Jednoduchý sledovač linek pomocí Arduina: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Robot následovníka linky Arduino

V tomto tutoriálu budeme diskutovat o práci robota sledujícího linii Arduino, který bude následovat černou čáru na bílém pozadí a zaujme správný směr, kdykoli dosáhne křivek ve své cestě.

Součásti sledovače linky Arduino

1. Arduino
2. IR senzor (senzor pole nebo 2 jednotlivé senzory)
3. DC motor
4. Baterie LIPO
5. Robot Chasis
6. Arduino IDE

Arduino

Všichni možná znáte Arduino; což je nejpoužívanější a rychle se vyvíjející elektronická platforma s tolika deskami a softwarem mikrokontrolérů. Pro našeho robota následujícího řádku budu používat Arduino UNO, což je nejčastěji používaná deska.

Pokud je to vaše první zkušenost s platformou Arduino, Arduino Nano je nejlepší možností, jak začít s elektronikou a kódováním. Pro tento projekt můžete použít libovolnou desku Arduino.

IR senzor

Jak již bylo zmíněno dříve, náš robot sledující čáru bude sledovat černou čáru na bílém pozadí. Potřebujeme tedy něco, co „uvidí“čáru a řekne sledovateli linie, aby sledoval čáru nebo se otočil, pokud se odchyluje od čáry. Za tímto účelem použijeme IR (infračervený) senzor.

Krok 1: Začínáme s PCB

Získání DPS z JLCPCB

EasyEDA je jednodušší, ale výkonný online nástroj pro návrh desek plošných spojů, který umožňuje elektronickým technikům, hackerům, pedagogům, fandům, tvůrcům a nadšencům navrhovat a sdílet schémata svých projektů a rozvržení desek plošných spojů. Jedná se o integrovaný katalog součástí LCSC a službu PCB JLCPCB, která pomáhá uživatelům ušetřit čas na realizaci jejich nápadů do skutečných produktů.

Jednoduše řečeno, rozložení DPS je něco jako mapa. Mapa, která spojuje všechny součásti navzájem pomocí vodivých kolejí. Je to tento design, který jsme otiskli na měděnou plátovanou desku, která se pak vyvinula na desku plošných spojů. Surface Mount Technology je technika montáže DPS montáží součástek na povrch desky. Na rozdíl od tradičního způsobu umístění součástí skrz otvory a jejich pájení na druhé straně, v SMT jsou součásti umístěny přes desku a vodiče jsou pájeny na stejnou stranu.

Krok 2: Okruh

Chcete -li začít, nejprve přejděte na web EasyEDA a vytvořte si bezplatný účet. Přejděte na „Editor“a vytvořte nový projekt. Prozatím má JLCPCB k dispozici 689 základních komponent a 30 000+ rozšířených komponent. Kompletní seznam komponent naleznete zde. Při kreslení schémat v EasyEDA nezapomeňte přidat součásti z tohoto seznamu. Můžete dokonce vyhledat součásti a zkontrolovat jejich dostupnost.

Nyní můžete své rozvržení provést pomocí vestavěných nástrojů v EasyEDA. Nyní si můžete stáhnout soubor Gerber a použít jej k výrobě DPS z JLCPCB.

Soubor Gerber obsahuje informace o vaší desce plošných spojů, jako jsou informace o rozvržení desky plošných spojů, informace o vrstvách, informace o mezerách, abychom jmenovali alespoň některé. Soubor kusovníku nebo kusovník obsahuje seznam všech komponent v rozvržení. Soubor CPL (soubor seznamu umístění komponent / soubor PNP), používá jej automatizované stroje SMT Assembly k určení, kde by měla být každá součást umístěna na desce.

