Vienkāršs līnijas sekotājs, izmantojot Arduino: 5 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Arduino līnijas sekotāju robots

Šajā apmācībā mēs apspriedīsim Arduino līnijas sekojošā robota darbību, kas sekos melnai līnijai baltā fonā un uzņems pareizo pagriezienu, kad tas sasniegs līkumus.

Arduino līnijas sekotāju komponenti

1. Arduino
2. IR sensors (masīva sensors vai 2 atsevišķi sensori)
3. Līdzstrāvas motors
4. LIPO akumulators
5. Robotu iedzīšana
6. Arduino IDE

Arduino

Jūs visi varētu būt pazīstami ar Arduino; kas ir visplašāk izmantotā un strauji attīstošā elektroniskā platforma ar tik daudzām mikrokontrolleru plāksnēm un programmatūru. Mūsu rindas sekošanas robotam es izmantošu Arduino UNO, kas ir visbiežāk izmantotais dēlis.

Arduino Nano ir labākais risinājums, lai sāktu darbu ar elektroniku un kodēšanu, ja šī ir jūsu pirmā pieredze ar Arduino platformu. Šim projektam varat izmantot jebkuru Arduino dēli.

IR sensors

Kā minēts iepriekš, mūsu rindu sekojošais robots sekos melnai līnijai baltā fonā. Tāpēc mums ir nepieciešams kaut kas tāds, kas "redzēs" līniju un pateiks līnijas sekotājam sekot līnijai vai pagriezties, ja tā iet prom no līnijas. Šim nolūkam mēs izmantosim IR (infrasarkano) sensoru.

1. darbība. Darba sākšana ar PCB

PCB iegūšana no JLCPCB

EasyEDA ir vienkāršāks, bet jaudīgs tiešsaistes PCB dizaina rīks, kas ļauj elektronikas inženieriem, hakeriem, pedagogiem, hobijiem, veidotājiem un entuziastiem izstrādāt un koplietot savu projektu shēmas, kā arī PCB izkārtojumu. Šis ir dizaina rīkā integrēts LCSC komponentu katalogs un JLCPCB PCB pakalpojums, kas palīdz lietotājiem ietaupīt laiku, lai savas idejas pārvērstu reālos produktos.

Vienkārši sakot, PCB izkārtojums ir līdzīgs kartei. Karte, kas savieno visus komponentus savā starpā, izmantojot vadošās trases. Tieši šo dizainu mēs iespiežam uz vara pārklājuma plāksnes, kas pēc tam tiek veidota uz PCB. Virsmas montāžas tehnoloģija ir PCB salikšanas metode, uzstādot detaļas uz plāksnes virsmas. Atšķirībā no tradicionālās metodes komponentu izvietošanai caur caurumiem un to lodēšanai otrā pusē, SMT komponenti tiek novietoti virs dēļa un vadi ir pielodēti tajā pašā pusē.

2. solis: ķēde

Lai sāktu darbu, vispirms dodieties uz EasyEDA vietni un izveidojiet bezmaksas kontu. Dodieties uz redaktoru un izveidojiet jaunu projektu. Pašlaik JLCPCB rīcībā ir 689 pamata komponenti un 30k+ paplašinātie komponenti. Pilnu sastāvdaļu sarakstu skatiet šeit. Pārliecinieties, vai pievienojat komponentus no šī saraksta, vienlaikus rasējot shēmas programmā EasyEDA. Jūs pat varat meklēt komponentus un pārbaudīt to pieejamību.

Tagad jūs varat veikt savu izkārtojumu, izmantojot EasyEDA iebūvētos rīkus. Tagad jūs varat lejupielādēt Gerber failu un izmantot to, lai ražotu savu PCB no JLCPCB.

Gerber failā ir iekļauta informācija par jūsu PCB, piemēram, informācija par PCB izkārtojumu, informācija par slāņiem, informācija par atstarpēm, dziesmas. BOM failā vai materiālu sarakstā ir iekļauts visu izkārtojuma komponentu saraksts. CPL fails (komponentu izvietojuma saraksts / izvēles un ievietošanas fails (PNP) fails), to izmanto automatizētas SMT montāžas iekārtas, lai noteiktu, kur katrai daļai jāatrodas uz tāfeles.

