PYB差速主控底盘开源工程

Проект представляет собой

Это двухколёсная тележка с дифференциальным приводом или робот-платформа, основанная на PYB в качестве однокристального микроконтроллера.

Система хорошо подходит для систем управления двухколёсным дифференциальным приводом. В систему уже интегрированы такие датчики, как одометр и IMU, а также разработана функция последовательной связи с узлом ROS, что делает её подходящей для использования в качестве нижнего узла робота ROS.

Сопровождающие:

• Гао Хунчжи
• Ли Цзяло
• Го Хэ

История версий

pyb-controller-v3.4 2021/4/25

• Значительно улучшен код, добавлены комментарии к параметрам, чтобы различать настраиваемые и системные параметры по умолчанию.
• Интегрировал модуль mpu9250 в driver_flag для выполнения, только считывает 9-осевые значения IMU в однокристальном микроконтроллере, но не отправляет их на верхний узел по умолчанию.
• По умолчанию установил кодировщик как оптический кодировщик, если требуется замена, необходимо изменить параметры PID в main.py и параметры робота и кодировщика в encoder.py.

pyb-controller-v3.3 2021/4/15

• Добавлена коммуникационная связь Micropython и анонимного рабочего места для реализации задач связи и управления, которые могут реализовать функцию отображения параметров двигателя в реальном времени и настройки PID.
• Оптимизирован код для повышения эффективности выполнения кода, удалён ненужный OLED (можно добавить самостоятельно).

pyb-controller-v3.2 2021/3/24

• Улучшена связь между верхним и нижним узлами ROS.

pyb-controller-v3.1 2021/3/1

• Добавлен USB-порт, который настроен как режим USB_VCP, так что однокристальный микроконтроллер может напрямую взаимодействовать с верхним узлом через USB-порт.

pyb-controller-v3.0 2021/2/20

• После добавления обратной связи PID для двигателя добавлена линейная коррекция, поскольку параметры были плохо настроены, используется этот метод.

Архитектура проекта

Структура кода

• main.py
• motor.py
• encoder.py
• pid.py
• oled.py
• ps2.py
• serial.py
• imu.py
• mpu9250.py

Аппаратные средства

1. PYB（STM32F405）* 1

2. Тележка с кодированным двигателем (кодированный двигатель * 2 + L298N * 1) * 1

3. Джойстик PS2 * 1

4. Модуль привода двухколёсного кодированного двигателя * 1

5. Общий модуль питания * 1

6. mpu9250(9 осей) модуль датчика * 1

Схема подключения

Приложение

1. STM32 имеет кодированные функции таймера: 1, 2, 3, 4, 5, 8, эти несколько таймеров CH1, CH2 можно использовать для измерения скорости кодировщика AB, CH1N и другие каналы с N не могут использоваться для измерения скорости кодировщика. Таймеры 6 и 7 являются базовыми периодическими, используются только для синхронизации и подсчёта функций, без таких специальных функций, как PWM.
2. Встроенный акселерометр — MMA7660, это трёхмерный датчик ориентации/обнаружения движения от NXP, который представляет собой трёхмерный акселерометр без трехосного гироскопа, такого как mpu6050 шестиосный модуль датчика, то есть трёхосный акселерометр + трёхосный гироскоп. Диапазон измерения этого акселерометра составляет ±1,5 г, он использует интерфейс связи I2C, при использовании встроенного акселерометра нельзя использовать контакты X9 и X10, иначе акселерометр не сможет нормально работать, и наоборот.
3. Этот однокристальный микроконтроллер имеет мало контактов, он не подходит для управления четырёхколёсными транспортными средствами, вам необходимо приобрести PLUS версию с большим количеством обычных портов ввода-вывода.
4. Коммуникационный протокол верхнего и нижнего узлов ROS использует кортежи в качестве основного формата связи, отправляющей и принимающей сторонам нужно только выполнять операции кодирования и декодирования, чтобы напрямую использовать его, что удобно и быстро.