HeadBot-یک ربات خود متعادل برای یادگیری و ارتباط STEM: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

Headbot-یک ربات دو پا بلند و متعادل-زاییده ذهن تیم رباتیک یوجین جنوبی (SERT، FRC 2521) ، یک تیم رباتیک رقابتی دبیرستانی در اولین مسابقه رباتیک ، از یوجین ، اورگان است. این ربات تبلیغاتی محبوب به طور منظم در مدارس و رویدادهای اجتماعی ظاهر می شود ، جایی که جمعیت زیادی از بزرگسالان و کودکان را به خود جذب می کند. از آنجا که این ربات هم با دوام است و هم کار با آن با استفاده از تلفن یا رایانه لوحی اندرویدی آسان است ، کودکان سه ساله می توانند آن را با موفقیت رانندگی کنند. و از آنجا که ربات می تواند انواع مختلفی از کلاه ، ماسک و لباس های دیگر را به تن کند ، این یک افزودنی سرگرم کننده برای تقریباً هر گردهمایی است. اعضای SERT از ربات برای جذب اعضای تیم جدید و ایجاد انگیزه عمومی برای STEM در جامعه استفاده می کنند.

هزینه کل پروژه تقریباً 200 دلار است (با فرض اینکه شما یک چاپگر سه بعدی و یک دستگاه اندرویدی دارید) ، اگرچه یک مغازه لوازم الکترونیکی مجهز و دسترسی آسان به لوله های لحیم کاری ، حرارتی کوچک می توانید آن را به کمتر از 100 دلار برسانید. ، سیمهای جهنده ، مقاومتها ، خازنها ، باتریها و کابل میکرو USB. اگر قبلاً تجربه کار در زمینه الکترونیک را دارید ، ساخت و ساز مستقیماً پیش می رود و فرصتی عالی برای کسانی که مایل به یادگیری هستند فراهم می کند. برای کسانی که علاقه خاصی به رباتیک دارند ، Headbot بستر مناسبی برای توسعه مهارت های تنظیم تناسب-انتگرال مشتق (PID) برای کنترل بازخورد فراهم می کند.

تدارکات

توجه داشته باشید که لیست قطعات زیر تعداد قطعات مورد نیاز هر نوع را نشان می دهد ، نه تعداد بسته ها. برخی از پیوندها به صفحاتی اشاره می کنند که می توان چندین قطعه را به صورت بسته خریداری کرد (که مقداری صرفه جویی در هزینه ها ایجاد می کند) - مراقب باشید که تعداد بسته های لازم برای به دست آوردن تعداد مناسب قطعات را خریداری کنید.

قطعات الکترونیکی

• 1 عدد میکروکنترلر ESP32
• 2 برابر استپر موتور
• 2 درایور A4988 Stepper Motor
• 1 x ژیروسکوپ MPU-6050/شتاب سنج
• 1x 100uF خازن
• 1x UBEC (مدار حذف کامل باتری)
• 1x تقسیم ولتاژ (1x 10kohm و 1x مقاومت 26.7kohm)
• 2x 5mm آند معمولی RGB چراغ LED
• مقاومت 6x 220 اهم
• Jumper Wires (مرد-مرد و زن-زن)
• سیم برق
• سه شاخه JST SM اتصالات
• 2 عدد کیف 4 عددی باتری
• انقباض گرما
• لحیم کاری

سخت افزار

• 1x پوسته ، سرپوش و برد الکتریکی چاپ سه بعدی (دستورالعمل های زیر را ببینید)
• چرخ های دیسکی 2x5 اینچی
• توپی چرخ 2 در 0.770 اینچ با سوراخ 5 میلی متری
• 8 برابر باتری و شارژر AA قابل شارژ
• 1 برابر سر فوم پلی استایرن
• 1x قطعه 2.5 اینچ لوله PVC 3/4 "(برای اتصال سر)
• 8x M3 واشر قفل (برای نصب موتور)
• 8 پیچ M3 x 8 میلی متر (برای نصب موتورها)
• پیچ 8x 6-32 x 3/8 اینچ (برای نصب چرخ بر روی هاب)
• 2 برابر زیپتی
• نوار داکت یا گاف
• تقریباً 2 برابر میله های فلزی سفت یا سیم های محکم (به عنوان مثال ، از چوب لباسی بریده شده). طول 12 اینچ

