مقدمـــــة عن المشروع
بعد أن استلهمت من محركات RYNO وغيرها من الدراجات البخارية ذات التوازن الذاتي ، أردت دائمًا بناء شيء مشابه . أفكر لفترة من الوقت ، قررت بناء روبوت التوازن الذاتي باستخدام اردوينو . وبهذه الطريقة ، سأكون قادرًا على فهم المفهوم الكامن وراء كل هذه الدراجات البخارية وأيضًا معرفة كيفية عمل خوارزمية PID .
في هذا المشروع سأوثق تجربتي في بناء روبوت التوازن الذاتي . قد تكون مبتدئًا مطلقًا بدأ للتو أو ربما وصل إلى هنا بعد خيبة أمل طويلة لعدم تشغيل روبوتك . هذا المكان يهدف إلى أن يكون وجهتك النهائية . اذا هيا بنا نبدأ ……
متطلبات المشروع
- Arduino UNO
- Geared DC motors (Yellow coloured) – 2Nos
- L298N Motor Driver Module
- MPU6050
- A pair of wheels
- 7.4V Li-ion Battery
- Connecting wires
-
-
جميع المنتجات, مواتير ودرايفرات
درايفر محركات L298N Motor Driver Controller Module
لمحة سريعة
- المعنى الحالي لكل محرك.
- المبدد الحراري لأداء أفضل.
- مؤشر LED للتشغيل.
- رقاقة محرك الجسر H المزدوج: L298N.
- جهد التشغيل (VDC): 5 ~ 35
- تيار الذروة (A): 2
- التيار المستمر (A): 0-36mA
- عدد القنوات: 2
- الحماية من التيار الزائد (أ): نعم
- الحماية الحرارية: نعم
للاطلاع على فكرة مشروع تساعدك على برمجة واستخدام هذا المنتج
SKU: AA034 -
أسلاك وتوصيلات, جميع المنتجات
عدد 1 سلك انثى انثى 20 سم بألوان عشوائية Female to Female jumper wires
لمحة سريعة
- الطول: 200 ملم
- الوزن: 45 جم
- متوافق مع رؤوس تباعد 2.54 مم
- 1 قطعة من سلك القفز اللوني من أنثى إلى أنثى
- جودة عالية وفي حالة عمل جيدة
- متين وقابل لإعادة الاستخدام
- سهل التركيب والاستخدام
SKU: AA040 -
-
-
مواتير ودرايفرات, جميع المنتجات
محرك روبوت ذكي للسيارة يعمل بتيار مستمر من 3 إلى 6 فولت من الدرجة A. Robot Smart Car
مواتير ودرايفرات, جميع المنتجاتمحرك روبوت ذكي للسيارة يعمل بتيار مستمر من 3 إلى 6 فولت من الدرجة A. Robot Smart Car
:لمحة سريعة
محرك روبوت ذكي للسيارة بتيار مباشر DIY 3-6V الصف أ
نسبة التخفيض 1:48
تناوب السرعة 125 دورة في الدقيقة / دقيقة
الجهد: 3-6VDC
التيار: 80-150 مللي أمبير
لا توجد سرعة تحميل: 3V-125 لفة / دقيقة 5V-200 لفة / دقيقة 6V-230 لفة / دقيقة
سرعة التحميل: 3V-95 لفة / دقيقة 5V-160 لفة / دقيقة 6V-175 لفة / دقيقة
عزم الدوران الناتج: 3V-0.8kg.cm5V-1.0kg.cm6V-1.1kg.cmSKU: AD014 -
حساسات, جميع المنتجات
موديول حساس التسارع MPU-6050 Accelerometer and Gyroscope Sensor
لمحة سريعة
- رقاقة مدمجة محول 16 بت AD ، إخراج البيانات 16 بت
- رقاقة دائرة قيادة : MPU6050
- جهد التشغيل: 3-5V DC
- الاتصال: بروتوكول I2C / IIC
- نطاق الدوران: ± 250 ، 500 ، 1000 ، 2000 درجة / ثانية
- نطاق التسارع: ± 2 ± 4 ± 8 ± 16 جم
SKU: AB081
طريقة العمل والتوصيل
يتم التوصيل وفقا للمخطط أدناه .
بمجرد أن تكون كل التوصيلات جاهزًا ، يمكنك تحميل الكود على لوحة الاردوينو الخاصة بك . قم بتشغيل وافتح الشاشة التسلسلية ، إذا كان بإمكان الاردوينو التواصل مع MPU6050 بنجاح وإذا كان كل شيء يعمل كما هو متوقع ، فسترى الشاشة التالية .
هنا نرى قيم المدخلات والمخرجات لخوارزمية PID في تنسيق الإدخال => الإخراج. إذا كان الروبوت متوازنًا تمامًا ، فستكون قيمة الإخراج هي 0. وتكون قيمة الإدخال هي القيمة الحالية من جهاز استشعار MPU6050 . تمثل الحرف “F” أن الروبوت يسير للأمام و “R” يمثل السير في الاتجاه المعاكس .
