DOKUMENTACJA. dot. Budowy i przebiegu konstrukcji linefollower-a. Data: MCHT2 Jakub Tomczyk Łukasz Pawelec Mateusz Wróbel

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "DOKUMENTACJA. dot. Budowy i przebiegu konstrukcji linefollower-a. Data: MCHT2 Jakub Tomczyk Łukasz Pawelec Mateusz Wróbel"

Witold Czech
5 lat temu
Przeglądów:

1 DOKUMENTACJA dot. Budowy i przebiegu konstrukcji linefollower-a Data: MCHT2 Jakub Tomczyk Łukasz Pawelec Mateusz Wróbel

2 Spis Treści 1. Opis tematu. 2. Niezbędne obliczenia 3. Schemat ideowy 4. Wykaz elementów użytych do budowy 5. Schemat elektryczny 6. Przebieg konstrukcji projektu 7. Software MCU wraz z komentarzami i opisem działania 8. Wnioski i sugestie dotyczące ulepszenia robota

3 1.Opis działanie produktu końcowego. Celem projektu jest stworzenie robota podążającego za linią. Na budowę robota składają się dwie płytki PCB. Płytka stanowiąca podwozie oraz listewko z czujnikami. Układ stworzony został w oparciu o mikrokontroler ATMEGA 32. Rozpoznawanie linii zostało zrealizowane poprzez zamontowanie czujników odbiciowych na przedniej listewce z czujnikami robota. Stan każdego czujnika wyświetlany jest na diodzie LED. Czujniki po odróżnieniu koloru czarnego od białego wysyła sygnał do przetwornika ADC mikrokontrolera, gdzie podejmowana jest decyzja o regulacji obrotów silnika poprzez PWN, wykorzystując do tego regulator PD. Sterowanie kierunkiem działania silników odbywa się przy użyciu mostku H. 3.Schemat ideowy

4 4. Wykaz elementów użytych do budowy KAB Bezpiecznik polimerowy 72V/0,5A raster 5,1mm - 10szt. 1 PLL Silnik Pololu HPCB 10:1 2 PAS Kondensator tantalowy 100uF/10V SMD - C 4 PAS Kondensator tantalowy 22uF/16V SMD - C 2 UCC Mikrokontroler AVR - ATmega32A-AU SMD 2 UCC Czujnik transoptor odbiciowy KTIR0711S 10 KAB Wtyk IDC 10 pin prosty - 5 szt. 1 PAS Dławik osiowy przeciwzakłóceniowy 10uH/160mA - 10szt. 1 KAB Zestaw goldpin raster 2,54mm - mini 1 LED Zestaw diod LED SMD szt. 1 UCC TB6612FNG - dwukanałowy sterownik silników 2 UCC Dioda Schottky SK23 SMD 10 UCC Przełącznik suwakowy SS22T25 2-pozycyjny 2 PLL Mocowania do micro silników Pololu - czarne - 2szt. 1 PAS Rezonator kwarcowy 16MHz - SMD 5 x 3,2 mm 1 UCC Stabilizator 5V L7805ABV - THT TO220 2

5 5.Schematy elektryczne

9 6.Przebieg konstrukcji projektu 1. Projektowanie płytki BRD po przetworzeniu schematu elektrycznego 2. Przejście do wytrawienia i docięcia fizycznej płytki

10 3.Przystąpienie do lutowania elementów układu SMD a)listwa z czujnikami b)główna płytka układu

4. Podłączenie zasilania, wgranie programu i rozruch robota 7.Software MCU wraz z komentarzami #include <AVR/io.h> #include <AVR/interrupt.h> #include <util/delay.

