पीआईडी लाइन फॉलोअर एटमेगा३२८पी: ४ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

परिचय

यह निर्देशयोग्य PID (आनुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न) नियंत्रण (गणितीय) के साथ अपने मस्तिष्क (Atmega328P) के साथ एक कुशल और विश्वसनीय लाइन फॉलोअर बनाने के बारे में है।

लाइन फॉलोअर एक ऑटोनॉमस रोबोट है जो या तो ब्लैक लाइन को व्हाइट अरे में या व्हाइट लाइन को ब्लैक एरिया में फॉलो करता है। रोबोट को विशेष लाइन का पता लगाने और उसका पालन करने में सक्षम होना चाहिए।

तो LINE FOLLOWER बनाने के लिए कुछ भाग/चरण होंगे I उन सभी के बारे में चरण दर चरण चर्चा करूंगा।

1. सेंसर (लाइन देखने के लिए आंख)
2. माइक्रोकंट्रोलर (कुछ गणना करने के लिए मस्तिष्क)
3. मोटर्स (मांसपेशियों की शक्ति)
4. मोटर चालक
5. हवाई जहाज़ के पहिये
6. बैटरी (ऊर्जा स्रोत)
7. पहिया
8. विविध

ये है लाइन फॉलोअर का वीडियो

अगले चरणों में मैं प्रत्येक घटक के बारे में विस्तार से चर्चा करूँगा

चरण 1: सेंसर (नेत्र) क्यूटीआर 8RC

इस भयानक सेंसर के निर्माण के लिए पोलोलू को धन्यवाद।

मॉड्यूल आठ आईआर एमिटर और रिसीवर (फोटोट्रांसिस्टर) जोड़े के लिए समान रूप से 0.375 (9.525 मिमी) के अंतराल पर एक सुविधाजनक वाहक है। एक सेंसर का उपयोग करने के लिए, आपको पहले आउटपुट नोड (कैपेसिटर चार्ज करना) को वोल्टेज लागू करके चार्ज करना होगा। इसका OUT पिन। फिर आप बाहरी रूप से आपूर्ति किए गए वोल्टेज को वापस लेकर परावर्तन पढ़ सकते हैं और एकीकृत फोटोट्रांसिस्टर के कारण आउटपुट वोल्टेज को क्षय होने में कितना समय लगता है। कम क्षय समय अधिक प्रतिबिंब का संकेत है। इस माप दृष्टिकोण के कई फायदे हैं, विशेष रूप से जब एलईडी पावर बंद करने के लिए क्यूटीआर -8 आरसी मॉड्यूल की क्षमता के साथ मिलकर:

• कोई एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) की आवश्यकता नहीं है।
• वोल्टेज-विभक्त एनालॉग आउटपुट पर बेहतर संवेदनशीलता।
• अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर के साथ कई सेंसर का समानांतर पढ़ना संभव है।
• समानांतर रीडिंग एलईडी पावर सक्षम विकल्प के अनुकूलित उपयोग की अनुमति देता है

विशेष विवरण

• आयाम: 2.95" x 0.5" x 0.125" (बिना हेडर पिन लगाए)
• ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.3-5.0 वी
• आपूर्ति वर्तमान: 100 एमए
• आउटपुट स्वरूप: 8 डिजिटल I/O-संगत सिग्नल जिन्हें समयबद्ध उच्च पल्स के रूप में पढ़ा जा सकता है
• इष्टतम संवेदन दूरी: 0.125" (3 मिमी)अधिकतम अनुशंसित संवेदन दूरी: 0.375" (9.5 मिमी)
• हेडर पिन के बिना वजन: 0.11 आउंस (3.09 ग्राम)

QTR-8RC आउटपुट को डिजिटल I/O लाइन्स में इंटरफ़ेस करना

QTR-8RC मॉड्यूल में आठ समान सेंसर आउटपुट होते हैं, जो लंबन QTI की तरह, एक डिजिटल I/O लाइन की आवश्यकता होती है जो आउटपुट लाइन को उच्च ड्राइविंग करने में सक्षम हो और फिर आउटपुट वोल्टेज के क्षय के समय को माप सके। एक सेंसर पढ़ने के लिए विशिष्ट क्रम है:

1. IR LED चालू करें (वैकल्पिक)।
2. I/O लाइन को आउटपुट पर सेट करें और इसे उच्च ड्राइव करें।
3. सेंसर आउटपुट को बढ़ने के लिए कम से कम 10 μs की अनुमति दें।
4. I/O लाइन को एक इनपुट (उच्च प्रतिबाधा) बनाएं।
5. I/O लाइन के कम होने की प्रतीक्षा करके वोल्टेज के क्षय के समय को मापें।
6. IR LED बंद करें (वैकल्पिक)।

