DIY Linefollower PCB - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem anweisbaren zeige ich Ihnen, wie ich meine erste Linefollower-Platine entworfen und erstellt habe.

Der Linefollower muss den darüber liegenden Parcour mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,7 m/s umfahren.

Für das Projekt habe ich den ATMEGA 32u4 AU als Controller gewählt, da er einfach und leicht zu programmieren ist. Die zur Verfolgung der Linie verwendeten Sensoren sind 6 optische Sensoren des Typs QRE1113GR. Dies sind analoge Sensoren. Da wir namens ATMEGA verwenden, sind wir auf 6 Sensoren beschränkt, da dieser Chip nur 6 analoge Ports hat.

Unsere Motoren sind 6-V-Gleichstrommotoren mit Metallgetriebe. Dies sind winzige Motoren, die aber für diesen Einsatz stark genug sind. Diese Motoren werden von einer H-Brücke, dem DRV8833PWP, mit PWM angetrieben.

Dies ist das Herzstück unseres Linefollowers. Weitere Einzelheiten werden unten erläutert.

Schritt 1: Entwerfen des Schemas

Um das Schema und die Platine zu entwerfen, habe ich EAGLE verwendet. Dies ist kostenlose Software von Autodesk. Es ist eine kleine Lernkurve, dieses Programm zu verwenden. Aber es ist eine gute Software und es ist KOSTENLOS:)

Ich begann mit dem Importieren des ATMEGA. Es ist wichtig, das Datenblatt dieses Chips zu überprüfen. Viele Komponenten, die für die Verwendung dieses Chips erforderlich sind, sind im Datenblatt beschrieben. Nachdem ich alle benötigten Komponenten importiert hatte, begann ich mit dem Importieren der H-Brücke und der Sensoren. Auch hier ist es wichtig, diese Datenblätter zu überprüfen, um zu wissen, wie sie an welche Pins des ATMEGA angeschlossen werden und welche Komponenten (Widerstände, Kondensatoren …) sie benötigen.

Ich habe die Datei mit allen verwendeten Komponenten hinzugefügt.

Schritt 2: Design der Platine

Meine Platine ist doppelseitig. Dies macht es einfacher, eine Vielzahl von Komponenten auf einer kleinen Grundfläche zu platzieren.

Auch hier ist die Gestaltung nicht einfach. Es braucht Zeit, um die Verwendung dieser Software zu erlernen, aber es gibt viele Lehrvideos auf YouTube, die Ihnen beim Einstieg helfen.

Stellen Sie sicher, dass jeder Pin des Controllers oder der Komponente mit etwas verbunden ist und dass jeder Pfad die erforderliche Breite hat.

Schritt 3: Bestellung der Platine

Mit den fertigen Designs können Sie bestellen!

Zuerst müssen Sie die Designs als Gerber-Dateien exportieren.

Ich habe meine Leiterplatten bei JLCPCB.com bestellt, was ich sehr empfehlen kann. Faire Preise, schneller Versand und hochwertige Boards.

Schritt 4: Löten Ihrer Leiterplatte

Nachdem Sie die Leiterplatten erhalten haben, können Sie mit dem Löten aller Komponenten beginnen.

Gutes Flussmittel, eine temperaturgeregelte Lötstation und ein Leiterplattenhalter werden dringend empfohlen.

Es gibt gute Youtube-Videos zum Löten von SMD-Komponenten (Louis Rossman ist darin ein Held).

Schritt 5: Bootloader blinken

Nachdem die Platine erfolgreich gelötet wurde, ist es an der Zeit, den Bootloader auf Ihren ATMEGA zu flashen.

Folgen Sie diesem Link, um Ihnen dabei zu helfen:

Schritt 6: Programmierung des Linefollowers

Nach dem Flashen des Bootloaders können Sie auf den Linefollower in der Arduino IDE zugreifen.

Ich habe das folgende Programm für den Linienfolger geschrieben.

Es verwendet einen PID-Regler, um der Linie so gut wie möglich folgen zu können.

Schritt 7: Konfigurieren des PID-Reglers

Um den PID-Regler zu konfigurieren, müssen einige Werte eingestellt werden.

Kp: dies ist die Verstärkung, diese regelt die Geschwindigkeit, mit der der Linefollower auf einen Fehler reagiert. Um den PID-Regler zu konfigurieren, wird empfohlen, einem stabilen System so nahe wie möglich zu kommen, indem nur der Kp-Wert konfiguriert wird.

Ki: Dies integriert den Fehler und korrigiert den Fehler hiermit ziemlich brutal. Nach der Konfiguration von Kp kann Ki konfiguriert werden, Kp muss unter normalen Bedingungen gesenkt werden, um ein stabiles System mit hinzugefügtem Ki zu haben.

Kd: Das unterscheidet die Fehler. Wenn der Linienfolger schwingt, muss Kd erhöht werden, bis er aufhört zu schwingen.