[worklog] Line Follower Stefan

[TomekR]

Witam!

W ramach projektu dla koła naukowego Politechniki Warszawskiej – ROBOMATIC postanowiliśmy stworzyć projekt robota typu Line Follower. Jest to nasz pierwszy robot, chcemy dzięki niemu zdobyć niezbędne doświadczenie do budowy kolejnych bardziej zaawansowanych robotów.

Założenia:

1. MECHANIKA

silnik: Pololu HP 10:1;

koła: Koła Pololu 32x7 mm;

2. ELEKTRONIKA

mikrokontrolery: ATMega 16A-AU;

sterownik silnika: TB6612FNG;

czujniki: KTIR0711A;

3. ZASILANIE

bateria: LiPol Dualsky 440mAh 30C 2S 7.4V;

stabilizator LM117Mp 5V 800mA;

Jeden z nas (ukłony dla Piotrka ) wykonał już schemat elektroniczny naszej LF’ki:

Na chwilę obecną zajmujemy się schematem 3D i projektem płytki.

Podczas pracy nad projektem urodziło się kilka pytań:

czy schemat został wykonany poprawnie, jakie elementy byście dodali/usunęli? co byście poprawili?

czy wystarczy 10 mA na diodę w czujniku czy lepiej pokombinować aby było większe?

Jak już napisałem jest to nasz pierwszy projekt i problemów (o których jeszcze nie wiemy) może być znacznie więcej, a więc czekamy na wasze opinie.

Oto poprawiony (jeszcze nie do końca) schemat:

Oto wyniki dalszych naszych prac, mianowicie projekt płytki:

[Treker (Damian Szymański)]

Tak na szybko:

1) Lepiej zasilać diody w czujnikach szeregowo.

2) Zdecydowanie za mało kondensatorów przy układach i stabilizatorze. Silniki będą mocno nadwyrężały akumulator, co będzie prowadziło do zakłóceń.

[lukas.ch]

Na waszym miejscu zastanowiłbym się nad dodaniem:

1. Większej ilości czujników linii ( komparatory albo uC z większą liczbą ADC (stm32?)).

2. Enkoderów.

Ewentualnie można zamienić stabilizator na przetwornice impulsową.

[Lux]

Jeśli chcecie używać UART w trybie asynchronicznym to musicie taktować uC z czegoś stabilniejszego niż wewnętrzny oscylator, dodajcie kwarc do schematu.

[Mechano]

Nie jestem pewien co do podłączenia czujników do ADC. Chyba powinno być tak jak na tym obrazku.

https://www.forbot.pl/forum/upload_img/obrazki/IMG_4f3ffdf40f16a6765.png

Wy macie zamienione wyprowadzenia fotoranzystora.

[Sabre]

czy wystarczy 10 mA na diodę w czujniku czy lepiej pokombinować aby było większe?

Nie wystarczy, lepiej dać katalogowe 20mA i tak jak pisał Treker aby nie marnować prądu połączyć po 3 diody w szereg, co przy 20mA da 4,8V spadku więc wystarczy rezystor 10Ω. Co da wam dość spore oszczędności prądu (40mA przy obecnych 10mA lub nawet 160mA gdybyście zasilili diody katalogowymi 20mA).

[Treker (Damian Szymański)]

Ja z 5V zasilam 4 diody szeregowo z rezystorem 10R lub 12R i działa idealnie.

[TomekR]

Wielkie dzięki za tak szybką pomoc!

Postanowiliśmy, zgodnie z waszymi radami, zmienić co nieco w naszym schemacie:

-zmienić połączenie diod na szeregowe;

-dodać kwarc do taktowania ATMegi;

-zmienić filtrowanie;

-sprawdzamy połączenia ADC

Jutro postaram się umieścić zmieniony schemat.

Im dalej w las....

Mamy kolejne pytanka:

-jakie jest optymalne położenie czujników licząc od ziemi?

-jak proponujecie zmienić filtrowanie?

[Treker (Damian Szymański)]

-jakie jest optymalne położenie czujników licząc od ziemi?

