PID Line Follower Atmega328P: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

INTRODUKTION

Detta instruerbara handlar om att göra en effektiv och pålitlig Line Follower med PID (proportionell-integral-derivat) kontroll (matematisk) som körs inuti hjärnan (Atmega328P).

Linjeföljare är en autonom robot som följer antingen svart linje i vitt eller vit linje i svart område. Roboten måste kunna upptäcka en viss linje och fortsätta följa den.

Så det kommer att bli några delar/steg för att göra en RADIEFOLGARE. Jag kommer att diskutera dem alla steg för steg.

1. Sensor (öga för att se raden)
2. Mikrokontroller (hjärna för att göra några beräkningar)
3. Motorer (Muscle Power)
4. Motorförare
5. Chassi
6. Batteri (energikälla)
7. Hjul
8. Övrigt

Här är VIDEOEN AV LINJEFOLKAREN

I NÄSTA STEG KOMMER JAG ATT DISKUTERA I DETALJER OM VARJE KOMPONENTER

Steg 1: Sensor (Eye) QTR 8RC

Tack tillPolu för att tillverka denna fantastiska sensor.

Modulen är en bekväm bärare för åtta IR -sändare och mottagare (fototransistor) par jämnt fördelade med intervall på 0,375 (9,525 mm). För att använda en sensor måste du först ladda utgångsnoden (Laddning av kondensatorn) genom att applicera en spänning till dess OUT -stift. Du kan sedan läsa av reflektansen genom att dra ut den externt levererade spänningen och tidpunkten hur lång tid det tar utspänningen att förfalla på grund av den integrerade fototransistorn. Kortare sönderfallstid är en indikation på större reflektion. Denna mätmetod har flera fördelar, särskilt i kombination med QTR-8RC-modulens förmåga att stänga av LED-ström:

• Ingen analog-till-digital-omvandlare (ADC) krävs.
• Förbättrad känslighet över spänningsdelare analog utgång.
• Parallell avläsning av flera sensorer är möjlig med de flesta mikrokontroller.
• Parallell avläsning möjliggör optimerad användning av LED -effektaktiveringsalternativ

Specifikationer

• Mått: 2,95 "x 0,5" x 0,125 "(utan sidhuvudstift installerade)
• Driftspänning: 3,3-5,0 V
• Matningsström: 100 mA
• Utmatningsformat: 8 digitala I/O-kompatibla signaler som kan läsas som en tidsinställd hög puls
• Optimalt avkänningsavstånd: 0,125 tum (3 mm) Maximalt rekommenderat avkänningsavstånd: 0,375 tum (9,5 mm)
• Vikt utan huvudstift: 3,11 g

Gränssnitt mellan QTR-8RC-utgångarna och digitala I/O-linjer

QTR-8RC-modulen har åtta identiska sensorutgångar som, precis som Parallax QTI, kräver en digital I/O-linje som kan driva utgången högt och sedan mäta tiden för utspänningen att förfalla. Den typiska sekvensen för att läsa en sensor är:

1. Slå på IR -lysdioder (tillval).
2. Ställ in I/O -linjen på en utgång och kör den högt.
3. Låt minst 10 μs för att sensorutmatningen ska stiga.
4. Gör I/O -linjen till en ingång (hög impedans).
5. Mät tiden för spänningen att förfalla genom att vänta på att I/O -ledningen blir låg.
6. Stäng av IR -lysdioder (tillval).

Dessa steg kan vanligtvis utföras parallellt på flera I/O -linjer.

Med en stark reflektion kan förfallstiden vara så låg som flera dussin mikrosekunder; utan reflektion kan förfallstiden vara upp till några millisekunder. Den exakta tiden för förfallet beror på din mikrokontrollers I/O -linjegenskaper. Meningsfulla resultat kan vara tillgängliga inom 1 ms i vanliga fall (dvs. när man inte försöker mäta subtila skillnader i lågreflektansscenarier), vilket möjliggör upp till 1 kHz sampling av alla 8 sensorer. Om sampling med lägre frekvens är tillräcklig kan betydande energibesparingar uppnås genom att släcka lysdioderna. Till exempel, om en samplingshastighet på 100 Hz är acceptabel, kan lysdioderna vara släckta 90% av tiden, vilket minskar den genomsnittliga strömförbrukningen från 100 mA till 10 mA.

Steg 2: Mikrokontroller (hjärna) Atmega328P

Tack till Atmel Corporation För tillverkning av denna fantastiska mikrokontroller AKA Atmega328.

Viktiga parametrar för ATmega328P

Parameter Värde

• Flash (Kbytes): 32 Kbyte
• Antal räkningar: 32
• Max. Driftsfrekv. (MHz): 20 MHz
• CPU: 8-bitars AVR
• Max I/O -stift: 23
• Ext -avbrott: 24
• SPI: 2
• TWI (I2C): 1
• UART: 1
• ADC -kanaler: 8
• ADC -upplösning (bitar): 10
• SRAM (Kbytes): 2
• EEPROM (Bytes): 1024
• I/O -försörjningsklass: 1,8 till 5,5
• Driftspänning (Vcc): 1,8 till 5,5
• Timer: 3

För detaljerad information, gå igenom databladet för Atmega328P.

I detta projekt använder jag Atmega328P av få skäl

1. Billig
2. Har tillräckligt med RAM för beräkning
3. Tillräckliga I/O -pins för detta projekt
4. Atmega328P används i Arduino…. Du kanske märker i bilden och videon en Arduino Uno men nätter jag använder Arduino IDE eller någon Arduino.. Jag har bara använt hårdvaran som ett gränssnittskort. Jag har raderat startladdaren och använt USB ASP för programmering av chipet.

För programmering av chipet har jag använt Atmel Studio 6

Alla KÄLLKODEN finns i GitHub Ladda ner den och kontrollera test.c -filen.

För att kompilera detta paket måste du ladda ner och installera POLOLU AVR LIBRARY SETUP Kontrollera bilagorna …

Jag laddar också upp en Atmega328P Development Board schematisk och kortfil … Du kan tillverka den själv …

Steg 3: Motor- och motordrivrutin

Jag har använt 350RPM 12V BO -typ växlad likströmsmotor som ställdon. För att veta mer information … MOTOR LINK

Som motorförare har jag använt L293D H- bridge IC.

Jag bifogar schematisk och styrelsen filen för samma.

Steg 4: Chassi och diverse

Botten består av Ply Wood av 6 mm tjocklek.