| Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision |
| et:projects:3pi:linefollow [2015/11/12 09:42] – kaupo.raid | et:projects:3pi:linefollow [2020/07/20 09:00] (current) – external edit 127.0.0.1 |
|---|
| ====== Joonejärgimise algoritm ====== | ====== Joonejärgimine 3pi robotiga ====== |
| | |
| | ==Pololu QTR infrapunaandurite seadistamine ja lugemine== |
| | |
| | QTR andurite lugemisel on vaja eelnevalt andurid initsialiseerida. Vastav funktsioon on "pololu_3pi_init(2000)", mis seadistab andurite lugemise viite Timer2 klikkide arvu järgi ( soovituslik vahemik 1000-4000). ATmega328p mikrokontrolleri töötab taktsagedusel 20Mhz, kuid Timer2 taktsagedus on jagatud 8-ga, mis teeb 2,5Mhz. Arvutuslikult üks Timer2 klikk kestab T = 1/2500000 = 0,4us. Järelikult 2000 klikki annab 2000*0,4us = 800us = 0,8ms. Selle aja jooksul mõõdab mikrokontroller iga anduri madalasse (LOW ehk 0) olekusse jõudmise aega. Mida rohkem valgust peegeldub pinnalt seda kiiremini saabub anduri madal olek. Kui 0,8ms jooksul madalat olekut ei saabunud, siis tuvastab mikrokontroller selle siiski kõige tumedamaks pinnaks. Andurite lugemise funktsioon on "read_line(sensors,IR_EMITTERS_ON)", mis ootab parameetriteks andurite lugemite salvestamiseks viie elemendiga massiivi (nt. unsigned int sensors[5]) ja lugemise režiimi (nt. IR_EMITTERS_ON). Enne andurite lugemise implementeerimist on soovituslik teostada ka kalibreerimine funktsiooniga "calibrate_line_sensors(IR_EMITTERS_ON)". Funktsioon leiab iga anduri jaoks kõige heledama ja kõige tumedama pinna väärtuse. Funktsiooni tuleb kasutada mitu korda, et kõik andurid oleks olnud nii valgel taustal kui ka mustal joonel. Soovituslik on kalibreerimine automatiseerida, kuna parima tulemuse saamiseks tuleb seda teostada enne igat sõitu. |
| | |
| | Andurite lugemise funktsioon (read_line(sensors,IR_EMITTERS_ON)) tagastab kaalutud keskmise andurite väärtuse vastavalt valemile: |
| | 0*value0 + 1000*value1 + 2000*value2 + ... |
| | -------------------------------------------- |
| | value0 + value1 + value2 + ... |
| | Funktsioon loeb iga anduri väärtuse vahemikus 0 kuni 1000, mis on vastavalt kalibratsioonile kõige heledama ja kõige tumedama pinna väärtusele vastavusse seatud. Edasi korrutatakse iga anduri väärtus läbi vastava kaaluteguriga. Alustades kõige vasakpoolseimast andurist on kaalutegurid vastavalt 0, 1000, 2000 jne. Lõpuks jagatakse kõigi kaaluteguritega korrutatud andurite summa veel kõigi andurite summaga. Valemi tulemuseks on väärtus vahemikus 0 kuni 4000. Seega kui ainult kõige vasakpoolsem andur näeb musta joont, siis on tagastatav väärtus 0. Vasakult kolmanda anduri puhul on see 2000 ja kõige parempoolsema korral 4000. Valemi hea omadus on see, et joone positsioon on paremini määratav, sest teada on ka olekud kui must joon on kahe anduri vahepealses osas. Lisaks kui tekib olukord et näeb rohkem kui üks andur siis valem leiab kõigi andurite summa järgi umbkaudse joone asukoha. |
| | |
| | |
| | ==Lihtsa algoritmiga joonejärgija programm== |
| |
| Tegemist on Pololu poolt koostatud näiteprogrammiga, mis kasutab lihtsat algoritmi joone järgimiseks. Algoritm vajab töötamiseks musta joont valgel taustal. Programm tutvustab automaatset andurite kalibreerimist, infrapunaandurite kasutamist, mootorite juhtimist, LCD-le kirjutamist ja helide mängimist piezo heligeneraatorist. Tegemist on hea alusega, millest saab edasi arendada juba keerukama algoritmi, mis kasutab PID kontrollerit. | Tegemist on Pololu poolt koostatud näiteprogrammiga, mis kasutab lihtsat algoritmi joone järgimiseks. Algoritm vajab töötamiseks musta joont valgel taustal. Programm tutvustab automaatset andurite kalibreerimist, infrapunaandurite kasutamist, mootorite juhtimist, LCD-le kirjutamist ja helide mängimist piezo heligeneraatorist. Tegemist on hea alusega, millest saab edasi arendada juba keerukama algoritmi, mis kasutab PID kontrollerit. |
| {{:et:projects:3pi:joonejargija_algoritm.png?600|Joonejärgija algoritmi olekud}} | {{:et:projects:3pi:joonejargija_algoritm.png?600|Joonejärgija algoritmi olekud}} |
| |
| | Programmi initsialisseerimise funktsioon on hästi pikk ja lohisev, kuid ei tasu selle osas ära ehmatada kui kõike kohe ei mõista. Targem on initsialiseerimise funktsiooni mitte muuta, kui ei tea täpselt mida teed. Põhiline joonejärgimise algoritm jookseb aga main() funktsiooni while tsüklis, mis asub programmi alumises osas. \\ |
| |
| Pololu QTR infrapunaandurid | <private> |
| | __Joonejärgimise algoritmi kohta saab rohkem lugeda Pololu näidisprojektist: [[https://www.pololu.com/docs/0J21/7|3Pi line following]].__ |
| QTR andurite lugemisel on vaja eelnevalt andurid initsialiseerida. Vastav käsk on "pololu_3pi_init(2000);", mis seadistab andurite lugemise viite Timer2 klikkide arvu järgi ( soovituslik vahemik 1000-4000). ATmega328p mikrokontrolleri töötab taktsagedusel 20Mhz, kuid Timer2 taktsagedus on jagatud veel 8-ga, mis teeb 2,5Mhz. Arvutuslikult üks Timer2 klikk kestab T = 1/2500000 = 0,4us. Järelikult 2000 klikki annab 2000*0,4us = 800us = 0,8ms | |
| | |
| // 3pi roboti andurite lugemise seadistamine | |
| // Kasutab väärtust 2000, mis määrab aja, mille jooksul võetakse üks lugem | |
| // Vastavalt 2000*0.4 us = 0.8 ms, 20 MHz juures töötaval mikrokontrolleril | |
| pololu_3pi_init(2000); | |
| |
| <code c> | <code c> |
| } | } |
| </code> | </code> |
| | |
| | |
| | </private> |