ابزارهای توصیه شده

• استریپر سیم
• سیم چین
• آهن لحیم کاری
• سلاح گرم
• مته برقی
• بیت 1 اینچ در 16 اینچ
• ست آچار کلید Hex Key
• چسب حرارتی تفنگی
• کابل میکرو USB با پلاگین زاویه دار

مرحله 1: چاپ سه بعدی محفظه ، درپوش و برد الکترونیک

چاپ سه بعدی پوشش ، درپوش و برد لوازم الکترونیکی. فایل های stl را از اینجا بارگیری کنید. قطعات باید با PLA با وضوح 0.25 میلی متر و 20٪ پر شدن ، بدون قایق و تکیه گاه مورد نیاز چاپ شوند.

مرحله 2: موتور ، چرخ و نوار را به بدنه اضافه کنید

موتورها: موتورهای پله ای را در قسمت پایین بدنه (با سیمهایی که از بالای موتورها خارج می شوند) قرار دهید و با پیچ M3x8mm و واشر مهره قفل M3 ، با استفاده از آچار شش گوش یا پیچ گوشتی محکم کنید. توپی های چرخ را روی محورها قرار داده و با بستن پیچ های ثابت روی قسمت مسطح محور محکم کنید.

چرخ ها: حلقه های لاستیکی را در قسمت بیرونی دیسک چرخ بکشید. با پیچ های 6-32x3/8 اینچ ، چرخ ها را روی نوار چرخ ها وصل کنید. (ممکن است چرخ ها در اطراف هاب بسیار محکم باشند. اگر چنین است ، تا آنجا که ممکن است موقعیت را تنظیم کنید ، سپس به آرامی پیچ ها را کمی محکم کنید ، از پیچ به پیچ دیگر حرکت کرده و تکرار کنید تا پیچ ها بتوانند چرخ را در جای خود بکشانند.)

درپوش و لوله PVC را آماده کنید: نوار چسب یا نوار گاف را به قسمت بالای بدنه اضافه کنید تا درپوش با چسبندگی محکم و محکم روی آن بچسبد. نوار را به یک سر لوله 2.5 اینچی C اینچ PVC اضافه کنید تا با یک محکم و محکم به سوراخ درپوش سر بخورد. در صورت لزوم ، می توانید نوار را به انتهای دیگر PVC اضافه کنید تا از قرارگیری محکم در سوراخ پایه سر اطمینان حاصل شود.

مرحله 3: برد الکترونیک را آماده کنید

نوار را روی برد لوازم الکترونیکی بچسبانید: نوار چسب یا نوار گاف را به کناره های برد الکترونیکی اضافه کنید تا در قسمت داخلی بدنه با یک چسبندگی محکم به ریل ها سر بخورد.

ژیروسکوپ MPU-6050/شتاب سنج: سنجاق ها را به ژیروسکوپ/شتاب سنج MPU-6050 بچسبانید ، در حالی که طرفین بلند پین ها در همان سمت برد مدار با تراشه ها قرار دارد. از مقدار زیادی چسب حرارتی برای محکم کردن MPU به قفسه کوچکی که از پایه تخته الکترون بیرون زده است ، استفاده کنید ، طوری که پین ها در سمت چپ تخته قرار گرفته و رو به قفسه قرار بگیرید.

راننده پله ای A4988: با استفاده از یک پیچ گوشتی کوچک پتانسیومتر محدود کننده جریان کوچک را در هر راننده پله ای A4988 در جهت عقربه های ساعت تا آنجا که می رود بچرخانید. کاغذ را از نوار روی سینک های گرمکن برای رانندگان موتور جدا کنید و روی آن را بپوشانید تا تراشه های وسط برد مدار را بپوشاند. از چسب حرارتی زیاد برای محکم کردن درایورهای موتور (با پتانسیومترها به سمت بالا) در کنار برد الکترونیکی روبروی قفسه با MPU استفاده کنید ، و پین ها از طریق دو جفت شکاف عمودی در بالای برد الکترونیک بیرون زده اند (مراقب باشید که روی سنجاق ها چسب نزنید ، که باید در همان طرف MPU بیرون زده باشد). یک کراوات زیپی را از سوراخ های کوچک بالای هر درایور موتور بکشید تا بیشتر در جای خود محکم شود.

