Line Follower ռոբոտ PICO- ով ՝ 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Նախքան դուք կարող եք ստեղծել ռոբոտ, որը կարող է վերջ դնել քաղաքակրթությանը, ինչպես մենք գիտենք, և ի վիճակի է վերջ դնել մարդկային ցեղին: Նախ պետք է կարողանաս ստեղծել պարզ ռոբոտներ, նրանք, որոնք կարող են հետևել գետնին գծված գծին, և ահա այստեղ դու առաջին քայլը կանես բոլորիս վերջ տալու համար>: <

Նախևառաջ, ռոբոտին հաջորդող գիծը ռոբոտ է, որն ունակ է հետևել գետնին տողին, և այս գիծը սովորաբար սև գիծ է, որը գծված է սպիտակ ֆոնի վրա կամ հակառակը. և դա պայմանավորված է նրանով, որ ռոբոտի համար ավելի հեշտ է տարբերել խիստ հակադրվող գույների միջև, ինչպես սևն ու սպիտակը: Որտեղ ռոբոտը փոխում է իր անկյունը ՝ կախված կարդացած գույնից:

Պարագաներ

1. PICO

2. Two-Wheel Drive ռոբոտի շասսի, որոնք ունեն հետևյալը.

   • Ակրիլային շասսի
   • 2 DC շարժիչներ ՝ անիվներով և կոդավորիչներով
   • Asterալքավոր անիվ ՝ մետաղական փակագծերով
   • 4 ալիքի մարտկոցի կրիչ
   • Որոշ պտուտակներ և ընկույզներ
   • Միացման/անջատման անջատիչ
3. L298N շարժիչի վարորդի մոդուլ
4. 2 Line tracker տվիչներ
5. 7.4 վ մարտկոց

Քայլ 1: DC շարժիչների պատրաստում

Դուք կարող եք օգտագործել երկու անիվներով շարժվող «2WD» շասսին ՝ այս նախագիծն ավելի դյուրին դարձնելու համար, քանի որ այն խնայում է ժամանակը և ջանքերը, երբ խոսքը վերաբերում է ձեր սեփական շասսիի կառուցմանը: Ձեզ ավելի շատ ժամանակ տրամադրելով `կենտրոնանալ նախագծի էլեկտրոնիկայի վրա:

Սկսենք DC շարժիչներից, քանի որ դուք պատրաստվում եք շարժիչներով վերահսկել ձեր ռոբոտի շարժման արագությունը և ուղղությունը ՝ կախված սենսորների ընթերցումներից: Առաջին բանը, որ պետք է անել, այն է, որ սկսենք վերահսկել շարժիչների արագությունը, որն ուղիղ համեմատական է մուտքային լարման, այսինքն ՝ արագությունը բարձրացնելու համար պետք է բարձրացնել լարումը և հակառակը:

PWM «Pulse Width Modulation» տեխնիկան իդեալական է աշխատանքի համար, քանի որ այն թույլ է տալիս հարմարեցնել և հարմարեցնել միջին արժեքը, որը գնում է ձեր էլեկտրոնիկայի սարքին (շարժիչ): Եվ այն աշխատում է `օգտագործելով« HIGH »և« LOW »թվային ազդանշանները` անալոգային արժեքներ ստեղծելու համար `շատ արագ փոխելով 2 ազդանշանների միջև: Որտեղ «անալոգային» լարումը կախված է PWM ժամանակահատվածում առկա թվային HIGH- ից թվային LOW ազդանշանների միջև եղած տոկոսից:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ մենք չենք կարող PICO- ն ուղղակիորեն միացնել շարժիչին, քանի որ շարժիչին անհրաժեշտ է առնվազն 90 մԱ, որը չի կարող կարգավորվել PICO- ի կապում, և այդ պատճառով մենք օգտագործում ենք L298N շարժիչի վարորդի մոդուլը, որը մեզ հնարավորություն է տալիս երկուսն էլ ուղարկել բավականաչափ հոսանք շարժիչներին և փոխել դրա բևեռականությունը:

Այժմ եկեք մետաղալար կպցնենք շարժիչի յուրաքանչյուր տերմինալին ՝ հետևելով այս քայլերին.

