Membuat Robot Pengimbang Diri Arduino yang Dikawal Jauh: B-robot EVO: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Oleh jjrobotsjjrobots Ikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Kami suka robot, DIY dan sains lucu. JJROBOTS bertujuan untuk mendekatkan projek robot Terbuka kepada orang ramai dengan menyediakan perkakasan, dokumentasi yang baik, arahan membina + kod, maklumat "bagaimana ia berfungsi"… Lebih Lanjut Mengenai jjrobots »

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

KEMASKINI: ada versi baru dan lebih baik dari robot ini di sini: The B-robot EVO, dengan ciri baru

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

Bagaimanakah ia berfungsi?

B-ROBOT EVO adalah robot arduino pengimbangan diri yang dikendalikan dari jarak jauh yang dibuat dengan bahagian bercetak 3D. Dengan hanya dua roda, B-ROBOT mampu mengekalkan keseimbangan sepanjang masa dengan menggunakan sensor dalamannya dan menggerakkan motor. Anda boleh mengawal Robot anda, membuatnya bergerak atau berputar, dengan menghantar arahan melalui Telefon Pintar, Tablet atau PC sambil mengekalkan keseimbangannya.

Robot pengimbang diri ini membaca sensor inersia (pecutan dan giroskop yang disepadukan pada cip MPU6000) 200 kali sesaat. Dia menghitung sikapnya (sudut berkenaan dengan cakrawala) dan membandingkan sudut ini dengan sudut sasaran (0º jika dia ingin mengekalkan keseimbangan tanpa bergerak, atau sudut positif atau negatif jika dia ingin bergerak maju atau mundur). Dengan menggunakan perbezaan antara sudut sasaran (katakanlah 0º) dan sudut sebenar (katakanlah 3º) dia menggerakkan Sistem Kawalan untuk menghantar perintah yang tepat kepada motor untuk menjaga keseimbangannya. Perintah ke motor adalah pecutan. Contohnya jika robot dimiringkan ke depan (sudut robot adalah 3º) maka dia menghantar arahan kepada motor untuk mempercepat ke depan sehingga sudut ini dikurangkan menjadi sifar untuk mengekalkan keseimbangan.

Langkah 1: Sedikit Lebih Banyak …

Masalah fizikal yang diselesaikan oleh B-ROBOT disebut Inverted Pendulum. Ini adalah mekanisme yang sama yang anda perlukan untuk mengimbangkan payung di atas tangan anda. Titik pangsi berada di bawah pusat jisim objek. Maklumat lanjut mengenai Pendulum Terbalik di sini. Penyelesaian matematik untuk masalah itu tidak mudah tetapi kita tidak perlu memahaminya untuk menyelesaikan masalah keseimbangan robot kita. Yang perlu kita ketahui adalah bagaimana yang harus dilakukan untuk mengembalikan keseimbangan robot sehingga kita dapat menerapkan Algoritma Kontrol untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Sistem Kawalan sangat berguna dalam Robotik (automasi Industri). Pada dasarnya ia adalah kod yang menerima maklumat dari sensor dan arahan sasaran sebagai input dan membuat, sebagai akibatnya, isyarat output untuk menggerakkan penggerak Robot (motor dalam contoh kita) untuk mengatur sistem. Kami menggunakan pengawal PID (Proportional + Derivative + Integral). Jenis kawalan ini mempunyai 3 pemalar untuk menyesuaikan kP, kD, kI. Dari Wikipedia: "Pengawal PID mengira nilai" ralat "sebagai perbezaan antara [Input] yang diukur dan setpoint yang diinginkan. Pengawal berusaha untuk mengurangkan kesalahan dengan menyesuaikan [Output]. " Oleh itu, anda memberitahu PID apa yang harus diukur ("Input"), di mana anda ingin pengukuran itu ("Setpoint",) dan pemboleh ubah yang ingin anda sesuaikan untuk mewujudkannya ("Output".)

PID kemudian menyesuaikan output dengan berusaha menjadikan input sama dengan setpoint. Sebagai rujukan, tangki air yang ingin kita isi hingga level, Input, Setpoint, dan Output akan menjadi level sesuai dengan sensor level air, level air yang diinginkan dan air yang dipompa ke dalam tangki. kP adalah bahagian Berkadar dan merupakan bahagian utama kawalan, bahagian ini berkadar dengan ralat. kD adalah bahagian Derivatif dan digunakan pada terbitan ralat. Bahagian ini bergantung pada dinamika sistem (bergantung pada robot, motor berat, inertias…). Yang terakhir, kI diterapkan pada integral ralat dan digunakan untuk mengurangkan kesalahan tetap, ini seperti trim pada output akhir (fikirkan pada butang trim pada roda kemudi kereta RC untuk membuat kereta berjalan lurus, kI menghilangkan ofset antara sasaran yang diperlukan dan nilai sebenar).

Pada B-ROBOT perintah kemudi dari pengguna ditambahkan ke output motor (satu motor dengan tanda positif dan yang lain dengan tanda negatif). Contohnya jika pengguna menghantar arahan stereng 6 untuk membelok ke kanan (dari -10 hingga 10) kita perlu menambahkan 6 ke nilai motor kiri dan tolak 6 dari motor kanan. Sekiranya robot tidak bergerak maju atau mundur, hasil arahan stereng adalah putaran robot

Langkah 2: Bagaimana dengan Alat Kawalan Jauh?

"memuat =" malas"