इन चरणों को आम तौर पर एकाधिक I/O लाइनों पर समानांतर में निष्पादित किया जा सकता है।

एक मजबूत परावर्तन के साथ, क्षय का समय कई दर्जन माइक्रोसेकंड जितना कम हो सकता है; बिना परावर्तन के, क्षय का समय कुछ मिलीसेकंड तक हो सकता है। क्षय का सही समय आपके माइक्रोकंट्रोलर की I/O लाइन विशेषताओं पर निर्भर करता है। विशिष्ट मामलों में सार्थक परिणाम 1 एमएस के भीतर उपलब्ध हो सकते हैं (अर्थात जब कम-परावर्तन परिदृश्यों में सूक्ष्म अंतरों को मापने की कोशिश नहीं की जाती है), सभी 8 सेंसरों के 1 kHz नमूने की अनुमति देता है। यदि कम आवृत्ति का नमूना पर्याप्त है, तो एल ई डी को बंद करके पर्याप्त बिजली बचत का एहसास किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि 100 हर्ट्ज नमूना दर स्वीकार्य है, तो एल ई डी 90% समय बंद हो सकता है, औसत वर्तमान खपत को 100 एमए से 10 एमए तक कम कर सकता है।

चरण 2: माइक्रोकंट्रोलर (मस्तिष्क) Atmega328P

इस विस्मयकारी माइक्रोकंट्रोलर AKA Atmega328 के निर्माण के लिए Atmel Corporation का धन्यवाद।

ATmega328P के लिए प्रमुख पैरामीटर

पैरामीटर मान

• फ्लैश (Kbytes): 32 Kbytes
• पिन गणना: 32
• मैक्स। ऑपरेटिंग फ्रीक। (मेगाहर्ट्ज): 20 मेगाहर्ट्ज
• सीपीयू: 8-बिट एवीआर
• अधिकतम I/O पिन: 23
• अतिरिक्त व्यवधान: 24
• एसपीआई: 2
• TWI (I2C): 1
• यूएआरटी: 1
• एडीसी चैनल: 8
• एडीसी संकल्प (बिट्स): 10
• एसआरएएम (किबाइट्स): 2
• ईईपीरोम (बाइट्स): 1024
• I/O आपूर्ति वर्ग: 1.8 से 5.5
• ऑपरेटिंग वोल्टेज (वीसीसी):1.8 से 5.5
• टाइमर: 3

विस्तृत जानकारी के लिए Atmega328P की डेटाशीट देखें।

इस परियोजना में मैं कुछ कारणों के लिए Atmega328P का उपयोग कर रहा हूँ

1. सस्ता
2. गणना के लिए पर्याप्त RAM है
3. इस परियोजना के लिए पर्याप्त I/O पिन
4. Atmega328P का उपयोग Arduino में किया जाता है…। यू चित्र और वीडियो में एक Arduino Uno देख सकता है, लेकिन रात में मैं Arduino IDE या किसी भी Arduino का उपयोग कर रहा हूं.. मैंने इंटरफेसिंग बोर्ड के रूप में केवल हार्डवेयर का उपयोग किया है। मैंने बूटलोडर को मिटा दिया है और चिप प्रोग्रामिंग के लिए यूएसबी एएसपी का इस्तेमाल किया है।

चिप प्रोग्रामिंग के लिए मैंने एटमेल स्टूडियो 6 का उपयोग किया है

सभी स्रोत कोड GitHub में है इसे डाउनलोड करें और test.c फ़ाइल की जाँच करें।

इस पैकेज को संकलित करने के लिए आपको POLOLU AVR लाइब्रेरी सेटअप को डाउनलोड और इंस्टॉल करना होगा।

मैं एक Atmega328P विकास बोर्ड योजनाबद्ध और बोर्ड फ़ाइल भी अपलोड कर रहा हूँ … आप इसे स्वयं बना सकते हैं …

चरण 3: मोटर और मोटर चालक

मैंने एक्चुएटर के रूप में 350RPM 12V BO टाइप गियर वाली DC मोटर का उपयोग किया है। अधिक जानकारी के लिए… मोटर लिंक

एक मोटर चालक के रूप में मैंने L293D H- ब्रिज IC का उपयोग किया है।

मैं इसके लिए योजनाबद्ध और बोर्ड फाइल संलग्न कर रहा हूं।

चरण 4: चेसिस और विविध

बॉट को 6mm मोटाई की प्लाई वुड का UP बनाया गया है।