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BASIC4MCU | 질문게시판 | 자이로센서로 리니어액추에이터 길이 조절하기

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작성자 ssnya 작성일2019-12-11 05:22 조회6,715회 댓글2건

본문

	

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위 그림과 같이 기울기에 따라 초록색 다리를 늘려서 수평을 맞추는 동작을 구현하고자 합니다. 

자이로센서(MPU6050)의 기울기에 따라서 리니어 액추에이터(LM4075)의 길이를 조절하려고 합니다.

자이로센서, 액추에이터 각각은 구동이 되는데 함께 합치려니 소스가 달라져서 너무 어렵네요ㅠㅠ

전공생이 아닌데 갑자기 아두이노 프로젝트를 맡게되어서 제 능력으로는 코드 이해가 너무 어려울 따름입니다ㅠㅠ

 

현재까지의 진행상황은 이렇습니다.

 

작동을 시키면,

1. 시리얼 모니터에서 자이로센서의 기울기값이 변하지 않습니다.

처음에는 변하다가 갑자기 어느순간부터 인식이 안되는데, 이건 단순 연결문제 때문일까요....

2. 리니어 액추에이터는 자이로센서와 상관없이 전극 연결방향에 따라서 최대범위까지 늘어나거나 줄어듭니다.

3. Fritzing에서 10개 중 7 네트가 라우팅 되어있고 4개의 연결이 라우팅 되어야 한다고 하는데....

 

사용할 부품은 다음과 같습니다.

- 아두이노 우노 R3

- 자이로센서(MPU6050)

- 모터드라이버(L298N)

- 리니어액추에이터(LM4075)

- 건전지 9V


아래 회로도와 소스 읽어보시고 도와주시면 감사드리겠습니다!

https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-based-self-balancing-robot

위 링크의 로봇의 움직임과 원리가 같다고 생각하여 동일한 소스를 사용했습니다.

이 소스가 제가 원하는 방향과 안맞는걸까요?

 

 

3547486786_YOlEMneG_L298N_DC_Motor_with_Speed_Control_bb.png3Ftype3Dw740
----------------------------------------

#include "I2Cdev.h"

#include

#include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h"

MPU6050 mpu;

 

// MPU control/status vars

bool dmpReady = false;  // set true if DMP init was successful

uint8_t mpuIntStatus;   // holds actual interrupt status byte from MPU

uint8_t devStatus;      // return status after each device operation (0 = success, !0 = error)

uint16_t packetSize;    // expected DMP packet size (default is 42 bytes)

uint16_t fifoCount;     // count of all bytes currently in FIFO

uint8_t fifoBuffer[64]; // FIFO storage buffer

 

// orientation/motion vars

Quaternion q;           // [w, x, y, z]         quaternion container

VectorFloat gravity;    // [x, y, z]            gravity vector

float ypr[3];           // [yaw, pitch, roll]   yaw/pitch/roll container and gravity vector

 

 

// 아래의 4개의 값을 본인의 로봇에 맞게 튜닝

double setpoint= 180; // 지면에서 평형을 유지하는 상태

// 다음은 PID 제어기의 Kp, Ki, Kd 파라메타 설

double Kp = 21; 

double Kd = 0.8; 

double Ki = 140; 

/******파라메터 튜닝 끝*********/

 

double input, output;

PID pid(&input, &output, &setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);

 

volatile bool mpuInterrupt = false;     // MPU6050의 인터럽트 발생유무 확인

void dmpDataReady()

{

    mpuInterrupt = true;

}

 

void setup() {

  Serial.begin(115200);

    // MPU6050 초기화

    Serial.println(F("Initializing I2C devices..."));

    mpu.initialize();

 

    // MPU6050 통신확인

    Serial.println(F("Testing device connections..."));

    Serial.println(mpu.testConnection() ? F("MPU6050 connection successful") : F("MPU6050 connection failed"));

 

    // DMP 초기화

    devStatus = mpu.dmpInitialize();

 

    

    // 기본 옵셋값 설정

    mpu.setXGyroOffset(220);

    mpu.setYGyroOffset(76);

    mpu.setZGyroOffset(-85);

    mpu.setZAccelOffset(1688); 

 

    // 정상동작하는 경우

    if (devStatus == 0)

    {

        // DMP 가동

        Serial.println(F("Enabling DMP..."));

        mpu.setDMPEnabled(true);

 

