Line -robot met PICO: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Voordat u 'n robot kan skep wat die beskawing kan beëindig, soos ons dit ken, en die menslike geslag kan beëindig. U moet eers die eenvoudige robotte kan skep, diegene wat 'n lyn op die grond kan volg, en hier is waar u die eerste stap kan neem om ons almal te beëindig>. <

In die eerste plek is 'n lyn wat 'n robot volg 'n robot wat 'n lyn op die grond kan volg, en hierdie lyn is gewoonlik 'n swart lyn wat op 'n wit agtergrond getrek is of omgekeerd; en dit is omdat dit vir die robot makliker is om die verskil tussen sterk kontrasterende kleure, soos swart en wit, te onderskei. Waar die robot sy hoek verander, afhangende van die kleur wat dit lees.

Voorrade

1. PICO

2. Tweewielaangedrewe robot-onderstel, wat die volgende het:

   • Akriel onderstel
   • 2 GS -motors met wiele en encoders
   • Caster wiel met metaal afstande
   • 4 kanaal battery houer
   • 'N Paar skroewe en moere
   • Aan/af skakelaar
3. L298N motorbestuurder module
4. 2 Line tracker sensors
5. 7.4v battery

Stap 1: Voorbereiding van die GS -motors

U kan die tweewielaangedrewe "2WD" onderstel gebruik om hierdie projek makliker te maak, aangesien dit tyd en moeite bespaar as u u eie onderstel bou. Gee u meer tyd om te fokus op die elektronika van die projek.

Kom ons begin met die GS -motors, aangesien u die motors gaan gebruik om die bewegingsnelheid en rigting van u robot te beheer, afhangende van die lesers se lesings. Die eerste ding wat u moet doen, is om die motorspoed te begin beheer, wat direk eweredig is aan die ingangsspanning, wat beteken dat u die spanning moet verhoog om die snelheid te verhoog en omgekeerd.

Die PWM "Pulse Width Modulation" tegniek is ideaal vir die werk, aangesien dit u toelaat om die gemiddelde waarde wat na u elektroniese toestel (motor) gaan, aan te pas en aan te pas. En dit werk deur die digitale seine "HOOG" en "LAAG" te gebruik om analoog waardes te skep deur baie vinnig tussen die twee seine af te wissel. Waar die "analoog" spanning afhang van die persentasie tussen die digitale HIGH tot digitale LOW seine wat gedurende 'n PWM -periode teenwoordig is.

Let daarop dat ons nie PICO direk aan die motor kan koppel nie, aangesien die motor 'n minimum van 90mA benodig wat nie deur die penne van PICO hanteer kan word nie, en daarom gebruik ons die L298N -motorbestuurdermodule, wat ons die vermoë gee om beide te stuur genoeg stroom aan die motors en verander die polariteit daarvan.

Laat ons nou 'n draad aan elk van die motor se terminale soldeer volgens die volgende stappe:

1. Smelt 'n bietjie soldeer op die motor se aansluiting
2. Plaas die draadpunt bo die motoraansluiting en verhit dit met die soldeerbout totdat die soldeer op die terminaal smelt en met die draad verbind word, verwyder dan die soldeerbout en laat die verbinding afkoel.
3. Herhaal die vorige stappe met die oorblywende terminale van beide motors.

Stap 2: Gebruik die L298N -motorbestuurdermodule

Die L298N -motorbestuurdermotor kan die sein van PICO versterk en die polariteit van die stroom wat daardeur beweeg, verander. Laat u die snelheid en rigting waarteen u motors draai, beheer.

L298N Pin Outs

1. GS -motor A se eerste terminaal
2. DC motor A se tweede terminaal
3. Aan boord 5v reguleertrui. Verwyder hierdie trui as u die motorspanning van meer as 12v aansluit om die spanningsreguleerder nie te hard nie.
4. Motorspanning in. Die maksimum is 35v, en moenie vergeet om die spanningsreguleerder te verwyder as u meer as 12v gebruik nie.
5. GND
6. 5v uitset. Hierdie uitset kom van die spanningsreguleerder as dit nog steeds gekoppel is, en dit gee u die geleentheid om u PICO van dieselfde bron as die motor af te skakel.
7. Gelykstroom -motor A -springer. As hierdie springer gekoppel is, loop die motor op volle spoed, óf vorentoe óf agtertoe. Maar as u die spoed wil beheer, verwyder die trui en koppel eerder 'n PWM -pen.
8. In1 help dit met die beheer van die polariteit van die stroom, en dus die draairigting van motor A.
9. In2 help dit met die beheer van die polariteit van die stroom, en dus die draairigting van motor A.

10. In3 help dit met die beheer van die stroom se polariteit, en dus die draairigting van motor B.

11. In4 help dit met die beheer van die polariteit van die stroom, en dus die draairigting van motor B.
12. DC motor B aktiveer trui. As hierdie springer gekoppel is, loop die motor op volle spoed, óf vorentoe óf agtertoe. Maar as u die spoed wil beheer, verwyder die trui en koppel eerder 'n PWM -pen.

DC -motor B se eerste terminaal

DC motor B se tweede terminaal

Die aantal penne wat die L298N -dryfmotor het, laat dit moeilik lyk om te gebruik. Maar dit is eintlik redelik maklik, en laat ons bewys dat met 'n funksionerende voorbeeld, waar ons dit gebruik om die rotasierigting van albei ons motors te beheer.

