DIY Linefollower-printplaat - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

In deze instructable laat ik je zien hoe ik mijn eerste linefollower-PCB heb ontworpen en gemaakt.

De Linefollower zal met een snelheid van ongeveer 0,7 m/s om het parcour hierboven heen moeten rijden.

Voor het project koos ik de ATMEGA 32u4 AU als controller vanwege zijn eenvoud en gemak om het te programmeren. De sensoren die gebruikt worden om de lijn te volgen zijn 6 optische sensoren van het type QRE1113GR. Dit zijn analoge sensoren. Omdat we de naam ATMEGA gebruiken, zijn we beperkt tot 6 sensoren, omdat deze chip maar 6 analoge poorten heeft.

Onze motoren zijn 6V DC-motoren met metalen aandrijving. Dit zijn kleine motoren, maar krachtig genoeg voor dit gebruik. Deze motoren worden aangedreven door een H-brug, de DRV8833PWP, met behulp van PWM.

Dit is het hart van onze Linefollower. Andere details zullen hieronder worden toegelicht.

Stap 1: Het schema ontwerpen

Om het schema en de PCB te ontwerpen, heb ik EAGLE gebruikt. Dit is gratis software van Autodesk. Het is een beetje een leercurve om dit programma te gebruiken. Maar het is goede software en het is GRATIS:)

Ik begon met het importeren van de ATMEGA. Het is belangrijk om de datasheet van deze chip te inspecteren. Veel componenten die nodig zijn om deze chip te gebruiken, worden beschreven in de datasheet. Na het importeren van alle benodigde componenten, ben ik begonnen met het importeren van de H-brug en de sensoren. Nogmaals, het is belangrijk om die datasheets te inspecteren om te weten hoe ze moeten worden aangesloten op welke pinnen van de ATMEGA en welke componenten (weerstanden, condensatoren …) ze nodig hebben.

Ik heb het bestand met alle gebruikte componenten toegevoegd.

Stap 2: De printplaat ontwerpen

Mijn PCB is dubbelzijdig. Dit maakt het eenvoudiger om een grote verscheidenheid aan componenten op een kleine footprint te plaatsen.

Nogmaals, het ontwerpen hiervan is niet eenvoudig, het kost tijd om deze software te leren gebruiken, maar er zijn veel educatieve video's op YouTube om je op weg te helpen.

Zorg ervoor dat elke pin van de controller of component ergens mee verbonden is en dat elk pad de vereiste breedte heeft.

Stap 3: De print bestellen

Met de afgewerkte ontwerpen ben je klaar om te bestellen!

Eerst moet je de ontwerpen exporteren als gerber-bestanden.

Ik heb mijn PCB's besteld bij JLCPCB.com, wat ik van harte kan aanbevelen. Eerlijke prijzen, snelle verzending en borden van goede kwaliteit.

Stap 4: Solderen van uw PCB

Na ontvangst van de printjes kun je beginnen met het solderen van alle componenten erop.

Een goede flux, een temperatuurgeregeld soldeerstation en een PCB-houder worden sterk aanbevolen.

Er zijn goede youtube-video's over het solderen van SMD-componenten (Louis Rossman is hier een held in).

Stap 5: Knipperende bootloader

Nadat de PCB met succes is gesoldeerd, is het tijd om de bootloader naar uw ATMEGA te flashen.

Volg deze link om u hierbij te helpen:

Stap 6: De Linefollower programmeren

Na het flashen van de bootloader, heb je toegang tot de linefollower in Arduino IDE.

Voor de linefollower heb ik onderstaand programma geschreven.

Het maakt gebruik van een PID-controller om de lijn zo goed mogelijk te kunnen volgen.

Stap 7: De PID-controller configureren

Om de PID-regelaar te configureren, zijn er een paar waarden om in te stellen.

Kp: dit is de versterking, dit regelt de snelheid waarmee de linefollower reageert op een fout. Om de PID-controller te configureren, wordt aanbevolen om zo dicht mogelijk bij een stabiel systeem te komen door alleen de Kp-waarde te configureren.

Ki: Dit integreert de fout en hierdoor wordt de fout behoorlijk brutaal gecorrigeerd. Na het configureren van Kp, kan Ki worden geconfigureerd, Kp zal onder normale omstandigheden moeten worden verlaagd om een stabiel systeem te hebben met Ki toegevoegd.

Kd: Dit onderscheidt de fouten. Als de lijnvolger oscilleert, moet Kd worden verhoogd totdat hij stopt met oscilleren.