میکروکنترلر ESP32: یک کابل میکرو USB را در فیش روی میکروکنترلر ESP32 قرار دهید (این مورد برای نگه داشتن انتهای برد مدار در فاصله کمی از برد الکترونیک استفاده می شود ، به طوری که دسترسی به دوشاخه بعد از برقراری ESP32 اطمینان حاصل شود. در جای خود چسبیده است) ESP32 را با دوشاخه سمت راست و رو به روی تراشه قرار دهید و از چسب کافی برای محکم کردن آن بر روی صفحه استفاده کنید و پین ها از طریق شکاف های افقی در وسط تخته به طرف MPU بیرون زده اند. مراقب باشید که روی پین ها یا کابل USB چسب نزنید. پس از سفت شدن چسب ، کابل USB را بردارید.

مرحله 4: مدار الکترونیکی

دستورالعمل کلی: نمودار مدار را دنبال کنید (فایل پی دی اف زیر را برای نسخه با وضوح بالا بارگیری کنید) تا مهارهای سیم مورد نیاز برای اتصال قطعات الکترونیکی را ایجاد کنید. اتصالات بین دو پین را می توان مستقیماً با سیم های جهنده زن و زن ایجاد کرد. اتصالات بین 3 یا بیشتر پین را می توان با مهارهای سیم پیچیده تر که در زیر توضیح داده شده است ، ایجاد کرد. مهارها را می توان با برش دادن نصف جهنده های زن و زن و سپس لحیم کاری آنها به همراه سایر اجزاء (مقاومت ، خازن ، دوشاخه ، سیم کوتاه) در صورت لزوم ایجاد کرد. در همه موارد ، از لوله های حرارتی کوچک برای عایق کاری محل اتصال استفاده کنید.

بسته های باتری: اطمینان حاصل کنید که بسته های باتری می توانند به شکاف های پایه محفظه چاپ سه بعدی وارد شوند. اگر آنها متناسب نیستند ، از یک فایل برای شکل دادن به آنها استفاده کنید تا زمانی که آنها مناسب باشند. سیمهای دو شاخه اتصال زن JST SM را بردارید (حدود یک اینچ باقی بماند) و از هر بسته باتری یک عدد را به سیمها بچسبانید.

مهار برق اصلی: مهار اصلی تغذیه ورودی را از دو شاخه اتصال JST SM مرد دریافت می کند ، که سربی + از یک پلاگین به سربی دیگر متصل می شود تا دو بسته باتری را به صورت سری وصل کنید (در نتیجه یک ورودی ترکیبی 12 ولت) سیمهای دیگر از طریق خازن 100uF (برای افزایش ولتاژ بافر ؛ پای کوتاه آن خازن به سرب متصل می شود ، در حالی که پای بلندتر به سربی 12 ولت متصل می شود) و با تقسیم کننده ولتاژ متشکل از یک مقاومت 10kohm (متصل به - سرب) و یک مقاومت 26.7kohm (متصل به سرب +12v) ، با یک جهنده زن از بین مقاومتها که SVP را در ESP32 پین می کند (این یک ورودی مقیاس دار با حداکثر 3.3 ولت است که برای ولتاژ باقی مانده در بسته های باتری را بازخوانی کنید). پرش کننده های زن اضافی به ترتیب +12 ولت (2 پرش کننده) و - ورودی (2 پرش کننده) به پین های VMOT و GND مجاور ، در درایورهای پله ای ارائه می دهند. علاوه بر این ، یک حذف جهانی باتری (UBEC) به +12 ولت لحیم می شود و-سیم اصلی مهار برق (ورودی UBEC طرف خازن بشکه ای شکل است) ، با +5v و-خروجی های UBEC لحیم شده به یک پلاگین JST SM زن.

