Hiệu chỉnh thuật toán PID
Khi sử dụng giải thuật PID để điều khiển robot dò đường, kết quả ban đầu cho thấy robot hoạt động kh ng như mong đợi Trường hợp này được lý giải là do các giá trị của các hệ số Kp, Ki và Kd chưa phù hợp Mỗi robot có một đặc tính vật lý khác nhau do đó các hệ số này cũng phải thay đổi để phù hợp Phần tiếp theo, tác giả đề xuất các bước thực nghiệm đơn giản để xác định các hệ số Kp, Ki và Kd.
Giới thiệu phần mềm Arduino IDE
Giao diện
Hình 3.4 Giao diện phần mềm Arduino IDE3.6.2 Vùng lệnh
Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help) Ph a dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được miêu tả như sau:
Hình 3.5 Các nút lệnh trong Arduino IDE
Hình 3.6 Vùng thông báo trong Arduino IDE
Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thể upload được code của mình.
Chúng ta có thể tìm thấy một vài hướng dẫn khắc phục các lỗi thường gặp khi lập trình Arduino tại Lỗi của Arduino? Và các lỗi thường gặp khi lập trình Arduino
Khi lập trình, cần chọn port (cổng kết nối khi gắn board vào) và board (tên board mà bạn sử dụng) Giả sử, đang dùng mạch Arduino Uno, và khi gắn board này vào máy tính bằng cápUSB nó được nhận là COM4 thì bạn chỉnh như thế này là có thể lập trình được.
Hình 3.7 Chọn cổng kết nối cho Arduino Uno R3
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT DÒ ĐƯỜNG
Thiết kế đường đi cho robot
Từ ý tưởng có sẵn sử dụng phần nềm Panit 3D để mô phỏng đường đi giúp cho việc chế tạo đường đi của robot dò đường được dễ dàng hơn.
Hình 4.1 Mô phỏng đường đi trên phần nềm Paint 3D 4.2.2 Hệ thống đường line cho robot
Sử dụng băng keo cách nhiệt để làm đường line cho robot vì độ bám dính tốt, sự đàn hồi của băng keo tốt, k ch thước phù hợp với k ch thước để làm đường line cho robot.
Hình 4.2 Băng keo dùng làm đường line
Hình 4.3 Sân đi sau khi chế tạo 4.4 Kết quả thực nghiệm trên mô hình robot
Việc thiết kế và chế tạo robot dò đường sử dụng thuật toán PID đã hoàn thiện và đi vào sử dụng Robot đã tự động nhận biết đường line để chạy với khả năng hoạt động chính xác cao.
Hình 4.5 Hoàn thiện robot dò đường
Phần tiếp theo là áp dụng phương pháp PWM kết hợp với giải thuật PID, còn gọi là PWM vòng kín, vào việc thực nghiệm mô hình robot thật Robot được thiết kế và chế tạo sử dụng dãy 5 cặp cảm biến thu phát quang để dò đường, mỗi cặp cảm biến cách nhau
25mm Vì, đường đi là vạch đen được k trên nền trắng và có bề rộng 30mm.
Hình 4.6 Cảm biến hồng ngoại
PHẦN KẾT LUẬN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Sau thời gian làm đề tài với sự hướng dẫn tận tình của cô ThS Trần Thị
Trà Vinh, trong đề tài này em đã thực hiện được những vấn đề sau:
- Tổng quan về robot dò đường.
- Thuật toán PID sử dụng trong robot dò đường.
- Thiết kế và chế tạo robot dò đường sử dụng thuật toán PID.
- Cơ cấu truyền động, bánh xe áp dụng cho Robot dò line và tránh vật cản.
- Chế tạo mô hình xe theo kích thước thực với linh kiện.
- Thực hiện kết nối và trao đổi dữ liệu giữa thiết.
- Tìm hiểu về các linh kiện cũng như cách thiết kế và làm mạch thủ công.
- Đi sâu tìm hiểu một số thuật toán điều khiển.
- Đề tài này rất phổ biến và có ứng dụng rất cao vào đời sống thực tiễn.
- Ứng dụng công nghệ dò line tránh vật cản vào các hệ thống khác.
- Thiết kế mạch điều khiển trung tâm, mạch công suất điều khiển động cơ.
- Mạch nhỏ gọn, các linh kiện rẻ.
- Mạch hoạt động tốt, không gặp vấn đề trong quá trình chạy.
- Bộ điều khiển hoạt động đúng với yêu cầu đặt ra, đạt giá trị tiệm cận với giá trị đặt
- Mạch còn thô sơ, dễ bị hư hỏng.
- Bám line chưa ổn định
- Tiếp tục nghiên cứu về xe dò line và tránh vật cản một cách ổn định và chính xác nhất có thể.
- Cải tiến xa nhanh hơn, bằng sừ dung động cơ có Encoder. Đồ án tốt nghiệp được thực hiện dưới sự cố gắng nỗ lực của bản thân và sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn, tuy nhiên những thiếu sót và khiếm khuyết là không thể tránh khỏi Em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của thầy cô giáo trong hội đồng cùng toàn thể các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Việc thiết kế robot dò đường sử dụng thuật toán PID đã hoàn thành và đã đi vào hoạt động, đã tự dò vạch nhưng vẫn chưa phát huy được hết t nh năng Trong quá trình làm đồ án em có tìm hiểu thêm chức năng quét mã vạch trên các sản phẩm nhưng do điều kiện chưa cho phép nên em chưa thể áp dụng vào đồ án này Nếu có điều kiện em sẽ tiếp tục phát triển hệ thống hơn nữa đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Em hy vọng có thể ứng dụng robot dò đường này có thể ứng dụng ngay trong đời sống hàng ngày chứ không đơn thuần chỉ là trên mô hình.
Kết quả thực nghiệm trên mô hình robot
[1] Tran Quoc Cuong, Tran Thanh Phong, (May 2012), Speed Control of Dc
Motor By PWM Method Using Microcontroller Faculty of Industrial Engineering, Tien Giang University, ISSN: 1859 4530.
[2] WAN ROBAAH BINTI W AHMAD, (November 2008), A DC Motor
Controller Using PID Algorithm Implementation on PIC, Faculty of Electrical & Electronics Engineering, University Malaysia Pahang.
[3] http://efa.tnut.edu.vn/Article/Download/242
[4] http://arduino.vn/baiviet/1130bodieukhienpidgioithieuthuattoanphan1
[5] http://arduino.vn/baiviet/1130bodieukhienpidgioithieuthuattoanphan2
[6] http://arduino.vn/baiviet/1130bodieukhienpidgioithieuthuattoanphan3
[7] http://arduino.vn/baiviet/1130bodieukhienpidgioithieuthuattoanphan4
#include float Kp = 40, Ki = 0 ,Kd = 170; float error = 0, P = 0, I = 0, D = 0, PID_value = 0; float previous_error = 0; int sensor[5] = {0,0,0,0,0}; int gia_tri_ban_dau = 150; int PID_phai, PID_trai; int stop_distance = 20;// Khoảng cách phát hiện vật cản //Kết nối SRF 05 OR 04 const int trigPin = 11; // kết nối chân trig với chân 11 arduino const int echoPin = 12; // kết nối chân echo với chân 12 arduino long duration; // int distance; // biến khoảng cách int mode; int bluetoothTx = 8; // định nghĩa chân 2 là chân truyền tín hiệu int bluetoothRx = 13;// định nghĩa chân 3 là chân nhận tín hiệu SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx);
//định nghĩa chân motor trái
