Line follower Major

[matty]

Robota chciałem opisać już od dłuższego czasu, jednak dopiero moje osiągnięcia na Robocompie 2014, pierwszych zawodach na jakich z nim byłem zmobilizowały mnie do stworzenia opisu.

Osiągnięcia

1. Linefollower Light Robocomp 2014

3. Linefollower Standard Robocomp 2014

2. Robotic Tournament 2015

Konstrukcja mechaniczna

Podwozie stanowi kawałek cienkiego laminatu, do którego przykręcone są silniki Pololu 30:1 wraz z enkoderami. Felgi od Solarbotics + odlane opony. Listwa czujników to Pololu QTR-8RC wysunięta na węglowej listewce.

Elektronika

Za zasilanie odpowiada pakiet Dualsky 7.4V, 150mAh. Jest on w zupełności wystarczający do robota bez turbiny. Sterownik silników to standardowo TB6612. Całość obsługiwana jest przez Arduino mini, czyli ATmega 328p. Do obniżenia napięć do wymaganych 5V służy stabilizator 7805. Napięcie silników nie jest w żaden sposób stabilizowane, więc obniża się wraz z rozładowywaniem pakietu. Dlatego trzeba go często doładowywać, żeby nastawy się nie rozjeżdżały.

Oprogramowanie

Program napisany w Arduino z użyciem biblioteki IRremote i QTR. Przed przejazdem odbywa się kalibracja czujników. Pilot służy tylko do załączania i wyłączania mostka. Podążanie za linią oparte jest na regulatorze PD.

Zastosowanie takich, a nie innych podzespołów spowodowane było chęcią zrobienia w miarę lekkiego robota, z małą bezwładnością. Aktualnie jego waga to 97g.

Filmik z jazd testowych

[Mechano]

Regulator PD pisales sam czy korzystales z jakiejs pomocy? Ladny robot ale postaraj sie ograniczyc ilosc wystajacych przewodow.

[matty]

PD jest taki, jak w w większości poradników. P to wiadomo, a D wyglada tak:

D=blad-blad_poprzedni;
blad_poprzedni=blad; 

A co do przewodów to nie jest to wytrawiona płytka, więc wszystko jest łączone kablami. Jak dla mnie nie wygląda bardzo tragicznie.

[Treker (Damian Szymański)]

matty, a co ze stałą czasową? Z jaką częstotliwością wywołujesz człon D?

[matty]

Aktualnie człon D liczony jest w przerwaniu co 5ms. Dodałem jeden krótki filmik.

[Treker (Damian Szymański)]

Bardzo ładnie sobie radzi. Jedynie możesz popracować nad szybszą stabilizacją za kątami prostymi. Widać, że reakcja robota jest an tyle mocna, że pojawia się przeregulowanie z powodu przestrzelenia linii.

[matty]

Cały czas trwają testy. Dużo zależy od prędkości, im wolniej tym ładniej:) Aktualnie dodałem czujnik odległości i pracuję nad omijaniem cegły.

[Treker (Damian Szymański)]

A jaki czujnik użyłeś?

[matty]

Cyfrowy sharp, ten 40cm. Tylko takie mam na stanie teraz. Wiem jak to wygląda, ale dla mnie ma działać a nie wyglądać

[Treker (Damian Szymański)]

Też tak testowałem, ale rad ode mnie, aby przed zawodami to poprawić. Po pierwsze zawody to nowe środowisko = duże szansa na niepowodzenie w pierwszych próbach. Raz, że możesz wtedy urwać Sharpa, a dwa cała płytka czujników Ci się przekręci.

[matty]

Jak mi się jeszcze będzie chciało to spróbuje do zwodów w Łodzi to poprawić. Ale na razie arduino z niewiadomych przyczyn przestało działać i czekam na nowe. I jednak odpada START/STOP z pilota, bo będzie potrzebny kolejny TIMER do obsługi enkoderów, które już mam, ale na razie w pudełku.

[bartek1333]

Wyjścia enkoderów podłączysz wejść T0 i T1 w uC? Zamierzasz też jakoś wykorzystać drugie wyjścia enkoderów do kierunku?

[matty]

Enkodery są podłączone do przerwań zewnętrznych. Jeden timer co 5ms liczy człon różniczkujący, a drugi timer co 1ms na podstawie zliczonych impulsów oblicza aktualną prędkość. Mam coś takiego zrobione w innym robocie na enkoderach pololu, jednak mają one za małą rozdzielczość żeby obliczać prędkość co 1ms. Używam tylko jednego wyjścia enkodera, bo nie potrzebna mi informacja o kierunku.

[Treker (Damian Szymański)]

, jednak mają one za małą rozdzielczość

Jaka konkretnie wychodzi rozdzielczość przy takim zestawie?

[matty]

Przerwanie działa przy zmianie stanu pinu, łopatek na wirniku jest 5, czyli jeden obrót wału=10 przerwań. Czyli zakładając np. 100obr/min koła przy przekładni 30:1 mamy +/-500 przerwań/sek, czyli w ciągu 1ms jest to 0.5 przerwania... Bawiłem się sprawdzaniem tego co 5ms, jednak jest to zbyt długo i "trzęsie robotem". Chyba, że źle rozumuję, to mnie poprawcie . Te enkodery AS mają 1024 impulsy na obrót, tak? Jeśli tak to przy moim rozumowaniu byłoby 51302 przerwania/sek. W takim przypadku sprawdzania do 1ms, jak najbardziej powinno działać dobrze.