Робот-последовател на линия, използващ arduino

Робот с последователи на линии е много прост робот, който следва линия, или черна линия, или бяла линия. Този тип роботи са много лесни за изграждане и често са първият избор за начинаещи, които започват работа с роботика. По принцип има два вида роботи с последователи на линии: единият е последовател на черна линия, който следва черната линия, а вторият е последовател на бяла линия, който следва бялата линия. Последователят на линията всъщност усеща линията и я следва. Въпреки че идеята звучи просто, с малко повече разработки, роботи, подобни на този, на практика се използват в много приложения като роботи за управление на фабрични етажи или складови роботи.

Концепции на Line Follower

Концепцията за работа на последовател на линия е свързана със светлината. Тук използваме поведението на светлината при черно-белите повърхности. Когато светлината падне върху бяла повърхност, тя се отразява почти напълно, а в случай на черна повърхност светлината се абсорбира напълно. Това поведение на светлината се използва при изграждането на робот за последовател на линии.

В този базиран на Arduino робот за последователни линии използвахме IR трансмитери и IR приемници, наричани още фотодиоди. Те се използват за изпращане и получаване на светлина. IR предава инфрачервени светлини. Когато инфрачервените лъчи попаднат върху бялата повърхност, те се отразяват обратно и се улавят от фотодиоди, които генерират някои промени в напрежението. Когато IR светлината попадне върху черна повърхност, светлината се абсорбира от черната повърхност и никакви лъчи не се отразяват обратно, поради което фотодиодът не получава никаква светлина или лъчи. Тук в този робот Arduino за последовател на линия, когато сензорът усети бяла повърхност, тогава Arduino получава 1 като вход и когато усети черна линия Arduino получава 0 като вход.

Тъй като роботът Line follower е интересен проект за начинаещи, ние също го изградихме, използвайки различни дъски за разработка, различни от Arduino, можете също да ги проверите, като използвате линка по-долу, ако се интересувате

• Line Follower Robot с помощта на микроконтролер 8051
• Line Follower Robot с помощта на Raspberry Pi
• Текущ MSP430 Launchpad базиран Line Follower
• Обикновена последователна линия, използваща микроконтролер PIC
• Line Follower с помощта на ATmega16 AVR Microcontroller

Обяснение на веригата

Целият робот-последовател на Arduino може да бъде разделен на 3 секции: сензорна секция, секция за управление и секция за водача.

Сензорна секция:

Този раздел съдържа IR диоди, потенциометър, компаратор (Op-Amp) и светодиоди. Потенциометърът се използва за задаване на референтно напрежение на един терминал на компаратора, а IR сензорите се използват за засичане на линията и осигуряване на промяна в напрежението на втория терминал на компаратора. След това компараторът сравнява двете напрежения и генерира цифров сигнал на изхода. Тук, в тази верига за последващ ред, използвахме два компаратора за два сензора. LM 358 се използва като компаратор. LM358 е вградил два нискошумови Op-усилвателя.

Контролен раздел:

Arduino Pro Mini се използва за управление на целия процес на линейния робот-последовател. Изходите на компараторите са свързани към цифрови пинови номера 2 и 3 на Arduino. Arduino чете тези сигнали и изпраща команди към веригата на водача към последователя на задвижващата линия.

Секция на водача:

Секцията за водача се състои от двигател и два двигателя с постоянен ток. Двигателят на двигателя се използва за задвижване на двигатели, тъй като Arduino не подава достатъчно напрежение и ток към двигателя. Затова добавяме верига на моторния драйвер, за да получим достатъчно напрежение и ток за двигателя. Arduino изпраща команди до този двигател и след това той задвижва двигатели.

Работа на Line Follower Robot с помощта на Arduino

Изграждането на робот за последователи на линии с помощта на Arduino е интересно. Роботът за следене на линия усеща черна линия с помощта на сензор и след това изпраща сигнала до Arduino. След това Arduino задвижва двигателя според изхода на сензорите.

Тук в този проект използваме два модула за IR сензор, а именно левия и десния сензор. Когато и левият, и десният сензор усети бяло, роботът се придвижва напред.

Ако левият сензор идва на черна линия, тогава роботът завърта лявата страна.

Ако десният сензор усети черна линия, роботът завъртете надясно, докато двата сензора дойдат на бялата повърхност. Когато дойде бялата повърхност, роботът отново започва да се движи напред.

Ако и двата сензора попаднат на черната линия, роботът спира.

Електрическа схема

Най- пълен електрическата схема за Ардуино линия последовател робот е показан на изображението по-горе. Както можете да видите, изходът на компараторите е директно свързан с цифрови щифтове Arduino номер 2 и 3. А входните щифтове 2, 7, 10 и 15 на драйвера на двигателя са свързани съответно с цифровите пинове номер 4, 5, 6 и 7 на Arduino. И един двигател е свързан към изходния щифт на двигатели 3 и 6, а друг двигател е свързан към щифтове 11 и 14.

Обяснение на програмата

В програмата, на първо място, дефинирахме входния и изходния щифт, а след това в цикъл, проверяваме входовете и изпращаме изхода според входовете към изходния щифт за задвижващия мотор. За проверка на входния щифт използвахме изрази „if“. Пълният код на робот за последователи на линии може да бъде намерен в долната част на тази страница.

В този ред има четири условия след робота, които четем с помощта на Arduino. Използвали сме два сензора, а именно левия и десния сензор.

Вход	Изход	Движение На робот
Ляв сензор	Десен сензор	Ляв мотор	Десен мотор
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Спри се
0	1	1	0	0	0	Обърни се на дясно
1	0	0	0	1	0	Завийте наляво
1	1	1	0	1	0	Напред

Пишем кода на последовател на ардуино линия, съгласно условията, показани в таблицата по-горе.

Необходими компоненти

Arduino

В нашия проект ние използвахме микроконтролер, за да контролираме целия процес на системата, която е ARDUINO. Arduino е хардуер с отворен код и много полезен за разработки на проекти. На пазара се предлагат много видове arduino като Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad и др. Тук използвахме arduino pro mini в този проект, тъй като arduino pro mini е малък и е съвместим с макет. За изгаряне на кода на arduino за робот на последовател на линия сме използвали FTDI горелка.

L293D Двигател на двигателя

L293D е интегрална схема за двигател, която има два канала за задвижване на два двигателя. L293D има две вградени двойки транзистор Дарлингтън за усилване на тока и отделен щифт за захранване за подаване на външно захранване към двигателите.

IR модул:

IR модулът е сензорна верига, която се състои от IR двойка / фотодиодна двойка, потенциометър, LM358, резистори и LED. IR сензорът предава инфрачервената светлина, а фотодиодът получава инфрачервената светлина.

Захранване

Добавих регулатор на напрежение, за да получа 5 волта за Arduino, компаратор и драйвер на мотора. И 9-волтова батерия се използва за захранване на веригата.