HeadBot-თვითდაბალანსებული რობოტი STEM სწავლისა და ურთიერთობისათვის: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

Headbot-ორი ფუტი სიმაღლის, თვითბალანსირებული რობოტი-არის სამხრეთ ევგენის რობოტების გუნდის (SERT, FRC 2521), კონკურენტუნარიანი საშუალო სკოლის რობოტიკის გუნდი პირველ რობოტიზმის კონკურსში, ევგენიდან, ორეგონი. ეს პოპულარული რობოტი რეგულარულად გამოდის სკოლებში და საზოგადოებრივ ღონისძიებებში, სადაც ერთნაირად იზიდავს როგორც მოზრდილთა, ასევე ბავშვთა ბრბოს. იმის გამო, რომ რობოტი არის როგორც გამძლე, ისე მარტივი Android ტელეფონის ან ტაბლეტის გამოყენებით, სამ წლამდე ბავშვებს შეუძლიათ მისი წარმატებით მართვა. და რადგან ბოტს შეუძლია შემოიღოს მრავალფეროვანი ქუდები, ნიღბები და სხვა კოსტიუმები, ეს გასართობი დამატებაა ნებისმიერი შეკრებისთვის. SERT– ის წევრები ბოტს იყენებენ გუნდის ახალი წევრების დასაქირავებლად და საზოგადოებაში STEM– ისადმი ზოგადი ინტერესის გასაღვივებლად.

პროექტის მთლიანი ღირებულებაა დაახლოებით $ 200 (თუ ვივარაუდებთ, რომ გაქვთ 3D პრინტერი და Android მოწყობილობა), თუმცა მისი გაპარსვა 100 დოლარზე ნაკლებია, თუ თქვენ გაქვთ კარგად აღჭურვილი ელექტრონიკის მაღაზია, რომელსაც აქვს წვდომა გამაგრილებელ, გათბობის შემცირების მილებზე., ჯუმბერის მავთულები, რეზისტორები, კონდენსატორები, ბატარეები და მიკრო USB კაბელი. მშენებლობა პირდაპირ წინ მიდის, თუ უკვე გაქვთ ელექტრონიკის გამოცდილება და ის იძლევა დიდ შესაძლებლობას სწავლის მსურველთათვის. მათთვის, ვისაც რობოტიკის სპეციფიკური ინტერესი აქვს, Headbot ასევე უზრუნველყოფს კარგ პლატფორმას უკუკავშირის კონტროლისათვის პროპორციულ-ინტეგრალურ-წარმოებული (PID) რეგულირების უნარ-ჩვევების განვითარებისათვის.

მარაგები

გაითვალისწინეთ, რომ ნაწილების სია ქვემოთ მიუთითებს თითოეული ტიპის ნაწილების რაოდენობას და არა პაკეტების რაოდენობას. ზოგიერთი ბმული ეხება გვერდებს, სადაც შესაძლებელია რამდენიმე ნაწილის შეძენა პაკეტის სახით (რაც გარკვეულ ხარჯებს იძლევა) - იზრუნეთ იმაზე, რომ იყიდოთ იმ რაოდენობის პაკეტი, რომელიც აუცილებელია ნაწილების შესაბამისი რაოდენობის მისაღებად.

Ელექტრონული ნაწილები

• 1x ESP32 მიკროკონტროლი
• 2x სტეპერი მოტორსი
• 2x A4988 სტეპერიანი დრაივერები
• 1x MPU-6050 გიროსკოპი/ამაჩქარებელი
• 1x 100uF კონდენსატორი
• 1x UBEC (ბატარეის ელიმინაციის უნივერსალური წრე)
• 1x ძაბვის გამყოფი (1x 10kohm და 1x 26.7kohm რეზისტორი)
• 2x 5 მმ საერთო ანოდი RGB LED განათება
• 6x 220 ohm რეზისტორები
• Jumper Wires (მამაკაცი-კაცი და ქალი-ქალი)
• ელექტრო მავთული
• 3x JST SM კონექტორი დანამატი
• 2x 4 ბატარეის ქეისი
• სითბოს შემცირება
• Solder

