. Vymazal jsem bootloader a pro programování čipu jsem použil USB ASP.

Pro programování čipu jsem použil Atmel Studio 6

Veškerý ZDROJOVÝ KÓD JE V GitHubu Stáhněte si jej a zkontrolujte soubor test.c.

Chcete -li zkompilovat tento balíček, musíte si stáhnout a nainstalovat POLOLU AVR LIBRARY SETUP Zkontrolovat přílohy…

Také NAKÁZÁM schémata vývojových desek Atmega328P a soubor desek… Můžete si je vyrobit sami…

Krok 3: Motor a ovladač motoru

Jako pohon jsem použil stejnosměrný motor 350RPM 12V BO s převodovkou. Chcete -li vědět více informací … MOTOROVÝ ODKAZ

Jako řidič motoru jsem použil L293D H- můstkový integrovaný obvod.

K témuž přikládám schematický a nástěnkový soubor.

Krok 4: Podvozek a různé

Bot je vyroben z vrstveného dřeva o tloušťce 6 mm.