Spisu treści:

HeadBot – samobalansujący robot do nauki i pomocy w zakresie STEM: 7 kroków (ze zdjęciami)
HeadBot – samobalansujący robot do nauki i pomocy w zakresie STEM: 7 kroków (ze zdjęciami)

Wideo: HeadBot – samobalansujący robot do nauki i pomocy w zakresie STEM: 7 kroków (ze zdjęciami)

Wideo: HeadBot – samobalansujący robot do nauki i pomocy w zakresie STEM: 7 kroków (ze zdjęciami)
Wideo: Headbot 2024, Lipiec
Anonim
Image
Image
Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki
Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki

Headbot – wysoki na dwie stopy, samobalansujący robot – jest pomysłem South Eugene Robotics Team (SERT, FRC 2521), konkurencyjnego zespołu robotyki w szkole średniej w FIRST Robotics Competition z Eugene w stanie Oregon. Ten popularny robot popularyzatorski regularnie pojawia się w szkołach i na imprezach społecznościowych, gdzie przyciąga zarówno rzesze dorosłych, jak i dzieci. Ponieważ robot jest zarówno trwały, jak i łatwy w obsłudze za pomocą telefonu lub tabletu z systemem Android, nawet trzyletnie dzieci mogą z powodzeniem nim jeździć. A ponieważ bot może nosić różne kapelusze, maski i inne kostiumy, jest to zabawny dodatek do niemal każdego spotkania. Członkowie SERT używają bota do rekrutacji nowych członków zespołu i wzbudzania w społeczności ogólnego zainteresowania STEM.

Całkowity koszt projektu wynosi około 200 USD (przy założeniu, że masz drukarkę 3D i urządzenie z systemem Android), chociaż można go obniżyć do mniej niż 100 USD, jeśli masz dobrze zaopatrzony sklep z elektroniką z łatwym dostępem do lutowania i rurek termokurczliwych, przewody połączeniowe, rezystory, kondensatory, akumulatory oraz kabel micro USB. Konstrukcja jest prosta, jeśli masz już pewne doświadczenie w elektronice i daje świetną okazję dla tych, którzy chcą się uczyć. Dla osób szczególnie zainteresowanych robotyką Headbot stanowi również dobrą platformę do rozwijania umiejętności strojenia proporcjonalno-całkująco-różniczkującego (PID) w celu sterowania sprzężeniem zwrotnym.

Kieszonkowe dzieci

Należy zauważyć, że poniższa lista części wskazuje liczbę potrzebnych części każdego typu, a nie liczbę opakowań. Niektóre linki odnoszą się do stron, na których można kupić wiele części w pakiecie (co zapewnia pewne oszczędności) – upewnij się, że kupujesz taką liczbę pakietów, jaka jest potrzebna do uzyskania odpowiedniej liczby części.

Części elektroniczne

  • 1x mikrokontroler ESP32
  • 2x silniki krokowe
  • 2x sterowniki silników krokowych A4988
  • 1x żyroskop/akcelerometr MPU-6050
  • 1x kondensator 100 uF;
  • 1x UBEC (uniwersalny obwód eliminacji baterii)
  • 1x dzielnik napięcia (1x 10kohm i 1x 26,7kohm rezystor)
  • 2x5mm wspólna anoda RGB LED Lights
  • Rezystory 6x 220 omów
  • Przewody połączeniowe (męsko-męskie i żeńsko-żeńskie)
  • Przewód elektryczny
  • 3x wtyki złącza JST SM
  • 2x obudowa na 4 baterie
  • Termokurczliwe
  • Lutować

Sprzęt komputerowy

  • 1x drukowana w 3D obudowa, nasadka i tablica elektryczna (patrz instrukcje poniżej)
  • 2x 5-calowe precyzyjne koła dyskowe
  • 2x 0,770" piasty kół z otworem 5 mm
  • 8x Akumulatory AA i Ładowarka
  • 1x głowica styropianowa
  • 1x 2,5" kawałek 3/4" rury PCV (do mocowania głowicy)
  • 8x podkładki zabezpieczające M3 (do montażu silników)
  • Śruby 8x M3 x 8mm (do montażu silników)
  • 8x 6-32 x 3/8" Śruby (do montażu kół na piastach)
  • 2x Zipties
  • Taśma kanałowa lub Gaff
  • 2x sztywne metalowe pręty lub solidne druty (np. wycięte z drucianych wieszaków na ubrania) Długość 12 cali

