Hoe maak je een lijnvolger met Arduino 8 stappen (met afbeeldingen) Antwoorden op al uw "Hoe?"

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Door miniProjectsminiProjectsVolg meer door de auteur:

Over: Bekijk mijn YouTube-kanaal voor soortgelijke projecten. Meer over miniProjecten »

Als je aan de slag gaat met robotica, bevat een van de eerste projecten die beginners maken een lijnvolger. Het is een bijzondere speelgoedauto met de eigenschap om langs een lijn te rijden die normaal gesproken zwart van kleur is en contrasteert met de achtergrond.

Laten we beginnen.

Stap 1: Video

Bijgevoegd uitgebreide video. Kijk alsjeblieft.

Stap 2: Grote blokken

We kunnen lijnvolger in vier grote blokken verdelen. IR-fotodiodesensoren, motordriver, arduino nano/code en speelgoedautochassis samen met plastic wielen en 6V DC-motoren. Laten we deze blokken een voor een bekijken.

Stap 3: IR-fotodiodemodule (deel 1 van 3)

De taak van de IR-fotodiode-sensor in lijnvolger is om te detecteren of er een zwarte lijn onder zit. IR-licht dat wordt uitgezonden door IR-LED, kaatst terug van het onderliggende oppervlak om te worden vastgelegd door fotodiode. Stroom door fotodiode is evenredig met fotonen die het ontvangt en de natuurkunde zegt dat zwarte kleur IR-straling absorbeert, dus als we een zwarte lijn onder een fotodiode hebben, ontvangt deze minder fotonen, wat resulteert in minder stroom in vergelijking met een reflecterend oppervlak zoals wit eronder.

We zullen dit huidige signaal omzetten in een spanningssignaal dat Arduino kan lezen met behulp van digitalRead in de volgende stap.

Stap 4: IR-fotodiodemodule (deel 2 van 3)

De stroom van de fotodiode wordt door een weerstand van 10 KOhm geleid om een proportionele spanningsval te creëren, laten we het Vphoto noemen. Als er een wit oppervlak eronder is, gaat de stroom van de fotodiode omhoog en dus Vphoto, aan de andere kant, voor een zwart oppervlak neemt beide af. Vphoto is aangesloten op de niet-inverterende aansluiting van de LM741 opamp. Als in deze configuratie de spanning op de niet-inverterende aansluiting (+) groter is dan de spanning op de inverterende aansluiting (-), wordt de uitgang van de opamp ingesteld op HOOG en LAAG voor het andere doel. We hebben de spanning op de inverterende pin zorgvuldig ingesteld om tussen de spanningsaflezing voor witte en zwarte kleuren te liggen met behulp van een potentiometer. Door dit te doen, is de output van dit circuit hoog voor wit en laag voor zwarte kleur, wat perfect is voor Arduino om te lezen.

Ik heb bijgevoegde afbeeldingen gelabeld in volgorde van bovenstaande beschrijving voor een beter begrip.

Stap 5: IR-fotodiodemodule (deel 3 van 3)

Slechts één IR-fotodiodesensor is niet genoeg om een lijnvolger te maken, omdat we de uitgangsrichting niet weten om het gebruik van motoren te compenseren. Daarom gebruikte ik een sensormodule met 6 IR-fotodiodeschakelingen die in bijgevoegde afbeelding worden getoond. 6 IR-fotodiodes worden als 3 clusters in een paar van 2 geplaatst. Als de middelste cluster zwart aangeeft en de andere twee wit, kunnen we doorgaan. Als het linkercluster zwart is, moeten we de volger naar links draaien om de volger op het goede spoor te houden. Hetzelfde geldt voor het rechter cluster.

Stap 6: Motorstuurprogramma

Om de volger te verplaatsen, gebruik ik twee 6V DC-motoren, die worden bestuurd met behulp van de L293D-motordriver. Als de motor is aangesloten zoals weergegeven zoals gemarkeerd in bijgevoegde afbeelding nummer 4, beweegt de motor in één richting door de instelling inschakelen en 1A-pin naar hoog samen met 2A-pin naar laag. Om het in een andere richting te verplaatsen, moeten we de status van 2A- en 1A-pinnen uitwisselen. We hebben geen bidirectioneel moment nodig, omdat de volger altijd vooruit gaat. Om naar links te draaien, schakelen we de linkermotor uit terwijl de rechtermotor blijft draaien en vice versa.

Stap 7: Arduino Nano en code

5V arduino nano met 16 MHz bepaalt of de volger naar rechts of links moet draaien. Beslissingen worden genomen door te kijken naar de uitlezing van de IR-fotodiode-sensorarray. Bijgevoegde arduino-code regelt de beweging van de volger. De volgende alinea geeft een bovenaanzicht van de arduino-code.

In eerste instantie verklaren we 6 sensor- en 4 motorpinnen. In de setup stellen we motorpinnen in om uit te voeren, aangezien de standaardmodus wordt ingevoerd. In lus lezen we eerst alle sensorpinnen, daarna volgt een reeks if-else-instructies die de beweging van de volger bepalen. Sommige uitspraken helpen het vooruit te komen. Sommige uitspraken helpen het te stoppen en andere laten het naar links of naar rechts gaan.

Ga door de code en laat het me weten als je problemen ondervindt.

Stap 8: Schematisch en AFWERKING

Uiteindelijk werd alles volgens bijgevoegd schema in elkaar gezet met weinig draden en breadboard. Dus daar heb je het, een lijnvolgende speelgoedauto.

Bedankt voor het lezen.

Ik hoop de afbeelding van je lijnvolger in opmerkingen te zien.