Uzaktan Kumandalı Arduino Kendi Kendini Dengeleyen Robot Oluşturma: B-robot EVO: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Yazar jjrobotsjjrobotsYazarın Daha Fazlasını İzleyin:

Hakkında: Robotları, kendin yap ve eğlenceli bilimi seviyoruz. JJROBOTS, donanım, iyi dokümantasyon, yapım talimatları+kod, "nasıl çalışır" bilgisi sağlayarak Open robotik projelerini insanlara daha yakın hale getirmeyi amaçlar … Daha Fazla jjrobots Hakkında »

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

GÜNCELLEME: Bu robotun yeni ve geliştirilmiş bir versiyonu burada: Yeni özelliklere sahip B-robot EVO

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

O nasıl çalışır?

B-ROBOT EVO, 3D baskılı parçalarla oluşturulmuş, uzaktan kumandalı, kendi kendini dengeleyen bir arduino robotudur. Sadece iki tekerleği olan B-ROBOT, dahili sensörlerini kullanarak ve motorları sürerek dengesini her zaman koruyabiliyor. Robotunuzu, dengesini korurken Akıllı Telefon, Tablet veya PC üzerinden komutlar göndererek hareket ettirerek veya döndürerek kontrol edebilirsiniz.

Bu kendi kendini dengeleyen robot, atalet sensörlerini (MPU6000 çipine entegre edilmiş ivmeölçerler ve jiroskoplar) saniyede 200 kez okur. Tutumunu (ufka göre açı) hesaplar ve bu açıyı hedef açı ile karşılaştırır (hareket etmeden dengeyi korumak istiyorsa 0º, ileri veya geri hareket etmek istiyorsa pozitif veya negatif açı). Hedef açı (0º diyelim) ve gerçek açı (3º diyelim) arasındaki farkı kullanarak, dengesini korumak için motorlara doğru komutları göndermek için bir Kontrol Sistemi kullanıyor. Motorlara verilen komutlar ivmelerdir. Örneğin robot öne eğilirse (robotun açısı 3º ise) dengeyi korumak için motorlara bu açı sıfıra düşene kadar ileriye doğru hızlanma komutu gönderir.

Adım 1: Biraz Daha Derinlemesine…

B-ROBOT'un çözdüğü fiziksel soruna Ters Sarkaç denir. Bu, bir şemsiyeyi elinizin üzerinde dengelemek için ihtiyaç duyduğunuz mekanizmanın aynısıdır. Pivot noktası cismin kütle merkezinin altındadır. Ters Sarkaç hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz. Problemin matematiksel çözümü kolay değil ama robotumuzun denge sorununu çözmek için anlamamız gerekmiyor. Bilmemiz gereken şey, sorunu çözmek için bir Kontrol Algoritması uygulayabilmemiz için robotun dengesini nasıl yeniden kurmamız gerektiğidir.

Bir Kontrol Sistemi Robotikte (Endüstriyel otomasyon) çok faydalıdır. Temel olarak, sensörlerden ve hedef komutlardan girdi olarak bilgi alan ve sonuç olarak, sistemi düzenlemek için Robot aktüatörlerini (örneğimizdeki motorlar) sürmek için çıkış sinyalleri oluşturan bir koddur. Bir PID denetleyici kullanıyoruz (Oransal + Türev + İntegral). Bu tip kontrolün kP, kD, kI'yi ayarlamak için 3 sabiti vardır. Wikipedia'dan: "Bir PID denetleyicisi, ölçülen bir [Giriş] ile istenen bir ayar noktası arasındaki fark olarak bir "hata" değeri hesaplar. Denetleyici, [bir Çıkış] ayarlayarak hatayı en aza indirmeye çalışır. Böylece, PID'ye neyin ölçüleceğini ("Giriş"), bu ölçümün nerede olmasını istediğinizi ("Ayar Noktası",) ve bunu gerçekleştirmek için ayarlamak istediğiniz değişkeni ("Çıktı") söylersiniz.

PID daha sonra girişi ayar noktasına eşit hale getirmeye çalışarak çıkışı ayarlar. Referans olarak, bir seviyeye kadar doldurmak istediğimiz bir su deposu, Giriş, Ayar Noktası ve Çıkış, su seviye sensörüne göre seviye, istenen su seviyesi ve tanka basılan su olacaktır. kP Oransal kısımdır ve kontrolün ana kısmıdır, bu kısım hata ile orantılıdır. kD Türev kısmıdır ve hatanın türevine uygulanır. Bu kısım sistemin dinamiğine bağlıdır (robota, motorların ağırlıklarına, ataletlere… bağlıdır). Sonuncusu, kI, hatanın integraline uygulanır ve sabit hataları azaltmak için kullanılır, son çıktıdaki bir trim gibidir (arabanın tamamen düz gitmesini sağlamak için bir RC araba direksiyonundaki trim düğmelerini düşünün, kI, gerekli hedef ile gerçek değer arasındaki ofseti kaldırır).

B-ROBOT'ta, kullanıcıdan gelen yönlendirme komutu motor çıkışına eklenir (bir motor pozitif işaretli ve diğeri negatif işaretli). Örneğin kullanıcı sağa dönmek için direksiyon komutu 6'yı gönderirse (-10'dan 10'a) sol motor değerine 6 eklememiz ve sağ motordan 6 çıkarmamız gerekir. Robot ileri veya geri hareket etmiyorsa, direksiyon komutunun sonucu robotun bir dönüşüdür.

2. Adım: Peki Uzaktan Kumanda?

"yükleniyor="tembel"