Com fer un seguidor de línia mitjançant Arduino: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Per miniProjectsminiProjectsFollow Més de l'autor:

Quant a: Mireu el meu canal de YouTube per a projectes similars. Més informació sobre els miniProjects »

Si esteu començant amb la robòtica, un dels primers projectes que fa principiants inclou un seguidor de línia. És un cotxe de joguina especial amb propietat per circular per una línia que normalment és de color negre i en contrast amb el fons.

Comencem.

Pas 1: vídeo

S'ha adjuntat un vídeo complet. Feu una ullada.

Pas 2: grans blocs

Podem dividir el seguidor de línia en quatre grans blocs. Sensors de fotodiode IR, controlador de motor, nano / codi arduino i xassís de cotxes de joguina junt amb rodes de plàstic i motors de 6V CC. Vegem aquests blocs un per un.

Pas 3: mòdul IR-fotodiode (part 1 de 3)

La tasca del sensor de fotodiode IR al seguidor de línia és detectar si té una línia negra a sota. Llum IR emesa pel LED IR, rebota de la superfície inferior per ser captada pel fotodiode. El corrent a través del fotodiode és proporcional als fotons que rep i la física diu que el color negre absorbeix les radiacions IR, de manera que si tenim una línia negra sota un fotodiode rep menys fotons, cosa que resulta en un corrent menor en comparació amb si tenia una superfície reflectant com el blanc a sota.

Convertirem aquest senyal de corrent en un senyal de tensió que arduino podrà llegir mitjançant digitalRead al següent pas.

Pas 4: mòdul IR-fotodiode (part 2 de 3)

El corrent del fotodiode es fa passar per una resistència de 10 KOhm per crear una caiguda de tensió proporcional, anomenem-la Vphoto. Si hi ha una superfície blanca a sota, el corrent del fotodiode augmenta i, per tant, Vphoto, en canvi, per a la superfície negra es redueix. Vphoto està connectat al terminal no inversor de LM741 opamp. En aquesta configuració, si la tensió del terminal no inversor (+) és superior a la tensió del terminal inversor (-), la sortida d’opamp s’estableix a ALTA i BAIXA al revés. Establim acuradament el voltatge del pin d'inversió perquè estigui entre la lectura de voltatge per als colors blanc i negre mitjançant un potenciòmetre. En fer-ho, la sortida d’aquest circuit és alta per al blanc i baixa per al color negre, cosa perfecta per a la lectura d’arduino.

He etiquetat les imatges adjuntes per ordre de la descripció anterior per a una millor comprensió.

Pas 5: mòdul IR-fotodiode (part 3 de 3)

Només un sensor de fotodiode IR no és suficient per crear un seguidor de línia, ja que no sabrem la direcció de sortida per compensar l’ús de motors. Per tant, vaig utilitzar un mòdul de sensor que contenia 6 circuits de fotodiode IR que es mostren a la imatge adjunta. 6 fotodiodos IR es col·loquen en 3 cúmuls en un parell de 2. Si el cúmul central llegeix negre i altres dos es mostren blancs, podem seguir avançant. Si el clúster esquerre es llegeix en negre, hem de girar seguidor cap a l’esquerra per mantenir el seguiment encarrilat. El mateix s'aplica al clúster dret.

Pas 6: controlador del motor

Per moure el seguidor estic fent servir dos motors de 6 V CC, que es controlen mitjançant un controlador de motor L293D. Si el motor està connectat tal com es mostra a la imatge adjunta número 4, la configuració habilitada i el pin 1A a alt juntament amb el pin 2A a baix mou el motor en una direcció. Per moure’l en una altra direcció, hem d’intercanviar l’estat de pins 2A i 1A. No necessitarem un moment bidireccional, ja que els seguidors sempre avancen. Per girar a l'esquerra inhabilitem el motor esquerre mentre el motor dret es manté en funcionament i viceversa.

Pas 7: Arduino Nano i Code

El nano arduino de 5V que funciona a 16 MHz decideix si el seguidor ha de girar a la dreta o a l’esquerra. Les decisions es prenen mirant la lectura de la matriu del sensor IR-fotodiode. El codi arduino adjunt regula el moviment del seguidor. El paràgraf següent proporciona una vista superior del codi arduino.

Inicialment, declarem 6 sensors i 4 pins de motor. A la configuració, configurem els pins del motor perquè surtin, ja que s’introdueix el mode per defecte. En bucle, primer llegim tots els pins del sensor, seguint una cadena d’afirmacions if-else que decideixen el moviment del seguidor. Algunes afirmacions l’ajuden a avançar. Algunes afirmacions l'ajuden a aturar-se i algunes li permeten anar cap a l'esquerra o cap a la dreta.

Consulteu el codi i feu-me saber si teniu problemes.

Pas 8: Esquema i FINALITZACIÓ

Finalment, es va ajuntar tot segons l'esquema adjunt, utilitzant pocs cables i taulers. Així ho teniu, una línia que segueix el cotxe de joguina.

Gràcies per llegir.

Espero veure la imatge del vostre seguidor de línia als comentaris.