PCB Linefollower fai da te: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In questo tutorial, ti mostrerò come ho progettato e creato il mio primo PCB linefollower.

Il Linefollower dovrà percorrere il percorso soprastante ad una velocità di circa 0,7 m/s.

Per il progetto ho scelto l'ATMEGA 32u4 AU come controller per la sua semplicità e facilità di programmazione. I sensori utilizzati per seguire la linea sono 6 sensori ottici del tipo QRE1113GR. Questi sono sensori analogici. Poiché usiamo il nome ATMEGA, siamo limitati a 6 sensori, perché questo chip ha solo 6 porte analogiche.

I nostri motori sono motori a 6 V CC con ingranaggi in metallo. Questi sono piccoli motori, ma sono abbastanza potenti per questo uso. Questi motori saranno alimentati da un H-Bridge, il DRV8833PWP, utilizzando PWM.

Questo è il cuore del nostro Linefollower. Altri dettagli saranno spiegati di seguito.

Passaggio 1: progettazione dello schema

Per progettare lo schema e il PCB, ho usato EAGLE. Questo è un software gratuito di Autodesk. È un po' una curva di apprendimento per usare questo programma. Ma è un buon software ed è GRATUITO:)

Ho iniziato importando l'ATMEGA. È importante ispezionare la scheda tecnica di questo chip. Molti componenti necessari per utilizzare questo chip sono descritti nella scheda tecnica. Dopo aver importato tutti i componenti necessari, ho iniziato a importare il ponte H e i sensori. Ancora una volta, è importante esaminare quei datasheet per sapere come collegarli a quali pin dell'ATMEGA e di quali componenti (resistenze, condensatori…) hanno bisogno.

Ho aggiunto il file con tutti i componenti utilizzati.

Passaggio 2: progettazione del PCB

Il mio PCB è a doppia faccia. Ciò semplifica il posizionamento di un'ampia varietà di componenti su un ingombro ridotto.

Ancora una volta, progettare questo non è facile, ci vuole tempo per imparare a usare questo software, ma ci sono molti video educativi su YouTube per aiutarti a iniziare.

Assicurati che ogni pin del controller o del componente sia collegato a qualcosa e che ogni percorso abbia la larghezza richiesta.

Passaggio 3: ordinare il PCB

Con i design finiti, sei pronto per ordinare!

Per prima cosa dovrai esportare i disegni come file gerber.

Ho ordinato i miei PCB su JLCPCB.com, che consiglio vivamente. Prezzi onesti, spedizione veloce e tavole di buona qualità.

Passaggio 4: saldare il PCB

Dopo aver ricevuto il PCB, puoi iniziare a saldare tutti i componenti su di esso.

Un buon flusso, una stazione di saldatura regolata dalla temperatura e un supporto per PCB sono altamente raccomandati.

Ci sono buoni video su YouTube su come saldare componenti SMD (Louis Rossman è un eroe in questo).

Passaggio 5: Bootloader lampeggiante

Dopo che il PCB è stato saldato con successo, è il momento di eseguire il flashing del bootloader sul tuo ATMEGA.

Segui questo link per aiutarti in questo:

Passaggio 6: programmazione del follower di linea

Dopo aver flashato il bootloader, sarai in grado di accedere al linefollower nell'IDE di Arduino.

Ho scritto il programma qui sotto per il linefollower.

Utilizza un controller PID per poter seguire la linea nel miglior modo possibile.

Passaggio 7: configurazione del controller PID

Per configurare il controller PID, ci sono alcuni valori da impostare.

Kp: è l'amplificazione, regola la velocità con cui il linefollower reagisce ad un errore. Per configurare il controller PID si consiglia di avvicinarsi il più possibile a un sistema stabile configurando solo il valore Kp.

Ki: Questo integra l'errore e, con la presente, correggerà l'errore abbastanza brutale. Dopo aver configurato Kp, è possibile configurare Ki, Kp dovrà essere abbassato in condizioni normali per poter avere un sistema stabile con Ki aggiunto.

Kd: Questo differenzia gli errori. Se il linefollower sta oscillando, Kd dovrà essere aumentato fino a quando non smette di oscillare.