Microduino 自平衡小车/zh - 版本历史

Radiumray9@gmail.com：/* 文档 */

2014-10-29T06:36:55Z

‎文档

Radiumray9@gmail.com：/* 材料清单 */

2014-10-29T06:36:15Z

‎材料清单

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2014-05-04T09:35:18Z

‎文档

Pkj：/* 文档 */

2014-05-04T09:32:50Z

‎文档

Pkj：/* 材料清单 */

2014-05-04T06:06:41Z

‎材料清单

Pkj：/* 调试 */

2014-05-04T06:05:43Z

‎调试

Pkj：/* 调试 */

2014-05-04T06:04:54Z

‎调试

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2014-05-04T06:04:02Z

‎视频

Pkj：Created page with "{| style="width: 800px;" |- | ==概述== 项目名称：Microduino自平衡车目的：是两轮小车自动保持平衡难度：中高耗时：4小时 *制作者：Mic..."

2014-05-04T06:03:46Z

Created page with "{| style="width: 800px;" |- | ==概述== *项目名称：Microduino自平衡车 *目的：是两轮小车自动保持平衡 *难度：中高 *耗时：4小时 *制作者：Mic..."

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{| style="width: 800px;"
|-
|
==概述==
*项目名称：Microduino自平衡车
*目的：是两轮小车自动保持平衡
*难度：中高
*耗时：4小时
*制作者：Microduino Studio-ray

==材料清单==
*Microduino设备
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|Microduino-Core||1||核心板
|-
|Microduino-FT232R ||1||下载程序
|-
|Microduino-10dof ||1||获取角度

|}
*其他设备
{|class="wikitable"
|-
|公母头杜邦线||6||连接电机和Microduino
|-
|跳线||若干||连接电路
|-
|L298N电机驱动板||1||驱动电机
|-
|9V干电池||1||给电机和Microduino供电
|-
|9V干电池的电源线||1||连接电池和电机驱动板
|-
|减速电机||2||驱动电机
|-
|轮子||2||平衡车的轮子
|-
|木板||1||用于固定轮子，做为横梁
|-
|螺丝，螺母||若干||固定电机，轮子
|-
|橡皮筋||若干||固定Microduino,L298N

|}

==文档==

L298N说明：

测试程序：

Kalman滤波函数库：https://github.com/TKJElectronics/KalmanFilter

==调试==

*步骤一：组装固定电机，轮子于横梁，然后找四根电线连接电机。

组装好后看起来像这样：
[[File:selfBalanceCar1.jpg||600px|center|thumb]]
[[File:selfBalanceCar2.jpg||600px|center|thumb]]

*步骤二：连接L298N电机驱动板，Microduino，电机，电池。

L298N电机驱动板的引脚功能图如下：
[[File:selfBalanceCarL298N.jpg||600px|center|thumb]]
按着图中的指示把线连后看起来像这样：
[[File:selfBalanceCar3.jpg||600px|center|thumb]]

*步骤三：把连接好的电路和设备固定到平衡车的横梁上

首先先把L298N固定在横梁上，用两个橡皮筋，看起来像这样
[[File:selfBalanceCar4.jpg||600px|center|thumb]]

在本例中，我们采用9V干电池来给L298N和Microduino供电，因为此电池使用和购买很方便：
[[File:selfBalanceCar5.jpg||600px|center|thumb]]

接下来要固定Microduino了，一共有三个Microduino的模块，分别是：
**Microduino-Core
**Microduino-FT232R
**Microduino-10dof
堆叠在一起，在这里要注意10dof的x轴的方向，因为这个例子是以x轴作为基准获取角度来控制小车平衡的，如果方向不正确，自平衡车会无法平衡的。

用来确定x轴的方向你可以在代码里获取角度的位置进行串口输出，在串口中观察x轴的角度变化，确定方向后，平移到小车的横梁上，并用橡皮筋固定好。

固定好后看起来像这样：
[[File:selfBalanceCar6.jpg||600px|center|thumb]]
[[File:selfBalanceCar7.jpg||600px|center|thumb]]
[[File:selfBalanceCar8.jpg||600px|center|thumb]]

好了，以上是硬件部分，下面是软件部分了。

*步骤四：介绍一下平衡车的基本原理:

平衡车之所以可以自己掌握平衡，首先使用了10dof里的加速度和陀螺仪测出的数据通过kalman滤波算法算出一个实时的角度。

平衡的角度是180度，如果测出的角度偏离的180通过PID进行调整输出相应的PWM值给电机，从而保持小车平衡。

PID原理有点像锅炉房里烧锅炉，首先定下来锅炉的恒定温度，比如26摄氏度，锅炉房里的墙上有一个温度计，实时测得锅炉的当时温度。

锅炉房里通常有个老大爷时不时（每十分钟看一次）的看着墙上的温度计，如果温度高了就给锅炉降温，低了就给锅炉升温。

如果让一个没有经验的年轻小伙子来管理锅炉的温度，可以想象温度表的值会上下浮动的，有经验的老大爷会把这个浮动降到最低。

其实PID就是这个烧锅炉的例子，在代码中就有这个故事的影子：

**规定的26度就是setpoint
**当前的温度就是CurrentAngle
**实际值与26度的偏差就是error
**没有经验的小伙子有点像PID中的P
**有经验的老大爷相当于PID了
**每十分钟看一次相当于PID计算的周期时间

在测试程序中看找找这些影子，体会一下PID控制吧。

*步骤五：代码中的函数说明：

Pid()//PID算法

Dof()//通过Kalman滤波计算当前角度

Motors()//控制电机转速

stop()//当角度达到180度时，电机停止

*步骤六：下载代码：

下载Kalman滤波函数到你的IDE的libraries中，重启你的IDE,下载测试代码到Microduino中。

*步骤六：观察电机旋转方向，用手倾斜小车，看看电机旋转方向是不是与倾斜方向相同，有可能是相反的，所以你需要调整电机的正负极，或者修改Motors()函数里的电机转动方向。