Polecane narzędzia

  • Narzędzie do ściągania izolacji
  • Przecinak do drutu
  • Lutownica
  • Opalarka
  • Wiertarka elektryczna
  • Końcówka łopatkowa 1 "x 16"
  • Zestaw kluczy imbusowych
  • Pistolet na gorący klej
  • Kabel Micro USB z wtyczką kątową

Krok 1: Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki

Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki
Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki
Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki
Wydrukuj w 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki

Wydrukuj 3D obudowę, nasadkę i płytkę elektroniki. Pobierz pliki stl tutaj. Części powinny być drukowane przy użyciu PLA w rozdzielczości 0,25 mm i 20% wypełnieniu, bez konieczności stosowania tratw lub podpór.

Krok 2: Dodaj silniki, koła i taśmę do obudowy

Image
Image
Przygotuj płytkę elektroniki
Przygotuj płytkę elektroniki

Silniki: Umieść silniki krokowe w dolnej części obudowy (przewody wychodzą z góry silników) i zabezpiecz śrubami M3x8mm i podkładkami z nakrętką zabezpieczającą M3, używając odpowiedniego klucza imbusowego lub śrubokręta. Umieść piasty kół na osiach i zabezpiecz dokręcając śruby ustalające na płaskiej części osi.

Koła: Rozciągnij gumowe pierścienie na zewnątrz tarczy koła. Przymocuj koła do piast kół za pomocą śrub 6-32x3/8”. (Koła mogą być ciasno dopasowane do piasty. Jeśli tak, ustaw jak najlepiej, a następnie powoli dokręcaj śruby, przesuwając je od śruby do śruby i powtarzając, aby umożliwić śrubom wciągnięcie koła na miejsce.)

Przygotuj zatyczkę i rurkę z PVC: Dodaj kanał lub taśmę gaflową do górnej części obudowy, tak aby zatyczka nasunęła się z ciasnym, bezpiecznym dopasowaniem. Nałóż taśmę na jeden koniec 2,5-calowego kawałka rury PVC” tak, aby wsunął się w otwór w nasadce z ciasnym i bezpiecznym dopasowaniem. W razie potrzeby taśmę można również dodać do drugiego końca PVC, aby zapewnić dokładne dopasowanie do otworu u podstawy głowy.

Krok 3: Przygotuj płytkę elektroniki

Image
Image

Naklej taśmę na płytkę elektroniczną: Dodaj taśmę izolacyjną lub gaflową do boków płytki elektronicznej, tak aby wsunęła się w szyny po wewnętrznej stronie obudowy z ciasnym dopasowaniem.

Żyroskop/akcelerometr MPU-6050: Przylutuj styki do żyroskopu/akcelerometru MPU-6050, tak aby dłuższy bok styków znajdował się po tej samej stronie płytki drukowanej, co układy scalone. Użyj dużej ilości gorącego kleju, aby przymocować MPU do małej półki wystającej z podstawy płytki elektronowej, zorientowanej tak, aby szpilki znajdowały się po lewej stronie płytki, gdy stoisz twarzą do półki.

Sterownik silnika krokowego A4988: Użyj małego śrubokręta, aby obrócić mały potencjometr ograniczający prąd na każdym sterowniku silnika krokowego A4988 zgodnie z ruchem wskazówek zegara do oporu. Zdejmij papier z taśmy na radiatorach dla sterowników silnika i nałóż, aby zakryć chipy na środku płytki drukowanej. Użyj dużej ilości gorącego kleju, aby przymocować sterowniki silnika (potencjometrami do góry) z boku płytki z elektroniką naprzeciwko półki z MPU, z pinami wystającymi przez dwie pary pionowych szczelin na górze płytki z elektroniką (uważaj, aby klej nie dostał się na szpilki, które powinny wystawać po tej samej stronie co MPU). Przeciągnij opaskę zamka błyskawicznego przez małe otwory nad każdym napędem silnika, aby dodatkowo zabezpieczyć go na miejscu.

Mikrokontroler ESP32: Umieść kabel micro USB we wtyczce mikrokontrolera ESP32 (będzie on używany do trzymania końca płytki drukowanej w niewielkiej odległości od płytki elektroniki, aby zapewnić dostęp do wtyczki po podłączeniu ESP32 klejone na miejscu). Umieść ESP32 z wtyczką po prawej stronie, twarzą do układu scalonego i użyj dużej ilości kleju, aby przymocować go do płytki drukowanej, z pinami wystającymi przez poziome szczeliny w środku płytki na bok z MPU (weź uważać, aby nie zabrudzić kleju pinów lub kabla USB). Po stwardnieniu kleju odłącz kabel USB.

