Line line robot pomocou arduina

Robot sledujúci čiaru je veľmi jednoduchý robot, ktorý sleduje čiaru, či už čiernu alebo bielu. Tieto typy robotov sa stavajú veľmi jednoducho a sú často prvou voľbou pre začiatočníkov, ktorí s robotikou začínajú. V zásade existujú dva typy robotov sledujúcich čiaru: jeden je sledovač čiernej čiary, ktorý sleduje čiernu čiaru, a druhý je sledovač bielej čiary, ktorý sleduje bielu čiaru. Sledovač čiary skutočne sníma čiaru a sleduje ju. Aj keď táto myšlienka znie jednoducho, s trochu väčším vývojom, podobné roboty sa prakticky používajú v mnohých aplikáciách, ako sú napríklad roboty pre správu výrobných hál alebo skladové roboty.

Koncepty sledovača čiary

Koncepcia práce sledovača liniek súvisí so svetlom. Používame tu správanie svetla na čiernobielych povrchoch. Keď svetlo dopadne na biely povrch, je takmer úplne odrazené a v prípade čierneho povrchu je svetlo úplne absorbované. Toto správanie sa svetla sa používa pri stavbe robota sledovača čiary.

V tomto robotovi na sledovanie linky na báze Arduino sme použili IR vysielače a IR prijímače, ktoré sa tiež nazývajú fotodiódy. Používajú sa na vysielanie a príjem svetla. IR prenáša infračervené svetlá. Keď infračervené lúče dopadnú na biely povrch, odrazí sa to späť a zachytia ich fotodiódy, ktoré generujú určité zmeny napätia. Keď infračervené svetlo dopadá na čierny povrch, svetlo je absorbované čiernym povrchom a žiadne lúče sa neodrazia späť, takže fotodióda neprijíma žiadne svetlo alebo lúče. Tu v tomto robotovi sledujúceho linku Arduino, keď senzor sníma biely povrch, dostane Arduino ako vstup 1 a keď sníma čiernu čiaru, Arduino dostane ako vstup 0.

Keďže robot Line follower je zaujímavý projekt pre začiatočníkov, postavili sme ho aj pomocou rôznych vývojových dosiek iných ako Arduino, v prípade záujmu si ich môžete tiež skontrolovať pomocou odkazu nižšie

• Robot sledovača liniek pomocou mikrokontroléra 8051
• Robot sledovača liniek pomocou Raspberry Pi
• Sledovač liniek založený na texaskom MSP430 Launchpad
• Jednoduchý sledovač liniek pomocou mikrokontroléra PIC
• Sledovač linky pomocou mikrokontroléra ATmega16 AVR

Vysvetlenie obvodu

Celý robot sledovača linky Arduino možno rozdeliť do 3 sekcií: sekcia senzorov, kontrolná sekcia a sekcia ovládačov.

Sekcia senzora:

Táto časť obsahuje IR diódy, potenciometer, komparátor (Op-Amp) a LED diódy. Potenciometer sa používa na nastavenie referenčného napätia na jednej svorke komparátora a infračervené snímače sa používajú na snímanie vedenia a na zmenu napätia na druhej svorke komparátora. Potom komparátor porovnáva obe napätia a na výstupe generuje digitálny signál. Tu v tomto obvode sledovača liniek sme použili dva komparátory pre dva snímače. LM 358 sa používa ako komparátor. LM358 má zabudované dva operačné zosilňovače s nízkym šumom.

Kontrolná sekcia:

Arduino Pro Mini sa používa na riadenie celého procesu robota sledovača liniek. Výstupy komparátorov sú pripojené k digitálnym pinom číslo 2 a 3 Arduina. Arduino tieto signály číta a odosiela príkazy do obvodu vodiča sledovačovi hnacej sústavy.