1. Մի փոքր ամրացրեք միակցիչը շարժիչի տերմինալին
2. Տեղադրեք մետաղալարերի ծայրը շարժիչի տերմինալի վերևում և տաքացրեք այն զոդման երկաթով, մինչև որ տերմինալի զոդումը հալվի և միանա մետաղալարով, այնուհետև հանեք եռակցման երկաթը և թողեք, որ միացումը սառչի:
3. Կրկնեք նախորդ քայլերը երկու շարժիչների մնացած տերմինալներով:

Քայլ 2: Օգտագործելով L298N շարժիչի վարորդի մոդուլը

L298N շարժիչի շարժիչի շարժիչն ունի PICO- ից եկող ազդանշանը բարձրացնելու և դրանով անցնող հոսանքի բևեռականությունը փոխելու ունակություն: Թույլ տալով վերահսկել ինչպես շարժիչի արագությունը, այնպես էլ ուղղությունը:

L298N Pin ելքեր

1. DC շարժիչ A- ի առաջին տերմինալը
2. DC շարժիչ A- ի երկրորդ տերմինալը
3. Ինքնաթիռ 5 վ կարգավորիչ թռիչք: Հեռացրեք այս թռիչքը, եթե միացնում եք շարժիչի մատակարարման լարումը ավելի քան 12 վ լարման կարգավորիչին ոչ թե կոշտ:
4. Շարժիչի մատակարարման լարումը ներսում: Առավելագույնը 35 վ է, և մի մոռացեք հեռացնել լարման կարգավորիչը, եթե օգտագործում եք ավելի քան 12 վ:
5. GND
6. 5 վ ելք: Այս ելքը գալիս է լարման կարգավորիչից, եթե այն դեռ միացված է, և դա հնարավորություն է տալիս ձեր PICO- ն սնուցել շարժիչից նույն աղբյուրից:
7. DC շարժիչ A միացնող թռիչք: Եթե այս թռիչքը միացված է, շարժիչը կաշխատի ամբողջ արագությամբ `առաջ կամ հետ: Բայց, եթե ցանկանում եք վերահսկել արագությունը, պարզապես հեռացրեք թռիչքը և փոխարենը միացրեք PWM կապը:
8. In1, այն օգնում է վերահսկել հոսանքի բևեռականությունը, և, հետևաբար, A շարժիչի պտտման ուղղությունը:
9. In2, այն օգնում է վերահսկել հոսանքի բևեռականությունը, և, հետևաբար, A շարժիչի պտտման ուղղությունը:

10. In3, այն օգնում է վերահսկել հոսանքի բևեռականությունը, և, հետևաբար, B շարժիչի պտտման ուղղությունը:

11. In4, այն օգնում է վերահսկել հոսանքի բևեռականությունը, և, հետևաբար, B շարժիչի պտտման ուղղությունը:
12. DC շարժիչ B- ն միացնում է թռիչքը: Եթե այս թռիչքը միացված է, շարժիչը կաշխատի ամբողջ արագությամբ `առաջ կամ հետ: Բայց, եթե ցանկանում եք վերահսկել արագությունը, պարզապես հեռացրեք թռիչքը և փոխարենը միացրեք PWM կապը:

DC շարժիչ B- ի առաջին տերմինալը

DC շարժիչ B- ի երկրորդ տերմինալը

L298N վարորդի շարժիչի քորոցների քանակը դժվար է թվում օգտագործել: Բայց դա իրականում բավականին հեշտ է, և եկեք դա ապացուցենք գործող օրինակով, որտեղ մենք այն օգտագործում ենք մեր երկու շարժիչների պտույտի ուղղությունը վերահսկելու համար:

PICO- ն միացրեք շարժիչի վարորդին հետևյալ կերպ. «Դուք կգտնեք վերևի դիագրամը».

