Robô seguidor de linha de controle PID

Componentes e suprimentos

Chassi de alumínio anodizado KittenBot

KittenBot RosBot Rodapé

Rodízio de esferas de diâmetro KittenBot com esfera de metal (par)

Roda de borracha KittenBot com conjunto de cubo do motor (par)

KittenBot 5-Channel IR Line-Follwing Tracker Sensor

Motor DC (genérico)

Bateria de 9 V (genérica)

Arduino UNO

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto

Visão geral

Um recurso de que a maioria dos robôs autônomos rover precisa é o seguimento de linha. O objetivo deste projeto é construir um robô seguidor de linha e começar a aprender o controlador PID de uma forma divertida.

Peças

O robô funciona corretamente com dois motores, o Rosbot Baseboard e um sensor de 5 canais. Ao contrário de outros, você não precisa comprar driver de motor H-bridge extra ou vários componentes, uma vez que o Rosbot Baseboard tem 2x H-bridge dual driver embutido. Simplesmente conecta os motores à placa de base do Rosbot e ele fornecerá mais energia do que o Arduino Uno.

Estrutura do robô: Chassi de alumínio anodizado KittenBot

Chassis legal e sólido que tem toneladas de orifícios de montagem (4.8mm LEGO Technic), você pode definitivamente reutilizar este chassi para outros projetos divertidos.

Cérebro do robô :Rodapé RosBot

Uma placa-mãe baseada em Arduino UNO com 2 drivers de motor dual H-bridge integrados.

Olhos de robô :Sensor rastreador de seguimento de linha IV de 5 canais

Detector infravermelho de 5 canais, mais preciso e estável.

Etapa 1:montagem

Este robô é bastante fácil de montar, siga as instruções e leva cerca de 15 minutos.

Primeiro, prenda seus motores nas laterais do chassi, simplesmente conecte a roda de borracha.

Monte o sensor IR de 5 canais na parte frontal do chassi.

Prenda sua placa de base Rosbot ao chassi, então o robô está pronto para ser conectado.

Etapa 2:torcer

A seguir estão as conexões para o sensor IR de 5 canais:

VCC a 5V

GND para RosBot's GND

T1-T4 para pino A0-A3

T5 para fixar SDA

Os motores DC simplesmente vão para os pinos A + A- e B + B-.

Codificação

Nos códigos, temos uma máquina de estado que indica cada saída possível da matriz de sensores. O robô se move para uma determinada direção de acordo com a saída da matriz de sensores.

  void stateMachine (int a) {switch (a) {case B00000:outlineCnt ++; pausa; case B11111:outlineCnt ++; pausa; caso B00010:caso B00110:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 50, 0)); viés =1; pausa; case B00001:case B00011:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 200, 0)); viés =2; pausa; caso B00100:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 0, 20)); polarização =0; pausa; case B01000:case B01100:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (50, 0, 0)); polarização =-1; pausa; case B10000:case B11000:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (200, 0, 0)); polarização =-2; pausa; padrão:Serial.println (a, BIN); esboçoCnt ++; pausa; }

Já configuramos o valor de Erro, termo de proporção, termo integral e termo derivativo.

  float Kp =25; float Ki =0,15; float Kd =1200; erro float, errorLast, erroInte; float calcPid (entrada flutuante) {float errorDiff; saída flutuante; erro =erro * 0,7 + entrada * 0,3; // filtro // erro =entrada; errorDiff =erro - errorLast; erroInte =restrição (erroInte + erro, -50, 50); saída =Kp * erro + Ki * erroInte + Kd * erroDiff; Serial.print (erro); Serial.print (''); Serial.print (erroInte); Serial.print (''); Serial.print (errorDiff); Serial.print (''); Serial.println (saída); errorLast =erro; retorno de saída;

Manipule os valores para encontrar o melhor ajuste para o seu robô.

Código

Robô seguidor de linha

Robô seguidor de linha Arduino

Nos códigos, incluímos um NeoPixel de Adafruit, mas isso é opcional.

 #include  #define S_NULL 0 # define S_ONTRACE 1Adafruit_NeoPixel pixels =Adafruit_NeoPixel (4, 4, NEO_GRB + int_KHZ800); spdL, int spdR) {spdR =-spdR; if (spdL <0) {analogWrite (5, 0); analogWrite (6, -spdL); } else {analogWrite (5, spdL); analogWrite (6, 0); } if (spdR <0) {analogWrite (9, 0); analogWrite (10, -spdR); } else {analogWrite (9, spdR); analogWrite (10, 0); }} int bias =0; int outlineCnt =0; void stateMachine (int a) {switch (a) {case B00000:outlineCnt ++; pausa; case B11111:outlineCnt ++; pausa; caso B00010:caso B00110:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 50, 0)); viés =1; pausa; case B00001:case B00011:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 200, 0)); viés =2; pausa; caso B00100:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (0, 0, 20)); polarização =0; pausa; case B01000:case B01100:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (50, 0, 0)); polarização =-1; pausa; case B10000:case B11000:outlineCnt =0; pixels.setPixelColor (2, pixels.Color (200, 0, 0)); polarização =-2; pausa; padrão:Serial.println (a, BIN); esboçoCnt ++; pausa; } pixels.setPixelColor (0, pixels.Color (outlineCnt * 10, 0, 0)); if (outlineCnt> 10) {doDcSpeed (0,0); } else {float ff =150; float ctrl =calcPid (polarização); doDcSpeed (ff-ctrl, ff + ctrl); } pixels.show ();} float Kp =25; float Ki =0,15; float Kd =1200; erro de float, errorLast, erroInte; float calcPid (entrada de float) {float errorDiff; saída flutuante; erro =erro * 0,7 + entrada * 0,3; // filtro // erro =entrada; errorDiff =erro - errorLast; erroInte =restrição (erroInte + erro, -50, 50); saída =Kp * erro + Ki * erroInte + Kd * erroDiff; Serial.print (erro); Serial.print (''); Serial.print (erroInte); Serial.print (''); Serial.print (errorDiff); Serial.print (''); Serial.println (saída); errorLast =erro; retorno de saída;} int echoTrace () {int ret =0; int a [5]; para (int i =0; i <5; i ++) {a [i] =restrição ((1025 - analogRead (A0 + i)) / 10 - 4, 0, 20); if (a [i]> 2) ret + =(0x1 <  LinefollowRobot 
 https://github.com/KittenBot/LinefollowRobot

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