Kako narediti sledilca črte z uporabo Arduina: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Avtor miniProjectsminiProjectsFollow Več avtorja:

O: Oglejte si moj YouTube kanal za podobne projekte. Več o miniprojektih »

Če začenjate z robotiko, je eden prvih projektov, ki jih naredi začetnik, sledilnik vrstice. To je poseben avtomobil z igračami, ki lahko teče vzdolž črte, ki je običajno črne barve in v nasprotju z ozadjem.

Začnimo.

Korak: Video

Priložen obsežen video. Prosim, poglejte.

2. korak: Glavni bloki

Spremljevalca črt lahko razdelimo v štiri velike bloke. IR-fotodiodni senzorji, gonilnik motorja, arduino nano/koda in podvozje za igrače, skupaj s plastičnimi kolesi in 6V DC motorji. Poglejmo te bloke enega za drugim.

3. korak: IR-fotodiodni modul (1. del od 3)

Naloga senzorja IR-fotodiode v sledilcu linij je ugotoviti, ali je pod njim črna črta. IR svetloba, ki jo oddaja IR LED, se odbija od površine spodaj, da jo zajame fotodioda. Tok skozi fotodiodo je sorazmeren s fotoni, ki jih sprejema, fizika pa pravi, da črna barva absorbira IR sevanje, zato če imamo pod črno črto črto pod fotodiodo, prejme manj fotonov, kar povzroči manjši tok v primerjavi z odbojno površino, kot je bela pod njo.

Ta trenutni signal bomo pretvorili v napetostni signal, ki ga arduino lahko prebere s pomočjo digitalRead v naslednjem koraku.

4. korak: IR-fotodiodni modul (del 2 od 3)

Tok fotodiode prehaja skozi upor 10 KOhm, da ustvari sorazmeren padec napetosti, imenujmo ga Vphoto. Če je spodaj bela površina, se tok fotodiode poveča in s tem Vphoto, na drugi strani pa se za črno površino oba zmanjšata. Vphoto je priključen na neinvertirni terminal opampa LM741. V tej konfiguraciji, če je napetost na neinvertirajočem priključku (+) večja od napetosti na obratnem priključku (-), je izhod opampa nastavljen na VISO in NIZO, obratno. Previdno nastavimo napetost na invertirnem zatiču tako, da je s potenciometrom med odčitki napetosti za bele in črne barve. Pri tem je izhod tega vezja visok za belo in nizek za črno barvo, kar je kot nalašč za branje arduina.

Za boljše razumevanje sem priložene slike označil po vrstnem redu zgoraj.

5. korak: IR-fotodiodni modul (del 3 od 3)

Samo en IR-fotodiodni senzor ni dovolj za ustvarjanje sledilca linije, saj ne bomo vedeli smeri izhoda, da bi nadomestili uporabo motorjev. Zato sem uporabil senzorski modul, ki vsebuje 6 IR-fotodiodnega vezja, prikazanega na priloženi sliki. 6 IR-fotodioda je postavljena kot 3 grozdi v paru 2. Če sredinska kopica bere črno, druga dva pa belo, lahko nadaljujemo. Če se leva gruča bere črno, moramo sledilca obrniti proti levi, da sledilnik ostane na pravi poti. Enako velja za desni grozd.

6. korak: Voznik motorja

Za premikanje sledilca uporabljam dva 6V enosmerna motorja, ki ju upravljate z gonilnikom motorja L293D. Če je motor priključen, kot je označeno na priloženi sliki številka 4, omogočite nastavitev in zatič 1A na visoko skupaj z 2A za nizko premakne motor v eno smer. Za premik v drugo smer moramo zamenjati stanje nožic 2A in 1A. Ne potrebujemo dvosmernega trenutka, saj se spremljevalec vedno premika naprej. Za zavijanje v levo onemogočimo levi motor, medtem ko desni motor še naprej deluje in obratno.

Korak 7: Arduino Nano in koda

5V arduino nano, ki deluje pri 16 MHz, odloča, ali mora sledilnik zaviti desno ali levo. Odločitve se sprejmejo na podlagi branja matrike senzorjev IR-Photodiode. Priložena arduino koda ureja gibanje sledilca. Naslednji odstavek prikazuje pogled na arduino kodo od zgoraj.

Sprva deklariramo 6 senzorskih in 4 motorne zatiče. V nastavitvah nastavimo zatiče motorja na izhod, saj je privzeti način vnos. V zanki najprej preberemo vse zatiče senzorjev, sledi veriga stavkov if-else, ki odločajo o gibanju sledilca. Nekatere izjave mu pomagajo napredovati. Nekatere izjave mu pomagajo ustaviti, nekatere pa levo ali desno.

Preglejte kodo in mi sporočite, če naletite na težave.

8. korak: Shematično in KONČNO

Končno je bilo vse sestavljeno po priloženi shemi z uporabo nekaj žic in ploščic. Torej, tukaj je, vrstica sledi avtomobilu.

Hvala za branje.

Upam, da boste v komentarjih videli podobo sledilca linije.