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

Շարժիչի ուղղությունը վերահսկվում է `ուղարկելով HIGH և LOW տրամաբանական արժեք յուրաքանչյուր զույգ In1/2 և In3/4 վարորդի կապում: Օրինակ, եթե դուք ուղարկում եք HIGH In1- ին և LOW- ին In2- ին, դա առաջացնում է շարժիչը մեկ ուղղությամբ, իսկ LOW- ը In1- ին ուղարկելը և HIGH- ը In2- ին պտտեցնում է շարժիչը հակառակ ուղղությամբ: Բայց, եթե միևնույն Բարձր կամ OWԱOW ազդանշաններն ուղարկեք միաժամանակ և՛ In1- ին, և՛ In2- ին, շարժիչները կդադարեն:

Մի մոռացեք PICO- ի GND- ը միացնել մարտկոցի GND- ին և մի հանեք Enable A և Enable B թռիչքները:

Դուք նաև կգտնեք այս օրինակի ծածկագիրը վերևում:

Քայլ 3. PWM- ի ավելացում L298N վարորդի մոդուլին

Այժմ մենք կարող ենք վերահսկել մեր շարժիչների պտտման ուղղությունը: Բայց, մենք դեռ չենք կարող վերահսկել դրանց արագությունները, քանի որ մենք ունենք մշտական լարման աղբյուր, որը նրանց տալիս է առավելագույն ուժ, որը նրանք կարող են վերցնել: Եվ դա անելու համար ձեզ հարկավոր է երկու PWM կապ `ձեր երկու շարժիչներն էլ կառավարելու համար: Unfortunatelyավոք, PICO- ն ունի ընդամենը 1 PWM ելք, որը մենք պետք է ընդլայնենք ՝ օգտագործելով PCA9685 OWM մոդուլը, և այս զարմանալի մոդուլը կարող է ընդլայնել ձեր PWM- ը 1 -ից 16 -ը:

PCA9685 Pinouts:

1. VCC → Սա ձեր տրամաբանական ուժն է ՝ առավելագույնը 3-5 վ:
2. GND → Շղթան ավարտելու համար բացասական քորոցը պետք է միացված լինի GND- ին:
3. V+ → Այս քորոցը բաշխում է էներգիայի արտաքին աղբյուրից ստացվող էներգիան, այն հիմնականում օգտագործվում է այն շարժիչների հետ, որոնք մեծ հոսանքի կարիք ունեն և արտաքին էներգիայի աղբյուրի կարիք ունեն:
4. SCL → Սերիայի ժամացույցի քորոց, որը միացնում եք PICO- ի SCL- ին:
5. SDA → Սերիայի տվյալների քորոց, որը միացնում եք PICO- ի SDA- ին:
6. OE → Ելքի միացման քորոց, այս պինն ակտիվ է OWԱOWՐ, այսինքն ՝ երբ քորոցը OWԱOWՐ է, բոլոր ելքերը միացված են, իսկ երբ բարձր է, բոլոր ելքերն անջատված են: Սա ընտրովի քորոց է, իսկ կանխադրվածը քաշվում է OWԱOWՐ:

PCA9685 PWM մոդուլն ունի 16 PWM ելք, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր սեփական V+, GND և PWM ազդանշանը, որը կարող եք կառավարել մյուսներից անկախ: Յուրաքանչյուր PWM կարող է կարգավորել 25 մԱ հոսանք, այնպես որ զգույշ եղեք:

Այժմ գալիս է այն հատվածը, որտեղ մենք օգտագործում ենք PCA9685 մոդուլը ՝ մեր շարժիչների արագությունն ու ուղղությունը վերահսկելու համար, և այսպես մենք PICO- ն միացնում ենք PCA9685 և L298N մոդուլներին.