ტექნიკა

• 1x 3D ნაბეჭდი გარსაცმები, თავსახური და ელექტრო დაფა (იხილეთ ქვემოთ მოცემული ინსტრუქცია)
• 2x 5 "ზუსტი დისკის ბორბლები
• 2x 0.770 "ბორბლის კვანძები 5 მმ ჭაბურღილით
• 8x დატენვის AA ბატარეები და დამტენი
• 1x სტიროფოლის თავი
• 1x 2.5 "3/4" PVC მილის ნაჭერი (თავის დასაკავშირებლად)
• 8x M3 საკეტი საყელურები (ძრავების დასაყენებლად)
• 8x M3 x 8 მმ ხრახნები (ძრავების დასაყენებლად)
• 8x 6-32 x 3/8 "ხრახნები (ბორბლების ჰაბებზე გადასატანად)
• 2x Zipties
• სადინარი ან გაფის ფირზე
• 2x მტკიცე ლითონის წნელები ან მყარი მავთულები (მაგ., მავთულის საფარის საკიდებიდან ამოჭრილი) დაახ. 12 "სიგრძის

რეკომენდებული ინსტრუმენტები

• მავთულის გამხსნელი
• მავთულის საჭრელი
• გასაყიდი რკინა
• სითბოს იარაღი
• ელექტრო საბურღი
• ყვავი 1 "x 16"
• Hex გასაღები გასაღები კომპლექტი
• ცხელი წებოს იარაღი
• მიკრო USB კაბელი დახრილი დანამატით

ნაბიჯი 1: 3D ბეჭდვა გარსაცმები, თავსახური და ელექტრონიკის დაფა

3D ბეჭდვა გარსაცმები, თავსახური და ელექტრონული დაფა. ჩამოტვირთეთ stl ფაილები აქ. ნაწილები უნდა იყოს დაბეჭდილი PLA– ით 0.25 მმ გარჩევადობით და 20% შევსებით, რაფტებისა და საყრდენების გარეშე.

ნაბიჯი 2: დაამატეთ ძრავები, ბორბლები და ფირზე გარსაცმები

ძრავები: მოათავსეთ სტეპერიანი ძრავები გარსაცმის ქვედა ნაწილში (მავთულები ძრავების ზედა ნაწილიდან) და დააფიქსირეთ M3x8 მმ ხრახნებით და M3 საკეტის საყელურები სათანადო ექვსკუთხა კლავიშის ან ხრახნიანი გამოყენებით. მოათავსეთ ბორბლის კერა ღერძებზე და დაიმაგრეთ დაყენებული ხრახნების გამკაცრებით ღერძის ბრტყელ ნაწილზე.

ბორბლები: გაჭიმეთ რეზინის რგოლები ბორბლის დისკის გარედან. მიამაგრეთ ბორბლები ბორბლის კერაზე 6-32x3/8”ხრახნით. (ბორბლები შეიძლება იყოს მჭიდროდ მორგებული კერას გარშემო. თუ ასეა, შეძლებისდაგვარად, შემდეგ ნელ -ნელა გამკაცრეთ ხრახნები, ხრახნიდან ხრახნიდან გადაადგილდით და გაიმეორეთ, რათა ხრახნებმა ბორბალი თავის ადგილზე გაიყვანონ.)

მოამზადეთ თავსახური და PVC მილი: დაამატეთ სადინარი ან დაფის გარსი გარსაცმის თავზე ისე, რომ თავსახური დაიხუროს მჭიდროდ და საიმედოდ. დაამატეთ ლენტი 2.5”piece” PVC მილის ერთ ბოლოზე ისე, რომ იგი გადახურდეს თავსახურის ხვრელში მყუდრო, საიმედო მორგებით. საჭიროების შემთხვევაში, PVC- ის მეორე ბოლოში შეიძლება დაემატოს ლენტი, რათა უზრუნველყოს თავსახურის ძირში ხვრელში მოხვედრა.

ნაბიჯი 3: მოამზადეთ ელექტრონიკის დაფა

წაუსვით ფირზე ელექტრონული დაფა: დაამატეთ სადინარი ან გაფიტის ფირები ელექტრონული დაფის გვერდებზე ისე, რომ იგი გარბის შიგნიდან გარეთა რელსებში.

MPU-6050 გიროსკოპი/ამაჩქარებელი: მიამაგრეთ ქინძისთავები MPU-6050 გიროსკოპში/ამაჩქარებელში, ხოლო ქინძისთავების გრძელი მხარე მიკროსქემის იმავე მხარეს ჩიპებით. გამოიყენეთ ცხელი წებოს საკმარისი რაოდენობა, რათა დააინსტალიროთ MPU იმ პატარა თაროზე, რომელიც გამოდის ელექტრონების დაფის ძირიდან, ისე ორიენტირებული, რომ ქინძისთავები დაფის მარცხენა მხარეს იყოს თაროზე.

