Как да направите последовател на линия с помощта на Arduino: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

От miniProjectsminiProjectsFollow Още от автора:

За: Разгледайте канала ми в YouTube за подобни проекти. Повече за miniProjects »

Ако започвате с роботика, един от първите проекти, които начинаещите правят, включва последовател на линия. Това е специален автомобил -играчка със свойство да се движи по линия, която обикновено е с черен цвят и в контраст с фона.

Да започваме.

Стъпка 1: Видео

Приложен изчерпателен видеоклип. Моля, разгледайте.

Стъпка 2: Основни блокове

Можем да разделим последователя на линии в четири основни блока. Инфрачервени фотодиодни сензори, драйвер за двигател, шаси на нано/код arduino и шаси за играчки, заедно с пластмасови колела и 6V DC двигатели. Нека разгледаме тези блокове един по един.

Стъпка 3: IR-фотодиоден модул (част 1 от 3)

Задачата на IR-фотодиодния сензор в последовател на линии е да открие дали има черна линия под него. IR светлината, излъчвана от IR LED, отскача от повърхността отдолу, за да бъде уловена от фотодиод. Токът през фотодиод е пропорционален на фотоните, които получава и физиката казва, че черният цвят поглъща инфрачервените лъчения, следователно, ако имаме черна линия под фотодиод, той получава по -малко фотони, което води до по -малък ток в сравнение с отразяващата повърхност като бяла под него.

Ще преобразуваме този токов сигнал в сигнал за напрежение, който arduino може да прочете с помощта на digitalRead в следващата стъпка.

Стъпка 4: IR-фотодиоден модул (част 2 от 3)

Токът на фотодиода преминава през 10 KOhm резистор, за да се създаде пропорционален спад на напрежението, нека го наречем Vphoto. Ако отдолу има бяла повърхност, токът на фотодиода се увеличава и следователно Vphoto, от друга страна, за черна повърхност и двете намаляват. Vphoto е свързан към неинвертиращ терминал на LM741 opamp. В тази конфигурация, ако напрежението на неинвертиращия терминал (+) е по-голямо от напрежението на инвертиращия терминал (-), изходът на opamp се настройва на HIGH и LOW за другия начин. Внимателно настройваме напрежението на инвертиращия щифт да бъде между отчитането на напрежението за бели и черни цветове с помощта на потенциометър. При това изходът на тази верига е висок за бял и нисък за черен цвят, което е идеално за четене от arduino.

Обозначих прикачени изображения в реда на горното описание за по -добро разбиране.

Стъпка 5: IR-фотодиоден модул (част 3 от 3)

Само един IR-фотодиоден сензор не е достатъчен за създаване на последовател на линия, тъй като няма да знаем посоката на излизане, за да компенсираме използването на двигатели. Затова използвах сензорен модул, съдържащ 6 инфрачервена фотодиодна верига, показана на приложеното изображение. 6 IR-фотодиод са разположени като 3 клъстера в двойка 2. Ако централният клъстер чете черно, а други два чете бяло, можем да продължим напред. Ако левият клъстер чете черно, трябва да завъртим последователя наляво, за да поддържаме последователя на път. Същото важи и за десния клъстер.

Стъпка 6: Шофьор на мотор

За преместване на последовател използвам два 6V DC двигателя, които се управляват с помощта на драйвер за двигател L293D. Ако двигателят е свързан, както е показано, подчертано в приложеното изображение номер 4, активирайте настройката и 1A щифт към високо заедно с 2A щифт към ниско движи двигателя в една посока. За да го преместите в друга посока, трябва да сменим състояние на 2A и 1A щифтове. Няма да имаме нужда от двупосочен момент, тъй като последователят винаги върви напред. За да завиете наляво, деактивираме левия мотор, докато десният двигател продължава да работи и обратно.

Стъпка 7: Arduino Nano и код

5V arduino nano, работещ на 16MHz, решава дали последователят трябва да завие надясно или наляво. Решенията се вземат, като се погледне отчитането на масива от сензори за IR-фотодиоди. Прикаченият код arduino управлява движението на последователя. Следващият параграф дава изглед отгоре на кода на arduino.

Първоначално декларираме 6 сензорни и 4 моторни щифта. В настройката задаваме изводите на двигателя за извеждане, тъй като е въведен режим по подразбиране. В цикъл първо четем всички сензорни щифтове, след което е верига от инструкции if-else, които решават движението на последователя. Някои изявления му помагат да продължи напред. Някои изявления му помагат да спре, а други му позволяват да тръгне наляво или надясно.

Прегледайте кода и ме уведомете, ако срещнете някакви проблеми.

Стъпка 8: Схема и ГОТОВО

Най -накрая всичко беше сглобено съгласно приложената схема, използвайки няколко жици и макет. Ето го, ред след кола -играчка.

Благодаря за четенето.

Надявам се да видите изображението на последователя на реда си в коментарите.