Hur man gör en radföljare med Arduino: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Av miniProjectsminiProjectsFollow Mer av författaren:

Om: Kolla in min YouTube -kanal för liknande projekt. Mer om miniprojekt »

Om du kommer igång med robotik, inkluderar en av de första projekten som nybörjare gör en linjeföljare. Det är en speciell leksaksbil med egendom att springa längs en linje som normalt är svart i färg och i kontrast till bakgrunden.

Låt oss börja.

Steg 1: Video

Bifogad omfattande video. Ta en titt.

Steg 2: Stora block

Vi kan dela linjeföljaren i fyra stora block. IR-fotodiodsensorer, motorförare, arduino nano/kod och leksaksbilchassi tillsammans med plasthjul och 6V DC-motorer. Låt oss titta på dessa block en efter en.

Steg 3: IR-fotodiodmodul (del 1 av 3)

Jobbet för IR-fotodiodsensorn i linjeföljaren är att upptäcka om den har en svart linje under sig. IR -ljus som sänds ut från IR -LED, studsar tillbaka från ytan under för att fångas upp av fotodiod. Ström genom fotodiod är proportionell mot fotoner den tar emot och fysiken säger att svart färg absorberar IR -strålning, så om vi har en svart linje under en fotodiod får den mindre fotoner vilket resulterar i mindre ström jämfört med om den hade en reflekterande yta som vit under den.

Vi kommer att konvertera denna strömssignal till spänningssignal som arduino kan läsa upp med digitalRead i nästa steg.

Steg 4: IR-fotodiodmodul (del 2 av 3)

Fotodiodens ström förs genom ett 10 KOhm -motstånd för att skapa proportionellt spänningsfall, låt oss kalla det Vphoto. Om det finns en vit yta under, går fotodiodens ström upp och därmed minskar Vphoto, å andra sidan för svart yta. Vphoto är ansluten till icke inverterande terminal på LM741 opamp. I denna konfiguration om spänningen vid icke-inverterande terminal (+) är större än spänningen vid inverteringsklämman (-), är opamps utgång inställd på HIGH och LOW för omvänt. Vi ställde noggrant in spänningen på inverteringsstiftet för att vara mellan spänningsmätning för vita och svarta färger med hjälp av en potentiometer. Om du gör det är denna krets utdata hög för vit och låg för svart färg, vilket är perfekt för arduino att läsa upp.

Jag har märkt bifogade bilder i ordning enligt ovanstående beskrivning för bättre förståelse.

Steg 5: IR-fotodiodmodul (del 3 av 3)

Endast en IR-fotodiodsensor räcker inte för att skapa en linjeföljare eftersom vi inte vet utgångsriktningen för att kompensera för användning av motorer. Därför använde jag sensormodul som innehåller 6 IR-fotodiodkretsar som visas i bifogad bild. 6 IR-fotodioder placeras som 3 kluster i ett par 2. Om mittkluster läser svart och andra två läser vitt kan vi fortsätta framåt. Om det vänstra klustret läser svart måste vi vrida följaren mot vänster för att hålla följaren på rätt spår. Detsamma gäller högerkluster.

Steg 6: Motorförare

För att flytta följare använder jag två 6V likströmsmotorer, som styrs med L293D -motordrivrutin. Om motorn är ansluten som visas som markerad i bifogad bild nummer 4, gör inställning aktivera och 1A stift till högt tillsammans med 2A stift till lågt rör motorn i en riktning. För att flytta den i annan riktning måste vi byta tillstånd för 2A och 1A stift. Vi behöver inte dubbelriktat ögonblick eftersom följaren alltid går framåt. För att svänga till vänster inaktiverar vi vänster motor medan höger motor körs och vice versa.

Steg 7: Arduino Nano och kod

5V arduino nano som körs på 16MHz avgör om följaren behöver svänga åt höger eller vänster. Beslut fattas genom att titta på IR-fotodiodsensormatrisläsning. Bifogad arduino -kod styr förflyttning av följare. Följande stycke ger en toppvy av arduino -koden.

Inledningsvis deklarerar vi 6 sensorer och 4 motorstift. I installationen ställer vi in motorstiften för utmatning eftersom standardläget är ingång. I loop, först läser vi alla sensorstift, efter det är en kedja av if-else-uttalanden som bestämmer följarens rörelse. Vissa uttalanden hjälper det att gå vidare. Vissa uttalanden hjälper det att stoppa och andra låter det gå antingen vänster eller höger.

Gå igenom koden och meddela mig om du får problem.

Steg 8: Schematisk och FINISH

Slutligen sattes allt ihop enligt bifogad schema med få trådar och brödbräda. Så där har du det, en rad efter leksaksbil.

Tack för att du läser.

Hoppas se din radföljares bild i kommentarerna.