Sljedbenik linije GiggleBot pomoću Pythona: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Ovaj put u MicroPythonu programiramo Dexter Industries GiggleBot da slijedi crnu liniju pomoću ugrađenog senzora za praćenje linija.

GiggleBot mora biti uparen s BBC micro: bitom kako bi se mogao pravilno kontrolirati.

Ako je ovaj vodič za vas previše napredan i programiranje GiggleBot -a je za sada previše, uvijek možete proći kroz početni vodič koji vam pokazuje kako se ovdje može programirati robot u MakeCode -u. Povezani vodič vodi vas kroz same osnove.

Korak 1: Potrebne komponente

Potrebne su sljedeće hardverske komponente:

1. x3 AA baterije - u mom slučaju koristim punjive baterije koje imaju sveukupno niži napon.
2. Dexter Industries GiggleBot robot za micro: bit.
3. BBC mikro: bit.

Naravno, potreban vam je i mikro USB kabel za programiranje BBC micro: bita - ovaj kabel općenito dolazi u paket BBC micro: bita ili uvijek možete koristiti onaj koji se koristi za punjenje (Android) pametnih telefona.

Nabavite GiggleBot za micro: bit ovdje

Korak 2: Postavite staze

Morat ćete proći kroz štampanje nekih pločica i dizajniranje vlastitih pjesama. Možete koristiti naše vlastite pločice kako biste bili 100% sigurni da ponavljate naše uvjete. Ili, ako se osjećate avanturistički, možete upotrijebiti crnu traku i sami je napraviti. Evo PDF -a za pločice koje smo koristili.

Gornji zapis sastoji se od sljedećeg broja različitih pločica:

• 12 pločica tipa #1.
• 5 pločica tipa #2.
• 3 šablona pločica tipa #5.
• 3 predloška tipa pločice #6 - ovdje ćete završiti s jednom dodatnom pločicom.

Zatim ih odštampajte i izrežite. Pokušajte ih postaviti kao na gornjoj fotografiji i imajte na umu da se na desnoj gornjoj strani staze dvije pločice moraju preklapati jedna s drugom - to se očekuje u slučaju da se pitate radite li nešto pogrešno.

Korak 3: Postavljanje okruženja

Da biste mogli programirati BBC micro: bit u MicroPythonu, morate postaviti uređivač za njega (Mu Editor) i postaviti GiggleBot MicroPython Runtime kao vrijeme izvođenja. Da biste to učinili, morate slijediti upute na ovoj stranici. Od ovog trenutka koristi se verzija v0.4.0 vremena izvođenja.

Korak 4: Programiranje GiggleBot -a

Prije nego što prijeđemo na to, vrijeme izvođenja GiggleBot MicroPython sadrži klasično vrijeme izvođenja za BBC micro: bit i druge biblioteke koje podržavaju GiggleBot i druge senzore Dexter Industries.

Nakon što ga postavite, otvorite sljedeću skriptu u uređivaču Mu i kliknite na Flash. Ovo će aktivirati GiggleBot MicroPython Runtime i skriptu koju ste upravo otvorili na svom BBC micro: bit -u. Skripta je takođe prikazana dole.

Nakon što je proces bljeskanja gotov, složite BBC micro: bit u GiggleBot s neopikselima ploče prema naprijed, postavite ga na stazu i uključite.

Primijetite da su u skripti PID i ostale 2 konstante (zadana vrijednost brzine i minimalna konstanta brzine) već postavljene.

Napomena: Sljedećoj skripti možda nedostaju razmaci, a čini se da je to zbog nekog problema u prikazivanju GitHub gista. Kliknite na suštinu da biste se prebacili na njenu stranicu GitHub gdje možete kopirati i zalijepiti kôd.

GiggleBot PID Line Follower - Podešen sa NeoPixels

iz microbit uvoza*

iz gigglebot uvoza*

from utime import sleep_ms, ticks_us

import ustruct

# inicijalizira GB neopiksela

neo = init ()

# tajming

update_rate = 50

# dobitak/konstanta (pod pretpostavkom da je napon baterije oko 4,0 volta)

Kp = 25,0

Ki = 0,5

Kd = 35,0

trigger_point = 0.3

min_brzina_procent = 0,3

osnovna_brzina = 70

zadana vrijednost = 0,5

last_position = zadata vrijednost

integral = 0,0

run_neopixels = Tačno

center_pixel = 5# gdje se središnji piksel osmijeha nalazi na GB

# tirkizna = tuple (mapa (lambda x: int (x / 5), (64, 224, 208))) # boja koju ćete koristiti za iscrtavanje greške s neopikselima

# tirkizna = (12, 44, 41) # što je upravo gornja tirkizna komentirana iznad ovoga

error_width_per_pixel = 0.5/3# max greška podijeljena s brojem segmenata između svakog neopiksela

defupper_bound_linear_speed_reducer (aps_pogreška, okidač_točka, gornja granica, najmanja_motorna_ snaga, najveća_motorna_moć):

globalna osnovna_brzina

ako je aps_pogreška> = okidač_točka:

# x0 = 0,0

# y0 = 0,0

# x1 = gornja granica - tačka okidača

# y1 = 1.0

# x = aps_pogreška - okidač_točka

# y = y0 + (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0)

# isto kao

y = (abs_error - trigger_point) / (upper_bound - trigger_point)

snaga motora = osnovna brzina * (najmanja snaga motora + (1- godina) * (najveća snaga motora - najmanja snaga motora))

povratak snage motora

drugo:

povratna osnovna brzina * najveća_motorna snaga

run = False

prethodna_pogreška = 0

whileTrue:

# ako pritisnete dugme a, počnite da pratite

ako je button_a.is_pressed ():

run = True

# ali ako je pritisnuto dugme b, zaustavite pratioce linija

if button_b.is_pressed ():

run = False

integral = 0,0

prethodna_pogreška = 0.0

pixels_off ()

stop ()

sleep_ms (500)

ako je run isTrue:

# pročitajte linijske senzore

start_time = ticks_us ()

desno, lijevo = senzor za čitanje (LINE_SENSOR, OBA)

# linija je s lijeve strane kada je pozicija <0,5

# linija je s desne strane kada je položaj> 0,5

# linija je u sredini kada je pozicija = 0,5

# to je ponderisana aritmetička sredina

probaj:

položaj = desno /lebdi (lijevo + desno)

osimZeroDivisionError:

položaj = 0,5

# raspon mora biti (0, 1), a ne [0, 1]

ako je pozicija == 0: pozicija = 0,001

ako je pozicija == 1: pozicija = 0.999

# koristite PD kontroler

greška = položaj - zadata vrijednost

integral += greška

ispravak = Kp * greška + Ki * integral + Kd * (greška - prethodna_pogreška)

prethodna_pogreška = greška

# izračunajte brzine motora

motor_brzina = gornja_graničena_linearna_brzina_reducer (abs (greška), zadana vrijednost * okidač_točka, zadana vrijednost, min_brzina_procent, 1,0)

leftMotorSpeed = brzina_motora + korekcija

rightMotorSpeed = brzina_motora - ispravka

# osvetli neopiksele prema datoj grešci

ako je run_neopixels isTrueand total_counts %3 == 0:

za i inb '\ x00 / x01 / x02 / x03 / x04 / x05 / x06 / x07 / x08':

neo = (0, 0, 0)

za i inb '\ x00 / x01 / x02 / x03':

ifabs (greška)> error_width_per_pixel * i:

ako je greška <0:

# neo [center_pixel + i] = tirkizna

neo [center_pixel + i] = (12, 44, 41)

drugo:

# neo [center_pixel - i] = tirkizna

neo [center_pixel + i] = (12, 44, 41)

drugo:

postotak = 1- (greška_širina_po_pikselu * i -abs (greška)) / greška_širine_po_pikselu

# osvetljava trenutni piksel

ako je greška <0:

# neo [center_pixel + i] = tuple (mapa (lambda x: int (x * postotak), tirkizna))

neo [center_pixel + i] = (int (64* posto /5), int (224* posto /5), int (208* posto /5))

drugo:

# neo [center_pixel - i] = tuple (mapa (lambda x: int (x * postotak), tirkizna))

neo [center_pixel - i] = (int (64* posto /5), int (224* posto /5), int (208* posto /5))

break

neo.show ()

probaj:

# isjecite brzine motora

ako je ostavljenoMotorSpeed> 100:

leftMotorSpeed = 100

rightMotorSpeed = rightMotorSpeed - leftMotorSpeed +100

ako je rightMotorSpeed> 100:

rightMotorSpeed = 100

leftMotorSpeed = leftMotorSpeed - rightMotorSpeed +100

ako je ostavljenoMotorSpeed <-100:

leftMotorSpeed = -100

ako je rightMotorSpeed <-100:

rightMotorSpeed = -100

# aktivirajte motore

set_speed (leftMotorSpeed, rightMotorSpeed)

drive ()

# print ((greška, brzina_motora))

osim:

# u slučaju da upadnemo u neki problem koji nije moguće riješiti

pass

# i održavati frekvenciju petlje

end_time = ticks_us ()

delay_diff = (end_time - start_time) /1000

if1000.0/ update_rate - delay_diff> 0:

spavanje (1000.0/ update_rate - delay_diff)

pogledajte rawgigglebot_tuned_line_follower.py hostirano sa ❤ na GitHub -u

Korak 5: Pustite ga da radi

Postoje dva dugmeta na BBC mikro: bit: dugme A i dugme B:

• Pritisak na dugme A postavlja GiggleBot da prati liniju (ako postoji).
• Pritiskom na dugme B zaustavljate GiggleBot i resetujete sve tako da ga možete ponovo koristiti.

Preporučuje se da ne podižete GiggleBot dok slijedi liniju, a zatim ga vratite na njega jer bi se greška pri izračunavanju mogla akumulirati i potpuno poremetiti rutu robota. Ako želite da ga podignete, pritisnite dugme B, a zatim kada ga vratite ponovo pritisnite A.