Krok 4: Obwody elektroniczne

Image
Image
Obwody elektroniczne
Obwody elektroniczne
Obwody elektroniczne
Obwody elektroniczne

Instrukcje ogólne: Postępuj zgodnie ze schematem obwodu (pobierz plik PDF poniżej, aby uzyskać wersję o wysokiej rozdzielczości), aby utworzyć wiązki przewodów niezbędne do podłączenia elementów elektronicznych. Połączenia między dwoma pinami można wykonać bezpośrednio za pomocą pojedynczych żeńskich zworek. Połączenia między 3 lub więcej stykami można wykonać za pomocą bardziej złożonych wiązek przewodów opisanych poniżej. Wiązki można tworzyć przecinając zworki żeńsko-żeńskie na pół, a następnie lutując je wraz z innymi komponentami (rezystory, kondensatory, wtyczki, krótkie przewody) zgodnie z potrzebami. We wszystkich przypadkach użyj rurki termokurczliwej do zaizolowania złącza lutowanego.

Akumulatory: Upewnij się, że akumulatory mogą wsunąć się w gniazda w podstawie drukowanej w 3D obudowy. Jeśli nie pasują, użyj pilnika, aby je ukształtować, dopóki nie pasują. Przypnij przewody z dwóch żeńskich wtyków złącza JST SM (pozostawiając około cala) i przylutuj jeden do wyprowadzeń z każdego pakietu akumulatorów.

Główna wiązka zasilania: Główna wiązka zasilania otrzymuje wejście z dwóch męskich wtyczek złącza JST SM, przy czym przewód + z jednej wtyczki łączy się z przewodem – drugiej w celu połączenia szeregowego dwóch zestawów akumulatorów (co daje połączone wejście 12 V). Pozostałe wyprowadzenia są połączone przez kondensator 100uF (w celu buforowania skoków napięcia; krótsza nóżka tego kondensatora łączy się z wyprowadzeniem –, a dłuższa z przewodem +12V) oraz dzielnikiem napięcia złożonym z rezystora 10kohm (podłączony do wyprowadzenia –) i rezystor 26,7 kΩ (podłączony do wyprowadzenia +12 V), z żeńską zworką pomiędzy rezystorami idącymi do styku SVP na ESP32 (zapewnia to skalowane wejście z maks. 3,3 V, które służy do zapewnić odczyt napięcia pozostałego w pakietach akumulatorów). Dodatkowe zworki żeńskie zapewniają wejścia +12v (2 zworki) i – (2 zworki) odpowiednio do VMOT i sąsiednich pinów GND na sterownikach krokowych. Dodatkowo do zacisków +12v i – wyprowadzenia głównej wiązki zasilającej (wejście do UBEC-a to strona z kondensatorem beczkowym) przylutowano Universal Battery Elimination (UBEC) z wlutowanymi +5v i – wyjściami UBEC do żeńskiego wtyku JST SM.

Wejście 5V do ESP32: Przylutuj męski wtyk złącza JST SM do dwóch zworek żeńskich, aby zapewnić wejścia 5v i GND do ESP32 z UBEC (ta wtyczka pozwala na łatwe rozłączenie, gdy ESP32 jest zasilany przez wejście micro USB, gdy kod jest ładowany do mikrokontrolera).

Wiązka zasilania 3.3 v: przylutuj 7 zworek żeńskich, aby podłączyć pin 3.3 v na ESP32 do pinu VCC na MPU, piny VDD i MS1 na każdym ze sterowników silnika krokowego oraz do męskiej zworki zapewniającej zasilanie oczom LED (pozwala na łatwe odłączenie zasilania od oczu, gdy ESP32 jest zasilany z micro USB podczas wczytywania kodu).

Wiązka uziemienia: Przylutuj 3 zworki żeńskie, aby podłączyć pin GND na ESP32 do pinów GND (obok pinu VDD) na każdym ze sterowników silnika krokowego.

Wiązka włączania krokowego: Przylutuj 3 zworki żeńskie, aby połączyć pin P23 na ESP32 z pinami ENABLE na każdym ze sterowników silnika krokowego.

