Tự làm Linefollower PCB: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi thiết kế và tạo ra PCB linefollower đầu tiên của mình.

Linefollower sẽ phải di chuyển quanh khu vực phía trên với tốc độ khoảng 0,7 m / s.

Đối với dự án, tôi chọn ATMEGA 32u4 AU làm bộ điều khiển vì tính đơn giản và dễ lập trình của nó. Các cảm biến được sử dụng để đi theo dây chuyền là 6 cảm biến quang loại QRE1113GR. Đây là các cảm biến tương tự, vì chúng tôi sử dụng ATMEGA có tên nên chúng tôi giới hạn ở 6 cảm biến, vì chip này chỉ có 6 cổng tương tự.

Động cơ của chúng tôi là động cơ DC 6V hộp số kim loại. Đây là những động cơ nhỏ, nhưng đủ mạnh để sử dụng. Các động cơ này sẽ được cung cấp bởi H-Bridge, DRV8833PWP, sử dụng PWM.

Đây là trái tim của Linefollower của chúng tôi. Các chi tiết khác sẽ được giải thích bên dưới.

Bước 1: Thiết kế Đề án

Để thiết kế sơ đồ và PCB, tôi đã sử dụng EAGLE. Đây là phần mềm miễn phí của Autodesk. Đó là một chút đường cong học tập để sử dụng chương trình này. Nhưng đó là phần mềm tốt và MIỄN PHÍ:)

Tôi đã bắt đầu bằng cách nhập ATMEGA. Điều quan trọng là phải kiểm tra datasheet của chip này. Rất nhiều thành phần cần thiết để sử dụng chip này được mô tả trong biểu dữ liệu. Sau khi nhập tất cả các thành phần cần thiết, tôi bắt đầu nhập cầu H và các cảm biến. Một lần nữa, điều quan trọng là phải kiểm tra các bảng dữ liệu đó để biết cách kết nối chúng với chân nào của ATMEGA và những linh kiện nào (điện trở, tụ điện…) mà chúng cần.

Tôi đã thêm tệp với tất cả các thành phần được sử dụng.

Bước 2: Thiết kế PCB

PCB của tôi là hai mặt. Điều này giúp bạn dễ dàng đặt nhiều loại linh kiện trên một diện tích nhỏ.

Một lần nữa, việc thiết kế phần mềm này không dễ dàng, bạn phải mất thời gian để học cách sử dụng phần mềm này, nhưng có rất nhiều video giáo dục trên youtube để giúp bạn bắt đầu.

Đảm bảo rằng mọi chân của bộ điều khiển hoặc thành phần được kết nối với thứ gì đó và mọi đường dẫn đều có độ rộng cần thiết.

Bước 3: Đặt hàng PCB

Với các thiết kế hoàn thiện, bạn đã sẵn sàng để đặt hàng!

Đầu tiên, bạn sẽ phải xuất các thiết kế dưới dạng các tệp mầm.

Tôi đã đặt mua PCB của mình tại JLCPCB.com, nơi mà tôi rất có thể giới thiệu. Giá cả hợp lý, giao hàng nhanh chóng và bảng chất lượng tốt.

Bước 4: Hàn PCB của bạn

Sau khi nhận được PCB, bạn có thể bắt đầu hàn tất cả các thành phần trên đó.

Thông lượng tốt, trạm hàn được điều chỉnh nhiệt độ và giá đỡ PCB rất được khuyến khích.

Có video youtube rất hay về cách hàn các thành phần SMD (Louis Rossman là một anh hùng trong lĩnh vực này).

Bước 5: Nhấp nháy Bootloader

Sau khi PCB được hàn thành công, đã đến lúc flash bộ nạp khởi động vào ATMEGA của bạn.

Theo liên kết này để giúp bạn thông qua việc này:

Bước 6: Lập trình Linefollower

Sau khi flash bootloader, bạn sẽ có thể truy cập linefollower trong Arduino IDE.

Tôi đã viết chương trình dưới đây cho linefollower.

Nó sử dụng bộ điều khiển PID để có thể theo dòng tốt nhất có thể.

Bước 7: Định cấu hình Bộ điều khiển PID

Để cấu hình bộ điều khiển PID, có một số giá trị cần thiết lập.

Kp: đây là bộ khuếch đại, điều này điều chỉnh tốc độ mà người theo dõi dòng phản ứng với một lỗi. Để cấu hình bộ điều khiển PID, khuyến nghị của nó để tiếp cận gần nhất có thể với một hệ thống ổn định bằng cách chỉ định cấu hình giá trị Kp.

Ki: Điều này tích hợp lỗi và bằng cách này, nó sẽ sửa lỗi khá tàn bạo. Sau khi cấu hình Kp, Ki có thể được cấu hình, Kp sẽ phải hạ xuống ở điều kiện bình thường để có thể có một hệ thống ổn định với Ki được thêm vào.

Kd: Điều này phân biệt các lỗi. Nếu linefollower đang dao động, Kd sẽ phải được tăng lên cho đến khi nó ngừng dao động.