        // 아두이노 인터럽트 설정

        Serial.println(F("Enabling interrupt detection (Arduino external interrupt 0)..."));

        attachInterrupt(0, dmpDataReady, RISING);

        mpuIntStatus = mpu.getIntStatus();

 

        // DMP 사용가능 상태 설정

        Serial.println(F("DMP ready! Waiting for first interrupt..."));

        dmpReady = true;

 

        // 패킷사이즈 가져오기

        packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize();

        

        //PID 설정

        pid.SetMode(AUTOMATIC);

        pid.SetSampleTime(10);

        pid.SetOutputLimits(-255, 255);  

    }

    else

    {

        // 오류시

        // 1 = 초기 메모리 에러

        // 2 = DMP 설정 오류

        Serial.print(F("DMP Initialization failed (code "));

        Serial.print(devStatus);

        Serial.println(F(")"));

    }

 

    //모터 출력핀 초기화

    pinMode (6, OUTPUT);

    pinMode (9, OUTPUT);

 

   //모터 동작 OFF

    analogWrite(6,LOW);

    analogWrite(9,LOW);

}

 

 

void loop() {

 

    // 오류시 작업중지

    if (!dmpReady) return;

 

    // MPU 인터럽트나 패킷 대기

    while (!mpuInterrupt && fifoCount < packetSize)

    {

        //MPU6050 데이터가 없는 경우 PID 계산

        pid.Compute();   

        

        //시리얼 모니터로 현재 상태 출력

        Serial.print(input); Serial.print(" =>"); Serial.println(output);

               

        if (input>150 && input<200){//로봇이 기울어지는 경우(각도 범위내에서만)

          

        if (output>0) //앞으로 기울어지는 경우

        Forward(); //전진

        else if (output<0) //뒤로 기울어지는 경우

        Reverse(); //후진

        }

        else //로봇이 기울어지지 않은 경우

        Stop(); //모터 정지

        

    }

 

    // reset interrupt flag and get INT_STATUS byte

    mpuInterrupt = false;

    mpuIntStatus = mpu.getIntStatus();

 

    // get current FIFO count

    fifoCount = mpu.getFIFOCount();

 

    // check for overflow (this should never happen unless our code is too inefficient)

    if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024)

    {

        // reset so we can continue cleanly

        mpu.resetFIFO();

        Serial.println(F("FIFO overflow!"));

 

    // otherwise, check for DMP data ready interrupt (this should happen frequently)

    }

    else if (mpuIntStatus & 0x02)

    {

        // wait for correct available data length, should be a VERY short wait

        while (fifoCount < packetSize) fifoCount = mpu.getFIFOCount();

 

        // read a packet from FIFO

        mpu.getFIFOBytes(fifoBuffer, packetSize);

        

        // track FIFO count here in case there is > 1 packet available

        // (this lets us immediately read more without waiting for an interrupt)

        fifoCount -= packetSize;

        mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); //get value for q

        mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q); //get value for gravity

        mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity); //get value for ypr

 

        input = ypr[1] * 180/M_PI + 180;

 

   }

}

 

void Forward() //전진

{

    analogWrite(6,output);

    analogWrite(9,0);

    Serial.print("F"); 

}

 

void Reverse() //후진

{

    analogWrite(6,0);

    analogWrite(9,output*-1);

    Serial.print("R");

}

 

void Stop() //정지

{

    analogWrite(6,0);

    analogWrite(9,0);

    Serial.print("S");

}

 

---------------------------------------------

 

어떤 방향으로 수정하고 공부해야할지 도와주시면 정말 감사드리겠습니다.

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댓글 2

조회수 6,715

master님의 댓글

master 작성일

1. 자이로 센서만으로 각도가 잘 나오는지 체크하세요
2. 자이로센서를 빼고 가변저항을 사용해서 가변저항에 따라서 액츄에이터의 각도 제어가 잘 되는지 체크하세요
3. PID 제어없이 자이로센서 값으로 액츄에이터 각도 제어가 잘 되는지 체크하세요
(PID제어가 없어서 진동이 심할 겁니다.)
4. (ID제어없이) P 제어만 추가해서 적절한 P값을 찾으세요
5. P제어에 I제어만 추가해서 (D제어없이) 적절한 I값을 찾으세요 (P 값은 위에서 찾은 값을 그대로 사용)
6. D제어를 추가해서 적절한 D값을 찾으세요 (PI값은 위에서 찾은 값을 그대로 사용)

ssnya님의 댓글

ssnya 댓글의 댓글 작성일

네 답변 감사드립니다:)

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