11 4. Podłączenie zasilania, wgranie programu i rozruch robota 7.Software MCU wraz z komentarzami #include <AVR/io.h> #include <AVR/interrupt.h> #include <util/delay.h> #define port_silnikow PORTD #define lewy_1 PD1 #define lewy_2 PD2 #define prawy_1 PD7 #define prawy_2 PD6 #define led1on PORTB = (1<<PB3) #define led1off PORTB &= ~(1<<PB3) #define led2on PORTB = (1<<PB2) #define led2off PORTB &= ~(1<<PB2) #define led3on PORTB = (1<<PB1) #define led3off PORTB &= ~(1<<PB1) #define led4on PORTB = (1<<PB0) #define led4off PORTB &= ~(1<<PB0) #define led5on PORTC = (1<<PC7) #define led5off PORTC &= ~(1<<PC7) #define led6on PORTC = (1<<PC6) #define led6off PORTC &= ~(1<<PC6) #define led7on PORTC = (1<<PC1) #define led7off PORTC &= ~(1<<PC1) #define led8on PORTC = (1<<PC0) #define led8off PORTC &= ~(1<<PC0) #define led4tg PORTB ^= (1<<PB0) unsigned int Kp = 15; unsigned int Kd = 0; unsigned int V_max = 50; unsigned int prog = 128; //nastawy regulatora // 255 możliwe;

12 volatile unsigned int tablica_ktir[8]; volatile int wagi[8] = -10,-7,-3,-1,1,3,10,10; unsigned int adr_czujnikow[8] = 0,1,2,3,4,5,6,7; volatile int uchyb = 0; volatile int regulacja = 0; unsigned int flaga_ktir = 0, flaga_go = 0; volatile unsigned int flaga_start = 0; volatile unsigned int i=0; volatile int uchyb_poprzedni; int PD(int uchyb); int Licz_uchyb(); void Regulacja_silnikow(int lewy, int prawy); int main(void) DDRC = (1<<PC0) (1<<PC1) (1<<PC6) (1<<PC7); // ustawienie diod jako wyjscia DDRB = (1<<PB0) (1<<PB1) (1<<PB2) (1<<PB3); // ustawienie diod jako wyjscia DDRD &= ~(1<<PD3); // ustawienie przycisku jako wejscie PORTD &= ~(1<<PD3); // zewnetrzny pull up DDRD = (1<<PD4) (1<<PD5); //ustawienie pinow PWM jako wyjscie DDRD = (1<<PD1) (1<<PD2) (1<<PD6) (1<<PD7); //ustawienie pinow silnikow jako wyjścia port_silnikow = (1<<prawy_1); port_silnikow &= ~(1<<prawy_2); port_silnikow = (1<<lewy_2); port_silnikow &= ~(1<<lewy_1); DDRA &= 0b ; // ustawienie pinow czujnikow jako wejscia //konfiguracja przerwania //////////////////////////////////////////////////////// MCUCR = (1<<ISC11); GICR = (1<<INT1); przerwan INT1 //zbocze opadajace INT1 //wlaczenie //PWM////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// TCCR1A = (1<<WGM10); //Phase Correct PWM TCCR1B = (1<<CS11) ; //prescaler 8 TCCR1A = (1<<COM1B1) (1<<COM1A1); TCCR1A = (1<<COM1A0); //odwrocenie fazy pierwszego kanalu pwm //ADC////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ADMUX = (1<<REFS0); AVCC ADCSRA = (1<<ADPS0) (1<<ADPS1) (1<<ADPS2); 128 ->125kHz ADC dla 16 MHz clock ADMUX = (ADMUX & 0b ) 0; będzie sprawdzał // zrodlo odniesienia // ustawienie prescalera na // pierwszy kanał, który

13 ADMUX = (1<<ADLAR); lewej ADCSRA = (1<<ADEN) (1<<ADIE) ; i zgoda na przerwanie ADCSRA = (1<<ADSC); // justowanie wyniku do // wlaczenie przetwornika ADC //start pierwszej pojedynczej konwersji bo jest dłuższa //Timer2 CTC 30Hz ////////////////////////////////////////////////////////////// TCCR2 = (1<<WGM21); //wybor trybu CTC TCCR2 = (1<<CS21) (1<<CS22) (1<<CS20); //prescaler 1024 TIMSK = (1<<OCIE2); //przerwanie OCR2 = 50; //max wartość porownania sei(); while(1) while(1) if(tablica_ktir[0]) led1on; else led1off; if(tablica_ktir[1]) led2on; else led2off; if(tablica_ktir[2]) led3on; else led3off; if(tablica_ktir[3]) led4on; else led4off; if(tablica_ktir[4]) led5on; else led5off; if(tablica_ktir[5]) led6on; else led6off; if(tablica_ktir[6]) led7on; else led7off; if(tablica_ktir[7]) led8on; else led8off; if(flaga_start) _delay_ms(2000); flagastart^=1 flagago^=1 if(flaga_ktir && flaga_go ) uchyb = Licz_uchyb(); flaga_ktir = 0; Regulacja_silnikow(V_max - regulacja, V_max + regulacja); else OCR1A = 0; OCR1B = 0; ISR(ADC_vect) if (ADCH > 100) tablica_ktir[i] = 1; else tablica_ktir[i] = 0; //wykrywa kolor czarny if (i>=7)

14 flaga_ktir = 1; i = 0; else i++; ADMUX = (ADMUX & 0b ) adr_czujnikow[i]; ADCSRA = (1<<ADSC); // start pojedynczej konwersji int Licz_uchyb() int cnt = 0 ; int j; for ( j = 0; j<8; j++) cnt += tablica_ktir[j]; // ile czujników miało czarny kolor if(cnt) uchyb = 0; for ( j = 0; j<8; j++) uchyb += tablica_ktir[j] * wagi[j]; uchyb /= cnt; uchyb_poprzedni = uchyb; return uchyb; //################################################################################# int PD(int uchyb) int regulacja; int P=0,D=0; P = Kp * uchyb; D = Kd * (uchyb - uchyb_poprzedni); uchyb_poprzedni = uchyb; regulacja = P+D; return regulacja; void Regulacja_silnikow(int lewy, int prawy) int silnik_lewy; int silnik_prawy; if(lewy >= 0) if(lewy >= 255) silnik_lewy = 255; port_silnikow = (1<<lewy_1); port_silnikow &= ~(1<<lewy_2); else if(lewy < -255) silnik_lewy = -255; silnik_lewy = -lewy; // Silnik lewy // do przodu // do tyłu

15 port_silnikow &= ~(1<<lewy_1); port_silnikow = (1<<lewy_2); // if(prawy >= 0) // Silnik prawy if(prawy >= 255) silnik_prawy = 255; // do przodu port_silnikow = (1<<prawy_1); port_silnikow &= ~(1<<prawy_2); else if(prawy < -255) silnik_prawy = -255; // do tyłu silnik_prawy = -prawy; port_silnikow &= ~(1<<prawy_1); port_silnikow = (1<<prawy_2); OCR1A = silnik_lewy; OCR1B = silnik_prawy; ISR(TIMER2_COMP_vect) regulacja = PD(uchyb); ISR(INT1_vect) flaga_start = 1; 8.Wnioski i sugestie ulepszenia robota Jeżeli chodzi o samego robota to zaleca się wykonanie odrobinę grubszych ścieżek z większą izolacją, ze względu na duże problemy z wykonaniem płytki tego typu przy użyciu termotransferu. Dodatkowo ułatwienie lutowania całego układu może spowodować zamiana prostych wtyk idc na kątowe. W celu ulepszenia robota można zalecić wprowadzenie sterowania silnikami przy użyciu pojedynczego dwukanałowego mostka H. Istnieje także, możliwość zamontowania modułu Bluetooh w celu odbierania i wysłania danych przy użyciu terminala na androida.

Podobne dokumenty

Poradnik programowania procesorów AVR na przykładzie ATMEGA8

Poradnik programowania procesorów AVR na przykładzie ATMEGA8 Wersja 1.0 Tomasz Pachołek 2017-13-03 Opracowanie zawiera opis podstawowych procedur, funkcji, operatorów w języku C dla mikrokontrolerów AVR