Eenvoudige lijnvolger met Arduino - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

Arduino lijnvolger robot

In deze zelfstudie bespreken we de werking van een Arduino-lijnvolgende robot die een zwarte lijn op een witte achtergrond volgt en de juiste afslag neemt wanneer deze bochten op zijn pad bereikt.

Arduino-lijnvolgercomponenten

1. Arduino
2. IR-sensor (array-sensor of 2 afzonderlijke sensoren)
3. gelijkstroommotor
4. LIPO-batterij
5. Robotchasis
6. Arduino IDE

Arduino

Jullie zijn misschien allemaal bekend met Arduino; wat het meest gebruikte en snel evoluerende elektronische platform is met zoveel microcontrollerborden en software. Voor onze lijnvolgende robot zal ik Arduino UNO gebruiken, het meest gebruikte bord.

De Arduino Nano is de beste optie om aan de slag te gaan met elektronica en codering als dit je eerste ervaring met Arduino Platform is. U kunt elk Arduino-bord voor dit project gebruiken.

IR-sensor

Zoals eerder vermeld, volgt onze lijnvolgende robot een zwarte lijn op een witte achtergrond. We hebben dus iets nodig dat de lijn 'ziet' en de lijnvolger vertelt de lijn te volgen of om te draaien als deze van de lijn afwijkt. Hiervoor gebruiken we een IR (infrarood) sensor.

Stap 1: Aan de slag met PCB

De PCB ophalen van JLCPCB

EasyEDA is een eenvoudiger maar krachtig online PCB-ontwerptool waarmee elektronica-ingenieurs, hackers, opvoeders, hobbyisten, makers en enthousiastelingen de schema's van hun projecten en de PCB-lay-out kunnen ontwerpen en delen. Dit is een ontwerptool met geïntegreerde LCSC-componentencatalogus en JLCPCB PCB-service waarmee gebruikers tijd kunnen besparen om hun ideeën in echte producten om te zetten.

Simpel gezegd, de PCB-lay-out is een soort kaart. Een plattegrond die alle componenten met elkaar verbindt door middel van geleidende sporen. Het is dit ontwerp dat we op een met koper beklede plaat drukken die vervolgens wordt ontwikkeld tot een PCB. Surface Mount Technology is de techniek om PCB's te assembleren door de componenten op het oppervlak van het bord te monteren. In tegenstelling tot de traditionele methode om de componenten door gaten te plaatsen en aan de andere kant te solderen, worden bij SMT de componenten over het bord geplaatst en worden de draden aan dezelfde kant gesoldeerd.

Stap 2: Het circuit

Ga om te beginnen eerst naar de EasyEDA-website en maak een gratis account aan. Ga naar "Editor" en maak een nieuw project aan. Voorlopig heeft JLCPCB 689 basiscomponenten en 30k+ uitgebreide componenten tot uw beschikking. Bekijk hier de volledige lijst met componenten. Zorg ervoor dat u de componenten uit deze lijst toevoegt tijdens het tekenen van de schema's in EasyEDA. U kunt zelfs naar de componenten zoeken en de beschikbaarheid controleren.

Nu kunt u uw lay-out maken met behulp van ingebouwde tools in EasyEDA. U kunt nu het Gerber-bestand downloaden en gebruiken om uw PCB van JLCPCB te vervaardigen.

Gerber-bestand bevat informatie over uw PCB, zoals PCB-lay-outinformatie, Layer-informatie, spatiëringsinformatie, tracks om er maar een paar te noemen. Stuklijst of Stuklijst bevat de lijst van alle componenten in de Lay-out. CPL-bestand (Component Placement List / Pick & Place File (PNP)-bestand), het wordt gebruikt door geautomatiseerde SMT-assemblagemachines om te bepalen waar elk onderdeel zich op het bord moet bevinden.