ورودی 5 ولت به ESP32: یک دوشاخه اتصال JST SM مردانه را به دو شاخه جهنده زن لحیم کنید تا ورودی های 5v و GND را به ESP32 از UBEC وارد کنید (این پلاگین امکان قطع آسان هنگام تغذیه ESP32 توسط رابط را فراهم می کند. ورودی میکرو USB ، برای زمانی که کد در حال بارگیری روی میکروکنترلر است).

مهار قدرت 3.3V: 7 پرش زن را برای اتصال پین 3.3v روی ESP32 به پین VCC در MPU ، پین های VDD و MS1 در هر یک از درایورهای موتور پله ای و بلوز نر به برق چشم های LED متصل کنید. (هنگامی که ESP32 از میکرو USB در حالی که کد در حال بارگیری است تغذیه می شود ، به راحتی می توان برق را به چشم ها قطع کرد).

مهار زمین: 3 پرش زن را برای اتصال یک پین GND در ESP32 به پایه های GND (در کنار پین VDD) در هر یک از رانندگان موتور پله ای لحیم کنید.

مهار فعال Stepper: 3 پرنده زن را برای اتصال پین P23 در ESP32 به پین های ENABLE در هر یک از درایورهای موتور پله ای لحیم کنید.

اتصالات تک جهنده: برای ایجاد اتصالات زیر از بلوزهای تک استفاده می شود:

• GND در ESP32 به GND در MPU
• P21 در ESP32 تا SCL در MPU
• P22 در ESP32 تا SDA در MPU
• P26 در ESP32 تا DIR در درایور پله سمت چپ
• P25 در ESP32 تا STEP در درایور پله سمت چپ
• Jumper SLEEP و RESET در درایور پله سمت چپ
• P33 در ESP32 تا DIR در درایور پله راست
• P32 در ESP32 تا STEP در درایور پله راست
• Jumper SLEEP و RESET در درایور پله راست

UBEC را وصل کنید: پلاگین JST SM زن خروجی UBEC را می توان به دو شاخه نر متصل کرد که به ورودی 5v و GND در ESP32 نیرو و زمین را تأمین می کند. با این حال ، هنگامی که ESP32 توسط میکرو USB تغذیه می شود (به عنوان مثال ، هنگام بارگذاری کد) ، این پلاگین باید جدا شود ، در غیر این صورت جریان معکوس از ESP32 به مهار اصلی اصلی عملکرد صحیح ESP32 را مختل می کند.

برد الکترونیکی را نصب کنید: برد الکترونیک را به داخل ریل های داخل بدنه بکشید.

کابلهای موتور را وصل کنید: سیمهای موتور چپ را به درایور پله سمت چپ وصل کنید ، سیمهای آبی ، قرمز ، سبز و مشکی به ترتیب به پینهای 1B ، 1A ، 2A و 2B متصل می شوند. سیمها را از موتور راست به راننده پله راست وصل کنید ، سیمهای آبی ، قرمز ، سبز و مشکی به ترتیب به پینهای 2B ، 2A ، 1A و 1B متصل می شوند (توجه داشته باشید که موتورها به صورت تصویر آینه ای سیم کشی می شوند ، زیرا دارای جهت گیری مخالف) سیم کشی موتور اضافی را به قسمت پایین بدنه بچسبانید.

بسته های باتری را وصل کنید: بسته های باتری را در جیب خود در محفظه قرار دهید و شاخه های اتصال دهنده زن JST SM آنها را به شاخه های نر متناظر ورودی به مهار اصلی اصلی وصل کنید (سیم های باتری جلویی را می توان از طریق هدایت کرد. سوراخ در مرکز برد الکترونیک برای دسترسی به دوشاخه عقب). بسته های باتری را می توان جدا کرد تا امکان قرار دادن آسان باتری های تازه وجود داشته باشد. با روشن کردن کلید پاور هر دو باتری به حالت خاموش ، برق را به مدار قطع می کند (از آنجا که بسته ها به صورت سری هستند) - برای روشن شدن مدار ، کلیدهای پشت بات باید روشن باشند.

