टीचिंग कंट्रोल एल्गोरिदम के लिए लाइन फॉलोअर रोबोट: ३ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैंने इस लाइन फॉलोअर रोबोट को कुछ साल पहले डिजाइन किया था जब मैं रोबोटिक्स का शिक्षक था। इस परियोजना का उद्देश्य मेरे छात्रों को यह सिखाना था कि किसी प्रतियोगिता के लिए रोबोट के बाद एक पंक्ति को कैसे कोडित किया जाए और इफ/एल्स और पीआईडी नियंत्रण के बीच तुलना भी की जाए। और कम से कम, कैसे यांत्रिकी और रोबोट की लंबाई इस नियंत्रण एल्गोरिदम को प्रभावित करती है। लक्ष्य इसे तेज और विश्वसनीय बना रहा था।

मैंने इसे Arduino IDE के साथ प्रोग्राम करने के लिए बनाया है, लेकिन आपके द्वारा पसंद किए जाने वाले विकास IDE का उपयोग करना भी संभव है। इसमें USB बूटलोडर के साथ एक शक्तिशाली PIC32 है, इसलिए आपको प्रोग्रामर की आवश्यकता नहीं है। इसमें एक ऑन/ऑफ स्विच, एक रीसेट और एक स्टार्ट/प्रोग्राम बटन भी है। एल ई डी मोटर्स पीडब्लूएम सिग्नल से जुड़े होते हैं, जिससे आप उस शक्ति को देख सकते हैं जिसे आप आसानी से लागू कर रहे हैं।

रोबोट प्रयोग करने के लिए पूरी तरह से मॉड्यूलर है और अगर आपके साथ कोई दुर्घटना होती है तो मरम्मत में आसान होता है। जो इस रोबोट को बहुत ही मजेदार तरीके से प्रोग्रामिंग सीखने के लिए एकदम सही टूल बनाता है। मेरे छात्रों ने लंबे समय तक इसका इस्तेमाल किया था और हर बार कुछ नया सीखा, यहां तक कि पीआईडी नियंत्रण भी। यह उल्लेख नहीं करने के लिए कि सेंसर बार एक पूर्णांक को वापस करने के लिए एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है, नकारात्मक मान रोबोट बाईं ओर है, दाईं ओर सकारात्मक है और सीरो लाइन के केंद्र में है।

आपूर्ति

विस्तारित समर्थन ब्रैकेट के साथ 2x 6V माइक्रो मेटल गियरमोटर (कोई भी गियर अनुपात ठीक है, मेरा 10: 1 है)

1x लाइन सेंसर बोर्ड

1x मुख्य नियंत्रण इकाई

फ्लैट तार के माध्यम से 1x 20, 1 मिमी रिक्ति। मेरा 20 सेमी लंबा है।

1x एक्रिलिक लिंकर (3 मिमी स्पष्ट एक्रिलिक में कटौती)

1x 1/8 ढलाईकार गेंद (मेरा धातु है)

2x रबर का पहिया, 3 सेमी व्यास।

1 एक्स लाइपो बैटरी। आप रोबोट को 10v तक पावर दे सकते हैं, लेकिन ध्यान रखें कि मोटर्स को 6v के लिए रेट किया गया है।

सब कुछ एक साथ जोड़ने के लिए कुछ M2 स्क्रू और नट।

यदि आप अपनी खुद की डिज़ाइन फ़ाइलें बनाना चाहते हैं, तो योजनाबद्ध और इसे बनाने के लिए सब कुछ अगले चरण में संलग्न हैं।

चरण 1: हार्डवेयर

जैसा कि आप तस्वीरों में देख सकते हैं कि सभी घटक एसएमडी हैं, अपने सोल्डरिंग कौशल का अभ्यास करने का सही अवसर है। इस रोबोट को मेरे 3 छात्रों ने मिलाप किया था, इसलिए आप इसे बिना किसी परेशानी के कर सकते हैं। सभी डिज़ाइन फ़ाइलें संलग्न हैं, आप फ़ाइलों को EAGLE के साथ देख सकते हैं। यदि आप अपने पसंदीदा पीसीबी निर्माता को बोर्ड देना चाहते हैं तो गेरबर्स भी शामिल हैं।