Jak najmniejsze, ale musi być prześwit. Najlepiej koło 1mm.

[Sabre]

Ja z 5V zasilam 4 diody szeregowo z rezystorem 10R lub 12R i działa idealnie.

Ehh no tak masz rację, 4*1,2V (przy 20mA) =4,8V pomyliłem się pisząc, że 3, oczywiście chodziło o 4 tak jak napisał Treker.

Na swoje usprawiedliwienie dodam, że pisałem posta późno w nocy .

[TomekR]

Dzisiaj udało nam się zakończyć projektowanie płytki, którą jak widać wrzuciłem. Jak zawszę będziemy wdzięczni za wszystkie sugestie i rady.

[Lux]

Będziecie mieli metalizowane otwory?

Czemu LED-ów, microswitchy i kwarcu nie użyliście w SMD? Chyba byłoby Wam wygodniej poukładać to na płytce a wcale nie jest trudniejsze do polutowania.

Nie wiem czy IDC wejdzie Wam koło silnika... Osłonka tego gniazda jest na prawdę spora i na waszym miejscy bym je trochę odsunął. Chyba, że robicie na zwykłej listwie kołkowej.

[qcn]

Już tłumaczę czemu tak zrobiliśmy.

Wydaje mi się, że LEDy przewlekane są lepiej widoczne niż te w SMD, a miejsca w tej części płytki i tak jest sporo. Z kwarcem jest tak, że dookoła niego jest mało miejsca, wersja przewlekana od razu przechodzi na drugą stronę płytki, gdzie kondensatory już się ładnie mieszczą.

Złącza dla silników to listwa kołkowa, miejmy nadzieję, że się zmieści

I pojawia się jeszcze jedno pytanie: czy warto dać masę pod silnikami? Nie powstaną przez to większe zakłócenia?

Dzięki za zainteresowanie

[Bobby]

Sugerowałbym jednak ominięcie rozlewki masy pod silnikami. Praktycznie by się nic nie stało, ale teoretycznie takich rzeczy nie powinno się robić. Zmienne pole magnetyczne generowane w silniku powodowałoby indukowanie się w tej masie prądów, a tego raczej chcielibyśmy uniknąć.

[MirekCz]

1. Ścieżka od zasilania dodatniego mostka może być grubsza

2. Zobacz jak jest poprowadzona masa od wejścia zasilania (zakładam u góry z prawej) do mostka... idzie dookoła całej płytki i pięknie zakłóca wszystkie układy po drodze, a o wysyłaniu zakłóceń "w eter" nawet nie wspomnę.

3. Masa górna i dolna łączy się w bardzo małej liczbie miejsc - więcej przelotek

4. Kondensatory powinny mieć jak najkrótsze ścieżki pomiędzy swoimi padami a filtrowanym układem. W przypadku chociażby C6 (jak rozumiem to jest 22uF - inne oznaczenia są na schemacie?), który ma filtrować zasilanie silnika napięcie dodatnie jest podłączone przy nóżce mostka, a masa idzie... znowu przez całą płytkę?

Pamiętajcie o łączeniu kondensatorów jak najkrótszą drogą, bo inaczej stosowanie ceramików czy elektrolitów low-esr traci sens jak prąd musi opłynąć całą płytkę, żeby odfiltrować zasilanie. Sama przelotka jest już problemem a co dopiero takie trasy. Stosujcie też wielokrotne przelotki w miejscu, gdzie duży prąd przechodzi pomiędzy warstwami.

5. Podobna sytuacja jak z 4 jest z kondensatorami filtrującymi procesor

6. Nie twórzcie niepotrzebnych wysepek jak możecie utrzymać jednolite pole masy (połączenie cpu-rezystory z lewej u góry, masa przy silniku z prawej jest rozdzielona itd.) - masa powinna być możliwie jednolita (o ile nie wchodzi tutaj w grę zabezpieczenie czułych układów przed szumami itp.

6. Macie takie kilometry miejsca to przesuńcie to złącze wyżej, żeby nie było problemów...