AlphaBot: Geregelte Fahrt mit Linienverfolger
Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester
Inhalt
Lernziele
Nach Durchführung dieser Lektion können Sie
Vorbereitung/Hausaufgabe
Bereiten Sie diese Aufgabe für den Praktikumstermin vor.
- Planen Sie jede Aufgabe als PAP.
- Nehmen Sie den Linienverfolger anhand der Beispiel
E28_IR_Line_Tracking_Sensor_MessungundE28b_IR_Line_Tracking_Sensorin Betrieb. - Nutzen Sie das Tutorial AlphaBot_Linienverfolgungsssensor zur Einarbeitung.
- Kalibrieren Sie den Sensor.
- Beantworten Sie die Lernzielkontrollfragen.
- Ohne umfangreiche Vorbereitung werden Sie nicht zum Praktikum zugelassen.
Lernzielkontrollfragen
Lernzielkontrollfragen:
- Wie funktioniert der Linienverfolgungssensors technisch?
- Arbeitet der Sensor passiv?
- Welche Bauteile kommen in Sender und Empfänger zum Einsatz?
- Welche Wellenlänge hat das ausgesendete Licht? Ist dieses sichtbar?
- Wieso und wie wird der Sensor kalibriert?
- Erläutern Sie wie und wieso ein gewichteter Mittelwert gebildet wird.
- Welchen Messbereich hat das Sensorsystem?
- Welcher Wert dient als Sollwert?
Versuchsdurchführung
Aufgabe 8.1: 2-Punkt-Regler
Programmieren Sie einen 2-Punkt-Regler, damit der AlphaBot der schwarzen Linien folgt. Der 2-Punkt-Regler fährt beispielsweise nach rechts, wenn er hell sieht und nach links, wenn er Schwarz sieht. So "hangelt" er sich zappelig an der Linie entlang.
Arbeitsergebnissse: ZweiPunktRegler.pap, ZweiPunktRegler.ino
Aufgabe 8.2: PD-Regler
Programmieren Sie einen PID-Regler gem?a� bild 3.1, damit der AlphaBot der schwarzen Linien folgt. Planen Sie zuvor das Programm als PAP. u(t) = KP � e(t) + KI � � t 0 e(� )d� + KD � d dt e(t) Bild 3.1: Regelkreis f?ur den Linienverfolgungs-Algorithmus 1. W?ahlen Sie den Sollwert als Konstante. 2. In welchem Bereich bewegt sich der Istwert? 3. Setzen Sie die Motorsteuerung mit dem Befehl MotorRun(L,R)um, wobei gilt L;R 2 [250; 250]. 4. Experimentieren Sie, welche Parameter PID die besten Ergebnisse liefern. 5. Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse systematisch tabellarisch. N?utzliche Links: [4, 5, 7, 9] Arbeitsergebnisse: PIDRegler.pap PIDRegler.ino PID_Parametervariation.xslx Prof.
Aufgabe 8.3: Nachhaltige Doku
Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.
- Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
- Halten Sie die Programmierrichtlinie für C und die Programmierrichtlinien für MATLAB® ein.
- Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für MATLAB, Header Beispiel für C).
- Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log
Tutorials
Demos
E28_IR_Line_Tracking_Sensor_MessungE28b_IR_Line_Tracking_Sensor
Literatur
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