Γραμμή ρομπότ που χρησιμοποιεί το arduino

Το Line follower Robot είναι ένα πολύ απλό ρομπότ που ακολουθεί μια γραμμή, είτε μια μαύρη γραμμή είτε μια λευκή γραμμή. Αυτός ο τύπος ρομπότ είναι πολύ απλός στην κατασκευή και είναι συχνά η πρώτη επιλογή για αρχάριους που ξεκινούν τη ρομποτική. Βασικά, υπάρχουν δύο τύποι ρομπότ ακόλουθων γραμμών: ο ένας είναι οπαδός μαύρης γραμμής που ακολουθεί τη μαύρη γραμμή και ο δεύτερος είναι οπαδός λευκής γραμμής που ακολουθεί τη λευκή γραμμή. Ο ακόλουθος της γραμμής ανιχνεύει πραγματικά τη γραμμή και την ακολουθεί. Αν και η ιδέα ακούγεται απλή, με λίγο περισσότερη ανάπτυξη, ρομπότ παρόμοια με αυτό χρησιμοποιούνται πρακτικά σε πολλές εφαρμογές όπως ρομπότ διαχείρισης δαπέδου εργοστασίου ή ρομπότ αποθήκης.

Έννοιες του Line Follower

Η έννοια της εργασίας του οπαδού της γραμμής σχετίζεται με το φως. Χρησιμοποιούμε εδώ τη συμπεριφορά του φωτός στις ασπρόμαυρες επιφάνειες. Όταν το φως πέφτει πάνω σε μια λευκή επιφάνεια, ανακλάται σχεδόν πλήρως και στην περίπτωση μιας μαύρης επιφάνειας το φως απορροφάται πλήρως. Αυτή η συμπεριφορά του φωτός χρησιμοποιείται για την οικοδόμηση ενός ρομποτικού ρομπότ.

Σε αυτό το ρομποτικό ρομπότ με βάση το Arduino, χρησιμοποιήσαμε πομπούς IR και δέκτες IR που ονομάζονται επίσης φωτοδίοδοι. Χρησιμοποιούνται για αποστολή και λήψη φωτός. Το IR μεταδίδει υπέρυθρες λυχνίες. Όταν οι υπέρυθρες ακτίνες πέφτουν στη λευκή επιφάνεια, ανακλάται πίσω και πιάνεται από φωτοδιόδους που δημιουργούν κάποιες αλλαγές τάσης. Όταν το φως υπερχείλισης πέφτει πάνω σε μια μαύρη επιφάνεια, το φως απορροφάται από τη μαύρη επιφάνεια και δεν ανακλάται καμία ακτινοβολία, επομένως η δίοδος φωτογραφίας δεν δέχεται φως ή ακτίνες. Εδώ σε αυτό το ρομποτικό ρομπότ γραμμής Arduino όταν ο αισθητήρας ανιχνεύει λευκή επιφάνεια, τότε το Arduino παίρνει 1 ως είσοδο και όταν ανιχνεύει τη μαύρη γραμμή, το Arduino παίρνει 0 ως είσοδο.

Δεδομένου ότι το ρομπότ Line follower είναι ένα ενδιαφέρον έργο για αρχάριους, το έχουμε επίσης κατασκευάσει χρησιμοποιώντας διαφορετικούς πίνακες ανάπτυξης εκτός από το Arduino, μπορείτε επίσης να τους ελέγξετε χρησιμοποιώντας τον παρακάτω σύνδεσμο εάν ενδιαφέρεστε

• Line Follower Robot με χρήση μικροελεγκτή 8051
• Line Follower Robot χρησιμοποιώντας Raspberry Pi
• Line Follower με βάση το Launchpad Texas MSP430
• Simple Line Follower χρησιμοποιώντας μικροελεγκτή PIC
• Line Follower με χρήση μικροελεγκτή ATmega16 AVR

Επεξήγηση κυκλώματος

Ολόκληρο το ρομποτικό ρομπότ της γραμμής Arduino μπορεί να χωριστεί σε 3 ενότητες: ενότητα αισθητήρα, τμήμα ελέγχου και τμήμα προγράμματος οδήγησης.

Ενότητα αισθητήρα:

Αυτή η ενότητα περιέχει διόδους υπερύθρων, ποτενσιόμετρο, Συγκριτή (Op-Amp) και LED. Το ποτενσιόμετρο χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της τάσης αναφοράς στο ένα τερματικό του συγκριτή και οι αισθητήρες IR χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της γραμμής και παρέχουν μια αλλαγή τάσης στο δεύτερο τερματικό του συγκριτή. Στη συνέχεια, ο συγκριτής συγκρίνει και τις δύο τάσεις και παράγει ένα ψηφιακό σήμα στην έξοδο. Εδώ σε αυτό το κύκλωμα ακόλουθων γραμμών, χρησιμοποιήσαμε δύο συγκριτές για δύο αισθητήρες. Το LM 358 χρησιμοποιείται ως συγκριτικό. Το LM358 έχει ενσωματωμένο δύο ενισχυτές χαμηλού θορύβου.

Τμήμα ελέγχου:

Το Arduino Pro Mini χρησιμοποιείται για τον έλεγχο ολόκληρης της διαδικασίας του ρομπότ line follower. Οι έξοδοι των συγκριτών συνδέονται με τους αριθμούς ψηφιακών ακίδων 2 και 3 του Arduino. Ο Arduino διαβάζει αυτά τα σήματα και στέλνει εντολές στο κύκλωμα οδηγού στον ακόλουθο του driveline.

Ενότητα προγράμματος οδήγησης:

Το τμήμα οδηγού αποτελείται από οδηγό κινητήρα και δύο κινητήρες DC. Ο οδηγός κινητήρα χρησιμοποιείται για την οδήγηση κινητήρων επειδή το Arduino δεν παρέχει αρκετή τάση και ρεύμα στον κινητήρα. Προσθέτουμε λοιπόν ένα κύκλωμα οδηγού κινητήρα για να έχουμε αρκετή τάση και ρεύμα για τον κινητήρα. Το Arduino στέλνει εντολές σε αυτόν τον οδηγό κινητήρα και μετά οδηγεί κινητήρες.

Εργασία του ρομπότ Line Follower χρησιμοποιώντας το Arduino

Η οικοδόμηση ενός ρομπότ Line Line χρησιμοποιώντας το Arduino είναι ενδιαφέρουσα. Το ρομπότ που ακολουθεί τη γραμμή ανιχνεύει μια μαύρη γραμμή χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα και στη συνέχεια στέλνει το σήμα στον Arduino. Στη συνέχεια, ο Arduino οδηγεί τον κινητήρα σύμφωνα με την έξοδο των αισθητήρων.

Εδώ σε αυτό το έργο, χρησιμοποιούμε δύο μονάδες αισθητήρων IR, δηλαδή τον αριστερό αισθητήρα και τον δεξιό αισθητήρα. Όταν τόσο ο αριστερός όσο και ο δεξί αισθητήρας αισθάνονται λευκοί τότε το ρομπότ κινείται προς τα εμπρός.

Εάν ο αριστερός αισθητήρας έρχεται σε μαύρη γραμμή, τότε το ρομπότ στρίβει την αριστερή πλευρά.

Εάν ο σωστός αισθητήρας αισθάνεται μαύρη γραμμή, τότε το ρομπότ στρίβει δεξιά μέχρι να φτάσουν και οι δύο αισθητήρες στη λευκή επιφάνεια. Όταν έρχεται η λευκή επιφάνεια, το ρομπότ αρχίζει να κινείται πάλι προς τα εμπρός.

Εάν και οι δύο αισθητήρες έρχονται στη μαύρη γραμμή, το ρομπότ σταματά.

Διάγραμμα κυκλώματος

Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος για το ρομποτικό ρομπότ γραμμής arduino εμφανίζεται στην παραπάνω εικόνα. Όπως μπορείτε να δείτε, η έξοδος των συγκριτών συνδέεται απευθείας με τον ψηφιακό ακροδέκτη Arduino αριθ. 2 και 3. Και ο ακροδέκτης εισόδου 2, 7, 10 και 15 του οδηγού του κινητήρα είναι συνδεδεμένος με τον ψηφιακό ακροδέκτη αριθμού 4, 5, 6 και 7 του Arduino αντίστοιχα. Και ένας κινητήρας συνδέεται στον πείρο εξόδου των οδηγών κινητήρα 3 και 6 και ένας άλλος κινητήρας συνδέεται στον πείρο 11 και 14.

Επεξήγηση προγράμματος

Στο πρόγραμμα, πρώτα απ 'όλα, ορίσαμε τον ακροδέκτη εισόδου και εξόδου, και στη συνέχεια στο βρόχο, ελέγχουμε τις εισόδους και στέλνουμε έξοδο σύμφωνα με τις εισόδους στον ακροδέκτη εξόδου για τον κινητήρα κίνησης. Για τον έλεγχο του pin εισαγωγής χρησιμοποιήσαμε τις δηλώσεις "if". Ο πλήρης κώδικας ρομπότ ακόλουθων γραμμών βρίσκεται στο κάτω μέρος αυτής της σελίδας.

Υπάρχουν τέσσερις συνθήκες σε αυτήν τη γραμμή μετά το ρομπότ που διαβάζουμε χρησιμοποιώντας το Arduino. Έχουμε χρησιμοποιήσει δύο αισθητήρες, δηλαδή τον αριστερό αισθητήρα και τον δεξιό αισθητήρα.

Εισαγωγή	Παραγωγή	Κίνηση Του ρομπότ
Αριστερός αισθητήρας	Δεξί αισθητήρα	Αριστερός κινητήρας	Δεξιά μηχανή
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Να σταματήσει
0	1	1	0	0	0	Στρίψτε δεξιά
1	0	0	0	1	0	Στρίψτε αριστερά
1	1	1	0	1	0	Προς τα εμπρός

Γράφουμε τον κωδικό ακολουθίας της γραμμής arduino σύμφωνα με τις συνθήκες που εμφανίζονται στον παραπάνω πίνακα.

Απαιτούμενα συστατικά

Arduino

Στο Έργο μας, χρησιμοποιήσαμε έναν μικροελεγκτή για να ελέγξουμε ολόκληρη τη διαδικασία του συστήματος που είναι ARDUINO. Το Arduino είναι ένα υλικό ανοιχτού κώδικα και είναι πολύ χρήσιμο για την ανάπτυξη έργων. Υπάρχουν πολλοί τύποι arduino όπως το Arduino UNO, το arduino mega, το arduino pro mini, το Lilypad κ.λπ. που διατίθενται στην αγορά. Εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει το arduino pro mini σε αυτό το έργο, καθώς το arduino pro mini είναι μικρό και συμβατό με το breadboard. Για να κάψετε τον κώδικα ρομποτικού ρομπότ arduino, χρησιμοποιήσαμε ένα FTDI burner.

Οδηγός κινητήρα L293D

Το L293D είναι ένα IC οδηγού κινητήρα που διαθέτει δύο κανάλια για την οδήγηση δύο κινητήρων. Το L293D διαθέτει δύο ενσωματωμένο ζεύγος τρανζίστορ Darlington για τρέχουσα ενίσχυση και ξεχωριστό πείρο τροφοδοσίας για παροχή εξωτερικής τροφοδοσίας σε κινητήρες.

Ενότητα IR:

Το IR Module είναι κύκλωμα αισθητήρα που αποτελείται από ζεύγος IR LED / φωτοδιόδου, ποτενσιόμετρο, LM358, αντιστάσεις και LED. Ο αισθητήρας IR μεταδίδει υπέρυθρο φως και η φωτοδίοδος λαμβάνει το υπέρυθρο φως.

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Έχω προσθέσει έναν ρυθμιστή τάσης για να πάρω 5 βολτ για Arduino, συγκριτικό και οδηγό κινητήρα. Και μια μπαταρία 9 volt χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του κυκλώματος.