*步骤七：好了，看看你的小车运作的怎么样吧，有可能还不稳定吧，那就要调整P, I, D 三个参数的值了，下面是一些调整PID参数值得经验了：

网上广泛流传的PID参数调整的口诀：

参数整定找最佳，从小到大顺序查

先是比例后积分，最后再把微分加

曲线振荡很频繁，比例度盘要放大

曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳

曲线偏离回复慢，积分时间往下降

曲线波动周期长，积分时间再加长

曲线振荡频率快，先把微分降下来

动差大来波动慢。微分时间应加长

理想曲线两个波，前高后低4比1

一看二调多分析，调节质量不会低。

==结果==

平衡车已经有了自己掌握平衡的趋势了，看的出来它很努力的保持平衡，像孩子学走路一样。

==注意问题==

*注意Microduino-10dof模块x轴的方向一定要摆放正确
*注意焊接电机的导线
*代码中I2C.ino不要删除
*在给Microduino考代码时最好把5v的跳线去掉，考好代码后再接上

==视频==
http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2NzgxMjM2.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzg3Nzgw.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzk0MDI0.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzk4ODQ4.html

|}

@@ 第52行： / 第52行： @@
 L298N说明：[[File:l298n.pdf]]
-测试程序：https://github.com/Microduino/Microduino_Tutorials/tree/master/Microduino%20Car
+测试程序：[https://github.com/Microduino/Microduino_Tutorials/tree/master/Microduino%20Car MicroduinoCar]
-Kalman滤波函数库：https://github.com/TKJElectronics/KalmanFilter
+Kalman滤波函数库：[https://github.com/TKJElectronics/KalmanFilter KalmanFilter]
 ==调试==

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 ==文档==
-L298N说明：
+L298N说明：[[File:l298n.pdf]]
 测试程序：https://github.com/Microduino/Microduino_Tutorials/tree/master/Microduino%20Car

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第135行：		第135行：

	下载Kalman滤波函数到你的IDE的libraries中，重启你的IDE,下载测试代码到Microduino中。		下载Kalman滤波函数到你的IDE的libraries中，重启你的IDE,下载测试代码到Microduino中。
−

	*步骤六：观察电机旋转方向，用手倾斜小车，看看电机旋转方向是不是与倾斜方向相同，有可能是相反的，所以你需要调整电机的正负极，或者修改Motors()函数里的电机转动方向。		*步骤六：观察电机旋转方向，用手倾斜小车，看看电机旋转方向是不是与倾斜方向相同，有可能是相反的，所以你需要调整电机的正负极，或者修改Motors()函数里的电机转动方向。

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 |模块||数量||功能
 |-
-|Microduino-Core||1||核心板
+|[[Microduino-Core/zh]]||1||核心板
 |-
-|Microduino-FT232R ||1||下载程序
+|[[Microduino-USBTTL/zh]] ||1||下载程序
 |-
-|Microduino-10dof ||1||获取角度
+|[[Microduino-10DOF/zh]] ||1||获取角度
 |}

@@ 第44行： / 第44行： @@
 |-
 |橡皮筋||若干||固定Microduino,L298N
+|-
 |}
 ==文档==

@@ 第88行： / 第88行： @@
 **Microduino-FT232R
 **Microduino-10dof
 堆叠在一起，在这里要注意10dof的x轴的方向，因为这个例子是以x轴作为基准获取角度来控制小车平衡的，如果方向不正确，自平衡车会无法平衡的。
@@ 第112行： / 第113行： @@
 其实PID就是这个烧锅炉的例子，在代码中就有这个故事的影子：
 **规定的26度就是setpoint
 **当前的温度就是CurrentAngle

@@ 第176行： / 第176行： @@
 ==视频==
 http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2NzgxMjM2.html
 http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzg3Nzgw.html
 http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzk0MDI0.html
 http://v.youku.com/v_show/id_XNzA2Nzk4ODQ4.html
 |}

Microduino 自平衡小车/zh - 版本历史

Radiumray9@gmail.com：/* 文档 */

Radiumray9@gmail.com：/* 材料清单 */

Pkj：/* 文档 */

Pkj：/* 文档 */

Pkj：/* 材料清单 */

Pkj：/* 调试 */

Pkj：/* 调试 */

Pkj：/* 视频 */

Pkj：Created page with "{| style="width: 800px;" |- | ==概述== *项目名称：Microduino自平衡车 *目的：是两轮小车自动保持平衡 *难度：中高 *耗时：4小时 *制作者：Mic..."

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