PCB DIY Linefollower: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Neste instrutível, mostrarei como projetei e criei meu primeiro PCB linefollower.

O Linefollower terá que viajar ao redor do parcour acima a uma velocidade de cerca de 0,7 m / s.

Para o projeto, escolhi o ATMEGA 32u4 AU como controlador pela sua simplicidade e facilidade de programação. Os sensores usados para seguir a linha são 6 sensores ópticos do tipo QRE1113GR. Esses são sensores analógicos. Como usamos o ATMEGA nomeado, estamos limitados a 6 sensores, pois esse chip possui apenas 6 portas analógicas.

Nossos motores são motores 6V DC com engrenagem de metal. Esses são motores minúsculos, mas são potentes o suficiente para esse uso. Esses motores serão alimentados por um H-Bridge, o DRV8833PWP, usando PWM.

Este é o coração do nosso Linefollower. Outros detalhes serão explicados a seguir.

Etapa 1: Projetando o Esquema

Para projetar o esquema e o PCB, usei o EAGLE. Este é um software gratuito da Autodesk. É um pouco uma curva de aprendizado usar este programa. Mas é um bom software e é GRATUITO:)

Comecei importando o ATMEGA. É importante inspecionar a folha de dados deste chip. Muitos dos componentes necessários para usar este chip são descritos na folha de dados. Depois de importar todos os componentes necessários, comecei a importar a ponte H e os sensores. Novamente, é importante inspecionar essas planilhas de dados para saber como conectá-las a quais pinos do ATMEGA e quais componentes (resistores, capacitores …) eles precisam.

Eu adicionei o arquivo com todos os componentes usados.

Etapa 2: Projetando o PCB

Meu PCB é dupla face. Isso torna mais fácil colocar uma ampla variedade de componentes em uma área pequena.

Novamente, projetar isso não é fácil, leva tempo para aprender a usar este software, mas existem muitos vídeos educacionais no youtube para ajudá-lo a começar.

Certifique-se de que cada pino do controlador ou componente esteja conectado a algo e que cada caminho tenha a largura necessária.

Etapa 3: Solicitando o PCB

Com os designs acabados, você está pronto para fazer o pedido!

Primeiro você terá que exportar os designs como arquivos gerber.

Encomendei meus PCBs em JLCPCB.com, que recomendo fortemente. Preço justo, envio rápido e placas de boa qualidade.

Etapa 4: soldando seu PCB

Depois de receber o PCB, você pode começar a soldar todos os componentes nele.

Bom fluxo, uma estação de solda regulada por temperatura e um suporte de PCB são altamente recomendados.

Existem bons vídeos no youtube sobre como soldar componentes SMD (Louis Rossman é um herói nisso).

Etapa 5: Flashing Bootloader

Depois que o PCB for soldado com sucesso, é hora de atualizar o bootloader para o ATMEGA.

Siga este link para ajudá-lo nisso:

Etapa 6: Programando o Linefollower

Após fazer o flash do bootloader, você poderá acessar o linefollower no Arduino IDE.

Escrevi o programa abaixo para o seguidor de linha.

Ele usa um controlador PID para poder seguir a linha da melhor maneira possível.

Etapa 7: Configurando o Controlador PID

Para configurar o controlador PID, existem alguns valores a serem configurados.

Kp: é a amplificação, regula a velocidade com que o seguidor de linha reage a um erro. Para configurar o controlador PID, é recomendado chegar o mais próximo possível de um sistema estável configurando apenas o valor Kp.

Ki: Isso integra o erro e, por meio disso, corrigirá o erro bastante brutal. Depois de configurar o Kp, o Ki pode ser configurado, o Kp deverá ser reduzido em condições normais para poder ter um sistema estável com o Ki adicionado.

Kd: Isso diferencia os erros. Se o seguidor de linha estiver oscilando, Kd deverá ser aumentado até que ele pare de oscilar.