Membuat Robot Self Balancing Arduino yang Dikendalikan dari Jarak Jauh: B-robot EVO: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Oleh jjrobotsjjrobotsIkuti Lainnya oleh penulis:

Tentang: Kami menyukai robot, DIY, dan sains lucu. JJROBOTS bertujuan untuk membawa proyek robot Open lebih dekat dengan orang-orang dengan menyediakan perangkat keras, dokumentasi yang baik, instruksi bangunan + kode, info "cara kerjanya" … Selengkapnya Tentang jjrobots »

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

UPDATE: ada versi baru dan lebih baik dari robot ini di sini: B-robot EVO, dengan fitur baru

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

Bagaimana cara kerjanya?

B-ROBOT EVO adalah robot arduino self balancing yang dikendalikan dari jarak jauh yang dibuat dengan komponen cetak 3D. Dengan hanya dua roda, B-ROBOT mampu menjaga keseimbangannya sepanjang waktu dengan menggunakan sensor internal dan menggerakkan motor. Anda dapat mengontrol Robot Anda, membuatnya bergerak atau berputar, dengan mengirimkan perintah melalui Smartphone, Tablet, atau PC sambil menjaga keseimbangannya.

Robot penyeimbang diri ini membaca sensor inersianya (akselerometer dan giroskop yang terintegrasi pada chip MPU6000) 200 kali per detik. Dia menghitung sikapnya (sudut sehubungan dengan cakrawala) dan membandingkan sudut ini dengan sudut target (0º jika dia ingin menjaga keseimbangan tanpa bergerak, atau sudut positif atau negatif jika dia ingin bergerak maju atau mundur). Dengan menggunakan perbedaan antara sudut target (misalkan 0º) dan sudut sebenarnya (misalkan 3º), dia menggerakkan Sistem Kontrol untuk mengirim perintah yang tepat ke motor untuk menjaga keseimbangannya. Perintah untuk motor adalah akselerasi. Misalnya jika robot dimiringkan ke depan (sudut robot adalah 3º) maka ia mengirimkan perintah ke motor untuk mempercepat ke depan sampai sudut ini dikurangi menjadi nol untuk menjaga keseimbangan.

Langkah 1: Sedikit Lebih Mendalam…

Masalah fisik yang diselesaikan B-ROBOT disebut Pendulum Terbalik. Ini adalah mekanisme yang sama yang Anda butuhkan untuk menyeimbangkan payung di atas tangan Anda. Titik pivot berada di bawah pusat massa benda. Informasi lebih lanjut tentang Pendulum Terbalik di sini. Solusi matematika untuk masalah ini tidak mudah tetapi kita tidak perlu memahaminya untuk menyelesaikan masalah keseimbangan robot kita. Yang perlu kita ketahui adalah bagaimana cara mengembalikan keseimbangan robot sehingga kita dapat menerapkan Algoritma Kontrol untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Sistem Kontrol sangat berguna dalam Robotika (otomasi Industri). Pada dasarnya ini adalah kode yang menerima informasi dari sensor dan perintah target sebagai input dan menciptakan, sebagai akibatnya, sinyal output untuk menggerakkan aktuator Robot (motor dalam contoh kita) untuk mengatur sistem. Kami menggunakan kontroler PID (Proporsional + Derivatif + Integral). Jenis kontrol ini memiliki 3 konstanta untuk mengatur kP, kD, kI. Dari Wikipedia: “Pengontrol PID menghitung nilai 'kesalahan' sebagai perbedaan antara [Input] yang diukur dan setpoint yang diinginkan. Pengontrol mencoba meminimalkan kesalahan dengan menyesuaikan [Output].” Jadi, Anda memberi tahu PID apa yang harus diukur ("Input"), di mana Anda ingin pengukuran itu ("Setpoint",) dan variabel yang ingin Anda sesuaikan untuk mewujudkannya ("Output".)

PID kemudian menyesuaikan output mencoba membuat input sama dengan setpoint. Sebagai referensi, tangki air yang ingin kita isi hingga suatu 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 bagian Proporsional dan merupakan bagian utama dari kontrol, bagian ini sebanding dengan kesalahan. kD adalah bagian Derivatif dan diterapkan pada turunan kesalahan. Bagian ini bergantung pada dinamika sistem (tergantung pada robot, bobot motor, inersia…). Yang terakhir, kI diterapkan pada integral kesalahan dan digunakan untuk mengurangi kesalahan tetap, itu seperti trim pada output akhir (pikirkan tombol trim pada setir mobil RC untuk membuat mobil benar-benar lurus, kI menghilangkan offset antara target yang diperlukan dan nilai aktual).

Pada B-ROBOT perintah kemudi dari pengguna ditambahkan ke output motor (satu motor dengan tanda positif dan yang lainnya dengan tanda negatif). Misalnya jika pengguna mengirimkan perintah kemudi 6 untuk berbelok ke kanan (dari -10 hingga 10) kita perlu menambahkan 6 ke nilai motor kiri dan mengurangi 6 dari motor kanan. Jika robot tidak bergerak maju atau mundur, hasil dari perintah kemudi adalah putaran robot

Langkah 2: Bagaimana dengan Remote Control?

"memuat = "malas"