পিআইডি নিয়ন্ত্রিত বল ব্যালেন্সিং স্টুয়ার্ট প্ল্যাটফর্ম: 6 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

প্রেরণা এবং সামগ্রিক ধারণা:

প্রশিক্ষণে একজন পদার্থবিজ্ঞানী হিসাবে, আমি স্বাভাবিকভাবেই আকৃষ্ট, এবং শারীরিক সিস্টেম বুঝতে চাই। আমি জটিল সমস্যাগুলিকে তাদের মৌলিক এবং অপরিহার্য উপাদানে ভেঙে সমাধান করার জন্য প্রশিক্ষণ দিয়েছি, তারপর সমস্যাটি সেখান থেকে আবার তৈরি করা। যদিও আমি প্রথম নীতি থেকে মেকানিক্স এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম শিখছি, আমি এখনও তাদের কিছু শারীরিক প্রয়োগে ব্যবহার করতে পারিনি। আমি অবশেষে একটি রোবট তৈরি করে এই সুযোগটি পেয়ে যাব যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণের তত্ত্ব ব্যবহার করে একটি বলকে সমতল, সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত প্ল্যাটফর্মে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভারসাম্য বজায় রাখে!

এই কিভাবে যা টেকনিক্যালি বুদ্ধিমান হ্যাকার, প্রোগ্রামার বা ইঞ্জিনিয়ারের জন্য বোঝানো হয়েছে, আমরা আমাদের মাইক্রোকন্ট্রোলার প্ল্যাটফর্ম হিসাবে একটি Arduino Uno ব্যবহার করব। ক্লোজড ফিডব্যাক লুপ প্রথমে শুরু হয় যখন এটি একটি সমতল স্পর্শ প্রতিরোধী স্ক্রিনে পড়ে থাকা একটি কঠিন ধাতব বলের অবস্থান অনুভব করে, যা বলগুলিকে তাত্ক্ষণিক অবস্থানে ফিরিয়ে দেয়। এই অবস্থানটি তারপর একটি আনুপাতিক-অবিচ্ছেদ্য-ডেরিভেটিভ (পিআইডি) নিয়ামককে খাওয়ানো হয়, যা আমরা আরডুইনো ইউনোতে প্রোগ্রাম করেছি। আমি এই কোডটি ওপেন সোর্স করেছি এবং প্রকল্পে সংযুক্ত করেছি। কন্ট্রোলারকে টেবিলে ব্যবহারকারীর নির্বাচিত অবস্থানে বল পুনরুদ্ধার করার দায়িত্ব দেওয়া হয়, এমনকি উল্লেখযোগ্যভাবে বিরক্ত হলেও। আমরা যে স্ট্রাকচারাল সাপোর্টিং প্ল্যাটফর্মটি ব্যবহার করবো সেটি "স্টুয়ার্ট প্ল্যাটফর্ম" নামে পরিচিত এবং এটি সার্ভো মোটর দ্বারা চালিত ছয়টি স্বতন্ত্র সংযোগকারী রড দ্বারা সমর্থিত যা ছয় ডিগ্রি পর্যন্ত স্বাধীনতা প্রদান করবে; X, Y এবং Z অনুবাদ, রোল, পিচ এবং ইয়াও (যথাক্রমে X, Y, এবং Z অক্ষ সম্পর্কে ঘূর্ণন)। এই ধরনের একটি অত্যন্ত ভ্রাম্যমান প্ল্যাটফর্ম নির্মাণ এবং প্রোগ্রামিং এর নিজস্ব চ্যালেঞ্জ, তাই এই প্রকল্পের জন্য, আমরা কেবল স্বাধীনতার পিচ এবং রোল ডিগ্রির প্রতি আহ্বান জানাব, অন্যদেরকে কার্যকারিতার upgraচ্ছিক আপগ্রেড হিসাবে রেখে দেব, যদি ব্যবহারকারী ইচ্ছা করে। প্ল্যাটফর্মের সাথে স্ট্যাটিক ব্যবহারকারীর নির্ধারিত পজিশনের যেকোনো একটিতে বল সরানোর পাশাপাশি, উন্নত প্রোগ্রামাররা প্রোগ্রামটিকে উন্নত করা এবং ব্যবহারকারীর আধা-ক্রমাগত ট্রেস সহ আমাদের স্ট্যাটিক, ব্যবহারকারীর সংজ্ঞায়িত অবস্থান প্রতিস্থাপন করে কিছু প্যানাচ যোগ করা সহজ হবে। সংজ্ঞায়িত পথ, যেমন একটি চিত্র আট, বৃত্তাকার গতিপথ, আপনার নাম অভিশাপ, অথবা আমার প্রিয় কারো স্টাইলাস বা তাদের নিজস্ব মোবাইল ডিভাইসে আঙুলের লাইভ স্ট্রিম! শুভ হ্যাকিং!