مرحله 5: سر و چشم ها را آماده کنید

طولانی کردن سوراخ در قسمت پایه سر: از مته بیل 1 اینچی برای افزایش عمق سوراخ در قسمت پایین سر استفاده کنید ، به طوری که به بالای چشم ها ختم شود (قرار دادن یک تکه کوچک مفید است نوار در محل مناسب بر روی محور بیت برای نشان دادن زمان رسیدن به عمق مناسب). بیت 2-3 اینچی را قبل از حفاری به سوراخ فشار دهید تا به سوراخ سوراخ آسیب نرساند (شما می خواهید یک لوله محکم روی لوله PVC محکم شود که آن را به درپوش محفظه محکم کند). مقداری از قطعات بزرگتر پلی استای فوم را ذخیره کنید تا بعداً دوباره چشم ها پر شوند.

قلاب هایی برای هل دادن/کشیدن سیم ها ایجاد کنید: در یک سر یک میله فلزی سفت ، یک شکل کوچک N را خم کنید (این مورد برای فشار دادن سیم ها برای وارد کردن چشم های LED از طریق سر فوم پلی استور استفاده می شود). یک قلاب کوچک را در انتهای میله فلزی سفت دیگر خم کنید (از آن برای بیرون کشیدن سیم از سوراخ پایین سر استفاده می شود).

سیمها را بچرخانید: حلقه های بزرگ را در انتهای سیمهای قرمز ، زرد ، سبز و آبی با استفاده از گره های محکم ببندید. هنگامی که با یک سیم کار می کنید ، حلقه را در انتهای قلاب به شکل N قلاب کرده و از طریق چشم سر فشار دهید ، مسیر را به صورت افقی نگه دارید و به سمت سوراخ در مرکز سر هدف بگیرید. هنگامی که سیم به سوراخ رانده می شود ، از میله قلاب شده برای حلقه از پایین سر استفاده کنید و آن را از سوراخ بیرون بیاورید ، میله دیگر را نیز از چشم خارج کنید (2 تا 3 اینچ سیم در قسمت ترک پایین سر ، و از چشم آویزان است). این روند را با سه سیم رنگی دیگر تکرار کنید ، همان مسیر را از چشم تا حفره مرکزی دنبال کنید (از یک کراوات زیپ دار استفاده کنید تا این سیم ها را به هم محکم کنید و نشان دهید که کدام چشم را کنترل می کنند). این کار را با 4 سیم دیگر در چشم دوم تکرار کنید.

LED های RGB را وصل کنید: سیم های LED های RGB را کوتاه کنید ، مطمئن شوید که آند معمولی (سرب بلندتر) را علامت گذاری کرده و محل R (تک سر در یک طرف آند ، همانطور که در نمودار مدار نشان داده شده است) را یادداشت کنید و سیم های G و B (دو سر در طرف دیگر آند) سیم های مناسب را که از یکی از چشم ها به LED آویزان شده است (قرمز به آند ، زرد به R ، سبز به G و آبی به B) لحیم کنید. ، اتصالات را با لوله های کوچک کننده حرارتی عایق بندی کنید. سیم های LED را به داخل سر فشار دهید ، اما بگذارید کمی محکم بیرون بیاید تا بتوان آزمایش کرد. این کار را با LED دیگر و سیم های چشم دیگر تکرار کنید.

سیمهای بلوز را بچسبانید: یک مقاومت 220 اهمی و یک سیم بلوز با اتصال زن را روی هر یک از سیمهای زرد ، سبز و آبی که از قسمت پایین سر بیرون زده است ، لحیم کنید. دو سیم قرمز را بچسبانید و با یک اتصال دهنده نر به یک بلوز بچسبانید (توجه کنید: این تنها بلوز نر مورد نیاز در مدار است).