Stap 3: De print bestellen

Ga naar de website van JLCPCB en klik op "Nu citeren" en upload uw Gerber-bestand. Nadat het Gerber-bestand is geüpload, ziet u een voorbeeld van uw printplaat. Zorg ervoor dat dit de PCB-layout is van het bord dat u wilt. Onder het PCB-voorbeeld ziet u zoveel opties, zoals PCB-hoeveelheid, textuur, dikte, kleur enz. Kies alles wat voor u nodig is.

Klik op "Monteer uw printplaten".

Nu moet u het stuklijst- en CPL-bestand uploaden dat we eerder hebben gedownload. Selecteer alle componenten die u door JLCPCB in uw PCB wilt laten monteren. Klik eenvoudig op het bevestigingsvenster om de componenten te selecteren.

Op deze pagina kunt u uw bestelling controleren. U kunt de lay-out controleren, alle componenten bekijken en als er een probleem is, kunt u op "Ga terug" klikken om uw bestelling te bewerken.

Als alles klaar is, klik je op "Opslaan in winkelwagen". Op de volgende pagina kun je een verzend- en betaaloptie kiezen en Veilig Afrekenen. U kunt Paypal of Credit/Debit Card gebruiken om te betalen.

De printplaat wordt binnen enkele dagen vervaardigd en verzonden en wordt binnen de genoemde periode bij u thuis afgeleverd.

Stap 4: De robot in elkaar zetten

Laten we nu beginnen met het bouwen van de Robot van onze Arduino Line Follower. Hier gaan we een 4-wielige robot bouwen, met 2 gelijkstroommotoren aan weerszijden (voorzijde) en twee dummywielen aan de achterzijde. Zoals eerder vermeld, zullen we het Arduino UNO-bord gebruiken om input van de sensoren te krijgen, deze te verwerken en signalen naar het L293D-motorstuurprogramma IC te sturen om de DC-motormotor van Line Following Robot Arduino aan te drijven.

L293DHieronder kunt u het diagram van de L293D IC vastpinnen. Zoals je kunt zien heeft het twee pinnen voor het invoeren van spanning. Een daarvan is voor het voeden van het interne circuit van het IC en de andere voor het aandrijven van de motor.

Pin 8 – Aansturen van de motoren – 4,5 V tot 33 V Pin 16 – Werking van de IC– 5V Als je deze verbinding per ongeluk omdraait, kan je de chip verbranden. Dit IC heeft twee H-brugcircuits en is dus in staat om twee motoren tegelijkertijd afzonderlijk aan te sturen. De ene kant van dit IC stuurt de ene motor aan en de andere kant de tweede motor. Om de motor te laten werken, moet de activeringspen van die kant Hoog zijn.

De activeringspinnen kunnen ook worden gebruikt om de snelheid van de motor te regelen met behulp van PWM (Pulse Width Modulation). Wil je meer weten over L293D en de werking van H-Bridge, volg dan onderstaande link. Klik hier om de werking van een H Bridge Motor Driver te leren kennen. We hebben dus twee wielen.

Hoe gaat deze lijnvolger vooruit, achteruit, links of rechts?

De logica is vrij eenvoudig. Wanneer beide motoren in dezelfde richting draaien (met de klok mee of tegen de klok in), zal de Arduino-lijnvolger vooruit of achteruit bewegen. Als beide in tegengestelde richting bewegen, zal de lijnvolgende robot naar links of rechts draaien.

U krijgt hier een volledig aansluitschema - > Volledige zelfstudie voor lijnvolgers

Stap 5: Code uploaden en eerste keer uitvoeren

De code is heel gemakkelijk te begrijpen en als je vragen hebt over de codes, stel ze dan gerust in de comments of in onze community. Je krijgt hier de volledige code.

Upload de code, zet aan en plaats je Arduino Line Follower Robot in de zwarte lijn en zie de robot in actie.

Had plezier? In het volgende hoofdstuk laat ik u zien hoe u het PID-algoritme in onze Arduino Line Follower kunt opnemen om onze robot soepeler en sneller te maken door de snelheid van de motor te regelen. Abonneer RootSaid voor meer geweldige projecten.