Come creare un inseguitore di linea usando Arduino: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

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Se stai iniziando con la robotica, uno dei primi progetti realizzati da un principiante include un seguace di linea. È una speciale macchinina con la proprietà di percorrere una linea che normalmente è di colore nero e in contrasto con lo sfondo.

Iniziamo.

Passaggio 1: video

Video completo allegato. Per favore dai un'occhiata.

Passaggio 2: blocchi principali

Possiamo dividere il seguace di linea in quattro blocchi principali. Sensori a fotodiodo IR, driver del motore, arduino nano/code e chassis per auto giocattolo insieme a ruote in plastica e motori a 6 V CC. Diamo un'occhiata a questi blocchi uno per uno.

Passaggio 3: modulo fotodiodo IR (parte 1 di 3)

Il compito del sensore IR-fotodiodo in linea follower è di rilevare se ha una linea nera sotto di esso. IR La luce emessa dal LED IR, rimbalza dalla superficie sottostante per essere catturata dal fotodiodo. La corrente attraverso il fotodiodo è proporzionale ai fotoni che riceve e la fisica dice che il colore nero assorbe le radiazioni IR, quindi se abbiamo una linea nera sotto un fotodiodo riceve meno fotoni con conseguente minore corrente rispetto a se avesse una superficie riflettente come il bianco sotto di essa.

Convertiremo questo segnale di corrente in un segnale di tensione che arduino può leggere utilizzando digitalRead nel passaggio successivo.

Passaggio 4: modulo fotodiodo IR (parte 2 di 3)

La corrente del fotodiodo viene fatta passare attraverso un resistore da 10 KOhm per creare una caduta di tensione proporzionale, chiamiamola Vphoto. Se c'è una superficie bianca sotto, la corrente del fotodiodo aumenta e quindi Vphoto, d'altra parte per la superficie nera entrambi diminuisce. Vphoto è collegato al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale LM741. In questa configurazione, se la tensione al terminale non invertente (+) è maggiore della tensione al terminale invertente (-), l'uscita dell'amplificatore operazionale è impostata su HIGH e LOW per il contrario. Abbiamo impostato con cura la tensione al pin invertente per essere tra la lettura della tensione per i colori bianco e nero usando un potenziometro. In tal modo, l'uscita di questo circuito è alta per il bianco e bassa per il colore nero, il che è perfetto per la lettura di arduino.

Ho etichettato le immagini allegate nell'ordine della descrizione sopra per una migliore comprensione.

Passaggio 5: modulo fotodiodo IR (parte 3 di 3)

Un solo sensore a fotodiodo IR non è sufficiente per creare un inseguitore di linea poiché non conosceremo la direzione di uscita per compensare l'utilizzo dei motori. Quindi ho usato un modulo sensore contenente 6 circuiti fotodiodo IR mostrato nell'immagine allegata. 6 fotodiodo IR sono posizionati come 3 cluster in una coppia di 2. Se il cluster centrale legge il nero e gli altri due leggono il bianco, possiamo continuare ad andare avanti. Se il cluster di sinistra è nero, dobbiamo girare il follower verso sinistra per mantenere il follower in pista. Lo stesso vale per il cluster di destra.

Passaggio 6: driver del motore

Per spostare il follower sto usando due motori a 6V DC, che sono controllati usando il driver del motore L293D. Se il motore è collegato come mostrato come mostrato nell'immagine allegata numero 4, l'impostazione di abilitazione e il pin 1A in alto insieme al pin 2A in basso sposta il motore in una direzione. Per spostarlo in un'altra direzione dobbiamo scambiare lo stato dei pin 2A e 1A. Non avremo bisogno di un momento bidirezionale poiché i follower vanno sempre avanti. Per girare a sinistra disabilitiamo il motore sinistro mentre il motore destro è tenuto in funzione e viceversa.

Passaggio 7: Arduino Nano e codice

L'arduino nano 5V in esecuzione a 16MHz decide se il follower deve girare a destra oa sinistra. Le decisioni vengono prese esaminando la lettura dell'array di sensori a fotodiodi IR. Il codice arduino allegato governa il movimento del seguace. Il paragrafo seguente offre una vista dall'alto del codice Arduino.

Inizialmente, dichiariamo 6 sensori e 4 pin motore. Nella configurazione, impostiamo i pin del motore in uscita come modalità predefinita è l'input. In loop, prima leggiamo tutti i pin del sensore, dopo di che c'è una catena di istruzioni if-else che decidono il movimento del follower. Alcune affermazioni lo aiutano ad andare avanti. Alcune affermazioni lo aiutano a fermarsi e altre gli permettono di andare a destra oa sinistra.

Passa attraverso il codice e fammi sapere se incontri problemi.

Fase 8: Schema e FINITURA

Alla fine tutto è stato messo insieme secondo lo schema allegato usando pochi fili e breadboard. Ecco qua, una linea che segue una macchinina.

Grazie per aver letto.

Spero di vedere l'immagine del tuo follower di linea nei commenti.