DIY Linefollower PCB: 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Dans ce instructable, je vais vous montrer comment j'ai conçu et créé mon premier PCB linefollower.

Le suiveur devra parcourir le parcours au-dessus à une vitesse d'environ 0,7 m/s.

Pour le projet, j'ai choisi l'ATMEGA 32u4 AU comme contrôleur en raison de sa simplicité et de sa facilité de programmation. Les capteurs utilisés pour suivre la ligne sont 6 capteurs optiques de type QRE1113GR. Ce sont des capteurs analogiques. Parce que nous utilisons le nom ATMEGA, nous sommes limités à 6 capteurs, car cette puce n'a que 6 ports analogiques.

Nos moteurs sont des moteurs 6V DC à engrenages métalliques. Ce sont de petits moteurs, mais suffisamment puissants pour cet usage. Ces moteurs seront alimentés par un pont en H, le DRV8833PWP, utilisant PWM.

C'est le cœur de notre Linefollower. D'autres détails seront expliqués ci-dessous.

Étape 1: Conception du schéma

Pour concevoir le schéma et le PCB, j'ai utilisé EAGLE. Il s'agit d'un logiciel gratuit d'Autodesk. C'est un peu une courbe d'apprentissage pour utiliser ce programme. Mais c'est un bon logiciel et c'est GRATUIT:)

J'ai commencé par importer l'ATMEGA. Il est important d'inspecter la fiche technique de cette puce. De nombreux composants nécessaires à l'utilisation de cette puce sont décrits dans la fiche technique. Après avoir importé tous les composants requis, j'ai commencé à importer le pont en H et les capteurs. Encore une fois, il est important d'inspecter ces fiches techniques pour savoir comment les connecter à quelles broches de l'ATMEGA et de quels composants (résistances, condensateurs…) ils ont besoin.

J'ai ajouté le fichier avec tous les composants utilisés.

Étape 2: Conception du PCB

Mon PCB est double face. Cela facilite le placement d'une grande variété de composants sur un faible encombrement.

Encore une fois, la conception n'est pas facile, il faut du temps pour apprendre à utiliser ce logiciel, mais il existe de nombreuses vidéos éducatives sur youtube pour vous aider à démarrer.

Assurez-vous que chaque broche du contrôleur ou du composant est connectée à quelque chose et que chaque chemin a la largeur requise.

Étape 3: Commande du PCB

Avec les designs finis, vous êtes prêt à commander !

Vous devrez d'abord exporter les dessins sous forme de fichiers gerber.

J'ai commandé mes PCB sur JLCPCB.com, que je peux fortement recommander. Prix justes, expédition rapide et planches de bonne qualité.

Étape 4: Souder votre PCB

Après avoir reçu les PCB, vous pouvez commencer à souder tous les composants dessus.

Un bon flux, une station de soudure à température régulée et un support PCB sont fortement recommandés.

Il existe de bonnes vidéos youtube sur la façon de souder des composants SMD (Louis Rossman est un héros dans ce domaine).

Étape 5: Clignotant Bootloader

Une fois le PCB soudé avec succès, il est temps de flasher le bootloader sur votre ATMEGA.

Suivez ce lien pour vous aider:

Étape 6: Programmation du suiveur de ligne

Après avoir flashé le bootloader, vous pourrez accéder au linefollower dans Arduino IDE.

J'ai écrit le programme ci-dessous pour le suiveur de ligne.

Il utilise un contrôleur PID pour pouvoir suivre au mieux la ligne.

Étape 7: Configuration du contrôleur PID

Pour configurer le contrôleur PID, il y a quelques valeurs à configurer.

Kp: c'est l'amplification, elle régule la vitesse à laquelle le suiveur de ligne réagit à une erreur. Pour configurer le contrôleur PID, il est recommandé de se rapprocher le plus possible d'un système stable en configurant uniquement la valeur Kp.

Ki: Cela intègre l'erreur et par la présente, il corrigera l'erreur assez brutale. Après avoir configuré Kp, Ki peut être configuré, Kp devra être abaissé dans des conditions normales pour pouvoir avoir un système stable avec Ki ajouté.

Kd: Cela différencie les erreurs. Si le suiveur de ligne oscille, Kd devra être augmenté jusqu'à ce qu'il cesse d'osciller.