Плата DIY Linefollower: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этом руководстве я покажу вам, как я спроектировал и создал свою первую печатную плату-последователь.

Следующему за линией придется перемещаться по паркуру наверху со скоростью около 0,7 м / с.

Для проекта я выбрал ATMEGA 32u4 AU в качестве контроллера из-за его простоты и легкости в программировании. Датчики, используемые для отслеживания линии, представляют собой 6 оптических датчиков типа QRE1113GR. Это аналоговые датчики. Поскольку мы используем именованные ATMEGA, мы ограничены 6 датчиками, потому что этот чип имеет только 6 аналоговых портов.

Наши двигатели - это двигатели постоянного тока 6В с металлическими редукторами. Это крошечные моторы, но достаточно мощные для этого. Эти двигатели будут питаться от H-моста DRV8833PWP с использованием ШИМ.

Это сердце нашего подписчика. Остальные детали будут объяснены ниже.

Шаг 1: разработка схемы

Для разработки схемы и печатной платы я использовал EAGLE. Это бесплатное программное обеспечение от Autodesk. Использование этой программы требует некоторого обучения. Но это хороший софт и БЕСПЛАТНО:)

Я начал с импорта ATMEGA. Важно изучить техническое описание этого чипа. Многие компоненты, необходимые для использования этого чипа, описаны в таблице данных. После импорта всех необходимых компонентов я начал импортировать H-мост и датчики. Опять же, важно изучить эти таблицы, чтобы знать, как подключить их к каким контактам ATMEGA и какие компоненты (резисторы, конденсаторы…) им нужны.

Я добавил файл со всеми использованными компонентами.

Шаг 2: проектирование печатной платы

Моя печатная плата двусторонняя. Это упрощает размещение разнообразных компонентов на небольшой площади.

Опять же, спроектировать это непросто, нужно время, чтобы научиться использовать это программное обеспечение, но на YouTube есть множество обучающих видео, которые помогут вам начать работу.

Убедитесь, что каждый вывод контроллера или компонента к чему-то подключен и что каждый путь имеет необходимую ширину.

Шаг 3: заказ печатной платы

Готовый дизайн готов к заказу!

Сначала вам нужно будет экспортировать дизайны в виде файлов gerber.

Я заказал свои печатные платы на JLCPCB.com, и я очень рекомендую их. Справедливая цена, быстрая доставка и качественные доски.

Шаг 4: пайка печатной платы

После получения печатной платы можно приступать к пайке всех компонентов на ней.

Настоятельно рекомендуется использовать хороший флюс, паяльную станцию с регулируемой температурой и держатель печатной платы.

На YouTube есть хорошие видео о том, как паять SMD-компоненты (Луис Россман в этом герой).

Шаг 5. Прошивка загрузчика

После того, как печатная плата будет успешно припаяна, пора прошить загрузчик на вашу ATMEGA.

Перейдите по этой ссылке, чтобы помочь вам в этом:

Шаг 6: Программирование Linefollower

После прошивки загрузчика вы сможете получить доступ к строковому подписчику в Arduino IDE.

Я написал программу ниже для подписчика.

Он использует ПИД-регулятор, чтобы можно было как можно точнее следить за линией.

Шаг 7: Настройка ПИД-регулятора

Чтобы настроить ПИД-регулятор, необходимо настроить несколько значений.

Kp: это усиление, оно регулирует скорость, с которой последователь линии реагирует на ошибку. Для настройки ПИД-регулятора рекомендуется максимально приблизиться к стабильной системе, настроив только значение Kp.

Ki: Это объединяет ошибку и, таким образом, исправляет ошибку довольно жестко. После настройки Kp, Ki можно настроить, Kp необходимо будет снизить в нормальных условиях, чтобы иметь возможность иметь стабильную систему с добавленным Ki.

Kd: Это различает ошибки. Если последователь линии колеблется, необходимо увеличить Kd до тех пор, пока он не перестанет колебаться.