A4988 სტეპერიანი ძრავის მძღოლი: გამოიყენეთ მცირე ზომის ხრახნიანი მოსახვევი, რათა შეცვალოთ მცირე დენის შემზღუდველი პოტენომეტრი თითოეული A4988 სტეპერიანი ძრავის საათის ისრის მიმართულებით, რამდენადაც იგი მიდის. ამოიღეთ ქაღალდი ლენტიდან სითბოს ნიჟარებზე საავტომობილო დრაივერებისთვის და წაისვით ჩიპების დასაფარავად მიკროსქემის დაფის შუაგულში. გამოიყენეთ საკმარისი ცხელი წებო, რათა დააჭიროთ ძრავის დრაივერებს (ზემოდან პოტენომეტრებით) ელექტრონული დაფის გვერდით თაროზე, MPU– ით, ხოლო ქინძისთავები ამოჭრილია ორი წყვილი ვერტიკალური ხვრელის მეშვეობით ელექტრონიკის დაფაზე (იზრუნეთ, რომ არ მიიღოთ წებო ქინძისთავებზე, რომელიც უნდა გამოჩნდეს იმავე მხარეს, როგორც MPU). მოათავსეთ zip ჰალსტუხი თითოეული საავტომობილო დრაივერის ზემოთ მდებარე მცირე ხვრელების საშუალებით, რათა შემდგომ დაიჭიროთ იგი თავის ადგილას.

ESP32 მიკროკონტროლერი: განათავსეთ მიკრო USB კაბელი შტეფსელში ESP32 მიკროკონტროლერზე (ეს იქნება გამოყენებული მიკროსქემის დასასრულის დასამცირებლად ელექტრონულ დაფაზე მცირე მანძილით, ისე რომ დანამატზე წვდომა უზრუნველყოფილი იყოს ESP32– ის შემდეგ წებოვანი ადგილზე). განათავსეთ ESP32 შტეფსელით მარჯვნივ, როდესაც ჩიპის მხარეს ხართ, და გამოიყენეთ საკმარისი წებო, რომ დააჭიროთ მას მიკროსქემის დაფაზე, ხოლო ქინძისთავები გამოდის ჰორიზონტალური ნაპრალებით დაფის შუაგულში, MPU– ს გვერდით (აიღეთ გაუფრთხილდით, რომ არ მიიღოთ წებო ქინძისთავებზე, ან USB კაბელზე). მას შემდეგ, რაც წებო გამკვრივდება, ამოიღეთ USB კაბელი.

ნაბიჯი 4: ელექტრონული წრე

ზოგადი მითითებები: მიჰყევით სქემის დიაგრამას (ჩამოტვირთეთ pdf ქვემოთ მაღალი რეზოლუციის ვერსიისთვის), რათა შექმნათ მავთულის აღკაზმულობა, რომელიც აუცილებელია ელექტრონული კომპონენტების დასაკავშირებლად. ორ ქინძისთავს შორის კავშირი შეიძლება მოხდეს უშუალოდ ერთი ქალი-ქალი მხტუნავის მავთულხლართებით. 3 ან მეტ ქინძისთავს შორის კავშირის დამყარება შესაძლებელია ქვემოთ აღწერილი უფრო რთული მავთულის აღკაზმულობით. აღკაზმულობა შეიძლება შეიქმნას ქალი-მხტუნავების შუაზე გაჭრით, შემდეგ კი საჭიროებისამებრ სხვა კომპონენტებთან ერთად (რეზისტორები, კონდენსატორი, სანთლები, მოკლე მავთულები). ყველა შემთხვევაში, გამოიყენეთ სითბოს შესამცირებელი მილი მილების გასაწოლად.

ბატარეის პაკეტები: დარწმუნდით, რომ ბატარეის პაკეტები შეიძლება ჩაჯდეს 3D დაბეჭდილი გარსაცმის ბაზაზე. თუ ისინი არ ჯდება, გამოიყენეთ ფაილი მათ შესაქმნელად, სანამ არ მოერგება. მიამაგრეთ მავთულები ორი ქალი JST SM კონექტორის შტეფსელიდან (დატოვეთ დაახლოებით ერთი ინჩი) და შეაერთეთ ერთი ბატარეაზე თითოეული ბატარეის პაკეტიდან.