दो बोर्ड एक ऐक्रेलिक टुकड़े के साथ एक साथ जुड़े हुए हैं, लेजर कट पैटर्न भी शामिल है। मैंने इसे रखने के लिए M2 स्क्रू और नट्स का इस्तेमाल किया। बॉल कॉस्टर को भी यहां रखा गया है। और यदि आप रोबोट को क्रैश करते हैं तो ऐक्रेलिक टूट जाएगा और बोर्डों को नुकसान से बचाएगा, परीक्षण के लिए आदर्श! सीपीयू और सेंसर बोर्ड के बीच कनेक्शन करने के लिए फ्लैट वायर का उपयोग किया जाता है। मोटर आसानी से सीपीयू बोर्ड के तारों से जुड़े होते हैं।

नोट: PIC एक कस्टम फर्मवेयर का उपयोग करता है, DP32 मूल फर्मवेयर का एक संशोधित संस्करण है। आप यहां फर्मवेयर प्राप्त कर सकते हैं। सीपीयू बोर्ड के नीचे एक आईसीएसपी कनेक्शन शामिल है।

चरण 2: सॉफ्टवेयर

मैं रोबोट को प्रोग्राम करने के लिए Arduino IDE का उपयोग करने की सलाह देता हूं। जैसा कि मैंने आपको पहले बताया था कि यह लाइन फॉलोअर PIC32MX250 पर आधारित है और यह इसे ChipKIT DP32 के अनुकूल बनाता है। आपको केवल Arduino IDE पर पैकेज मैनेजर पर ChipKIT पैकेज स्थापित करने की आवश्यकता है और आप जाने के लिए तैयार हैं। इसके अलावा आप इसे MPLAB या अपनी इच्छानुसार IDE पर प्रोग्राम कर सकते हैं, लेकिन आप Arduino के आधार पर सीख सकते हैं।

बाकी किसी भी अन्य Arduino बोर्ड की प्रोग्रामिंग की तरह है। माइक्रो यूएसबी केबल के साथ रोबोट को अपने कंप्यूटर में प्लग करें और रीसेट दबाने के तुरंत बाद प्रोग्राम बटन दबाएं। फिर IDE में अपलोड बटन के साथ स्केच भेजें।

मैंने इस ट्यूटोरियल में 3 स्केच शामिल किए हैं। पहला सेंसर एरे का परीक्षण करता है, दूसरा एक इफ/एल्स लाइन फॉलोअर है और आखिरी एक पीआईडी लाइन फॉलोअर है। सब कुछ पहले से ही काम कर रहा है, हालांकि यदि आप डिज़ाइन बदलते हैं तो आपको कुछ मूल्यों को समायोजित करने की आवश्यकता होगी। और अपना खुद का करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें! लाइन फॉलोअर एल्गोरिथम करने के बेहतर तरीके हैं, प्रयोग सफलता की कुंजी है।

चरण 3: प्रयोग

यह वास्तव में सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, आपको सभी संभावनाओं का प्रयास करना चाहिए और जो आपके लिए काम करता है उसे ढूंढना चाहिए।

विभिन्न व्यास के पहियों और सामग्रियों के साथ प्रयोग करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें। ऐक्रेलिक जोड़ को संशोधित करने वाले रोबोट की लंबाई बदलें। एक अलग वोल्टेज के साथ भी, दूसरी बैटरी का उपयोग करें। यह छोटा या बड़ा भी हो सकता है। शायद मोटर्स के लिए एक और गियर अनुपात।

कम सेंसर का उपयोग करने के लिए सॉफ़्टवेयर को संशोधित करें या किसी अन्य एल्गोरिदम का प्रयास करें, आप आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि प्रदर्शन कितना बदल सकता है। या क्यों नहीं, यदि आप एक उन्नत उपयोगकर्ता हैं तो इसे MPLAB के साथ करें।

बस, अब बहुत हो चुका!

एक अतिरिक्त टिप के रूप में… पीआईडी लाभ ट्यूनिंग एक आकर्षक यात्रा है जिसमें आप केपी, केडी और की के विभिन्न मूल्यों के साथ लाइन का पालन करते हुए रोबोट पर प्रभाव सीख सकते हैं। सीखने के घंटे और घंटे की गारंटी !!! बच्चे ध्यान नहीं देंगे कि वे वास्तव में आवश्यक सभी कार्यों को करने के लिए गणित का उपयोग कर रहे हैं।

मुझे आशा है कि आपको यह निर्देश अच्छा लगा होगा, अगर आपको कुछ चाहिए तो मुझसे टिप्पणियों में पूछें। पढ़ने के लिए धन्यवाद:)