Robot Follower Line: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Έφτιαξα ένα ρομπότ follower γραμμής με μικροεπεξεργαστή PIC16F84A εξοπλισμένο με 4 αισθητήρες IR. Αυτό το ρομπότ μπορεί να τρέξει στις ασπρόμαυρες γραμμές.

Βήμα 1: Πρώτο βήμα

Πριν από όλα πρέπει να ξέρετε πώς να φτιάξετε έναν πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων και πώς να κολλήσετε εξαρτήματα σε αυτό. Πρέπει επίσης να γνωρίζετε πώς να προγραμματίσετε ένα IC PIC16F84A. Ακολουθούν οι σύνδεσμοι για καλές οδηγίες σχετικά με την κατασκευή PCB και τη συγκόλληση:

• (Κυρίως) εύκολη κατασκευή PCB
• Πώς να συγκολλήσετε

Βήμα 2: Πράγματα που χρειάζεστε

Για να φτιάξετε αυτό το ρομπότ χρειάζεστε τα ακόλουθα πράγματα:

• Λίγο χαρτόνι
• Τυπωμένα κυκλώματα
• Είδε
• Γυαλόχαρτο
• Σίδερο
• Οξύ πλακέτας κυκλώματος
• Τρυπάνι 1mm
• Λάδι συγκόλλησης
• Σύρμα συγκόλλησης
• Συγκολλητικό σίδερο
• Κόφτης καλωδίων
• Λίγο σύρμα
• 2x πλαστικοί τροχοί
• 1x Σφαιρικός μπροστινός τροχός
• Κόλλα

Στοιχεία πλακέτων κυκλωμάτων:

• Υποδοχή μπαταρίας 4 ΑΑ
• U1 = Μικροελεγκτής PIC16F84A + Υποδοχή
• U2 = 7805 = 5V Ρυθμιστής Τάσης
• U3 = LM324 Συγκριτής
• U4 = L298 Driver Motor + Αλουμινίου καλοριφέρ
• XT = 4MHz κρύσταλλο
• C1 = C2 = 22pF Κεραμικοί πυκνωτές
• Πυκνωτής ηλεκτρολύτη C3 = 100uF
• C4 = C5 = 100nF Κεραμικοί πυκνωτές (104)
• D = 8 x 1N4148 Δίοδοι
• R1 = 4.7K Αντίσταση
• R2 = R3 = 10K Αντιστάσεις
• R4 = R5 = R6 = R7 = 1K Αντιστάσεις
• R8 = 10K Αντίσταση
• R9 = 1K Αντίσταση
• R10 = R11 = 47K Αντίσταση
• R12 = R13 = R14 = R15 = 100ohm Αντιστάσεις
• R16 = R17 = R18 = R19 = 10K Αντιστάσεις
• RP = LP = MP = FP = 10K Ποτενσιόμετρα
• L Motor = R Motor = 60rpm MiniMotors με κιβώτιο ταχυτήτων (6V)
• R Sensor = L Sensor = M Sensor = F Sensor = TCRT5000 Infrared αισθητήρες
• ModeLED = LBLED = RBLED = Μικρά κόκκινα LED
• LFLED = RFLED = Μικρά πράσινα LED
• Λειτουργία = Αριστερά = Δεξιά = Μικρά κουμπιά
• SW = Toggle Switch = Διακόπτης On/Off
• J = Jumper = Ένα κομμάτι σύρμα

Βήμα 3: Κατασκευή των πινάκων κυκλωμάτων

Εκτυπώστε τα κυκλώματα σε γυαλιστερό χαρτί με εκτυπωτή λέιζερ. Κόψτε τις χάλκινες σανίδες, καθαρίστε τις με γυαλόχαρτο και βάλτε τα τυπωμένα κυκλώματα πάνω τους. Αφού πιέσετε το καυτό σίδερο στις σανίδες αφαιρέστε τα χαρτιά και μουλιάστε τις σανίδες σε οξύ, περιμένετε μέχρι να εξαφανιστεί ο ορατός χαλκός. Πλύνετε τις σανίδες, ανοίξτε τις τρύπες και καθαρίστε τις με γυαλόχαρτο.

* Έχω μόνο ένα συμβολικό διάγραμμα του ρομπότ που μπορείτε να δείτε εδώ.

Βήμα 4: Συσκευές συγκόλλησης

Συγκολλήστε όλα τα μέρη στις σανίδες. Προσέξτε τη σωστή κατεύθυνση των εξαρτημάτων. Χρησιμοποιήστε μια πρίζα για το IC PIC16F84A. Συγκολλήστε κινητήρες και υποδοχή μπαταρίας στην πίσω πλευρά του κάτω πίνακα και τοποθετήστε μερικά κομμάτια χαρτιού γύρω από τους κινητήρες για να αποφύγετε απρόσμενες επαφές στο κύκλωμα. Συγκολλήστε C4 και C5 ακριβώς στους κινητήρες. Βάλτε ένα κομμάτι χαρτί ανάμεσα στα πόδια ποτενσιόμετρων για να αποφύγετε τις επαφές.

Βήμα 5: Συγκόλληση όλα μαζί

Συνδέστε ακροδέκτες με το ίδιο όνομα στις σανίδες μεταξύ τους με κάποιο κομμάτι καλωδίων (Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα επιπλέον σκέλη των άλλων εξαρτημάτων). Συγκολλήστε τον πίσω πίνακα στον επάνω πίνακα. Συγκολλήστε τον μπροστινό πίνακα στον Πάνω πίνακα. Λυγίστε τα καλώδια και τοποθετήστε τρεις σανίδες στη θήκη μπαταρίας και κολλήστε την μπροστινή πλακέτα και την πίσω πλακέτα στον κάτω πίνακα (Χρησιμοποιήστε μερικά μακριά εύκαμπτα σύρματα για να έρθετε σε επαφή με τους ακροδέκτες της πίσω και της κάτω σανίδας). Συνδέστε + τερματικό στην επάνω πλακέτα με τις θήκες μπαταρίας + πόλο.