ধাপ 1: উপকরণ পান

উপকরণ প্রয়োজন:

1. 1/4 "এবং 1/8" এক্রাইলিকের কয়েকটি শীট

2. 6 - Servo মোটর (আমরা HS5485HB Servo’s ব্যবহার করেছি)

3. 6 - থ্রেডেড (নিয়মিত) সংযোগকারী রড

4. 6 - সিএনসি মেশিনেড সার্ভো আর্মস সামঞ্জস্যের জন্য একাধিক গর্ত সহ

5. 12 - হেইম জয়েন্ট রড শেষ

6. 6 - রড (নিয়মিত)

7. 1- 17”ফাইভ ওয়্যার রেসিস্টিভ টাচ স্ক্রিন প্যানেল ইউএসবি কিট (বল বহন করার ইন্দ্রিয় অবস্থান)

ধাপ 2: উপকরণ প্রস্তুত করুন

এক্রাইলিক কাট পাওয়ার সর্বোত্তম উপায় হল একটি লেজার ক্যাম ব্যবহার করা। একজনের অ্যাক্সেস কঠিন হতে পারে, তাই এক্রাইলিক সহজেই কাটতে পারে যে কোনও কাটিয়া সরঞ্জাম ব্যবহার করে আপনি পরিচিত, সঠিকভাবে প্রশিক্ষিত এবং নিরাপদে কাজ করতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ যদি আমি বাড়িতে এটি করতাম, আমি একটি হাত মোকাবেলা করাত ব্যবহার করতাম। স্টুয়ার্ট প্ল্যাটফর্মের সামগ্রিক আকৃতিটি আমার নির্মিত মডেলের সাথে ঠিক মেলে না। যাইহোক, আমি কয়েকটি সরলীকরণের সুযোগ নির্দেশ করতে চাই। প্রথমত, স্ট্যান্ডার্ড দুইয়ের পরিবর্তে তিনটি ভিত্তি ব্যবহার করে স্বাধীনতার পিচ এবং রোল ডিগ্রী ম্যাপ করা অনেক সহজ। এটি বাস্তব প্ল্যাটফর্মের সাথে সংযোগকারী রডের সংযুক্তিকে একটি সমবাহু ত্রিভুজ করে তৈরি করা হয়। এটি আপনাকে স্ক্র্যাচ থেকে স্বাধীনতার পিচ এবং রোল ডিগ্রী (DOF) খুঁজে বের করার সমস্ত জটিলতা উপেক্ষা করতে দেয়, পরিবর্তে আমরা 3 টি অ-রৈখিকভাবে স্বাধীন "ভিত্তি" ব্যবহার করি যা কেবল ত্রিভুজের সেই কোণের মানচিত্র। আপনার বা আমি এই ভিত্তিতে সমন্বয় লিখতে চ্যালেঞ্জিং হবে, কিন্তু এই ভিত্তির আন্তdeনির্ভরতা সহজেই কোড দ্বারা পরিচালিত হয়। এই সরলীকরণের ধারণাটি জ্যামিতির সমস্ত জটিলতা উপেক্ষা করার চাবিকাঠি। বিস্তারিত জানার জন্য ছবি এমএস পেইন্ট গ্রাফিক এবং হোয়াইটবোর্ড ছবি দেখুন।