Złącza pojedynczych zworek: Pojedyncze zworki służą do wykonania następujących połączeń:

  • GND na ESP32 do GND na MPU
  • P21 na ESP32 do SCL na MPU
  • P22 na ESP32 do SDA na MPU
  • P26 na ESP32 do DIR na lewym sterowniku krokowym
  • P25 na ESP32 do STEP na lewym sterowniku krokowym
  • Zworka SLEEP i RESET na lewym sterowniku krokowym
  • P33 na ESP32 do DIR na prawym sterowniku krokowym
  • P32 na ESP32 do STEP na prawym sterowniku krokowym
  • Zworka SLEEP i RESET na prawym sterowniku krokowym

Podłącz UBEC: Żeńską wtyczkę JST SM na wyjściu UBEC można podłączyć do pasującej wtyczki męskiej, która dostarcza zasilanie i uziemienie do wejść 5V i GND w ESP32. Wtyczkę tę należy jednak odłączyć, gdy ESP32 jest zasilany przez micro USB (np. podczas ładowania kodu), w przeciwnym razie prąd wsteczny z ESP32 do głównej wiązki zasilającej zakłóci prawidłowe działanie ESP32.

Zamontuj płytkę elektroniki: Wsuń płytkę elektroniki w szyny po wewnętrznej stronie obudowy.

Podłącz kable silnika: Podłącz przewody z lewego silnika do lewego sterownika krokowego, z niebieskimi, czerwonymi, zielonymi i czarnymi przewodami podłączonymi odpowiednio do pinów 1B, 1A, 2A i 2B. Podłącz przewody z prawego silnika do prawego sterownika krokowego, z niebieskimi, czerwonymi, zielonymi i czarnymi przewodami podłączonymi odpowiednio do pinów 2B, 2A, 1A i 1B (zwróć uwagę, że silniki są okablowane w sposób lustrzany, ponieważ mają przeciwne orientacje). Wsuń nadmiar przewodów silnika do dolnej części obudowy.

Podłącz pakiety akumulatorów: wsuń pakiety akumulatorów do kieszeni w obudowie i podłącz ich żeńskie wtyczki złącza JST SM do pasujących wtyczek męskich na wejściu głównej wiązki zasilania (przewody z przedniego pakietu akumulatorów można poprowadzić przez otwór w środku płytki z elektroniką, aby uzyskać dostęp do wtyczki z tyłu). Zestawy baterii można odłączyć, aby umożliwić łatwe włożenie nowych baterii. Przekręcenie wyłącznika zasilania na każdym z akumulatorów do pozycji wyłączonej spowoduje odłączenie zasilania od obwodu (ponieważ pakiety są połączone szeregowo) – przełączniki z tyłu muszą być włączone, aby obwód był zasilany.

Krok 5: Przygotuj głowę i oczy

Image
Image
Przygotuj głowę i oczy
Przygotuj głowę i oczy
Przygotuj głowę i oczy
Przygotuj głowę i oczy

Wydłuż otwór u podstawy głowy: Za pomocą 1” wiertła łopatkowego zwiększyć głębokość otworu w dolnej części głowy, tak aby kończył się powyżej wysokości oczu (przydatne jest włożenie małego kawałka taśmy w odpowiednim miejscu na trzonku wiertła, aby wskazać, kiedy osiągnięto odpowiednią głębokość). Przed wierceniem wepchnij wiertło 2-3” w otwór, aby nie uszkodzić otworu otworu (będziesz chciał ciasno pasować do rury PCV, która przymocuje ją do kołpaka obudowy). Zachowaj niektóre większe kawałki styropianu, aby później uzupełnić oczy.

Utwórz haczyki do pchania/ciągania przewodów: Na jednym końcu sztywnego metalowego pręta wygnij mały kształt N (będzie on używany do przepchnięcia przewodów do zasilania oczu LED przez głowicę styropianową). Zagnij mały haczyk na końcu drugiego sztywnego metalowego pręta (będzie on używany do wyciągnięcia drutu z otworu w dolnej części głowy).

Poprowadź przewody: Zawiąż duże pętle na końcach przewodów czerwonego, żółtego, zielonego i niebieskiego, używając ciasnych węzłów. Pracując z jednym drutem na raz, zahacz pętlę na końcu haczyka w kształcie litery N i przełóż ją przez ucho głowy, utrzymując ścieżkę poziomą i celując w otwór w środku głowy. Kiedy drut zostanie wepchnięty do otworu, użyj haczykowatego pręta, aby chwycić pętlę od spodu głowy i wyciągnij ją z otworu, wyciągając również drugi pręt z oka (pozostawiając 2-3 cale drutu na spód głowy i wystaje z oka). Powtórz ten proces z pozostałymi trzema kolorowymi przewodami, podążając tą samą ścieżką od oka do środkowego otworu (użyj oznaczonej opaski na suwak, aby zabezpieczyć te przewody razem i wskazać, które oko kontrolują). Powtórz z 4 dodatkowymi drutami w drugim oku.

