遠程控制Launchpad機器人

描述

這個項目是在里斯本創(chuàng)客節(jié)的日期越來越近（實際上還有 2 周）時開始的，而我沒有看到我正在參加足夠的項目的機器人俱樂部。那為什么不再做一個呢？
它必須是交互式的，所以我開始瀏覽我們擁有的材料。我個人有滿滿一手的 TI 發(fā)射臺，我記得俱樂部有一些 RF 收發(fā)器和一個操縱桿。還有一堆類似于我使用的機器人平臺。所以決定使用遙控小車。
因為我從未使用過 nRF24L01，所以我使用了 Energia，這是一個用于 TI 啟動板的類似于 Arduino 的 IDE。當我需要時，我仍然可以使用 TivaWare，所以沒什么大不了的。它會快得多。

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汽車：

在整個項目中，汽車沒有太大變化。只是一個 Tiva 發(fā)射板、一個收發(fā)器、一個 5V 穩(wěn)壓器（發(fā)射板然后有 3.3V 穩(wěn)壓器）、一個 DRV8833 電機驅(qū)動器、2 個電機、2 個編碼器、2 個輪子和 2 個腳輪，當然還有電池和底座。?
首先必須開發(fā)速度控制。我從來沒有真正使用過enconders。幸運的是，Tiva 本身有一個 QEI，一個用于編碼器的硬件接口。為此需要 Tivaware。設(shè)置它真的很容易，然后它會給我電機的速度、位置和方向。為此我只使用了速度和方向，然后我將速度加上車輪周長并獲得以厘米/秒為單位的速度。通過測試，我發(fā)現(xiàn)在自由運行時電機可以達到 200cm/s，但我通常將其上限設(shè)置為 120，因為它是最大值。
然后我應(yīng)用了一個真正簡單的 PID，也就是一個 PI。需要進行一些調(diào)整，尤其是對于 I。
循環(huán)速度如此之快，以至于 I 的值會飆升。因此，我沒有使用下面的 Ki，而是使用一個計數(shù)器來經(jīng)常增加 I。這很好用。
然后我只需要讓我們?nèi)绾谓忉尳邮盏降臄?shù)據(jù)包。稍后會看到。

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傳輸數(shù)據(jù)包

完成后，我只需要開發(fā)通過 RF 發(fā)送的數(shù)據(jù)包。我決定像一個特定的數(shù)字，一個命令號（如果將來我想添加更多），左電機方向，左電機速度，右電機方向和右電機速度。
所以基本上設(shè)置機器人以 50 的速度向前移動是 {15, 3, 1, 50,1,50}。

請注意，這些是數(shù)字，而不是數(shù)字的字符表示。所以如果我發(fā)送 speed 0 讓它停止，它就不會工作。數(shù)字 0 代表字符串的空終止符，因此庫不會在 0 之后發(fā)送任何內(nèi)容 - 為了解決這個問題，255 將成為 0，255 意味著為該電機發(fā)送的速度為 0。

現(xiàn)在的方向，向后和向前。這是第 3 和第 5 個數(shù)字。1 向前。但是 -1 不是倒退 - 我出于某種原因改為使用 2，現(xiàn)在我只是順其自然。

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控制器

好吧，機器人很簡單。它只需要接收電機速度并交付。
為此，我想使用新的 Educational Boosterpack MKII。它的組件和形狀看起來很完美。?
為了控制一切，我首先使用 Tiva 進行測試，但對于像這樣的電池供電設(shè)備來說，這會消耗太多電量。我想使用 MSP432 launchpad，但不幸的是，用于 LCD 的 Energia 庫存在一些錯誤。所以下一個最好的東西 - MSP430F5529 啟動板。

但是讓我們再看看開發(fā)過程：
控制器是需要更多功能的地方。
所以首先我從操縱桿開始。

僅操縱桿控制

我嘗試使用 Y 軸控制機器人的速度和移動方向（向前和向后），而 X 軸控制轉(zhuǎn)動。??

Y很簡單。設(shè)置中間值，應(yīng)該在2047左右。做Y_Value-MiddleValue就行了。這將在前進時為您提供正值，在后退時為負值。將其轉(zhuǎn)換為百分比：(Y_Value-MiddleValue)/2048，您可以乘以電機的最大速度，從而可以像這樣控制當前速度。
如果百分比是負數(shù)，那么它就會倒退。
現(xiàn)在是 X。請注意，這個機器人像坦克一樣轉(zhuǎn)動，而不像汽車。它沒有可以轉(zhuǎn)動的輪子。您需要將一個輪子轉(zhuǎn)得比另一個輪子轉(zhuǎn)得快才能轉(zhuǎn)彎，或者一個輪子朝一個方向轉(zhuǎn)動，另一個輪子朝另一個方向轉(zhuǎn)動。
因此，對于轉(zhuǎn)彎，我采用了相同的方法來獲得百分比。完全相同的。
現(xiàn)在取決于該值是負值還是正值，它會乘以其中一個電機的速度，從而降低它。
如果你把操縱桿向左推，那么左邊的電機就會變慢，如果你把它向右推，那么右邊的電機就會變慢。
我不太喜歡這種類型的控制。因為您對轉(zhuǎn)彎和速度都沒有太多控制權(quán)。如果你將操縱桿向前推得太多，那么你就不能將它向兩側(cè)推太多——這是一個圓圈，它不能那樣工作。
后來我用總半徑而不是 Y 軸控制速度進行了測試。但只有在測試了下一個模式之后，我才會提到——我也反對半徑速度控制的原因。

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為速度控制添加一個電位器

所以我決定加一個鍋來控制速度。電位器是單圈線性的，比操縱桿提供更大的分辨率和控制。使用與 Y 軸相同的數(shù)學運算。
唯一不幸的是沒有彈回中間位置。?
操縱桿 X 軸仍用于轉(zhuǎn)動。

為了避免機器人失控，操縱桿按鈕被用作緊急停止裝置。片刻之后，您可以再次按下它以重新開始。?
但是很難知道速度是否設(shè)置為停止，所以它不會有太大幫助。LCD 用于向用戶提供速度反饋。

傾斜模式 > 然后使用加速度計添加了 2 種模式。
首先，您將通過傾斜來控制整個事情。向前和向后傾斜是為了控制機器人移動的速度和方向（向前或向后）。向兩側(cè)傾斜會告訴它轉(zhuǎn)動。

第二種傾斜模式將使用操縱桿向前或向后移動，傾斜只會控制轉(zhuǎn)向。使用這種傾斜模式比以前更容易。

添加 LCD 以獲取反饋>我打算將 TI boosterpack 與 LCD 一起使用，所以為什么不使用它來提供反饋。最有用的是通過電位器設(shè)置速度，但它也允許為所需的控制模式提供一個選擇菜單。

您可以在最終產(chǎn)品中看到非常簡單的菜單：

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在獲得 boosterpack 之前的所有這一切都生成了這個令人困惑的原型：

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將其全部集成到一個控制器中

好了，Boosterpack 到了，它很容易安裝在發(fā)射臺的頂部。但是 5V 和 3.3V 電源呢？收發(fā)器？鍋呢？
必須制作一個小的助推器包：

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背面 boosterpack - 在此圖片中，收發(fā)器未安裝在母頭上

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之后是時候安裝它了：

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頂視圖

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側(cè)面圖

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最后的結(jié)果：

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控制器與小車并排

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