Het bouwen van een line volg robot is een populair project in de elektronica en robotica. Dit artikel biedt een gedetailleerde handleiding over het uitvoeren van een line volg robot project, inclusief hardware ontwerp, component selectie, programmeerbesturing en PID-algoritme. U kunt ook een gratis line volg robot project rapport downloaden ter referentie.
Ontwerp en Bouw van een Line Volg Robot
Chassis en Mechanica
Het robotchassis moet stevig en nauwkeurig zijn voor de plaatsing van wielen en motoren. De stabiliteit van het chassis heeft een directe invloed op de beweging en line volgmogelijkheden van de robot. Een goed ontworpen chassis zorgt ervoor dat de robot soepeler en efficiënter werkt. De keuze van het materiaal voor het chassis is ook erg belangrijk, waarbij rekening moet worden gehouden met duurzaamheid, gewicht en kosten.
Robot chassis ontwerp
Microprocessor en Component Selectie
De microprocessor is de “hersenen” van de robot en bestuurt alle activiteiten van de auto. Het is noodzakelijk om een microprocessor te kiezen die geschikt is voor de eisen van het project, rekening houdend met verwerkingssnelheid, geheugen en connectiviteit met andere componenten. Enkele veelgebruikte microprocessors in line volg robot projecten zijn Arduino, STM32, enz.
Naast de microprocessor is het noodzakelijk om andere elektronische componenten te selecteren, zoals:
- Encoder: Meet de snelheid en de afgelegde afstand van de wielen.
- Line sensor: Detecteert een zwarte lijn op een witte achtergrond (of omgekeerd). Een fotodiode wordt vaak gebruikt.
- Ultrasone sensor: Meet de afstand tot obstakels (indien obstakel vermijding vereist is). HC-SR04 is een populaire keuze.
- Motor: Bestuurt de beweging van de wielen. Het is noodzakelijk om een motor te kiezen met een vermogen dat past bij het gewicht van de auto.
Elektronische componenten voor robot
Programmeerbesturing
Timer
- Gebruik een timer om een PWM-signaal te genereren om de motorsnelheid te regelen en encoder waarden te lezen.
- Configureer de timer om de pulsbreedte van de echo van de ultrasone sensor te meten, van waaruit de afstand kan worden berekend.
Timer configuratie diagram
ADC
- Gebruik de ADC om analoge waarden van de line sensoren te lezen.
- Verwerk het signaal van de sensor om de positie van de lijn te bepalen en de bewegingsrichting van de auto aan te passen.
ADC circuit schema
Besturingsalgoritme
PID
Het PID (Proportional-Integral-Derivative) algoritme wordt veel gebruikt in automatische besturing en helpt de line volg robot om stabiel te volgen en te bewegen.
- P (Proportioneel): Past de motorsnelheid aan op basis van de huidige fout ten opzichte van de lijn.
- I (Integraal): Elimineert de stabiele fout (droop) door de fout in de loop van de tijd te accumuleren.
- D (Derivaat): Voorspelt de fout in de toekomst op basis van de snelheid van verandering van de fout, wat helpt om trillingen te verminderen en de stabiliteit te verhogen.
Het aanpassen van de Kp, Ki en Kd coëfficiënten van de PID is erg belangrijk om de best mogelijke besturingsprestaties te bereiken.
PID besturingsdiagram
Obstakel Vermijding
- Gebruik een ultrasone sensor om obstakels te detecteren.
- Pas de bewegingsrichting van de auto aan om botsingen te voorkomen bij het detecteren van een obstakel. Een eenvoudig algoritme kan zijn om in een willekeurige richting af te slaan totdat er geen obstakels meer zijn.
Obstakel vermijdings algoritme flow chart
Conclusie
Dit artikel heeft een overzicht gegeven van het proces van het uitvoeren van een line volg robot project. Het downloaden van het gratis line volg robot project rapport geeft u meer gedetailleerde informatie, inclusief de broncode van het programma en gedetailleerde stapsgewijze instructies. Ik hoop dat dit artikel nuttig zal zijn voor u in uw studie en onderzoek naar robotica.