ძირითადი სიმძლავრის აღკაზმულობა: ძირითადი სიმძლავრის აღკაზმულობა იღებს ორ მამაკაცს JST SM კონექტორის შტეფსელიდან, + ერთი ტყვიის მიერთება მეორე დანამატთან - მეორე ტყვიის ერთმანეთთან დაკავშირების მიზნით (შედეგად 12 ვ კომბინირებული შეყვანა). სხვა ლიდერები შეერთებულია 100uF კონდენსატორის საშუალებით (ძაბვის ბუფერული ვარდნისთვის; ამ კონდენსატორის მოკლე ფეხი მიმაგრებულია - ტყვიასთან, ხოლო უფრო გრძელი ფეხი +12 ვ ტყვიასთან) და ძაბვის გამყოფი 10 ქომის რეზისტორისგან (დაკავშირებულია - ტყვიასთან) და 26.7kohm რეზისტორი (დაკავშირებულია +12v ტყვიასთან), მდედრი მხტუნავებით რეზისტორებს შორის მიემართება SVP ESP32– ზე (ეს უზრუნველყოფს მასშტაბურ შეყვანას 3.3v max– ით, რომელიც გამოიყენება უზრუნველყოს ბატარეის პაკეტებში დარჩენილი ძაბვის წაკითხვა). დამატებითი ქალი მხტუნავები უზრუნველყოფენ +12v (2 მხტუნავს) და - შეყვანას (2 მხტუნავს) VMOT და მეზობელი GND ქინძისთავებისთვის, შესაბამისად, სტეპერ დრაივერებზე. გარდა ამისა, უნივერსალური ბატარეის აღმოფხვრა (UBEC) არის შედუღებული +12 ვ-ზე და-ძირითადი სიმძლავრის აღმძვრელები (UBEC– ის შეყვანა არის ლულის ფორმის კონდენსატორის გვერდით), +5v და-UBEC– ის შედუღებამდე მდედრობითი JST SM დანამატი.

5V შეყვანა ESP32– ზე: შეაერთეთ მამრობითი JST SM კონექტორი ორ მდედრობითი მხტუნავას, რათა უზრუნველყოს შეყვანის 5v და GND შეყვანა ESP32– დან UBEC– დან (ეს დანამატი იძლევა მარტივ გათიშვას, როდესაც ESP32 იკვებება ელ. მიკრო USB შეყვანა, როდესაც კოდი იტვირთება მიკროკონტროლერზე).

3.3 ვ სიმძლავრის აღკაზმულობა: შეაერთეთ 7 ქალი მხტუნავი, რომ დააკავშიროთ 3.3 ვ პინი ESP32– ზე VCC პინ MPU– ზე, VDD და MS1 ქინძისთავები თითოეულ სტეპერ ძრავის დრაივერზე და მამრობითი მხტუნავზე, რომელიც უზრუნველყოფს ენერგიას LED თვალებს (რაც უზრუნველყოფს ენერგიის მარტივად გათიშვას თვალში, როდესაც ESP32 იკვებება მიკრო USB– დან, ხოლო კოდი იტვირთება).

სახმელეთო აღკაზმულობა: შეაერთეთ 3 ქალი მხტუნავი, რათა დააკავშიროთ GSP პინი ESP32– ზე GND ქინძისთავებთან (VDD პინის გვერდით) თითოეულ სტეპერიანი ძრავის დრაივერზე.

Stepper ჩართვა აღკაზმულობა: Solder 3 ქალი მხტუნავები დააკავშიროს pin P23 ESP32- ზე ENABLE ქინძისთავები თითოეულ სტეპერიანი ძრავის დრაივერზე.

ერთჯერადი მხტუნავები: ერთჯერადი მხტუნავები გამოიყენება შემდეგი კავშირების დასამყარებლად:

• GND ESP32– დან GND– ზე MPU– ზე
• P21 ESP32– დან SCL– ზე MPU– ზე
• P22 ESP32– დან SDA– ზე MPU– ზე
• P26 ESP32– დან DIR– ზე მარცხენა სტეპერ დრაივერზე
• P25 ESP32– ზე STEP– ზე მარცხენა სტეპერ დრაივერზე
• Jumper SLEEP და RESET მარცხენა სტეპერ დრაივერზე
• P33 ESP32– დან DIR– ზე მარჯვენა სტეპერ დრაივერზე
• P32 ESP32– დან STEP– ზე მარჯვენა სტეპერ დრაივერზე
• Jumper SLEEP და RESET მარჯვენა სტეპერ დრაივერზე

შეაერთეთ UBEC: მდედრობითი JST SM დანამატი UBEC– ის გამომავალზე შეიძლება იყოს ჩართული შესატყვისი მამრობითი შტეფსელში, რომელიც ამარაგებს ენერგიას და მიწას 5V და GND შეყვანისთვის ESP32– ზე. თუმცა, ეს დანამატი უნდა გაითიშოს, როდესაც ESP32 იკვებება მიკრო USB- ით (მაგ., კოდის ჩატვირთვისას), წინააღმდეგ შემთხვევაში ESP32– დან საპირისპირო დენი ძირითად სიმძლავრეზე არღვევს ESP32– ის გამართულ ფუნქციონირებას.

