Linjaseurainrobotti arduinoa käyttämällä

Linjaseuraaja-robotti on hyvin yksinkertainen robotti, joka seuraa linjaa, joko mustaa tai valkoista. Tämän tyyppiset robotit on hyvin helppo rakentaa, ja ne ovat usein ensimmäinen valinta aloittelijoille, jotka ovat aloittaneet robotiikan. Pohjimmiltaan on olemassa kahden tyyppisiä linjaseuraajarobotteja: yksi on mustan viivan seuraaja, joka seuraa mustaa viivaa, ja toinen on valkoista viivaa seuraaja, joka seuraa valkoista viivaa. Linjaseuraaja todella tunnistaa linjan ja seuraa sitä. Vaikka ajatus kuulostaa yksinkertaiselta, hieman kehittyneemmällä tavalla, samanlaisia robotteja käytetään käytännössä monissa sovelluksissa, kuten tehtaan lattianhallintaroboteissa tai varastoroboteissa.

Linjaseuraajan käsitteet

Linjaseuraajan käsite liittyy valoon. Käytämme tässä valon käyttäytymistä mustavalkoisilla pinnoilla. Kun valo putoaa valkoiselle pinnalle, se heijastuu melkein kokonaan ja mustan pinnan tapauksessa valo absorboituu kokonaan. Tätä valon käyttäytymistä käytetään rakentamaan linjaseuraajarobotti.

Tässä Arduino-pohjaisessa linjaseuraajarobotissa olemme käyttäneet IR-lähettimiä ja IR-vastaanottimia, joita kutsutaan myös fotodiodeiksi. Niitä käytetään lähettämään ja vastaanottamaan valoa. IR lähettää infrapunavaloja. Kun infrapunasäteet putoavat valkoiselle pinnalle, se heijastuu takaisin ja tarttuu fotodiodeihin, jotka aiheuttavat joitain jännitteen muutoksia. Kun infrapunavalo putoaa mustalle pinnalle, musta pinta absorboi valon eikä mikään säde heijastu takaisin, joten valodiodi ei vastaanota valoa tai säteitä. Tässä tässä Arduino-linjaseuraajarobotissa, kun anturi havaitsee valkoisen pinnan, Arduino saa tuloksi 1 ja kun aistit mustan viivan Arduino saa 0 tuloksi.

Koska Line-seuraajarobotti on mielenkiintoinen aloittelijaprojekti, olemme rakentaneet sen myös käyttämällä muita kehityskortteja kuin Arduino, voit myös tarkistaa ne alla olevasta linkistä, jos kiinnostaa

Linjaseuraajarobotti 8051-mikrokontrollerilla
Linjaseuraajarobotti Raspberry Pi: llä
Texas MSP430 Launchpad -pohjainen linjaseuraaja
Yksinkertainen linjaseuraaja PIC-mikrokontrollerilla
Linjaseuraaja ATmega16 AVR -mikrokontrollerilla

Piirin selitys

Koko Arduino-linjaseuraajarobotti voidaan jakaa kolmeen osaan: anturiosaan, ohjausosaan ja kuljettajaosaan.

Anturiosa:

Tämä osa sisältää IR-diodit, potentiometrin, komparaattorin (Op-Amp) ja LEDit. Potentiometriä käytetään vertailujännitteen asettamiseen vertailijan yhdelle liittimelle ja IR-antureita käytetään linjan havaitsemiseen ja jännitteen muutoksen aikaansaamiseen vertailijan toisessa liittimessä. Sitten vertailija vertaa molempia jännitteitä ja tuottaa digitaalisen signaalin lähdössä. Tässä linjaseuraajapiirissä olemme käyttäneet kahta anturia varten kahta komparaattoria. LM 358: ta käytetään vertailijana. LM358 on rakentanut kaksi hiljaista Op-vahvistinta.

Ohjausosa:

Arduino Pro Minia käytetään ohjaamaan linjaseuraajarobotin koko prosessia. Vertailijoiden lähdöt on kytketty Arduinon digitaalisiin pin-numeroihin 2 ja 3. Arduino lukee nämä signaalit ja lähettää komennot ohjainpiirille voimansiirron seuraajalle.