Sekcia ovládača:

Sekcia budiča sa skladá z budiča motora a dvoch jednosmerných motorov. Ovládač motora sa používa na pohon motorov, pretože Arduino nedodáva motoru dostatočné napätie a prúd. Pridáme teda obvod budiča motora, aby sme dostali dostatok napätia a prúdu pre motor. Arduino posiela príkazy tomuto ovládaču motora a ten potom poháňa motory.

Práca robota sledovača liniek pomocou Arduina

Zostavenie robota Line lineer pomocou Arduina je zaujímavé. Robot sledovača čiary sníma čiernu čiaru pomocou snímača a potom pošle signál do Arduina. Potom Arduino poháňa motor podľa výstupu snímačov.

Tu v tomto projekte používame dva moduly IR snímača, a to ľavý snímač a pravý snímač. Keď ľavý aj pravý senzor zaznamená bielu farbu, robot sa pohne dopredu.

Ak sa ľavý snímač dostane na čiernu čiaru, robot sa otočí ľavou stranou.

Ak pravý senzor zaznamená čiernu čiaru, robot sa otočí doprava, kým sa oba senzory nedostanú na biely povrch. Keď sa objaví biely povrch, robot sa začne pohybovať znova vpred.

Ak sa oba snímače dostanú na čiernu čiaru, robot sa zastaví.

Schéma zapojenia

Kompletné schéma zapojenia pre Arduino vedenie zdvihátka robot je znázornené vo vyššie uvedenom obrázku. Ako vidíte, výstup komparátorov je priamo pripojený k digitálnemu kolíku Arduino číslo 2 a 3. A vstupné kolíky vodiča 2, 7, 10 a 15 vodiča sú pripojené k digitálnemu kolíku Arduino číslo 4, 5, 6 a 7. A jeden motor je pripojený na výstupný pin vodičov motorov 3 a 6 a ďalší motor je pripojený na pin 11 a 14.

Vysvetlenie programu

V programe sme najskôr definovali vstupný a výstupný pin a potom v slučke skontrolujeme vstupy a pošleme výstup podľa vstupov na výstupný pin pre hnací motor. Na kontrolu vstupného kolíka sme použili výroky „if“. Kompletný kód robota sledovača riadkov nájdete v spodnej časti tejto stránky.

V tomto riadku nasledujúcom po robotovi sú štyri podmienky, ktoré sme načítali pomocou Arduina. Použili sme dva snímače, a to ľavý snímač a pravý snímač.

Vstup	Výkon	Pohyb Robota
Ľavý senzor	Pravý snímač	Ľavý motor	Pravý motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Prestaň
0	1	1	0	0	0	Odbočiť doprava
1	0	0	0	1	0	Odbočiť vľavo
1	1	1	0	1	0	Vpred

Kód sledovateľa linky arduino napíšeme podľa podmienok uvedených v tabuľke vyššie.

Požadované komponenty

Arduino

V našom projekte sme použili mikrokontrolér na riadenie celého procesu systému, ktorým je ARDUINO. Arduino je hardvér otvoreného zdroja a je veľmi užitočný pre vývoj projektov. Na trhu je k dispozícii veľa druhov arduina, ako je Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad atď. Tu sme v tomto projekte použili program arduino pro mini, pretože program arduino pro mini je malý a je kompatibilný s prilbou. Na vypálenie arduino kódu robota sledovača liniek sme použili FTDI horák.

Ovládač motora L293D

L293D je integrovaný obvod vodiča motora, ktorý má dva kanály na pohon dvoch motorov. L293D má dva zabudované tranzistorové Darlingtonove páry pre zosilnenie prúdu a samostatný kolík napájacieho zdroja na napájanie motorov.

IR modul:

IR modul je obvod snímača, ktorý pozostáva z dvojice IR LED / fotodióda, potenciometra, LM358, rezistorov a LED. Infračervený snímač prenáša infračervené svetlo a fotodióda infračervené svetlo prijíma.

Zdroj

Pridal som regulátor napätia, aby som získal 5 voltov pre Arduino, komparátor a ovládač motora. A na napájanie obvodu sa používa 9-voltová batéria.