Kā izveidot līnijas sekotāju, izmantojot Arduino: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ievērojiet vairāk autora:

Par: līdzīgus projektus skatiet manā YouTube kanālā. Vairāk par mini projektiem »

Ja jūs sākat darbu ar robotiku, viens no pirmajiem iesācēju projektiem ietver līnijas sekotāju. Tā ir īpaša rotaļu automašīna ar īpašumu braukt pa līniju, kas parasti ir melnā krāsā un kontrastā ar fonu.

Sāksim.

1. darbība: video

Pievienots visaptverošs video. Lūdzu paskaties.

2. solis: galvenie bloki

Mēs varam sadalīt līnijas sekotājus četros galvenajos blokos. IR fotodiodes sensori, motora draiveris, arduino nano/code un rotaļu automašīnu šasija kopā ar plastmasas riteņiem un 6 V līdzstrāvas motoriem. Apskatīsim šos blokus pa vienam.

3. darbība: IR fotodiodes modulis (1. daļa no 3)

IR fotodiodes sensora uzdevums līnijas sekotājā ir noteikt, vai zem tā ir melna līnija. IR gaisma, ko izstaro IR LED, atlec no zemāk esošās virsmas, lai to uztvertu fotodiode. Pašreizējā caur fotodiodi ir proporcionāla saņemtajiem fotoniem, un fizika saka, ka melnā krāsa absorbē infrasarkano starojumu, tāpēc, ja zem fotodiodes ir melna līnija, tā saņem mazāk fotonu, kā rezultātā samazinās strāva, salīdzinot ar to, ja zem tā būtu atstarojoša virsma, piemēram, balta.

Mēs pārveidosim šo pašreizējo signālu sprieguma signālā, ko arduino var nolasīt, izmantojot digitalRead nākamajā darbībā.

4. solis: IR fotodiodes modulis (2. daļa no 3)

Fotodiodes strāva tiek izvadīta caur 10 KOhm rezistoru, lai radītu proporcionālu sprieguma kritumu, sauksim to par Vphoto. Ja zem tā ir balta virsma, fotodiodes strāva palielinās un līdz ar to Vphoto, no otras puses, melnajai virsmai abi samazinās. Vphoto ir savienots ar LM741 opamp neinvertējošo termināli. Šādā konfigurācijā, ja spriegums neinvertējošajā spailē (+) ir lielāks nekā spriegums apgrieztā spailē (-), opampa izeja ir iestatīta uz HIGH un LOW citādi. Izmantojot potenciometru, mēs uzmanīgi iestatījām spriegumu apgriežamajā tapā, lai tas būtu starp sprieguma rādījumiem baltajai un melnajai krāsai. To darot, šīs ķēdes izlaide ir augsta baltā krāsā un zema melnā krāsā, kas ir ideāli piemērota arduino lasīšanai.

Labākai izpratnei esmu pievienojis pievienotos attēlus iepriekš aprakstītā secībā.

5. solis: IR fotodiodes modulis (3. daļa no 3)

Tikai vienam IR fotodiodes sensoram nepietiek, lai izveidotu līnijas sekotāju, jo mēs nezināsim izejas virzienu, lai kompensētu motoru izmantošanu. Tāpēc es izmantoju sensora moduli, kas satur 6 IR fotodiodes ķēdi, kas parādīta pievienotajā attēlā. 6 IR fotodiodes ir izvietotas kā 3 kopas 2 pārī. Ja centra kopa nolasa melnu un pārējās divas baltas, mēs varam turpināt iet uz priekšu. Ja kreisais kopums ir melns, mums ir jāpagriež sekotājs pa kreisi, lai sekotājs paliktu ceļā. Tas pats attiecas uz labo kopu.

6. darbība: motora draiveris

Lai pārvietotu sekotāju, es izmantoju divus 6V līdzstrāvas motorus, kurus kontrolē, izmantojot L293D motora draiveri. Ja motors ir pievienots, kā parādīts pievienotajā attēla numurā 4, iestatījuma iespējošana un 1A tapa uz augstu kopā ar 2A tapu uz zemu pārvieto motoru vienā virzienā. Lai to pārvietotu citā virzienā, mums jāmaina 2A un 1A tapu stāvoklis. Mums nebūs vajadzīgs divvirzienu moments, jo sekotājs vienmēr virzās uz priekšu. Lai pagrieztu pa kreisi, mēs atspējojam kreiso motoru, kamēr labais motors darbojas, un otrādi.

7. darbība: Arduino Nano un kods

5 V arduino nano, kas darbojas 16 MHz, izlemj, vai sekotājam ir jāgriežas pa labi vai pa kreisi. Lēmumus pieņem, aplūkojot IR fotodiodes sensora masīva nolasījumu. Pievienotais arduino kods regulē sekotāja kustību. Nākamajā rindkopā ir redzams arduino koda skats no augšas.

Sākotnēji mēs deklarējam 6 sensoru un 4 motora tapas. Iestatīšanas laikā mēs iestatām motora tapu izvadi, jo tiek ievadīts noklusējuma režīms. Ciklā vispirms mēs nolasām visas sensora tapas, pēc tam ir virkne paziņojumu, ja citādi, kas nosaka sekotāja kustību. Daži paziņojumi palīdz tai virzīties uz priekšu. Daži apgalvojumi palīdz tai apstāties, bet daži - pa kreisi vai pa labi.

Pārbaudiet kodu un dariet man zināmu, ja rodas kādas problēmas.

8. darbība. Shēma un Pabeigt

Visbeidzot, viss tika salikts saskaņā ar pievienoto shēmu, izmantojot dažus vadus un maizes dēli. Tātad, jums ir tā, līnija pēc rotaļu automašīnas.

Paldies, ka izlasījāt.

Ceru komentāros redzēt jūsu rindas sekotāja tēlu.