DIY Linefollower PCB: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

En aquest instructiu, us mostraré com vaig dissenyar i crear el meu primer PCB de seguiment de línia.

El Linefollower haurà de viatjar al voltant del parc a una velocitat d’uns 0,7 m / s.

Per al projecte, vaig triar l’ATMEGA 32u4 AU com a controlador per la seva senzillesa i facilitat per programar-lo. Els sensors que s’utilitzen per seguir la línia són 6 sensors òptics del tipus QRE1113GR. Es tracta de sensors analògics. Com que fem servir el nom ATMEGA, estem limitats a 6 sensors, perquè aquest xip només té 6 ports analògics.

Els nostres motors són motors de 6V CC amb engranatges metàl·lics. Aquests són petits motors, però són prou potents per a aquest ús. Aquests motors seran alimentats per un pont H, el DRV8833PWP, que utilitza PWM.

Aquest és el cor del nostre Linefollower. A continuació s’explicaran altres detalls.

Pas 1: dissenyar l’esquema

Per dissenyar l’esquema i el PCB, he utilitzat EAGLE. Es tracta de programari gratuït d’Autodesk. Utilitzar aquest programa és una mica d’aprenentatge. Però és un bon programari i és GRATU:)T:)

Vaig començar important l’ATMEGA. És important inspeccionar el full de dades d’aquest xip. Al full de dades es descriuen molts components necessaris per utilitzar aquest xip. Després d’importar tots els components necessaris, vaig començar a importar el pont H i els sensors. De nou, és important inspeccionar aquests fulls de dades per saber com connectar-los a quins pins de l'ATMEGA i quins components (resistències, condensadors …) necessiten.

He afegit el fitxer amb tots els components utilitzats.

Pas 2: Dissenyar el PCB

El meu PCB és de doble cara. Això fa que sigui més fàcil col·locar una àmplia varietat de components en una petita petjada.

Una vegada més, dissenyar això no és fàcil, es necessita temps per aprendre a utilitzar aquest programari, però hi ha molts vídeos educatius a youtube per ajudar-vos a tirar endavant.

Assegureu-vos que tots els pins del controlador o component estan connectats a alguna cosa i que cada camí té l'amplada necessària.

Pas 3: Comanda del PCB

Amb els dissenys acabats, ja podeu fer la comanda.

Primer haureu d’exportar els dissenys com a fitxers gerber.

Vaig demanar els meus PCB a JLCPCB.com, cosa que puc recomanar. Preus justos, enviament ràpid i taulers de bona qualitat.

Pas 4: soldar el PCB

Després de rebre els PCB, podeu començar a soldar tots els components que hi ha.

Es recomana un bon flux, una estació de soldadura regulada per temperatura i un suport de PCB.

Hi ha bons vídeos de youtube sobre com soldar components SMD (Louis Rossman n'és un heroi).

Pas 5: Flash Bootloader

Després de soldar amb èxit el PCB, és hora de llançar el carregador d’arrencada al vostre ATMEGA.

Seguiu aquest enllaç per ajudar-vos a fer-ho:

Pas 6: programació del Linefollower

Després de fer flaixar el carregador d’arrencada, podreu accedir al seguidor de línia a Arduino IDE.

Vaig escriure el programa següent per al seguidor de línia.

Utilitza un controlador PID per poder seguir la línia el millor possible.

Pas 7: Configuració del controlador PID

Per configurar el controlador PID, hi ha uns quants valors que cal configurar.

Kp: aquesta és l'amplificació, aquesta regula la velocitat a la qual el seguidor de línia reacciona a un error. Per configurar el controlador PID, es recomana aproximar-se el més possible a un sistema estable configurant només el valor Kp.

Ki: Això integra l'error i, per la present, corregirà l'error bastant brutal. Després de configurar Kp, es pot configurar Ki, Kp haurà de baixar en condicions normals per poder tenir un sistema estable amb Ki afegit.

Kd: diferencia els errors. Si el seguidor de línia oscil·la, caldrà augmentar Kd fins que deixi d'oscil·lar.