خلال المراحل الأولية لمعرف PID ، أوصي بترك كابل الاردوينو الخاص بك متصلاً بالروبوت بحيث يمكنك مراقبة قيم المدخلات والمخرجات بسهولة كما سيكون من السهل تصحيح وتحميل برنامجك لقيم Kp و Ki و Kd .
الكـــــــــــود البرمجي
لتحميل الكود البرمجي اضغط هنا
#include "I2Cdev.h" #include <PID_v1.h> #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" MPU6050 mpu; // MPU control/status vars bool dmpReady = false; // set true if DMP init was successful uint8_t mpuIntStatus; // holds actual interrupt status byte from MPU uint8_t devStatus; // return status after each device operation (0 = success, !0 = error) uint16_t packetSize; // expected DMP packet size (default is 42 bytes) uint16_t fifoCount; // count of all bytes currently in FIFO uint8_t fifoBuffer[64]; // FIFO storage buffer // orientation/motion vars Quaternion q; // [w, x, y, z] quaternion container VectorFloat gravity; // [x, y, z] gravity vector float ypr[3]; // [yaw, pitch, roll] yaw/pitch/roll container and gravity vector /*********Tune these 4 values for your BOT*********/ double setpoint= 176; //set the value when the bot is perpendicular to ground using serial monitor. //Read the project documentation on circuitdigest.com to learn how to set these values double Kp = 21; //Set this first double Kd = 0.8; //Set this secound double Ki = 140; //Finally set this /******End of values setting*********/ double input, output; PID pid(&input, &output, &setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT); volatile bool mpuInterrupt = false; // indicates whether MPU interrupt pin has gone high void dmpDataReady() { mpuInterrupt = true; } void setup() { Serial.begin(115200); // initialize device Serial.println(F("Initializing I2C devices...")); mpu.initialize(); // verify connection Serial.println(F("Testing device connections...")); Serial.println(mpu.testConnection() ? F("MPU6050 connection successful") : F("MPU6050 connection failed")); // load and configure the DMP devStatus = mpu.dmpInitialize(); // supply your own gyro offsets here, scaled for min sensitivity mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1688); // make sure it worked (returns 0 if so) if (devStatus == 0) { // turn on the DMP, now that it's ready Serial.println(F("Enabling DMP...")); mpu.setDMPEnabled(true); // enable Arduino interrupt detection Serial.println(F("Enabling interrupt detection (Arduino external interrupt 0)...")); attachInterrupt(0, dmpDataReady, RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // set our DMP Ready flag so the main loop() function knows it's okay to use it Serial.println(F("DMP ready! Waiting for first interrupt...")); dmpReady = true; // get expected DMP packet size for later comparison packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //setup PID pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid.SetOutputLimits(-255, 255); } else { // ERROR! // 1 = initial memory load failed // 2 = DMP configuration updates failed // (if it's going to break, usually the code will be 1) Serial.print(F("DMP Initialization failed (code ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); } //Initialise the Motor outpu pins pinMode (6, OUTPUT); pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); //By default turn off both the motors analogWrite(6,LOW); analogWrite(9,LOW); analogWrite(10,LOW); analogWrite(11,LOW); } void loop() { // if programming failed, don't try to do anything if (!dmpReady) return; // wait for MPU interrupt or extra packet(s) available while (!mpuInterrupt && fifoCount < packetSize) { //no mpu data - performing PID calculations and output to motors pid.Compute(); //Print the value of Input and Output on serial monitor to check how it is working. Serial.print(input); Serial.print(" =>"); Serial.println(output); if (input>150 && input<200){//If the Bot is falling if (output>0) //Falling towards front Forward(); //Rotate the wheels forward else if (output<0) //Falling towards back Reverse(); //Rotate the wheels backward } else //If Bot not falling Stop(); //Hold the wheels still } // reset interrupt flag and get INT_STATUS byte mpuInterrupt = false; mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // get current FIFO count fifoCount = mpu.getFIFOCount(); // check for overflow (this should never happen unless our code is too inefficient) if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024) { // reset so we can continue cleanly mpu.resetFIFO(); Serial.println(F("FIFO overflow!")); // otherwise, check for DMP data ready interrupt (this should happen frequently) } else if (mpuIntStatus & 0x02) { // wait for correct available data length, should be a VERY short wait while (fifoCount < packetSize) fifoCount = mpu.getFIFOCount(); // read a packet from FIFO mpu.getFIFOBytes(fifoBuffer, packetSize); // track FIFO count here in case there is > 1 packet available // (this lets us immediately read more without waiting for an interrupt) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); //get value for q mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q); //get value for gravity mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity); //get value for ypr input = ypr[1] * 180/M_PI + 180; } } void Forward() //Code to rotate the wheel forward { analogWrite(6,output); analogWrite(9,0); analogWrite(10,output); analogWrite(11,0); Serial.print("F"); //Debugging information } void Reverse() //Code to rotate the wheel Backward { analogWrite(6,0); analogWrite(9,output*-1); analogWrite(10,0); analogWrite(11,output*-1); Serial.print("R"); } void Stop() //Code to stop both the wheels { analogWrite(6,0); analogWrite(9,0); analogWrite(10,0); analogWrite(11,0); Serial.print("S"); }