Βήμα 6: Τροχοί

Συνδέστε 2 πλαστικούς τροχούς στους κινητήρες και καλύψτε τους με μια λαστιχένια ταινία. Συνδέστε έναν τροχό στον πίσω πίνακα μπροστά από το ρομπότ με λίγη κόλλα, χρησιμοποίησα ένα νεκρό LED ως μπροστινό τροχό αλλά κάνει το ρομπότ να κινείται αργά και συνιστώ να χρησιμοποιήσετε έναν σφαιρικό τροχό. Καλύψτε τα κιβώτια ταχυτήτων με φύλλα λεπτού πλαστικού.

Βήμα 7: Προγραμματισμός του ρομπότ

Κατεβάστε το πρόγραμμα ρομπότ (Code.hex) και προγραμματίστε το IC PIC16F84A. Ορίστε τη λέξη διαμόρφωσης σε 0x3FF2. Ο κωδικός γράφεται και καταρτίζεται από το "PIC Basic PRO".

Βήμα 8: ΤΡΕΧΕΙ

Βάλτε 4 μπαταρίες AA στη θήκη της μπαταρίας, κάντε μια διαδρομή και ενεργοποιήστε το ρομπότ. Εάν το ρομπότ δεν λειτουργεί, ελέγξτε προσεκτικά τη συγκόλληση. Τώρα πρέπει να ρυθμίσετε τα ποτενσιόμετρα ώστε το ρομπότ να μπορεί να ανιχνεύει ασπρόμαυρες περιοχές. Γυρίστε όλα τα ποτενσιόμετρα στην αριστερή θέση και, στη συνέχεια, στρίψτε πίσω περίπου 90 μοίρες προς τα δεξιά. Κρατήστε το ρομπότ στη γραμμή, μετακινήστε το σε μια στροφή εάν η κατάσταση του κινητήρα δεν αλλάξει αλλάξτε την τιμή των ποτενσιόμετρων. Τώρα βάλτε το ρομπότ στο δρόμο για να το ακολουθήσετε.

Βήμα 9: Προσαρμοσμένη κίνηση

Μπορείτε να ορίσετε μια προσαρμοσμένη κίνηση για το ρομπότ πατώντας το κουμπί Mode. Όταν το LED Mode είναι σβηστό, το ρομπότ βρίσκεται στην προεπιλεγμένη του κατάσταση. Αφού πατήσετε το κουμπί Mode, ανάβει η λυχνία LED λειτουργίας, τώρα μπορείτε να κρατήσετε το ρομπότ σε διαφορετικές καταστάσεις και να αλλάξετε την κατάσταση των κινητήρων ανάλογα με την προεπιλεγμένη τους κατάσταση από τα κουμπιά Αριστερά και Δεξιά. Αφού πατήσετε ξανά το κουμπί Mode, το LED λειτουργίας αρχίζει να αναβοσβήνει, τώρα μπορείτε να κρατήσετε το ρομπότ σε διαφορετικές καταστάσεις και να αλλάξετε την κατάσταση των κινητήρων ανάλογα με τις τιμές των αισθητήρων από τα κουμπιά Αριστερά και Δεξιά. Για να μεταβείτε στην προεπιλεγμένη κατάσταση, πατήστε ξανά το κουμπί Λειτουργία. Υπάρχουν τέσσερις καταστάσεις για τους κινητήρες:

1. Προεπιλεγμένη κατάσταση
2. Εμπρός (η πράσινη λυχνία LED είναι αναμμένη)
3. Πίσω (η κόκκινη λυχνία LED είναι αναμμένη)
4. Διακοπή (Ανάβουν τόσο η πράσινη όσο και η κόκκινη λυχνία LED)

Βήμα 10: Πώς λειτουργεί;

Αυτό το ρομπότ διαθέτει 4 αισθητήρες IR που σαρώνουν τη διαδρομή. Εάν οι αισθητήρες Δεξιάς και Αριστεράς έχουν τις ίδιες τιμές και οι τιμές τους είναι διαφορετικές από τους μεσαίους ή μπροστινούς αισθητήρες, το ρομπότ βρίσκεται στη γραμμή και οι κινητήρες τρέχουν προς τα εμπρός. Διαφορετικά, το ρομπότ είναι εκτός γραμμής, οπότε το ρομπότ συνεχίζει να κινείται μέχρι να αλλάξει η τιμή ενός από τους πλευρικούς αισθητήρες και στη συνέχεια να στραφεί προς την κατεύθυνση που άλλαξε η τιμή του αισθητήρα. Μπορείτε να διαβάσετε τον πηγαίο κώδικα του προγράμματος (Code.bas) για να τον κατανοήσετε καλύτερα.

Βήμα 11: Αυτό που φτιάξατε

Ο Utkarsh Verma έφτιαξε το ίδιο ρομπότ με μερικές τροποποιήσεις, μοιράστηκε το έργο του στη διεύθυνση https://github.com/TheProtoElectricEffect/LineFollower. Σας συμβουλεύω να αναθεωρήσετε τη δουλειά του πριν ξεκινήσετε να φτιάχνετε το δικό σας ρομπότ. Utkarsh, ευχαριστούμε που μοιραστήκατε το έργο σας.