Robot Pengikut Garis untuk Algoritma Kontrol Pengajaran: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Saya merancang robot pengikut garis ini beberapa tahun yang lalu ketika saya masih menjadi guru robotika. Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengajari siswa saya cara membuat kode robot mengikuti garis untuk kompetisi dan juga membandingkan antara kontrol If/Else dan PID. Dan tidak kalah pentingnya, bagaimana mekanisme dan panjang robot mempengaruhi algoritma kontrol ini. Tujuannya adalah membuatnya lebih cepat dan dapat diandalkan.

Saya membuatnya untuk diprogram dengan Arduino IDE, tetapi juga dimungkinkan untuk menggunakan IDE pengembangan yang Anda inginkan. Ini memiliki PIC32 yang kuat dengan bootloader USB, jadi Anda tidak perlu programmer. Ini juga memiliki tombol ON/OFF, reset dan tombol start/program. LED terhubung ke sinyal PWM motor, sehingga Anda dapat melihat daya yang Anda gunakan dengan mudah.

Robot ini sepenuhnya modular untuk bereksperimen dan mudah diperbaiki jika Anda mengalami kecelakaan dengannya. Itu menjadikan robot ini alat yang sempurna untuk mempelajari pemrograman dengan cara yang sangat menyenangkan. Murid-murid saya telah menggunakannya untuk waktu yang lama dan belajar sesuatu yang baru setiap saat, bahkan kontrol PID. Belum lagi sensor bar menggunakan algoritma untuk mengembalikan bilangan bulat, nilai negatif robot berada di kiri, positif di kanan dan cero di tengah garis.

Perlengkapan

2x 6V Micro metal gearmotors dengan braket pendukung yang diperpanjang (Rasio gigi apa pun tidak masalah, milik saya 10: 1)

1x papan Sensor Garis

1x unit kontrol utama

1x 20 melalui kawat datar, jarak 1mm. Punyaku panjangnya 20 cm.

1x Penghubung akrilik (potong akrilik bening 3mm)

1x 1/8 bola kastor (milik saya logam)

2x Roda karet, diameter 3 cm.

1x baterai Lipo. Anda dapat memberi daya pada robot hingga 10v, tetapi perlu diingat bahwa motor memiliki rating 6v.

Beberapa sekrup dan mur M2 untuk menyatukan semuanya.

Jika Anda ingin membuat sendiri file desain, skema, dan segala sesuatu untuk membuatnya terlampir pada langkah berikutnya.

Langkah 1: Perangkat Keras

Seperti yang Anda lihat di gambar, semua komponen adalah SMD, adalah kesempatan sempurna untuk melatih keterampilan menyolder Anda. Robot ini disolder oleh 3 siswa saya, jadi Anda bisa melakukannya tanpa kesulitan. Semua file desain terlampir, Anda dapat melihat file dengan EAGLE. Gerber juga disertakan jika Anda ingin memasang papan ke pabrikan PCB favorit Anda.

Kedua papan disatukan dengan potongan akrilik, pola potongan laser juga disertakan. Saya menggunakan sekrup dan mur M2 untuk menahannya. Kastor bola juga ditempatkan di sini. Dan jika Anda menabrak robot, akrilik akan pecah dan melindungi papan dari kerusakan, ideal untuk pengujian! Kabel datar digunakan untuk melakukan koneksi antara CPU dan papan sensor. Motor mudah dihubungkan dengan kabel ke papan CPU.

Catatan: PIC menggunakan firmware khusus, merupakan versi modifikasi dari firmware asli DP32. Anda bisa mendapatkan firmware di sini. Koneksi ICSP disertakan di bagian bawah papan CPU.

Langkah 2: Perangkat Lunak

Saya merekomendasikan untuk menggunakan Arduino IDE untuk memprogram robot. Seperti yang saya katakan sebelumnya pengikut baris ini didasarkan pada PIC32MX250 dan membuatnya kompatibel dengan chipKIT DP32. Anda hanya perlu menginstal paket chipKIT pada manajer paket pada Arduino IDE dan Anda siap untuk pergi. Anda juga dapat memprogramnya di MPLAB atau IDE yang Anda inginkan, tetapi Anda dapat mempelajari dasarnya di Arduino.

Sisanya seperti memprogram papan Arduino lainnya. Colokkan robot ke komputer Anda dengan kabel micro USB dan tekan tombol program segera setelah menekan reset. Kemudian kirim sketsa dengan tombol unggah di IDE.

Saya telah menyertakan 3 sketsa pada tutorial ini. Yang pertama menguji larik sensor, yang kedua adalah pengikut garis If/Else dan yang terakhir adalah pengikut garis PID. Semuanya sudah berfungsi, namun Anda perlu menyesuaikan beberapa nilai jika Anda mengubah desain. Dan juga merasa bebas untuk melakukannya sendiri! Ada cara yang lebih baik untuk melakukan algoritma pengikut garis, eksperimen adalah kunci keberhasilan.

Langkah 3: Bereksperimen

Ini benar-benar bagian terpenting, Anda harus mencoba semua kemungkinan dan menemukan satu yang cocok untuk Anda.

Jangan ragu untuk bereksperimen dengan roda dan material berdiameter berbeda. Ubah panjang robot yang memodifikasi sambungan akrilik. Gunakan baterai lain, bahkan dengan voltase yang berbeda. Bisa juga lebih kecil atau lebih besar. Mungkin rasio gigi lain untuk motor.

Memodifikasi perangkat lunak untuk menggunakan lebih sedikit sensor atau bahkan mencoba algoritme lain, Anda akan terkejut betapa kinerjanya dapat berubah. Atau mengapa tidak, jika Anda adalah pengguna tingkat lanjut, lakukan dengan MPLAB.

Langit adalah batasnya!

Sebagai tip tambahan… Menyetel perolehan PID adalah perjalanan yang menarik di mana Anda dapat mempelajari efeknya pada robot saat mengikuti garis dengan nilai Kp, Kd, dan Ki yang berbeda. Jam belajar dijamin!!! Anak-anak tidak akan menyadari bahwa mereka sebenarnya menggunakan matematika untuk melakukan semua tugas yang diperlukan.

Saya harap Anda menikmati instruksi ini, jika Anda memerlukan sesuatu, tanyakan kepada saya di komentar. Terima kasih telah membaca:)