PICO- ից PCA9685:

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

PCA9685 դեպի L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), A շարժիչի ուղղությունը վերահսկելու համար
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), շարժիչի ուղղությունը վերահսկելու համար
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), B շարժիչի ուղղությունը վերահսկելու համար
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), B շարժիչի ուղղությունը վերահսկելու համար
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N) ՝ PWM ազդանշան ուղարկելու համար, որը վերահսկում է շարժիչի A- ի արագությունը:
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), PWM ազդանշան ուղարկելու համար, որը վերահսկում է շարժիչի B արագությունը:

Այս բոլոր մասերի ծածկագիրը կգտնեք վերևում:

Քայլ 4: Օգտագործելով Line Tracker Sensor- ը

Գծային որոնիչը բավականին պարզ է: Այս սենսորն ունի երկու մակերևույթների միջև տարբերություն ՝ կախված դրանց միջև եղած հակադրությունից, ինչպես սևը և սպիտակը:

Գծի հետևող սենսորը ունի երկու հիմնական մաս ՝ IR LED և ֆոտոդիոդ: Այն կարող է ասել գույները ՝ LED- ից IR լույս արձակելով և ֆոտոդիոդ վերադարձող արտացոլանքները կարդալով, այնուհետև ֆոտոդիոդն արտացոլում է լարման արժեք ՝ կախված արտացոլվող լույսից (բարձր արժեք թեթև «փայլուն» մակերևույթի համար և OWԱOWՐ արժեք) մուգ մակերեսի համար):

Գծի հետևորդի ճեղքվածքները

1. A0. Սա անալոգային ելքային փին է, և մենք այն օգտագործում ենք, եթե ցանկանում ենք անալոգային մուտքի ընթերցում (0-1023)
2. D0. Սա թվային ելքային փին է, և մենք այն օգտագործում ենք, եթե ցանկանում ենք թվային մուտքի ընթերցում (0-1)
3. GND. Սա հիմնավորված քորոց է, և մենք այն միացնում ենք PICO- ի GND կապին
4. VCC. Սա հոսանքի պին է, և մենք այն միացնում ենք PICO- ի VCC կապին (5v)
5. Պոտենցիոմետր. Սա օգտագործվում է սենսորի զգայունությունը վերահսկելու համար:

Եկեք փորձարկենք գծերի հետևող սենսորը մի պարզ ծրագրով, որը միացնում է LED- ն, եթե այն հայտնաբերում է սև գիծ, և անջատում ենք LED- ն, եթե այն հայտնաբերում է սպիտակ մակերես ՝ սենսորի ընթերցումը սերիական մոնիտորի վրա տպելիս:

Այս թեստի ծածկագիրը կգտնեք վերը կցված:

Քայլ 5: Ամեն ինչ միասին հավաքելը

Վերջին բանը, որ մենք պետք է անենք, ամեն ինչ միասին հավաքելն է: Քանի որ մենք դրանք բոլորն անհատապես փորձարկել ենք, և բոլորը գործում են, ինչպես և սպասվում էր:

Մենք կպահենք PICO- ն, PCA9685 և L298N մոդուլները այնպես, ինչպես կան: Այնուհետև, մենք ավելացնում ենք գծի հետևորդի տվիչները մեր առկա կարգավորմանը և դա հետևյալն է.

1. VCC (գծի հետևման բոլոր սենսորներ) → VCC (PICO)
2. GND (գծի հետևման բոլոր սենսորներ) → GND (PICO)
3. D0 (Աջ գծի հետևող ցուցիչ) → A0 (PICO)
4. D0 (Կենտրոնական գծի հետևող ցուցիչ) → A1 (PICO)
5. D0 (Ձախ գծի հետևող ցուցիչ) → A2 (PICO)

Սա վերջնական կոդն է, որը կվերահսկի ձեր մեքենան և կասի, որ մեր դեպքում պետք է հետևել սպիտակ ֆոնի վրա գծված սև գծին: