GiggleBot Line Follower Използване на Python: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Този път ние програмираме в MicroPython Dexter Industries GiggleBot да следва черна линия, използвайки вградения си сензор за последователни линии.

GiggleBot трябва да бъде сдвоен с BBC micro: bit, за да може да се контролира по подходящ начин.

Ако този урок е твърде напреднал за вас и програмирането на GiggleBot е твърде много за сега, винаги можете да преминете през началния урок, който ви показва как роботът може да бъде програмиран в MakeCode тук. Свързаният урок ще ви преведе през самите основи.

Стъпка 1: Необходими компоненти

Необходими са следните хардуерни компоненти:

1. x3 AA батерии - в моя случай използвам акумулаторни батерии, които като цяло имат по -ниско напрежение.
2. Робот на Dexter Industries GiggleBot за micro: bit.
3. BBC микро: бит.

Разбира се, имате нужда и от микро USB кабел за програмиране на BBC micro: bit - този кабел обикновено влиза в пакета на BBC micro: bit или винаги можете да използвате такъв, който се използва за зареждане на (Android) смартфони.

Вземете GiggleBot за micro: bit тук

Стъпка 2: Настройте песните

Ще трябва да отпечатате някои плочки и да проектирате свои собствени песни. Можете да използвате нашите собствени плочки, така че да сте 100% сигурни, че възпроизвеждате нашите условия. Или ако се чувствате приключенски, можете да използвате някаква черна лента и да си направите своя собствена. Ето PDF за плочките, които сме използвали.

Горната писта се състои от следния брой различни плочки:

• 12 плочки от тип #1.
• 5 плочки от тип #2.
• 3 шаблона на плочки тип #5.
• 3 шаблона за плочки тип #6 - тук ще завършите с една допълнителна плочка.

След това ги отпечатайте и изрежете. Опитайте да ги поставите като на горната снимка и имайте предвид, че в горната дясна част на пистата, 2 плочки трябва да се припокриват една с друга - това се очаква в случай, че се чудите дали правите нещо нередно.

Стъпка 3: Настройване на околната среда

За да можете да програмирате BBC micro: bit в MicroPython, трябва да настроите редактор за него (Mu Editor) и да зададете GiggleBot MicroPython Runtime като време за изпълнение. За целта трябва да следвате инструкциите на тази страница. Към този момент се използва версия v0.4.0 на времето за изпълнение.

Стъпка 4: Програмиране на GiggleBot

Преди да се заемем с това, средата за изпълнение на GiggleBot MicroPython съдържа класическото време за изпълнение на BBC micro: bit и други библиотеки за поддръжка на GiggleBot и други сензори на Dexter Industries.

След като го настроите, отворете следния скрипт в редактора Mu и кликнете върху Flash. Това ще мига GiggleBot MicroPython Runtime и скрипта, който току -що сте отворили към вашия BBC micro: bit. Сценарият също е показан по -долу.

След като процесът на мигане приключи, подредете BBC micro: bit в GiggleBot с неопикселите на дъската, обърнати напред, поставете го на пистата и го включете.

Забележете, че в скрипта PID и други 2 константи (зададената скорост и минималната константа на скоростта) вече са зададени.

Забележка: В следния скрипт може да липсват интервали и това изглежда се дължи на някакъв проблем при показването на GitHub Gists. Щракнете върху същността, за да ви отведе до страницата на GitHub, където можете да копирате и поставите кода.

GiggleBot PID Line Follower - Настройван с NeoPixels

от внос на microbit*

от gigglebot import*

от utime import sleep_ms, ticks_us

ustruct за импортиране

# инициализирайте GB неопиксели

neo = init ()

# време

update_rate = 50

# печалби/константи (ако напрежението на батерията е около 4,0 волта)

Kp = 25,0

Ki = 0,5

Kd = 35,0

задействаща точка = 0,3

min_speed_percent = 0.3

базова_скорост = 70

зададена стойност = 0,5

last_position = зададена точка

интеграл = 0,0

run_neopixels = Вярно

center_pixel = 5# където централният пиксел на усмивката се намира на GB

# тюркоаз = кортеж (карта (ламбда x: int (x / 5), (64, 224, 208))) # цвят, който да се използва за изчертаване на грешката с неопикселите

# тюркоаз = (12, 44, 41) # което е точно горното тюркоазено коментирано над това

error_width_per_pixel = 0.5/3# максимална грешка, разделена на броя сегменти между всеки неопиксел

defupper_bound_linear_speed_reducer (абсорбция на грешка, тригерна точка, горна граница, най -малка_моторна мощност, най -висока_моторна мощност):

глобална base_speed

if abs_error> = trigger_point:

# x0 = 0,0

# y0 = 0,0

# x1 = горна_граница - точка на задействане

# y1 = 1,0

# x = abs_error - точка на задействане

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

# същото като

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

мощност на двигателя = базова_скорост * (най -малка_моторна_мощност + (1- y) * (най -висока_моторна_мощност - най -малка_моторна_мощност))

връщане на моторната мощност

иначе:

връщане на базовата_скорост * най -високата_моторна_мощност

run = False

предишна_грешка = 0

whileTrue:

# ако е натиснат бутон а, започнете да следвате

ако button_a.is_pressed ():

run = True

# но ако е натиснат бутон b, спрете последователя на реда

ако button_b.is_pressed ():

run = False

интеграл = 0,0

предишна_грешка = 0.0

pixels_off ()

Спри се()

sleep_ms (500)

ако изпълнението е True:

# прочетете линейните сензори

start_time = ticks_us ()

надясно, наляво = сензор за четене (LINE_SENSOR, ДВЕТЕ)

# ред е вляво, когато позиция <0,5

# ред е вдясно, когато позиция> 0,5

# ред е в средата, когато позиция = 0,5

# това е средно претеглена аритметична стойност

опитвам:

позиция = дясно /плаващо (ляво + дясно)

с изключение на ZeroDivisionError:

позиция = 0,5

# диапазонът трябва да бъде (0, 1), а не [0, 1]

ако позиция == 0: позиция = 0.001

ако позиция == 1: позиция = 0,999

# използвайте PD контролер

грешка = позиция - зададена точка

интеграл += грешка

корекция = Kp * грешка + Ki * интеграл + Kd * (грешка - предишна_грешка)

previous_error = грешка

# изчислете оборотите на двигателя

motor_speed = upper_bound_linear_speed_reducer (abs (грешка), зададена точка * тригерна точка, зададена стойност, min_speed_percent, 1.0)

leftMotorSpeed = скорост на мотора + корекция

rightMotorSpeed = скорост на мотора - корекция

# осветяват неопикселите според дадената грешка

ако run_neopixels еTrueand total_counts %3 == 0:

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

neo = (0, 0, 0)

за i inb '\ x00 / x01 / x02 / x03':

ifabs (грешка)> error_width_per_pixel * i:

ако грешка <0:

# neo [center_pixel + i] = тюркоазено

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

иначе:

# neo [center_pixel - i] = тюркоазено

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

иначе:

процент = 1- (грешка_ширина_на_пиксел * i -abs (грешка)) / грешка_ширина_на_пиксел

# осветява текущия пиксел

ако грешка <0:

# neo [center_pixel + i] = кортеж (карта (ламбда x: int (x * процент), тюркоаз))

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

иначе:

# neo [center_pixel - i] = кортеж (карта (ламбда x: int (x * процент), тюркоаз))

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

прекъсване

neo.show ()

опитвам:

# изрежете оборотите на двигателя

ако е оставенMotorSpeed> 100:

leftMotorSpeed = 100

rightMotorSpeed = rightMotorSpeed - leftMotorSpeed +100

ако rightMotorSpeed> 100:

rightMotorSpeed = 100

leftMotorSpeed = leftMotorSpeed - rightMotorSpeed +100

ако е оставенMotorSpeed <-100:

leftMotorSpeed = -100

ако rightMotorSpeed <-100:

rightMotorSpeed = -100

# задействайте двигателите

set_speed (leftMotorSpeed, rightMotorSpeed)

задвижване ()

# печат ((грешка, скорост на двигателя))

с изключение:

# в случай, че попаднем в някакъв непоправим проблем

пропуск

# и поддържайте честотата на контура

end_time = ticks_us ()

delay_diff = (end_time - start_time) /1000

if1000.0/ update_rate - delay_diff> 0:

сън (1000.0/ update_rate - delay_diff)

вижте rawgigglebot_tuned_line_follower.py, хоствано с ❤ от GitHub

Стъпка 5: Оставете го да работи

Има 2 бутона на BBC micro: bit: бутон A и бутон B:

• Натискането на бутон А настройва GiggleBot да следва реда (ако има такъв).
• Натискането на бутон B спира GiggleBot и нулира всичко, така че да можете да го използвате отново.

Силно се препоръчва да не вдигате GiggleBot, докато той следва ред, и след това да го върнете обратно, тъй като грешката, която се изчислява, може да се натрупа и напълно да обърка маршрута на робота. Ако искате да го повдигнете, натиснете бутона B и след това, когато го поставите обратно, натиснете отново A.