Simple Line Follower usando Arduino: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Robot inseguitore di linea Arduino

In questo tutorial parleremo del funzionamento di un robot che segue la linea Arduino che seguirà una linea nera su sfondo bianco e prenderà la svolta corretta ogni volta che raggiunge delle curve sul suo percorso.

Componenti del follower di linea Arduino

1. Arduino
2. Sensore IR (sensore array o 2 sensori individuali)
3. Motore a corrente continua
4. Batteria LIPO
5. Telaio del robot
6. Arduino IDE

Arduino

Potreste avere tutti familiarità con Arduino; che è la piattaforma elettronica più utilizzata e in rapida evoluzione con così tante schede e software a microcontrollore. Per il nostro robot che segue la linea, utilizzerò Arduino UNO che è la scheda più comunemente usata.

Arduino Nano è l'opzione migliore per iniziare con l'elettronica e la codifica se questa è la tua prima esperienza con la piattaforma Arduino. Puoi usare qualsiasi scheda Arduino per questo progetto.

Sensore IR

Come accennato in precedenza, il nostro robot che segue la linea seguirà una linea nera su uno sfondo bianco. Quindi abbiamo bisogno di qualcosa che "veda" la linea e dica al seguace di linea di seguire la linea o di girarsi se si sta allontanando dalla linea. A tal fine, utilizzeremo un sensore IR (infrarossi).

Passaggio 1: iniziare con PCB

Ottenere il PCB da JLCPCB

EasyEDA è uno strumento di progettazione PCB online più semplice ma potente che consente a ingegneri elettronici, hacker, educatori, hobbisti, produttori e appassionati di progettare e condividere gli schemi dei loro progetti e il layout dei PCB. Questo è uno strumento di progettazione integrato nel catalogo dei componenti LCSC e nel servizio PCB JLCPCB che aiuta gli utenti a risparmiare tempo per trasformare le proprie idee in prodotti reali.

In parole povere, il layout del PCB è un po' come una mappa. Una mappa che collega tra loro tutti i componenti tramite piste conduttrici. È questo disegno che stampiamo su una scheda rivestita in rame che viene poi sviluppata su un PCB. Surface Mount Technology è la tecnica di assemblaggio dei PCB montando i componenti sulla superficie della scheda. A differenza del metodo tradizionale di posizionare i componenti attraverso i fori e saldarli dall'altro lato, in SMT, i componenti sono posizionati sopra la scheda e i cavi sono saldati sullo stesso lato.

Passaggio 2: il circuito

Per iniziare, prima vai al sito Web EasyEDA e crea un account gratuito. Vai su "Editor" e crea un nuovo progetto. Per ora, JLCPCB ha 689 componenti di base e 30k+ componenti estesi a tua disposizione. Vedi l'elenco completo dei componenti qui. Assicurati di aggiungere i componenti da questo elenco mentre disegni gli schemi in EasyEDA. Puoi anche cercare i componenti e verificarne la disponibilità.

Ora puoi realizzare il tuo layout utilizzando gli strumenti integrati in EasyEDA. Ora puoi scaricare il file Gerber e utilizzarlo per produrre il tuo PCB da JLCPCB.

Il file Gerber contiene informazioni sul tuo PCB come informazioni sul layout del PCB, informazioni sui livelli, informazioni sulla spaziatura, tracce per citarne alcuni. Il file BOM o Bill Of Material contiene l'elenco di tutti i componenti nel Layout. File CPL (file Component Placement List / File Pick & Place (PNP)), viene utilizzato dalle macchine automatiche di assemblaggio SMT per determinare dove ogni parte deve essere posizionata sulla scheda.

Passaggio 3: ordinare il PCB

Vai al sito Web di JLCPCB e fai clic su "Quote Now" e carica il tuo file Gerber. Una volta che il file Gerber è stato caricato, ti mostrerà un'anteprima del tuo circuito. Assicurati che questo sia il layout PCB della scheda che desideri. Sotto l'anteprima PCB, vedrai tante opzioni come Quantità PCB, Texture, Spessore, Colore ecc. Scegli tutto ciò che è necessario per te.

Fare clic su "Assembla le schede PCB".

Ora dovrai caricare il file BOM e CPL che abbiamo scaricato in precedenza. Seleziona tutti i componenti che vuoi che JLCPCB assembla nel tuo PCB. Basta fare clic sulla casella di conferma per selezionare i componenti.

In questa pagina puoi rivedere il tuo ordine. Puoi controllare il layout, vedere tutti i componenti e se c'è qualche problema, puoi fare clic su "Torna indietro" per modificare il tuo ordine.

Una volta fatto tutto, fai clic su "Salva nel carrello". Nella pagina successiva, puoi scegliere un'opzione di spedizione e pagamento e Check Out Sicuro. Puoi utilizzare Paypal o carta di credito/debito per pagare.

Il PCB sarà prodotto e spedito entro pochi giorni e sarà consegnato a casa tua entro il periodo di tempo indicato.

Passaggio 4: assemblaggio del robot

Ora iniziamo a costruire il Robot del nostro Arduino Line Follower. Qui andremo a costruire un robot a 4 ruote, con 2 motori DC collegati su entrambi i lati (anteriore) e due finte ruote sul lato posteriore. Come accennato in precedenza, utilizzeremo la scheda Arduino UNO per ottenere input dai sensori, elaborarli e inviare segnali all'IC del driver del motore L293D per pilotare il motore del motore CC di Line Following Robot Arduino.

L293Dsotto è possibile visualizzare lo schema dell'IC L293D. Come puoi vedere ha due pin per l'ingresso della tensione. Uno di questi serve per alimentare il circuito interno dell'IC e l'altro per azionare il motore.

Pin 8 – Pilotaggio dei motori – Da 4,5 V a 33 V Pin 16 – Funzionamento dell'IC– 5V Se ti capita di invertire questo collegamento accidentalmente, potresti bruciare il chip. Questo circuito integrato ha due circuiti H Bridge e quindi è in grado di controllare due motori individualmente contemporaneamente. Un lato di questo circuito integrato controlla un motore e l'altro lato controlla il secondo motore. Affinché il motore funzioni, il pin di abilitazione di quel lato dovrebbe essere alto.

I pin di abilitazione possono essere utilizzati anche per controllare la velocità del motore tramite PWM (Pulse Width Modulation). Se vuoi saperne di più su L293D e sul funzionamento di H-Bridge, segui il link sottostante. Fare clic qui per apprendere il funzionamento di un driver per motori a ponte H Quindi abbiamo due ruote.

In che modo questo line follower va avanti, indietro, a sinistra oa destra?

La logica è piuttosto semplice. Quando entrambi i motori ruotano nella stessa direzione (senso orario o antiorario), il follower di linea di arduino si sposterà in avanti o indietro. Se entrambi si muovono nella direzione opposta, la linea che segue il robot girerà a sinistra oa destra.

Otterrai lo schema di connessione completo qui -> Line Follower Tutorial completo

Passaggio 5: caricamento del codice e prima esecuzione

Il codice è davvero facile da capire e se hai domande sui codici, non esitare a chiederlo nei commenti o nella nostra community. Otterrai il codice completo da qui.

Carica il codice, accendi e posiziona il tuo robot Arduino Line Follower nella linea nera e guarda il robot in azione.

Divertito? Nel prossimo capitolo, ti mostrerò come includere l'algoritmo PID nel nostro Arduino Line Follower per rendere il nostro robot più fluido e veloce controllando la velocità del motore. Iscriviti a RootSaid per altri fantastici progetti.