Koppel PICO soos volg aan die motorbestuurder "u sal die diagram hierbo vind":

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

Die rigting van die motor word beheer deur 'n HOGE en LAE logiese waarde tussen elke paar In1/2 en In3/4 bestuurderpenne te stuur. As u byvoorbeeld HIGH na In1 en LOW na In2 stuur, veroorsaak dit dat die motor in een rigting draai en LOW na In1 stuur en HIGH na In2 draai die motor in die teenoorgestelde rigting. Maar as u dieselfde HOOG of LAAG seine gelyktydig na beide In1 en In2 stuur, stop die motors.

Moenie vergeet om PICO se GND aan te sluit met die GND van die battery nie, en moenie die Enable A- en Enable B -springers verwyder nie.

U sal ook die kode van hierdie voorbeeld hierbo vind.

Stap 3: Voeg PWM by die L298N -bestuurdersmodule

Ons kan nou die rotasie rigting van ons motors beheer. Maar ons kan steeds nie hul snelhede beheer nie, aangesien ons 'n konstante spanningsbron het wat hulle die maksimum krag gee wat hulle kan neem. En om dit te kan doen, benodig u twee PWM -penne om albei u motors te beheer. Ongelukkig het PICO slegs 1 PWM -uitvoer, wat ons moet uitbrei met die PCA9685 OWM -module, en hierdie wonderlike module kan u PWM uitbrei van 1 tot 16!

PCA9685 Pinouts:

1. VCC → Dit is u logiese krag, met maksimum 3-5v.
2. GND → Die negatiewe pen moet aan die GND gekoppel word om die stroombaan te voltooi.
3. V+ → Hierdie pen versprei die krag van 'n eksterne kragbron, dit word hoofsaaklik gebruik met motors wat groot hoeveelhede stroom benodig en 'n eksterne kragbron benodig.
4. SCL → Seriële klokpen, wat u aan die SCL van PICO koppel.
5. SDA → Serial data pin, wat u aan die SDA van PICO koppel.
6. OE → Output -inskakelpen, hierdie pen se aktiewe is LAAG, wat beteken dat wanneer die pen LAAG is, al die uitsette geaktiveer is, en as dit HOOG is, is alle uitsette gedeaktiveer. Dit is 'n opsionele pen, met die standaard LOW.

Die PCA9685 PWM -module het 16 PWM -uitsette, met elkeen sy eie V +-, GND- en PWM -sein wat u onafhanklik van die ander kan beheer. Elke PWM kan 25mA stroom hanteer, dus wees versigtig.

Nou kom die gedeelte waar ons die PCA9685 -module gebruik om die snelheid en rigting van ons motors te beheer, en dit is hoe ons PICO aan die PCA9685- en L298N -modules koppel:

PICO na PCA9685:

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

PCA9685 tot L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), om die rigting van motor A te beheer
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), om die rigting van motor A te beheer
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), om die rigting van motor B te beheer
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), om die rigting van motor B te beheer
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N), vir die stuur van die PWM -sein wat motor A se spoed beheer.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), vir die stuur van die PWM -sein wat motor B se snelheid beheer.

U vind die kode vir al hierdie dele hierbo aangeheg.

Stap 4: Gebruik die Line Tracker Sensor

Die lynopsporing is redelik eenvoudig. Hierdie sensor kan onderskei tussen twee oppervlaktes, afhangende van die kontras tussen hulle, soos in swart en wit.

Die lynopsporingsensor het twee hoofdele, die IR LED en die fotodiode. Dit kan die kleure bepaal deur IR -lig van die LED uit te straal en die weerkaatsings wat na die fotodiode terugkeer, te lees, en dan lewer die fotodiode 'n spanningswaarde af, afhangende van die gereflekteerde lig (HOOG waarde vir 'n ligte "blink" oppervlak en 'n LAE waarde vir 'n donker oppervlak).

Die lyntjie se spoorsnyer:

1. A0: dit is die analoog-uitsetpen, en ons gebruik dit as ons 'n analoog-invoerlesing wil hê (0-1023)
2. D0: Dit is die digitale uitsetpen, en ons gebruik dit as ons 'n digitale invoerlesing wil hê (0-1)
3. GND: Dit is die grondpen, en ons koppel dit aan die GND -pen van PICO
4. VCC: Dit is die kragpen, en ons koppel dit aan PICO se VCC -pen (5v)
5. Potensiometer: dit word gebruik om die sensitiwiteit van die sensor te beheer.

Kom ons toets die lynopsporingsensor met 'n eenvoudige program wat 'n LED aanskakel as dit 'n swart lyn opspoor, en skakel die LED af as dit 'n wit oppervlak bespeur terwyl die sensor se lesing op die Serial Monitor gedruk word.

U vind die kode vir hierdie toets hierbo aangeheg.

Stap 5: Alles saamvoeg

Die laaste ding wat ons moet doen, is om alles bymekaar te maak. Soos ons almal individueel getoets het en almal funksioneer soos verwag.

Ons hou PICO, die PCA9685 en L298N modules verbind soos dit is. Dan voeg ons die lynvolgersensors by ons bestaande opstelling, en dit is soos volg:

1. VCC (alle lynsporingsensors) → VCC (PICO)
2. GND (alle lynsporingsensors) → GND (PICO)
3. D0 (sensor vir regterlyn -opsporing) → A0 (PICO)
4. D0 (middellynopsporingsensor) → A1 (PICO)
5. D0 (linkerlyn -opsporingsensor) → A2 (PICO)

Dit is die finale kode wat u motor sal beheer en in 'n swart lyn op 'n wit agtergrond in ons geval moet volg.