Krok 3: Objednávka DPS

Přejděte na web JLCPCBs a klikněte na „Citovat nyní“a nahrajte svůj soubor Gerber. Jakmile je soubor Gerber nahrán, zobrazí se vám náhled vaší desky plošných spojů. Ujistěte se, že se jedná o požadované rozvržení desky plošných spojů. Pod náhledem PCB uvidíte tolik možností, jako je množství DPS, textura, tloušťka, barva atd. Vyberte vše, co je pro vás nezbytné.

Klikněte na „Sestavte desky plošných spojů“.

Nyní budete muset nahrát soubor BOM a CPL, který jsme stáhli dříve. Vyberte všechny komponenty, které má JLCPCB sestavit na desce plošných spojů. Jednoduše klikněte na potvrzovací pole a vyberte součásti.

Na této stránce můžete zkontrolovat svoji objednávku. Můžete zkontrolovat rozložení, prohlédnout si všechny komponenty a pokud se vyskytne nějaký problém, můžete kliknutím na „Vrátit se zpět“upravit objednávku.

Jakmile je vše hotovo, klikněte na „Uložit do košíku“. Na další stránce si můžete vybrat způsob dopravy a platby a bezpečně se přihlásit. K placení můžete použít Paypal nebo kreditní/debetní kartu.

Deska plošných spojů bude vyrobena a odeslána do několika dnů a bude vám doručena až ke dveřím ve zmíněném časovém období.

Krok 4: Sestavení robota

Nyní začněme stavět robota našeho následovníka linie Arduino. Zde budeme stavět 4kolového robota se 2 stejnosměrnými motory připojenými na obou stranách (vpředu) a dvěma fiktivními koly na zadní straně. Jak již bylo zmíněno dříve, budeme používat desku Arduino UNO k získávání vstupu ze senzorů, jejich zpracování a odesílání signálů do IC ovladače motoru L293D k pohonu stejnosměrného motoru motoru Line Within Robot Arduino.

L293D Níže můžete připnout schéma IC L293D. Jak vidíte, má dva piny pro vstup napětí. Jeden z nich je pro napájení vnitřního obvodu integrovaného obvodu a druhý pro pohon motoru.

Kolík 8 - Řízení motorů - 4,5 V až 33 V Kolík 16 - Fungování IC– 5V Pokud náhodou toto připojení omylem obrátíte, můžete si vypálit čip. Tento IC má dva obvody H Bridge, a je tedy schopen ovládat dva motory samostatně současně. Jedna strana tohoto IC ovládá jeden motor a druhá strana ovládá druhý motor. Aby motor fungoval, měl by být aktivační kolík na této straně vysoký.

Povolovací kolíky lze také použít k řízení rychlosti motoru pomocí PWM (Pulse Width Modulation). Pokud se chcete dozvědět více o L293D a fungování H-Bridge, klikněte na níže uvedený odkaz. Kliknutím sem se dozvíte, jak funguje ovladač H Bridge Motor Driver, takže máme dvě kola.

Jak jde tento sledovač řádku dopředu, dozadu, doleva nebo doprava?

Logika je celkem jednoduchá. Když se oba motory otáčejí stejným směrem (ve směru hodinových ručiček nebo proti směru hodinových ručiček), sledovač linie Arduino se bude pohybovat dopředu nebo dozadu. Pokud se oba pohybují v opačném směru, čára za robotem se otočí doleva nebo doprava.

Kompletní schéma připojení získáte zde -> Výukový program Line Follower Complete

Krok 5: Nahrání kódu a první spuštění

Kód je opravdu snadno srozumitelný a pokud máte nějaké dotazy týkající se kódů, neváhejte se ho zeptat v komentářích nebo v naší komunitě. Odtud získáte kompletní kód.

Nahrajte kód, zapněte napájení a umístěte robota Arduino Line Follower do černé čáry a uvidíte robota v akci.

Bavili? V další kapitole vám ukážu, jak zahrnout algoritmus PID do našeho sledovače linky Arduino, aby byl náš robot plynulejší a rychlejší ovládáním otáček motoru. Přihlaste se k odběru RootSaid a získejte další úžasné projekty.