Hvordan lage en linje følger ved hjelp av Arduino: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Av miniProjectsminiProjectsFollow Mer av forfatteren:

Om: Sjekk ut YouTube -kanalen min for lignende prosjekter. Mer om miniProjects »

Hvis du begynner med robotikk, inkluderer et av de første prosjektene som nybegynnere lager en linjefølge. Det er en spesiell lekebil med eiendom for å kjøre langs en linje som normalt er svart i farge og i kontrast til bakgrunnen.

La oss komme i gang.

Trinn 1: Video

Vedlagt omfattende video. Vennligst ta en titt.

Trinn 2: Store blokker

Vi kan dele linjefolger i fire store blokker. IR-fotodiodesensorer, motordriver, arduino nano/kode og lekebilchassis sammen med plasthjul og 6V DC-motorer. La oss se på disse blokkene en etter en.

Trinn 3: IR-fotodiodemodul (del 1 av 3)

Jobben til IR-fotodiodesensoren i linjefølge er å oppdage om den har en svart linje under seg. IR -lys fra IR LED, spretter tilbake fra overflaten under for å bli fanget av fotodiode. Strøm gjennom fotodiode er proporsjonal med fotoner den mottar og fysikk sier at svart farge absorberer IR -stråling, derfor hvis vi har en svart linje under en fotodiode, mottar den færre fotoner som resulterer i mindre strøm sammenlignet med hvis den hadde reflekterende overflate som hvit under den.

Vi vil konvertere dette nåværende signalet til spenningssignal som arduino kan lese opp ved hjelp av digitalRead i neste trinn.

Trinn 4: IR-fotodiodemodul (del 2 av 3)

Fotodiodens strøm ledes gjennom en 10 KOhm motstand for å skape proporsjonalt spenningsfall, la oss kalle det Vphoto. Hvis det er en hvit overflate under, går fotodiodens strøm opp, og dermed reduseres Vphoto, på den annen side for svart overflate. Vphoto er koblet til ikke -inverterende terminal på LM741 opamp. I denne konfigurasjonen hvis spenningen på ikke-inverterende terminal (+) er større enn spenningen på inverterende terminal (-), settes opamps utgang til HIGH og LOW for omvendt. Vi setter nøye spenningen ved inverteringsnålen til å være mellom spenningsavlesning for hvite og svarte farger ved hjelp av et potensiometer. Når du gjør det, er denne kretsens utgang høy for hvit og lav for svart farge, noe som er perfekt for arduino å lese opp.

Jeg har merket vedlagte bilder i rekkefølge av beskrivelsen ovenfor for bedre forståelse.

Trinn 5: IR-fotodiodemodul (del 3 av 3)

Bare en IR-fotodiodesensor er ikke nok til å lage en linjefølge, da vi ikke vet utløpsretningen for å kompensere for bruk av motorer. Derfor brukte jeg sensormodul som inneholder 6 IR-fotodiodekretser vist i vedlagte bilde. 6 IR-fotodioder er plassert som 3 klynger i et par 2. Hvis midtklyngen leser svart og to andre leser hvitt, kan vi fortsette fremover. Hvis venstre klynge leser svart, må vi snu tilhengeren mot venstre for å holde tilhengeren på sporet. Det samme gjelder høyre klynge.

Trinn 6: Motordriver

For å flytte tilhenger bruker jeg to 6V DC -motorer, som styres med L293D -motordriver. Hvis motoren er tilkoblet som vist som markert i vedlagte bilde nummer 4, setter aktivering og 1A pin til høy sammen med 2A pin til lav, motoren i en retning. For å bevege den i en annen retning må vi bytte tilstand på 2A og 1A pinner. Vi trenger ikke toveis øyeblikk, da tilhenger alltid beveger seg fremover. For å svinge til venstre deaktiverer vi venstre motor mens høyre motor fortsetter å gå og omvendt.

Trinn 7: Arduino Nano og kode

5V arduino nano som kjører på 16MHz bestemmer om tilhengeren må svinge til høyre eller venstre. Beslutninger tas ved å se på IR-fotodiodesensor-arraylesing. Vedlagt arduino -kode styrer bevegelse av følger. Følgende avsnitt gir et oversikt over arduino -koden.

I utgangspunktet erklærer vi 6 sensor og 4 motorpinner. I oppsettet setter vi motorpinner til utgang som standardmodus er inngang. I løkke, først leser vi alle sensorpinnene, etter det er en kjede av if-else-utsagn som bestemmer bevegelsen av følger. Noen utsagn hjelper den til å gå videre. Noen utsagn hjelper den til å stoppe, og noen lar den gå enten til venstre eller høyre.

Gå gjennom koden og gi meg beskjed hvis du får problemer.

Trinn 8: Skjematisk og FINISH

Til slutt ble alt satt sammen i henhold til vedlagt skjema med få ledninger og brødbrett. Så der har du det, en linje etter lekebil.

Takk for at du leste.

Håper å se linjefolgerens bilde i kommentarene.