Kuljettajan osa:

Kuljettajan osa koostuu moottorin ohjaimesta ja kahdesta tasavirtamoottorista. Moottorikäyttöä käytetään moottoreiden ajamiseen, koska Arduino ei toimita riittävästi jännitettä ja virtaa moottoriin. Joten lisätään moottorin ohjainpiiri saamaan tarpeeksi jännitettä ja virtaa moottorille. Arduino lähettää komentoja tälle moottoriohjaimelle ja ajaa sitten moottoreita.

Linjaseuraajarobotin käyttö Arduinolla

Linjan seuraajarobotin rakentaminen Arduinon avulla on mielenkiintoista. Linjaseuraajarobotti tunnistaa mustan viivan anturin avulla ja lähettää sitten signaalin Arduinolle. Sitten Arduino ajaa moottoria antureiden lähdön mukaan.

Tässä projektissa käytämme kahta IR-anturimoduulia, nimittäin vasenta ja oikeaa anturia. Kun sekä vasen että oikea anturi havaitsevat valkoisen, robotti liikkuu eteenpäin.

Jos vasen anturi tulee mustalla viivalla, robotti kääntyy vasemmalle puolelle.

Jos oikea anturi havaitsee mustan viivan, robotti kääntyy oikealle puolelle, kunnes molemmat anturit tulevat valkoiselle pinnalle. Kun valkoinen pinta tulee, robotti alkaa jälleen liikkua eteenpäin.

Jos molemmat anturit tulevat mustalle viivalle, robotti pysähtyy.

Piirikaavio

Täydellinen kytkentäkaavio arduino linja seuraaja robotti on esitetty kuvassa. Kuten näette, vertailijoiden lähtö on kytketty suoraan Arduinon digitaalisiin nastanumeroihin 2 ja 3. Ja moottorin kuljettajan tulonastat 2, 7, 10 ja 15 on kytketty Arduinon digitaalisiin nastoihin 4, 5, 6 ja 7. Ja yksi moottori on kytketty moottorikäyttöjen 3 ja 6 ulostulotappiin ja toinen moottori on kytketty napoihin 11 ja 14.

Ohjelman selitys

Ohjelmassa määriteltiin ensin tulo- ja lähtönippu ja sitten silmukassa tarkistetaan sisääntulot ja lähetetään ulostulo tulojen mukaan ajomoottorin lähtötappiin. Tulotapin tarkistamiseen käytimme ”if” -lausekkeita. Koko rivin seuraajarobottikoodi löytyy tämän sivun alaosasta.

Tällä rivillä on neljä ehtoa robotin jälkeen, jotka luemme käyttämällä Arduinoa. Olemme käyttäneet kahta anturia eli vasenta ja oikeaa anturia.

Tulo	Tuotos	Liike Robotista
Vasen anturi	Oikea anturi	Vasen moottori	Oikea moottori
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Lopettaa
0	1	1	0	0	0	Käänny oikealle
1	0	0	0	1	0	Käänny vasemmalle
1	1	1	0	1	0	Eteenpäin

Kirjoitamme arduino-rivin seuraajakoodin yllä olevassa taulukossa esitettyjen ehtojen mukaisesti.

Vaaditut komponentit

Arduino

Projektissamme olemme käyttäneet mikro-ohjainta hallitsemaan koko ARDUINO-järjestelmän prosessia. Arduino on avoimen lähdekoodin laitteisto ja erittäin hyödyllinen projektikehityksessä. Markkinoilla on monia arduino-tyyppejä, kuten Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad jne. Täällä olemme käyttäneet arduino pro miniä tässä projektissa, koska arduino pro mini on pieni ja siten leipälautanen yhteensopiva. Linjaseuraajarobotin arduino-koodin polttamiseksi olemme käyttäneet FTDI-poltinta.

L293D-moottorin ohjain

L293D on moottoriohjaimen IC, jolla on kaksi kanavaa kahden moottorin ajamiseksi. L293D: ssä on kaksi sisäänrakennettua transistori-Darlington-paria virranvahvistusta varten ja erillinen virtalähde-nasta moottoreiden ulkoisen syötön syöttämiseksi.

IR-moduuli:

IR-moduuli on anturipiiri, joka koostuu IR-LED / valodiodiparista, potentiometristä, LM358, vastuksista ja LEDistä. IR-anturi lähettää infrapunavaloa ja fotodiodi vastaanottaa infrapunavalon.

Virtalähde

Olen lisännyt jännitesäätimen saadaksesi 5 volttia Arduinolle, komparaattorille ja moottorille. Piirin virtalähteeksi käytetään 9 voltin akkua.