დააინსტალირეთ ელექტრონული დაფა: გადაიტანეთ ელექტრონული დაფა რელსებში გარსაცმის შიგნით.

შეაერთეთ საავტომობილო კაბელები: შეაერთეთ სადენები მარცხენა ძრავიდან მარცხენა სტეპერ დრაივერთან, შესაბამისად ლურჯი, წითელი, მწვანე და შავი მავთულები უკავშირდება ქინძისთავებს 1B, 1A, 2A და 2B, შესაბამისად. შეაერთეთ სადენები მარჯვენა ძრავიდან მარჯვენა სტეპერ დრაივერთან, შესაბამისად ლურჯი, წითელი, მწვანე და შავი მავთულები, რომლებიც აკავშირებს შესაბამისად 2B, 2A, 1A და 1B ქინძისთავებს (გაითვალისწინეთ, რომ ძრავები სარკეში გამოსახულია, რადგან მათ აქვთ საპირისპირო ორიენტაციები). ჩადეთ ძრავის ჭარბი გაყვანილობა გარსაცმის ქვედა ნაწილში.

შეაერთეთ ბატარეის პაკეტები: გადაიტანეთ ბატარეის ჯიბეები მათ ჯიბეში გარსაცმში და დააკავშირეთ მათი ქალი JST SM კონექტორის შესაერთებელი შესატყვისი მამრობითი შტეფსელებით მთავარ ენერგიაზე ხვრელი ელექტრონული დაფის ცენტრში უკანა ნაწილში შესასვლელად). ბატარეის პაკეტების გათიშვა შესაძლებელია ახალი ბატარეების ადვილად ჩასმის საშუალებას. ბატარეის რომელიმე პაკეტზე ჩართვის გამორთვა გამორთულ პოზიციამდე გათიშავს დენის წრედს (რადგან პაკეტები სერიაშია) - ჩართვა ბოტის უკანა ნაწილზე ჩართვის მიზნით.

ნაბიჯი 5: მოამზადეთ თავი და თვალები

გაახანგრძლივეთ ხვრელი თავის ძირში: გამოიყენეთ 1”ყვავილოვანი საბურღი, რომ გაზარდოთ ხვრელის სიღრმე თავის ქვედა ნაწილში, ისე რომ დამთავრდეს თვალის სიმაღლეზე მაღლა (სასარგებლოა პატარა ნაჭრის დადება ბიტის ლილვზე მდებარე შესაბამის ადგილას, რათა მიუთითოს, როდის იქნა მიღწეული შესაბამისი სიღრმე). ჩაასხით ბიტი 2-3”ხვრელში ბურღვის წინ, რათა არ დააზიანოთ ხვრელის გახსნა (თქვენ გინდათ მჭიდროდ მოათავსოთ PVC მილაკი, რომელიც დაიცავს მას გარსაცმის თავსახურს). შეინახეთ სტიროფომის რამდენიმე უფრო დიდი ნაწილი, რათა თვალები კვლავ შეავსოთ.

შექმენით კაკვები მავთულხლართების/გაყვანისთვის: მკაცრი ლითონის ღეროს ერთ ბოლოზე, მოხარეთ პატარა N ფორმა (ეს იქნება გამოყენებული მავთულის დასაყენებლად LED თვალის სტიროფომის თავში). მოხარეთ პატარა კაკალი მეორე მყარი ლითონის ღეროს ბოლოში (ეს იქნება გამოყენებული მავთულის გასასვლელად თავის ქვედა ხვრელიდან).

გაუშვით მავთულები: წითელი, ყვითელი, მწვანე და ლურჯი მავთულის ბოლოებში მიამაგრეთ დიდი მარყუჟები, მჭიდრო კვანძების გამოყენებით. იმუშავეთ ერთ მავთულზე ერთდროულად, მიამაგრეთ მარყუჟი N ფორმის კაუჭის ბოლოს და გადააადგილეთ იგი თვალის თავში, შეინარჩუნეთ ბილიკი ჰორიზონტალურად და მიმართეთ თავის ცენტრში არსებული ხვრელისკენ. როდესაც მავთული იჭრება ხვრელში, გამოიყენეთ კაკალი, რომ დაიჭიროთ მარყუჟი თავის ქვედა ნაწილიდან და ამოიღეთ იგი ხვრელიდან, ამოიღეთ მეორე ღეროც თვალიდან (დატოვეთ 2-3 ინჩი მავთული თავის ქვედა ნაწილი და თვალიდან ჩამოკიდებული). გაიმეორეთ პროცესი დანარჩენი სამი ფერადი მავთულით, იგივე ბილიკით თვალიდან ცენტრალურ ხვრელამდე (გამოიყენეთ მარკირებული zip ჰალსტუხი, რომ დააკავშიროთ ეს მავთულები ერთმანეთთან და მიუთითოთ რომელ თვალს აკონტროლებენ). გაიმეორეთ კიდევ 4 მავთული მეორე თვალში.

მიამაგრეთ RGB LED- ები: შეამცირეთ RGB- ების LED- ები, დარწმუნდით, რომ მონიშნეთ საერთო ანოდი (უფრო გრძელი ტყვიის და აღნიშნავენ R- ის ადგილმდებარეობას (ერთი ტყვიის ანოდის ერთ მხარეს, როგორც ნაჩვენებია წრიული დიაგრამაზე) და G და B ლიდერობს (ორი მიდის ანოდის მეორე მხარეს). შეაერთეთ შესაბამისი მავთულები, რომლებიც ერთი თვალიდან ეკიდება LED- ს (წითელი ანოდისკენ, ყვითელი R- მდე, მწვანე G- მდე და ლურჯი B- მდე), თბოიზოლაციის მილებით კავშირების იზოლაცია. დააყენეთ LED- ის სათავეები თავში, მაგრამ დატოვეთ ცოტაოდენი, სანამ ტესტირება მოხდება. გაიმეორეთ პროცესი სხვა LED- ით და მავთულით მეორე თვალიდან.

მიამაგრეთ ჯუმბერის მავთულები: შეაერთეთ 220 ოჰმეტიანი რეზისტორი და ჯუმბერის მავთული მდედრობითი კონექტორით თითოეულ ყვითელ, მწვანე და ლურჯ მავთულზე, რომელიც ამოიჭრება თავში. შეაერთეთ ორი წითელი მავთული და შეაერთეთ მხტუნავთან მამრობითი კონექტორით (შენიშვნა: ეს არის ერთადერთი მამაკაცი მხტუნავი, რომელიც საჭიროა წრეში).

შეაერთეთ მხტუნავები და მიამაგრეთ თავი: გადააადგილეთ მხტუნავები PVC მილის თავსახურით და გადაიტანეთ PVC თავში ხვრელში და დააფიქსირეთ იგი თავსახურზე. მიამაგრეთ მამრობითი მხტუნავი ქალი მხტუნავზე 3.3 ვ სიმძლავრის აღკაზმულობაზე, ხოლო ქალი RGB მხტუნავები ESP32 (მარცხენა თვალის ყვითელი, მწვანე და ლურჯი მავთულები, შესაბამისად, P4, P0 და P2 და ყვითელი, მწვანე და ლურჯი მარჯვენა თვალის მავთულები შესაბამისად P12, P14 და P27). დაბოლოს, მიამაგრეთ თავი/თავსახური მთავარ გარსაცზე.

ნაბიჯი 6: ატვირთეთ კოდი და დააინსტალირეთ მძღოლის სადგური

ESP32– ზე HeadBot კოდის დაყენება: ჩამოტვირთეთ და დააინსტალირეთ Arduino IDE თქვენს კომპიუტერში. ეწვიეთ https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa და დააწკაპუნეთ "ჩამოტვირთეთ Zip" მწვანე ღილაკზე "კლონირება ან ჩამოტვირთვა". გადაიტანეთ საქაღალდე zipped შიგნით თქვენი კომპიუტერის ნებისმიერ ადგილას და დაარქვით მას "ursa"

გახსენით ursa.ino Arduino IDE გამოყენებით. პარამეტრების მენიუში "ფაილი", დაამატეთ https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json "დამატებითი დაფების მენეჯერის მისამართებს". დააინსტალირეთ esp32 დაფები Espressif Systems– ის ქვეშ Tools> Board manager. აირჩიეთ "esp32 dev module" ინსტრუმენტები> დაფა. დააინსტალირეთ PID by Brett Beauregard ბიბლიოთეკა დაწკაპვით "Manage Libraries" მენიუში "Sketch".

დაუკავშირდით ESP32- ს USB-MicroUSB კაბელის გამოყენებით. შეარჩიეთ დაფა ინსტრუმენტების ქვეშ. დააჭირეთ და გააჩერეთ ESP32 მიკრო USB კონექტორის გვერდით პატარა ღილაკით "I00", შემდეგ დააჭირეთ Arduino IDE- ს ატვირთვის ღილაკს და გაუშვით "I00" როდესაც Arduino IDE ამბობს, რომ ეს არის "დაკავშირება …". ატვირთვის დასრულების შემდეგ, MicroUSB კაბელის გათიშვა შესაძლებელია.

HeadBot მძღოლის სადგურის დაყენება: ჩამოტვირთეთ და დააინსტალირეთ Processing თქვენს კომპიუტერში. ეწვიეთ https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa-ds-prototype და ჩამოტვირთეთ კოდი. გახსენით "ursaDSproto.pde" დამუშავების IDE გამოყენებით. დააინსტალირეთ Ketai, Game Control Plus და UDP ბიბლიოთეკები დამუშავების ბიბლიოთეკის მენეჯერის საშუალებით (ესკიზი> ბიბლიოთეკის იმპორტი). თუ თქვენ მუშაობთ დისკის სადგურზე თქვენს კომპიუტერზე, აირჩიეთ Java რეჟიმი ჩამოსაშლელ მენიუში დამუშავების ფანჯრის ზედა მარჯვენა კუთხეში; Android- ზე გასაშვებად, დააინსტალირეთ Android რეჟიმი დამუშავებისათვის, ზედა მარჯვენა კუთხეში "Java" ჩამოსაშლელ მენიუზე დაჭერით. შემდეგ, დააკავშირეთ მოწყობილობა, ჩართეთ USB გამართვა, აირჩიეთ Android რეჟიმი. წამყვანი სადგურის გასაშვებად დააჭირეთ "გაუშვით ესკიზი". თუ თქვენი კომპიუტერი დაკავშირებულია Android მოწყობილობასთან, მძღოლის სადგური დაინსტალირდება მასზე.

ნაბიჯი 7: დაიწყეთ HeadBot და დაარეგულირეთ PID მნიშვნელობები

დაწყება: დარწმუნდით, რომ ბატარეის პაკეტები დაკავშირებულია და რომ UBEC გამომავალი დაკავშირებულია ESP32 შეყვანის კონექტორთან. Headbot იწვა გვერდზე, სტაბილურ მდგომარეობაში, გააქტიურეთ ორივე ბატარეაზე კვების ბლოკის ჩართვით ჩართულ პოზიციაში და დატოვეთ Headbot სტაციონარული რამდენიმე წამით, სანამ გიროსკოპი იწყებს მუშაობას. მცირეხნიანი შეფერხების შემდეგ, თქვენ უნდა ნახოთ Headbot wifi სიგნალი (SERT_URSA_00) მოწყობილობაზე, რომელსაც ბოტის გასაკონტროლებლად იყენებთ - შეარჩიეთ იგი და შეიყვანეთ პაროლი „Headbot“. კავშირის დამყარების შემდეგ გაუშვით წამყვანი სადგურის აპლიკაცია თქვენს ტელეფონზე/ტაბლეტზე, ან გაუშვით წამყვანი სადგურის სკრიპტი თქვენს კომპიუტერში დამუშავების პროცესში. პროგრამის დაწყების და კავშირის დამყარების შემდეგ, თქვენ უნდა ნახოთ "მოედნის" მნიშვნელობა, რომელიც იწყებს რეაგირებას და აჩვენებს Headbot- ის დახრილობას.

PID მნიშვნელობების დაყენება: იმისათვის, რომ შეძლოთ Headbot– ის გაკონტროლება, თქვენ უნდა მოაწყოთ PID მნიშვნელობები. აქ აღწერილი Headbot ვერსიისთვის. წამყვანი სადგურის ზედა მარცხენა კვადრატში დაჭერით გამოჩნდება სლაიდერი მნიშვნელობების შესაცვლელად. ზედა სამი სლაიდერი განკუთვნილია P, I და D კუთხისთვის (PA, IA და DA) შესაცვლელად - ამ მნიშვნელობებს აქვს უმთავრესი მნიშვნელობა Headbot– ის ბალანსის შესანარჩუნებლად. ქვედა სამი სლაიდერი არის P, I და D სიჩქარეზე მორგებისთვის (PS, IS და DS) - ეს მნიშვნელობები მნიშვნელოვანია იმისთვის, რომ Headbot- მა შეძლოს ჯოისტიკის შეყვანის შესაბამისად სწორად შეცვალოს მართვის სიჩქარე. Headbot– ის ამ ვერსიით კარგი საწყისი ღირებულებებია PA = 0.08, IA = 0.00, DA = 0.035, PS = 0.02, IS = 0.00 და DS = 0.006.ამ მნიშვნელობების დაყენების შემდეგ დააწკაპუნეთ "შენახვის პარამეტრის" ველზე წამყვანი სადგურის ზედა მარცხენა ნაწილში (ეს ინახავს პარამეტრებს უფრო გამძლე ფორმაში, რომელიც გადარჩება ბოტის გადატვირთვას).

სცადეთ ყველაფერი: დააწკაპუნეთ მწვანე ჯოისტიკის ზოლზე წამყვანი სადგურის ზედა მარჯვენა კუთხეში, რომ გამოიტანოთ რობოტის კონტროლის ჯოისტიკი. დადექით Headbot მაღლა დაბალანსებული ორიენტაციით და დააჭირეთ მუქი მწვანე Enable square ზედა მარჯვნივ (მეზობელ წითელ ყუთზე დაჭერით გამორთავთ ბოტს). თუ ყველაფერი კარგად წავა, გექნებათ თვითბალანსირებული Headbot, მაგრამ სავარაუდოდ თქვენ დაგჭირდებათ PID მნიშვნელობების სრულყოფილად მორგება. ჩვეულებრივ, P– სთან შედარებით არის პატარა I ან D, ასე რომ დაიწყეთ იქ. ძალიან ცოტა და ის არ იქნება საპასუხო. ძალიან ბევრი და ის წინ და უკან რხევა. დაიწყეთ დაიწყეთ კუთხის PID მნიშვნელობებით, მცირე ცვლილებების შეტანით, რათა ნახოთ როგორ იმოქმედებს საგნები. კუთხის მარყუჟის ზოგიერთი D ტერმინი შეიძლება დაეხმაროს რხევების მინიმიზაციას, მაგრამ მცირე რაოდენობამ შეიძლება სწრაფად მოიტანოს ბევრი ნერვიულობა, ასე რომ გამოიყენეთ იშვიათად. თუ კუთხის მნიშვნელობები სწორია, Headbot უნდა შეეწინააღმდეგოს რამოდენიმე ნაზი დარტყმას დაცემის გარეშე. მცირე გადახრა მოსალოდნელია, სანამ Headbot დაბალანსებულია, ვინაიდან სტეპერიანი ძრავები მოძრაობენ ნახევარ საფეხურზე 0.9 გრადუსით თითოეული მორგებით.

წონასწორობის მიღწევისთანავე, შეეცადეთ მართოთ ჯოისტიკის მცირე მოძრაობები, გააკეთოთ სიჩქარის PID მნიშვნელობების მცირე კორექტირება ისე, რომ ბოტი პასუხობს გლუვი, მოხდენილი გზით. I ტერმინის გაზრდა შეიძლება სასარგებლო აღმოჩნდეს რობოტის წინააღმდეგ, რომელიც არ იცავს მითითებულ სიჩქარეს. გაფრთხილდით, თუმცა-სიჩქარის PID მნიშვნელობების ცვლილებები მოითხოვს შემდგომ კორექტირებას კუთხის PID მნიშვნელობებზე (და პირიქით), რადგან PID მარყუჟები ურთიერთქმედებენ.

Headbot– ის საერთო წონისა და წონის განაწილებაში ცვლილებები (როგორიცაა სათვალეების, ნიღბების, პარიკების ან ქუდების ტარებისას) მოითხოვს PID ღირებულებების შემდგომ შესწორებას. გარდა ამისა, თუ კოსტიუმები ზედმეტად იშორებს ბალანსს, შეიძლება დაგჭირდეთ საწყისი pitchOffset მნიშვნელობის შეცვლა ursa.ino კოდში და კოდის გადატვირთვა ESP32– ზე.

მეორე ადგილი რობოტების კონკურსში