AlphaBot: Geregelte Fahrt mit Linienverfolger

Aus HSHL Mechatronik
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Abb. 1: Geregelte Fahrt mit Linienverfolger
Abb. 2: AlphaBot 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_Messung und E28b_IR_Line_Tracking_Sensor in 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: ˆ PIDRegler.pap ˆ PIDRegler.ino ˆ PID_Parametervariation.xslx Prof.

Aufgabe 8.3: Nachhaltige Doku

Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Tutorials

Demos

  • E28_IR_Line_Tracking_Sensor_Messung
  • E28b_IR_Line_Tracking_Sensor

Literatur


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