დისტანციურად კონტროლირებადი Arduino თვითბალანსირებული რობოტის შექმნა: B-robot EVO: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ავტორი jjrobotsjjrobots

შესახებ: ჩვენ გვიყვარს რობოტები, წვრილმანი და მხიარული მეცნიერება. JJROBOTS მიზნად ისახავს ღია რობოტული პროექტების მიახლოვებას ადამიანებთან აპარატურის, კარგი დოკუმენტაციის, მშენებლობის ინსტრუქციის+კოდის, ინფორმაციის "როგორ მუშაობს" შესახებ … მეტი jjrobots- ის შესახებ »

------------------------------------------------

განახლება: აქ არის ამ რობოტის ახალი და გაუმჯობესებული ვერსია: B-robot EVO, ახალი მახასიათებლებით

------------------------------------------------

Როგორ მუშაობს?

B-ROBOT EVO არის დისტანციურად კონტროლირებადი თვითბალანსირებული arduino რობოტი, რომელიც შეიქმნა 3D ბეჭდვით ნაწილებით. მხოლოდ ორი ბორბლით, B-ROBOT- ს შეუძლია შეინარჩუნოს წონასწორობა მისი შიდა სენსორების გამოყენებით და ძრავების მართვით. თქვენ შეგიძლიათ აკონტროლოთ თქვენი რობოტი, აიძულოთ მას გადაადგილება ან ტრიალი, სმარტფონის, ტაბლეტის ან კომპიუტერის საშუალებით ბრძანებების გაგზავნით, სანამ ის ინარჩუნებს ბალანსს.

ეს თვითბალანსებადი რობოტი კითხულობს თავის ინერციულ სენსორებს (ამაჩქარებლები და გიროსკოპები ინტეგრირებული MPU6000 ჩიპზე) 200 -ჯერ წამში. ის ითვლის თავის დამოკიდებულებას (კუთხე ჰორიზონტთან მიმართებაში) და ადარებს ამ კუთხეს სამიზნე კუთხესთან (0º თუ მას სურს წონასწორობის შენარჩუნება მოძრაობის გარეშე, ან პოზიტიური ან უარყოფითი კუთხე თუ მას სურს წინსვლა ან უკან). სამიზნე კუთხეს (ვთქვათ 0º) და რეალურ კუთხეს (ვთქვათ 3º) სხვაობის გამოყენებით ის მართავს საკონტროლო სისტემას, რომ მართოს სწორი ბრძანებები ძრავებზე ბალანსის შესანარჩუნებლად. ძრავების ბრძანებები აჩქარებაა. მაგალითად, თუ რობოტი გადახრილია წინ (რობოტის კუთხე არის 3º), მაშინ ის აგზავნის ბრძანებას ძრავებს დააჩქაროს წინ, სანამ ეს კუთხე ნულამდე არ დაიყვანება ბალანსის შესანარჩუნებლად.

ნაბიჯი 1: ცოტა მეტი სიღრმეში…

ფიზიკურ პრობლემას, რომელსაც B-ROBOT წყვეტს, ეწოდება ინვერსიული ქანქარა. ეს არის იგივე მექანიზმი, რომელიც გჭირდებათ ხელზე ქოლგის დასაბალანსებლად. საყრდენი წერტილი არის ობიექტის მასის ცენტრის ქვეშ. მეტი ინფორმაცია ინვერსიული ქანქარის შესახებ აქ. პრობლემის მათემატიკური გადაწყვეტა ადვილი არ არის, მაგრამ ჩვენ არ გვჭირდება მისი გაგება, რათა გადავწყვიტოთ ჩვენი რობოტის ბალანსის საკითხი. რაც ჩვენ უნდა ვიცოდეთ არის ის, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ რობოტის ბალანსის აღსადგენად, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია განვახორციელოთ საკონტროლო ალგორითმი პრობლემის გადასაჭრელად.

საკონტროლო სისტემა ძალიან სასარგებლოა რობოტიკაში (სამრეწველო ავტომატიზაცია). ძირითადად ეს არის კოდი, რომელიც იღებს ინფორმაციას სენსორებისა და სამიზნე ბრძანებებისაგან და ქმნის, შედეგად, გამომავალ სიგნალებს რობოტის ამძრავების მართვისთვის (ჩვენს მაგალითში მოყვანილი ძრავები) სისტემის რეგულირების მიზნით. ჩვენ ვიყენებთ PID კონტროლერს (პროპორციული + წარმოებული + ინტეგრალი). ამ ტიპის კონტროლს აქვს 3 მუდმივი kP, kD, kI შესასწორებლად. ვიკიპედიიდან:”PID კონტროლერი გამოთვლის‘შეცდომის’მნიშვნელობას, როგორც განსხვავება გაზომილ [შეყვანის] და სასურველ მითითებულ წერტილს შორის. კონტროლერი ცდილობს შეამციროს შეცდომა [გამოყვანის] მორგებით.” ასე რომ, თქვენ უთხარით PID– ს რა უნდა გაზომოთ („შეყვანა“), სად გსურთ იყოს ეს გაზომვა („Setpoint“,) და ცვლადი, რომლის მორგებაც გსურთ რომ მოხდეს („გამომავალი“.)

PID შემდეგ არეგულირებს გამომავალს და ცდილობს შეყვანის ტოლი იყოს მითითებული წერტილისთვის. ცნობისთვის, წყლის ავზი, რომლის შევსებაც ჩვენ გვინდა, რომ შეავსოთ დონე, შეყვანის, მითითებული და გამომავალი იქნება წყლის დონის სენსორის, სასურველი წყლის დონის და ავზში ჩასხმული წყლის დონე. kP არის პროპორციული ნაწილი და არის კონტროლის მთავარი ნაწილი, ეს ნაწილი პროპორციულია შეცდომის. kD არის წარმოებული ნაწილი და გამოიყენება შეცდომის წარმოებულზე. ეს ნაწილი დამოკიდებულია სისტემის დინამიკაზე (დამოკიდებულია რობოტზე, წონის ძრავებზე, ინერტულობაზე …). ბოლო, kI გამოიყენება შეცდომის ინტეგრალზე და გამოიყენება სტაბილური შეცდომების შესამცირებლად, ეს არის საბოლოო გამომავალზე მორთვა (იფიქრეთ RC მანქანის საჭეზე მორთვის ღილაკებზე, რათა მანქანა წავიდეს მთლიანად პირდაპირ, kI შლის კომპენსირებას საჭირო სამიზნესა და რეალურ მნიშვნელობას შორის).

B-ROBOT– ზე მომხმარებლის მართვის ბრძანება ემატება ძრავების გამომუშავებას (ერთი ძრავა დადებითი ნიშნით და მეორე უარყოფითი ნიშნით). მაგალითად, თუ მომხმარებელი აგზავნის საჭეს ბრძანებას 6 მარჯვნივ მარჯვნივ (-10 -დან 10 -მდე) ჩვენ უნდა დავამატოთ 6 მარცხენა ძრავის მნიშვნელობას და გამოვაკლოთ 6 მარჯვენა ძრავას. თუ რობოტი არ მოძრაობს წინ ან უკან, მართვის ბრძანების შედეგია რობოტის დატრიალება

ნაბიჯი 2: რაც შეეხება დისტანციურ კონტროლს?

"დატვირთვა =" ზარმაცი"