Podłącz diody LED RGB: Skróć przewody na diodach LED RGB, zaznaczając wspólną anodę (dłuższy przewód i zanotuj położenie R (pojedynczy przewód po jednej stronie anody, jak pokazano na schemacie) i Przewody G i B (dwa przewody po drugiej stronie anody) Przylutuj odpowiednie przewody zwisające z jednego oka do diody LED (czerwony do anody, żółty do R, zielony do G, niebieski do B), izolując połączenia rurkami termokurczliwymi. Wepchnij wyprowadzenia diody LED do głowicy, ale zostawiając ją nieco wystawać, aż będzie można ją przetestować. Powtórz ten proces z drugą diodą LED i przewodami z drugiego oka.

Podłącz przewody połączeniowe: Przylutuj rezystor 220 omów i przewód połączeniowy ze złączem żeńskim do każdego z przewodów żółtych, zielonych i niebieskich, które wystają ze spodu głowicy. Połącz dwa czerwone przewody i przylutuj do zworki ze złączem męskim (uwaga: jest to jedyna zworka męska potrzebna w obwodzie).

Połącz zworki i przymocuj głowicę: Przeprowadź zworki przez rurkę PVC w nasadce i wsuń PVC do otworu w głowicy, mocując ją do nasadki. Podłącz męską zworkę zasilania do żeńskiej zworki na wiązce zasilania 3,3 V, a żeńskie zworki RGB do ESP32 (żółty, zielony i niebieski przewody lewego oka odpowiednio do P4, P0 i P2 oraz żółty, zielony i niebieski przewody prawego oka odpowiednio do P12, P14 i P27). Na koniec załóż główkę/nasadkę na główną obudowę.

Krok 6: Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy

Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy
Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy
Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy
Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy
Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy
Prześlij kod i zainstaluj stację kierowcy

Instalowanie kodu HeadBot na ESP32: Pobierz i zainstaluj Arduino IDE na swoim komputerze. Odwiedź https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa i kliknij „Pobierz Zip” pod zielonym przyciskiem „Klonuj lub Pobierz”. Przenieś spakowany folder w dowolne miejsce na komputerze i zmień jego nazwę na „ursa”

Otwórz ursa.ino za pomocą Arduino IDE. W menu preferencji w obszarze „Plik” dodaj https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json do „Additional Boards Manager URLs”. Zainstaluj esp32boards firmy Espressif Systems w menu Narzędzia>Board manager. Wybierz „esp32 dev module” w menu Narzędzia>Płyta. Zainstaluj bibliotekę PID by Brett Beauregard, klikając „Zarządzaj bibliotekami” w menu „Szkic”.

Podłącz do ESP32 za pomocą kabla USB-MicroUSB. Wybierz tablicę w obszarze Narzędzia. Naciśnij i przytrzymaj mały przycisk oznaczony „I00” obok złącza micro USB na ESP32, a następnie naciśnij przycisk przesyłania na Arduino IDE i zwolnij „I00”, gdy Arduino IDE powie, że jest „Łączenie…”. Po zakończeniu przesyłania kabel MicroUSB można odłączyć.

Instalacja stacji sterownika HeadBot: Pobierz i zainstaluj Processing na swoim komputerze. Odwiedź https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa-ds-prototype i pobierz kod. Otwórz „ursaDSproto.pde” za pomocą przetwarzania IDE. Zainstaluj biblioteki Ketai, Game Control Plus i UDP za pomocą menedżera bibliotek Processing (Szkic>Importuj bibliotekę). Jeśli używasz stacji dysków na swoim komputerze, wybierz Tryb Java z rozwijanego menu w prawym górnym rogu okna Przetwarzanie; aby uruchomić go w systemie Android, zainstaluj tryb Android do przetwarzania, klikając menu rozwijane „Java” w prawym górnym rogu. Następnie podłącz urządzenie, włącz debugowanie USB, wybierz tryb Android. Aby uruchomić stację napędową, kliknij „Uruchom szkic”. Jeśli Twój komputer jest podłączony do urządzenia z systemem Android, stacja kierowcy zostanie na nim zainstalowana.

