Bộ điều khiển PID - ứng dụng phần 2 - xe dò line dùng thuật toán PID

Tiép nối bài viết về xe dò line cảm ơn Đỗ Hữu Toàn đã viết hộ mình phần 4. hôm nay mình sẽ làm cho chiếc xe dò line đi mượt và có hồn hơn 

Các bạn chuẩn bị phần cứng như phần 4 có điều phải nối lại dây theo code sau mình không muốn nhắc đến phần cứng 

Xây dựng chương trình và thuật toán

Giá trị sensor Vị trí của xe
0 0 1 0 0 chính giữa
1 0 0 0 0 bên phải line
0 0 0 0 1   bên trái line

Như thế này nếu số 1 là giá trị khi nhận ra line thì số 1 càng dịch sang trái hoặc sang phải thì ta có 10 mức lệch line trong cả trường hợp có hai cảm biến cùng phát hiện ra line, khi đó chúng ta sẽ áp dụng PID để tính toán để đưa ra giá trị điều kiển PWM đến mạch cầu H

các giá trị khi lệch line

Giá trị sensor Giá trị tương ứng
0 0 0 0 1 4
0 0 0 1 1 3
0 0 0 1 0 2
0 0 1 1 0 1
0 0 1 0 0 0
0 1 1 0 0 -1
0 1 0 0 0 -2
1 1 0 0 0 -3
1 0 0 0 0 -4
0 0 0 0 0 -5

Lập trình để nhận và chuyển đổi giá trị

void read_sensor_values()
{
  sensor[0]=digitalRead(A0);
  sensor[1]=digitalRead(A1);
  sensor[2]=digitalRead(A2);
  sensor[3]=digitalRead(A3);
  sensor[4]=digitalRead(A4);
  
  if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==1))
  error=4;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==1))
  error=3;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==0))
  error=2;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==0))
  error=1;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=0;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-1;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-2;
  else if((sensor[0]==1)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-3;
  else if((sensor[0]==1)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-4;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
    if(error==-4) error=-5;
    else error=5;

}

Bây giờ là phần quan trọng áp dụng công thức PID ta có code để tính toán đưa ra giá trị điều kiển PWM ( mình tham khảo trên internet nha )

PID_value chính là biến để lưu giá trị điều kiển động cơ
void calculate_pid()
{
    P = error;
    I = I + error;
    D = error – previous_error;
    
    PID_value = (Kp*P) + (Ki*I) + (Kd*D);
    
    previous_error=error;
}
Khi đã có PID_value lúc này chúng ta biết xe đang lệch line như thế nào và cần giá trị nào để phù hợp nhất điều kiển xe đi đúng line 

Motor control

void motor_control()
{
    // Calculating the effective motor speed:
    int left_motor_speed = initial_motor_speed-PID_value;
    int right_motor_speed = initial_motor_speed+PID_value;
    
    // The motor speed should not exceed the max PWM value
    constrain(left_motor_speed,0,255);
    constrain(right_motor_speed,0,255);
    
    analogWrite(9,left_motor_speed);   //Left Motor Speed
    analogWrite(10,right_motor_speed);  //Right Motor Speed
    //following lines of code are to make the bot move forward
    /*The pin numbers and high, low values might be different
    depending on your connections */
    digitalWrite(4,HIGH);
    digitalWrite(5,LOW);
    digitalWrite(6,LOW);
    digitalWrite(7,HIGH);
}

Bây giời đến void loop

void loop()
{
    read_sensor_values();
    calculate_pid();
    motor_control();
}

và đây là hoạt động của xe

Những hình ảnh về dự án: 
Bài viết truyền cảm hứng: 
lên
34 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Các dự án được truyền cảm hứng

Select any filter and click on Apply to see results

Các bài viết cùng tác giả

Bộ điều khiển PID - giới thiệu thuật toán phần 1

Hôm nay mình sẽ giới thiệu với các bạn một thuật toán được sử dụng rộng rãi có thể là ngay xung quanh các bận đang có thiết bị sử dụng thuật toán này. nôm na là thuật toán này giúp thiết bị của bạn điều kiển đến yêu cầu của bạn một cách nhanh nhất chính xác nhất ít sai số mình không nói nhiều về cách xây dựng công thức hay blala về lí thuyết mình chỉ có ý định giới thiệu về ứng dụng của nó và lượng kiến thức của học sinh cấp 3 chắc chắn có sai sót mong mọi người thông cảm góp ý.  

lên
31 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Từ khóa: 

Arduino và hỗ trợ cho người mù qua DỰ ÁN GẬY THÔNG MINH

Mình mong muốn góp một ít kiến thức mình học được từ Arduino.vn để tạo ra những sản phẩm ý nghĩa vì cộng đồng và đặc biệt là những người khuyết tật nói chung và người mù nói riêng thông qua dự án gậy chỉ đường thông minh cho người mù.

lên
34 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.