একবার টুকরাগুলি কাটা হয়ে গেলে, আপনাকে সমস্ত গর্ত ড্রিল করতে হবে, যেখানে আপনার সংযোগকারী রড এবং বলের জয়েন্টগুলি সংযুক্ত থাকে। আপনি যে সঠিক হার্ডওয়্যারটি ব্যবহার করছেন তার সাথে গর্তের আকারের সাথে মিল রাখতে সাবধান হন। আপনার নির্বাচিত ফাস্টেনারগুলি কাজ করার জন্য এটি গুরুত্বপূর্ণ। গর্তের আকারগুলি আপনার ফাস্টেনারের জন্য কোন আকারের ট্যাপের প্রয়োজন হবে তার উপর ভিত্তি করে। এটি করার জন্য, নির্দিষ্ট ট্যাপ সাইজ, পিচ এবং থ্রেড টাইপ (ফাইন বনাম কোর্স) এর জন্য একটি অনলাইন রেফারেন্স খুঁজুন। আমি এক্রাইলিকের জন্য কোর্স থ্রেডের সুপারিশ করি, কিন্তু যদি আপনাকে সূক্ষ্ম থ্রেড ব্যবহার করতে হয় তবে এটি কাজ করা উচিত, যেহেতু আমরা যাই হোক না কেন ব্যবহার করেছি। এখন সমাবেশে যাওয়ার সময়।

ধাপ 3: উপকরণ একত্রিত করুন

উপকরণের জন্য সাবধানে উপকরণ একত্রিত করুন। বিশেষ করে সাবধান থাকুন যাতে কোন স্ক্রু না থাকে। একবার এটি হয়ে গেলে, আপনাকে আকার পরিবর্তন করে এবং বড় গর্ত ড্রিল করে এবং সেগুলি ট্যাপ করে হার্ডওয়্যার পরিবর্তন করতে হবে, অথবা আপনাকে এক্রাইলিকের সম্পূর্ণ নতুন টুকরো কাটাতে হবে। স্পর্শ প্রতিরোধী পর্দার সাথেও সতর্কতা অবলম্বন করুন। এটা ভঙ্গুর !!! এটি সব শেষে কাচের পাতলা স্তর। মনে রাখবেন যে আমরা নিজেরাই একটি দুর্ঘটনা করেছি।

ধাপ 4: প্রোগ্রামিং

প্রোগ্রামিং কিছু সময় নিতে পারে। এই যেখানে আপনার প্রোগ্রামিং দক্ষতা সত্যিই বন্ধ দিতে পারে। আপনি স্ক্র্যাচ থেকে কোড লিখতে সক্ষম হতে হবে না, কিন্তু যদি আপনি একটি ভাল মন্তব্য এবং সংগঠিত সোর্স কোড সংশোধন করতে পারেন, তাহলে এটি জীবনকে অনেক সহজ করে তোলে। এখানে আমাদের সোর্স কোডের লিঙ্ক দেওয়া হল: https://github.com/a6guerre/Ball-balanced-on-Stew…, নিজেকে সাহায্য করুন! এটি অবশ্যই অপ্টিমাইজ করা হয়নি, কিন্তু কাজটি সম্পন্ন করেছে! মনে রাখবেন যে আমরা নিয়ন্ত্রণ মানচিত্রের জন্য তিনটি পৃথক অ-অস্থায়ী, অ-রৈখিক স্বাধীন ভিত্তি ব্যবহার করছি। আমরা কেবল x, y তে সবকিছু পড়ছি এবং A, B, এবং C- এ ম্যাপিং করছি। এই প্রতিক্রিয়াটি বিশ্বব্যাপী টিউন করা হয় যাতে আমরা সিস্টেমটি কতটা কম বা কম তা সামঞ্জস্য করতে পারে।

ধাপ 5: পরীক্ষা

এখানে আমরা স্বাধীনতার ডিগ্রী পরীক্ষা করি। এখন লক্ষ্য করুন কিভাবে আমাদের তিনটি ভিত্তি পরিশোধ করে! উদাহরণস্বরূপ, DOF রোল পেতে, আমরা কেবল বাম দিকে একটি ইউনিট নিচে যাই, ডানদিকে একটি ইউনিট উপরে যাওয়ার সময়, এবং অন্য দিকের জন্য বিপরীতভাবে। আপনার টাচ স্ক্রিন থেকে গোলমাল ফিল্টার করার জন্য যথেষ্ট ভাল কাজ করাও গুরুত্বপূর্ণ। আপনার পিআইডি -তে খাওয়ার জন্য ভাল ডেটা থাকা খুবই গুরুত্বপূর্ণ।

ধাপ 6: সূক্ষ্ম সুর এবং উপভোগ করুন

পরীক্ষার পর্বটি ছিল কেবল বাগগুলি বের করার জন্য। এখানে, আমরা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাগুলিকে সূক্ষ্ম সুর করার দিকে মনোনিবেশ করি। এটি একটি প্রিসেট অ্যালগরিদম দিয়ে সর্বোত্তমভাবে সম্পন্ন করা হয়। আমার প্রিয় এটি একটি সমালোচনামূলক স্যাঁতসেঁতে সমস্যার মতো, আহেম! আমি একজন পদার্থবিদ! তাই আপনি dampening শব্দ বন্ধ! অর্থাৎ ডেরিভেটিভ টার্ম, যা ড্র্যাগ টার্মের মত কাজ করে। এখন বলটি দুলবে! যাইহোক, লক্ষ্য হল দোলনাগুলিকে যথাসম্ভব হারমোনিকের কাছাকাছি নিয়ে যাওয়া, বৃদ্ধি বা ক্ষয় না হওয়া, যতটা সম্ভব আপনি করতে পারেন। একবার এটি হয়ে গেলে, আপনি ডেরিভেটিভ শব্দটি চালু করুন এবং যত তাড়াতাড়ি সম্ভব ভারসাম্য ফিরে না আসা পর্যন্ত সামঞ্জস্য করুন। এই যখন সমালোচনামূলক dampening অর্জন করা হয়। যাইহোক, যদি এটি কাজ না করে তবে পিআইডি নিয়ন্ত্রিত সিস্টেমগুলির জন্য আরও অনেক প্রমাণিত টিউনিং স্কিম রয়েছে। আমি এটি উইকিপিডিয়ায় পেয়েছি, পিআইডি নিয়ন্ত্রকের অধীনে। আমার প্রকল্পটি দেখার জন্য আপনাকে অনেক ধন্যবাদ, এবং দয়া করে যেকোনো প্রশ্নের সাথে যোগাযোগ করুন, আপনার যেকোনো প্রশ্নের উত্তর দিতে পেরে আমি খুশি হব। বিশেষ দ্রষ্টব্য: আমি উল্লেখ করতে চাই যে এই প্রকল্পটি শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত মিরাকল ম্যাক্স গুয়েরো দ্বারা সম্পন্ন করা হয়েছিল, এবং আমি মাত্র চার সপ্তাহের মধ্যে করেছি, যার মধ্যে ছিল নতুন পর্দার জন্য দুই সপ্তাহ অপেক্ষা করা, যা আমাদের প্রথম একের পর ভেঙ্গে তাই দয়া করে ক্ষমা করুন এটি নিখুঁত পারফরম্যান্স থেকে অনেক দূরে। শুভ হ্যাকিং!