بلوزها را وصل کنید و سر را وصل کنید: بلوزها را از طریق لوله PVC در درپوش عبور دهید و PVC را به سوراخ سر بکشید و آن را به درپوش محکم کنید. بلوز پاور نر را به یک بلوز زن روی مهار قدرت 3.3 وصل کنید ، و بلوز RGB زن را به ESP32 وصل کنید (سیم های زرد ، سبز و آبی چشم چپ به ترتیب به P4 ، P0 و P2 و زرد ، سبز و آبی) سیم چشم راست به ترتیب به P12 ، P14 و P27). در نهایت ، سر/سرپوش را به بدنه اصلی وصل کنید.

مرحله 6: کد را بارگذاری کرده و ایستگاه راننده را نصب کنید

نصب کد HeadBot در ESP32: Arduino IDE را در رایانه خود بارگیری و نصب کنید. از https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa دیدن کرده و بر روی دکمه سبز "Clone or Download" (بارگیری فایل) کلیک کنید. پوشه زیپ شده را به هر نقطه از رایانه خود منتقل کرده و نام آن را به "ursa" تغییر دهید

ursa.ino را با استفاده از Arduino IDE باز کنید. در منوی تنظیمات زیر "پرونده" ، https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json را به "نشانی های اینترنتی مدیران هیئت مدیره اضافی" اضافه کنید. نصب esp32board توسط Espressif Systems در قسمت Tools> Board manager. در بخش Tools> Board "module esp32 dev" را انتخاب کنید. کتابخانه PID by Brett Beauregard را با کلیک روی "Manage Libraries" در منوی "Sketch" نصب کنید.

با استفاده از کابل USB-MicroUSB به ESP32 وصل شوید. برد را در قسمت Tools انتخاب کنید. دکمه کوچک با برچسب "I00" را در کنار کانکتور میکرو USB در ESP32 فشار داده و نگه دارید ، سپس دکمه بارگذاری در Arduino IDE را فشار داده و هنگامی که IDE Arduino می گوید "در حال اتصال است" "I00" را رها کنید. پس از اتمام بارگذاری ، می توانید کابل MicroUSB را جدا کنید.

نصب ایستگاه درایور HeadBot: پردازش را در رایانه خود بارگیری و نصب کنید. از https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa-ds-prototype دیدن کرده و کد را بارگیری کنید. "ursaDSproto.pde" را با استفاده از Processing IDE باز کنید. کتابخانه های Ketai ، Game Control Plus و UDP را از طریق مدیر کتابخانه Processing (Sketch> Import Library) نصب کنید. اگر ایستگاه درایو را در رایانه خود اجرا می کنید ، در منوی کشویی در بالا سمت راست پنجره Processing ، حالت جاوا را انتخاب کنید. برای اجرای آن در Android ، Android Mode for Processing را با کلیک روی منوی کشویی "جاوا" در بالا سمت راست نصب کنید. سپس ، دستگاه را وصل کنید ، اشکال زدایی USB را فعال کنید ، Android Mode را انتخاب کنید. برای اجرای ایستگاه درایو ، روی "اجرای طرح" کلیک کنید. اگر رایانه شما به دستگاه Android متصل است ، ایستگاه راننده روی آن نصب می شود.

مرحله 7: شروع HeadBot و تنظیم مقادیر PID

راه اندازی: مطمئن شوید که بسته های باتری متصل هستند و خروجی UBEC به کانکتور ورودی ESP32 وصل است. در حالی که Headbot در وضعیت پایداری به پهلو قرار گرفته است ، با کشیدن کلید پاور روی هر دو باتری به حالت ON ، قدرت را افزایش دهید و Headbot را برای چند ثانیه ثابت نگه دارید در حالی که ژیروسکوپ راه اندازی می شود. پس از یک تأخیر کوتاه ، باید بتوانید سیگنال wifi Headbot (SERT_URSA_00) را در دستگاهی که برای کنترل ربات استفاده می کنید مشاهده کنید - آن را انتخاب کرده و رمز عبور "Headbot" را وارد کنید. پس از ایجاد اتصال ، برنامه ایستگاه درایو را در تلفن/رایانه لوحی خود اجرا کنید یا اسکریپت ایستگاه درایو را در پردازش در رایانه خود اجرا کنید. پس از راه اندازی برنامه و برقراری ارتباط ، باید مقدار "pitch" را برای پاسخگویی مشاهده کنید ، که شیب Headbot را نشان می دهد.