Krok 7: Uruchom HeadBot i dostosuj wartości PID

Image
Image
Konkurs robotyki
Konkurs robotyki

Uruchomienie: Upewnij się, że akumulatory są podłączone, a wyjście UBEC jest podłączone do złącza wejściowego ESP32. Gdy Headbot leży na boku w stabilnej pozycji, włącz zasilanie, przesuwając przełącznik zasilania na obu zestawach akumulatorów do pozycji ON, pozostawiając Headbot nieruchomy przez kilka sekund podczas inicjalizacji żyroskopu. Po krótkim opóźnieniu powinieneś być w stanie zobaczyć sygnał Wi-Fi Headbot (SERT_URSA_00) na urządzeniu, którego będziesz używać do sterowania botem – wybierz go i wprowadź hasło „Headbot”. Po nawiązaniu połączenia uruchom aplikację Drive Station na telefonie/tablecie lub uruchom skrypt stacji napędowej w sekcji Przetwarzanie na komputerze. Po uruchomieniu programu i nawiązaniu połączenia powinieneś zobaczyć, jak wartość „pitch” zaczyna odpowiadać, pokazując przechylenie Headbota.

Ustawianie wartości PID: Aby móc sterować Headbotem, musisz dostroić wartości PID. Dla opisanej tutaj wersji Headbota. Kliknięcie kwadratu w lewym górnym rogu stacji napędowej spowoduje wyświetlenie suwaków do regulacji wartości. Trzy górne suwaki służą do regulacji P, I i D dla kąta (PA, IA i DA) – te wartości mają podstawowe znaczenie dla utrzymania równowagi przez Headbot. Trzy dolne suwaki służą do regulacji P, I i D dla prędkości (PS, IS i DS) – te wartości są ważne, aby umożliwić Headbotowi prawidłowe dostosowanie prędkości jazdy zgodnie z ruchem joysticka. Dobre wartości początkowe w tej wersji Headbota to PA=0,08, IA=0,00, DA=0,035, PS=0,02, IS=0,00 i DS=0,006. Po ustawieniu tych wartości kliknij pole „Zapisz ustawienie” w lewym górnym rogu stacji napędowej (zapisuje to ustawienia w trwalszej formie, która przetrwa ponowne uruchomienie bota).

Wypróbowanie: Kliknij zielony pasek joysticka w prawym górnym rogu stacji napędowej, aby wyświetlić joystick do sterowania robotem. Ustaw Headbota w pozycji prawie zrównoważonej i naciśnij ciemnozielony kwadrat Włącz w prawym górnym rogu (naciśnięcie sąsiedniego czerwonego pola spowoduje wyłączenie bota). Jeśli wszystko pójdzie dobrze, będziesz mieć samobalansującego Headbota, ale najprawdopodobniej będziesz musiał dostroić wartości PID. Zwykle jest mało I lub D w porównaniu z P, więc zacznij od tego. Za mało i nie będzie reagować. Za dużo i będzie oscylować tam iz powrotem. Rozpocznij Rozpocznij od wartości Angle PID, wprowadzając małe zmiany, aby zobaczyć, jaki wpływ mają na rzeczy. Niektóre terminy D dla pętli kątowej mogą pomóc zminimalizować oscylacje, ale niewielka ilość może szybko spowodować duże jitter, więc używaj oszczędnie. Jeśli wartości kątów są prawidłowe, Headbot powinien wytrzymać delikatne pchnięcia bez upadku. Należy spodziewać się niewielkich szarpnięć, gdy Headbot jest wyważony, ponieważ silniki krokowe poruszają się w półkrokach po 0,9 stopnia przy każdej regulacji.

Po osiągnięciu równowagi spróbuj jechać, wykonując małe ruchy joysticka, dokonując niewielkich korekt wartości Speed PID, aby robot reagował płynnie, z gracją. Zwiększenie terminu I może być pomocne w przeciwdziałaniu, że robot nie trzyma się ustawionej prędkości. Należy jednak pamiętać – zmiany wartości Speed PID będą wymagały dalszych regulacji wartości Angle PID (i odwrotnie), ponieważ pętle PID oddziałują ze sobą.

Zmiany w ogólnej wadze i rozkładzie masy Headbota (na przykład podczas noszenia okularów, masek, peruk lub czapek) będą wymagały dalszego dostosowania wartości PID. Ponadto, jeśli kostiumy zbytnio wytrącają z równowagi, może być konieczne dostosowanie początkowej wartości pitchOffset w kodzie ursa.ino i przeładowanie kodu na ESP32.

Konkurs robotyki
Konkurs robotyki

Drugie miejsce w konkursie robotyki

Zalecana: