Робот-послідовник лінії за допомогою arduino

Robot follower Robot - це дуже простий робот, який йде за лінією, або чорною, або білою. Цей тип роботів дуже простий у побудові і часто є першим вибором для початківців, хто починає роботу з робототехніки. В основному, існує два типи роботів-послідовників ліній: один - послідовник чорної лінії, який слідує за чорною лінією, а другий - послідовник білої лінії, який слідує за білою лінією. Послідовник рядка насправді відчуває лінію і слідує за нею. Незважаючи на те, що ідея звучить просто, з трохи більшим розвитком, подібні до цього роботи практично використовуються у багатьох додатках, таких як роботи з управління виробничими підлогами або роботи зі складами.

Концепції послідовника рядків

Поняття роботи послідовника лінії пов'язане зі світлом. Тут ми використовуємо поведінку світла на чорно-білих поверхнях. Коли світло падає на білу поверхню, воно майже повністю відбивається, а у випадку чорної поверхні світло повністю поглинається. Така поведінка світла використовується при побудові лінійного послідовника-робота.

У цьому роботі-послідовнику на базі Arduino ми використовували ІЧ-передавачі та ІЧ-приймачі, які також називаються фотодіодами. Вони використовуються для передачі та прийому світла. ІЧ-пропускає інфрачервоне світло. Коли інфрачервоні промені падають на білу поверхню, вони відбиваються назад і вловлюються фотодіодами, які генерують деякі зміни напруги. Коли ІЧ-світло падає на чорну поверхню, світло поглинається чорною поверхнею, і ніякі промені не відбиваються назад, тому фотодіод не отримує ні світла, ні променів. Ось у цьому роботі-послідовнику ліній Arduino, коли датчик відчуває білу поверхню, тоді Arduino отримує 1 як вхід, а коли відчуває чорну лінію Arduino отримує 0 як вхід.

Оскільки робот Line follower є цікавим проектом для початківців, ми також створили його, використовуючи різні дошки розробки, крім Arduino, ви також можете перевірити їх за посиланням нижче, якщо зацікавлені

• Робот-послідовник лінії за допомогою мікроконтролера 8051
• Робот-послідовник лінії за допомогою Raspberry Pi
• Послідовник лінії на основі стартової панелі Texas MSP430
• Простий послідовник ліній з використанням мікроконтролера PIC
• Послідовник лінії з використанням мікроконтролера ATmega16 AVR

Пояснення схеми

Весь робот-послідовник Arduino можна розділити на 3 секції: секцію датчика, секцію управління та секцію драйвера.

Секція датчика:

Цей розділ містить ІЧ-діоди, потенціометр, компаратор (Op-Amp) та світлодіоди. Потенціометр використовується для встановлення опорної напруги на одному терміналі компаратора, а ІЧ-датчики використовуються для вимірювання лінії та забезпечення зміни напруги на другому терміналі компаратора. Потім компаратор порівнює обидві напруги і генерує цифровий сигнал на виході. У цій схемі послідовника рядків ми використали два компаратори для двох датчиків. LM 358 використовується як компаратор. LM358 має вбудовані два малопотужні операційні підсилювачі.

Секція управління:

Arduino Pro Mini використовується для контролю всього процесу роботи лінійного послідовника робота. Виходи компараторів підключені до цифрових контактних номерів 2 і 3 Arduino. Arduino зчитує ці сигнали і надсилає команди ланцюгу драйвера для послідовника трансмісії.

Розділ водія:

Секція водія складається з драйвера двигуна та двох двигунів постійного струму. Двигун двигуна використовується для приводу двигунів, оскільки Arduino не подає на двигун достатньо напруги та струму. Отже, ми додаємо схему драйвера двигуна, щоб отримати достатню напругу та струм для двигуна. Arduino надсилає команди цьому драйверу двигуна, а потім він керує двигунами.

Робота робота-послідовника з використанням Arduino

Створення робота-послідовника ліній за допомогою Arduino цікаво. Робот-послідовник лінії розпізнає чорну лінію за допомогою датчика, а потім посилає сигнал Arduino. Потім Arduino керує двигуном відповідно до виходу датчиків.

У цьому проекті ми використовуємо два модулі ІЧ-датчика, а саме лівий і правий датчики. Коли і лівий, і правий датчик відчувають білий колір, робот рухається вперед.

Якщо лівий датчик потрапляє на чорну лінію, тоді робот поверне ліву сторону.

Якщо правильний датчик відчуває чорну лінію, тоді робот повертається вправо, поки обидва датчика не потраплять на білу поверхню. Коли біла поверхня приходить, робот знову починає рухатися вперед.

Якщо обидва датчика потрапляють на чорну лінію, робот зупиняється.

Кругова діаграма

Повна схема для Arduino лінії повторювача робота показана на зображенні вище. Як бачите, вихід компараторів безпосередньо підключений до цифрових виводів Arduino 2 і 3. А вхідні виводи 2, 7, 10 і 15 драйвера двигуна підключені до цифрових виводів Arduino 4, 5, 6 і 7 відповідно. І один двигун підключений на вихідному штифті двигунів 3 і 6, а інший двигун підключений на штифтах 11 і 14.

Пояснення програми

У програмі, насамперед, ми визначили вхідний та вихідний штифт, а потім у циклі перевіряємо входи та надсилаємо вихід відповідно до входів на вихідний штифт для приводного двигуна. Для перевірки вхідного виводу ми використовували оператори “якщо”. Повний код робота-послідовника можна знайти внизу цієї сторінки.

У цьому рядку є чотири умови після робота, які ми читаємо за допомогою Arduino. Ми використовували два датчики, а саме лівий і правий.

Вхідні дані	Вихідні дані	Рух Робот
Лівий датчик	Правий датчик	Лівий мотор	Правий двигун
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Стій
0	1	1	0	0	0	Поверніть праворуч
1	0	0	0	1	0	Поверніть наліво
1	1	1	0	1	0	Вперед

Ми пишемо код послідовника ардуїно відповідно до умов, наведених у таблиці вище.

Необхідні компоненти

Ардуїно

У нашому проекті ми використовували мікроконтролер для контролю всього процесу системи, яка є ARDUINO. Arduino - це апаратне забезпечення з відкритим кодом і дуже корисне для розробки проектів. На ринку доступно багато типів arduino, такі як Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad тощо. Тут ми використали arduino pro mini у цьому проекті, оскільки arduino pro mini є невеликим і тому сумісний із макетом. Щоб записати код послідовника роботів arduino, ми використали пальник FTDI.

L293D Драйвер двигуна

L293D - це мікросхема двигуна, яка має два канали для керування двома двигунами. L293D має дві вбудовані транзисторні пари Дарлінгтона для посилення струму та окремий штифт живлення для зовнішнього живлення двигунів.

ІК-модуль:

ІК-модуль - це схема датчика, яка складається з пари ІЧ-світлодіодів / фотодіодів, потенціометра, LM358, резисторів та світлодіода. ІЧ-датчик пропускає інфрачервоне світло, а фотодіод - інфрачервоне.

Блок живлення

Я додав регулятор напруги, щоб отримати 5 вольт для Arduino, компаратора та драйвера двигуна. А для живлення ланцюга використовується 9-вольтовий акумулятор.