تنظیم مقادیر PID: برای اینکه بتوانید Headbot را کنترل کنید ، باید مقادیر PID را تنظیم کنید. برای نسخه Headbot که در اینجا توضیح داده شده است. با کلیک بر روی مربع در سمت چپ بالای ایستگاه درایو ، لغزنده هایی برای تنظیم مقادیر ظاهر می شود. سه اسلایدر اصلی برای تنظیم P ، I و D برای زاویه (PA ، IA و DA) هستند - این مقادیر برای حفظ هدایت Headbot از اهمیت اولیه برخوردار هستند. سه لغزنده پایینی برای تنظیم P ، I و D برای سرعت (PS ، IS و DS) هستند - این مقادیر برای اینکه Headbot بتواند سرعت رانندگی خود را با توجه به ورودی جوی استیک به درستی تنظیم کند ، مهم است. مقادیر شروع خوب با این نسخه از Headbot PA = 0.08 ، IA = 0.00 ، DA = 0.035 ، PS = 0.02 ، IS = 0.00 و DS = 0.006 است.پس از تنظیم این مقادیر ، روی جعبه "ذخیره تنظیمات" در سمت چپ بالای ایستگاه درایو کلیک کنید (این تنظیمات را در شکل با دوام تری ذخیره می کند که در هنگام راه اندازی مجدد ربات زنده می ماند).

امتحان کردن موارد: بر روی نوار جوی استیک سبز در سمت راست بالای ایستگاه درایو کلیک کنید تا یک جوی استیک برای کنترل ربات ظاهر شود. Headbot را در جهت تقریبا متعادل بالا بیاورید و سبز تیره مربع Enable را در بالا سمت راست فشار دهید (با فشار دادن کادر قرمز همسایه ربات غیرفعال می شود). اگر همه چیز خوب پیش رفت ، شما یک Headbot متعادل خواهید داشت ، اما به احتمال زیاد شما نیاز به تنظیم دقیق مقادیر PID دارید. معمولاً I یا D کمی در مقایسه با P وجود دارد ، بنابراین از آنجا شروع کنید. خیلی کم است و پاسخگو نخواهد بود. بیش از حد و به نوبه خود به جلو و عقب خواهد شد. شروع کنید با مقادیر Angle PID ، تغییرات کوچکی انجام دهید تا ببینید چگونه چیزها تحت تأثیر قرار می گیرند. برخی از اصطلاحات D برای حلقه زاویه ممکن است به حداقل رساندن نوسانات کمک کند ، اما مقدار کمی می تواند به سرعت تعداد زیادی از تکان ها را به ارمغان بیاورد ، بنابراین از آن کم استفاده کنید. اگر مقادیر زاویه صحیح باشد ، Headbot باید بدون ضربه به چند ضربه ملایم مقاومت کند. در حالی که Headbot متعادل است ، انتظار می رود انقباضات کوچکی انجام شود ، زیرا موتورهای پله ای با هر تنظیم در نیم مرحله 0.9 درجه حرکت می کنند.

پس از برقراری تعادل ، با انجام حرکات کوچک جوی استیک ، تنظیمات کوچکی در مقادیر Speed PID رانندگی را امتحان کنید تا ربات به روشی صاف و برازنده پاسخ دهد. افزایش اصطلاح I ممکن است برای مقابله نکردن ربات با سرعت تعیین شده مفید باشد. اما هشدار داده شود-تغییرات در مقادیر Speed PID نیاز به تنظیمات بیشتری در مقادیر PID زاویه (و بالعکس) دارد ، زیرا حلقه های PID برهم کنش دارند.

تغییر در وزن و توزیع کلی Headbot (مانند هنگام استفاده از عینک ، ماسک ، کلاه گیس یا کلاه) نیاز به اصلاح بیشتر PID دارد. علاوه بر این ، اگر لباس ها تعادل را بسیار از بین ببرند ، ممکن است لازم باشد مقدار اولیه pitchOffset را در کد ursa.ino تغییر دهید و کد را در ESP32 بارگذاری کنید.

نفر دوم مسابقات رباتیک