3. darbība: PCB pasūtīšana

Dodieties uz JLCPCB vietni un noklikšķiniet uz “Citēt tūlīt” un augšupielādējiet savu Gerber failu. Kad Gerber fails ir augšupielādēts, tas parādīs jūsu shēmas plates priekšskatījumu. Pārliecinieties, vai tas ir vēlamās plates PCB izkārtojums. Zem PCB priekšskatījuma redzēsit tik daudz iespēju, piemēram, PCB daudzumu, tekstūru, biezumu, krāsu utt. Izvēlieties visu, kas jums nepieciešams.

Noklikšķiniet uz “Salikt PCB plates”.

Tagad jums būs jāaugšupielādē iepriekš lejupielādētais BOM un CPL fails. Atlasiet visas sastāvdaļas, kuras vēlaties, lai JLCPCB apkopotu jūsu PCB. Vienkārši noklikšķiniet uz apstiprinājuma lodziņa, lai atlasītu komponentus.

Šajā lapā jūs varat pārskatīt savu pasūtījumu. Jūs varat pārbaudīt izkārtojumu, redzēt visus komponentus un, ja rodas kādas problēmas, varat noklikšķināt uz “Atpakaļ”, lai rediģētu pasūtījumu.

Kad viss ir izdarīts, noklikšķiniet uz “Saglabāt grozā”. Nākamajā lapā varat izvēlēties piegādes un maksāšanas iespēju un droši izrakstīties. Maksāšanai varat izmantot Paypal vai kredītkarti/debetkarti.

PCB tiks izgatavots un nosūtīts dažu dienu laikā, un tas tiks piegādāts pie jūsu mājas sliekšņa minētajā laika periodā.

4. solis: robota salikšana

Tagad sāksim veidot mūsu Arduino līnijas sekotāja robotu. Šeit mēs izveidosim četru riteņu robotu ar 2 līdzstrāvas motoriem, kas savienoti abās pusēs (priekšā) un diviem manekena riteņiem aizmugurē. Kā minēts iepriekš, mēs izmantosim Arduino UNO plati, lai saņemtu ievadi no sensoriem, apstrādātu tos un nosūtītu signālus uz L293D motora draivera IC, lai vadītu līnijas sekojošā robota Arduino līdzstrāvas motoru.

Zemāk varat norādīt L293D IC diagrammu. Kā redzat, tam ir divas tapas sprieguma ievadīšanai. Viens no tiem ir paredzēts IC iekšējās ķēdes barošanai, bet otrs - motora darbināšanai.

8. tapa - dzinēju vadīšana - no 4,5 V līdz 33 V 16. tapa - IC darbība - 5 V Ja nejauši pārtrauksit šo savienojumu, jūs varat sadedzināt mikroshēmu. Šim IC ir divas H tilta ķēdes, un tāpēc tas spēj vienlaikus vadīt divus motorus atsevišķi. Šīs IC viena puse kontrolē vienu motoru, bet otra - otru. Lai motors darbotos, šīs puses iespējošanas tapai jābūt augsta.

Iespējošanas tapas var izmantot arī, lai kontrolētu motora ātrumu, izmantojot PWM (impulsa platuma modulācija). Ja vēlaties uzzināt vairāk par L293D un H-Bridge darbību, izmantojiet zemāk esošo saiti. Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu H tilta motora vadītāja darbu. Tātad mums ir divi riteņi.

Kā šis līnijas sekotājs iet uz priekšu, atpakaļ, pa kreisi vai pa labi?

Loģika ir diezgan vienkārša. Kad abi motori griežas vienā virzienā (pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam), arduino līnijas sekotājs virzīsies uz priekšu vai atpakaļ. Ja abi virzās pretējā virzienā, līnija, kas seko robotam, pagriezīsies pa kreisi vai pa labi.

Šeit jūs atradīsit pilnīgu savienojuma shēmu -> Līnijas sekotāja pilnīga apmācība

5. darbība: koda augšupielāde un pirmā palaišana

Kods ir patiešām viegli saprotams, un, ja jums ir kādi jautājumi par kodiem, jautājiet to komentāros vai mūsu kopienā. Šeit jūs saņemsiet pilnu kodu.

Augšupielādējiet kodu, ieslēdziet to un ievietojiet savu Arduino līnijas sekotāja robotu melnā līnijā un redziet robotu darbībā.

Bija jautri? Nākamajā nodaļā es parādīšu, kā mūsu Arduino līnijas sekotājā iekļaut PID algoritmu, lai padarītu mūsu robotu vienmērīgāku un ātrāku, kontrolējot motora ātrumu. Abonējiet RootSaid, lai iegūtu vairāk satriecošu projektu.