Πώς να δημιουργήσετε έναν ακόλουθο γραμμής χρησιμοποιώντας το Arduino: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Από miniProjectsminiProjectsΑκολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά: Δείτε το κανάλι μου στο YouTube, για παρόμοια έργα. Περισσότερα για τα miniProjects »

Εάν ξεκινάτε με τη ρομποτική, ένα από τα πρώτα έργα που κάνουν οι αρχάριοι περιλαμβάνουν έναν ακόλουθο γραμμής. Είναι ένα ειδικό αυτοκίνητο παιχνιδιού με ιδιότητες που τρέχει κατά μήκος μιας γραμμής που συνήθως έχει μαύρο χρώμα και σε αντίθεση με το φόντο.

Ας αρχίσουμε.

Βήμα 1: Βίντεο

Επισυνάπτεται περιεκτικό βίντεο. Σε παρακαλώ ρίξε μια ματιά.

Βήμα 2: Κύρια μπλοκ

Μπορούμε να διαιρέσουμε τον ακόλουθο γραμμής σε τέσσερα κύρια μπλοκ. Αισθητήρες IR-φωτοδιόδων, οδηγός κινητήρα, σασί arduino nano/code και παιχνίδι μαζί με πλαστικούς τροχούς και κινητήρες DC 6V. Ας δούμε αυτά τα μπλοκ ένα -ένα.

Βήμα 3: Ενότητα IR-Photodiode (μέρος 1 από 3)

Η εργασία του αισθητήρα IR-Photodiode στο ακόλουθο γραμμή είναι να ανιχνεύσει εάν έχει μαύρη γραμμή από κάτω. IR Light που εκπέμπεται από IR LED, αναπηδά πίσω από την κάτω επιφάνεια για να καταγραφεί με φωτοδίοδο. Το ρεύμα μέσω φωτοδιόδων είναι ανάλογο με τα φωτόνια που λαμβάνει και η φυσική λέει ότι το μαύρο χρώμα απορροφά τις ακτινοβολίες IR, επομένως εάν έχουμε μια μαύρη γραμμή κάτω από μια φωτοδίοδο λαμβάνει λιγότερα φωτόνια με αποτέλεσμα μικρότερο ρεύμα σε σύγκριση με το αν είχε ανακλαστική επιφάνεια όπως λευκό από κάτω.

Θα μετατρέψουμε αυτό το σήμα ρεύματος σε σήμα τάσης που μπορεί να διαβάσει το arduino χρησιμοποιώντας το digitalRead στο επόμενο βήμα.

Βήμα 4: Ενότητα IR-Photodiode (μέρος 2 από 3)

Το ρεύμα της Φωτοδιόδου διέρχεται μέσω αντίστασης 10 KOhm για να δημιουργήσει αναλογική πτώση τάσης, ας το ονομάσουμε Vphoto. Εάν υπάρχει λευκή επιφάνεια από κάτω, το ρεύμα της φωτοδίοδος ανεβαίνει και ως εκ τούτου το Vphoto, από την άλλη πλευρά για τη μαύρη επιφάνεια και τα δύο μειώνονται. Το Vphoto είναι συνδεδεμένο στο μη αναστρέψιμο τερματικό του Lamp741. Σε αυτήν τη διαμόρφωση, εάν η τάση στον ακροδέκτη μη αντιστροφής (+) είναι μεγαλύτερη από την τάση στον ακροδέκτη αναστροφής (-), η έξοδος του opamp ορίζεται σε Υ HIGHΗΛΗ και ΧΑΜΗΛΗ για άλλο τρόπο. Ρυθμίζουμε προσεκτικά την τάση στον πείρο αναστροφής ώστε να είναι ενδιάμεση ανάγνωση τάσης για λευκά και μαύρα χρώματα χρησιμοποιώντας ποτενσιόμετρο. Με αυτόν τον τρόπο, η έξοδος αυτού του κυκλώματος είναι υψηλή για λευκό και χαμηλή για μαύρο χρώμα, κάτι που είναι ιδανικό για ανάγνωση του arduino.

Έχω επισημάνει συνημμένες εικόνες με τη σειρά της παραπάνω περιγραφής για καλύτερη κατανόηση.

Βήμα 5: Ενότητα IR-Photodiode (μέρος 3 από 3)

Μόνο ένας αισθητήρας φωτοδιόδου IR δεν είναι αρκετός για τη δημιουργία ενός ακόλουθου γραμμής καθώς δεν θα γνωρίζουμε την κατεύθυνση εξόδου για να αντισταθμίσουμε τη χρήση κινητήρων. Ως εκ τούτου, χρησιμοποίησα μονάδα αισθητήρα που περιέχει 6 κύκλωμα IR-φωτοδιόδου που φαίνεται στην συνημμένη εικόνα. 6 IR-φωτοδιόδους τοποθετούνται ως 3 συστάδες σε ένα ζευγάρι 2. Εάν το κέντρο συμπλέγματος διαβάζει μαύρο και άλλα δύο διαβάζει λευκό, μπορούμε να συνεχίσουμε μπροστά. Εάν το αριστερό σύμπλεγμα είναι μαύρο, πρέπει να στρίψουμε τον ακόλουθο προς τα αριστερά για να διατηρήσουμε τον ακόλουθο σε καλό δρόμο. Το ίδιο ισχύει και για τη δεξιά ομάδα.

Βήμα 6: Πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα

Για να μετακινήσω τον ακόλουθο, χρησιμοποιώ δύο κινητήρες DC 6V, οι οποίοι ελέγχονται χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα L293D. Εάν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος όπως φαίνεται στην επισυναπτόμενη εικόνα 4, η ρύθμιση ενεργοποίησης και 1Α καρφίτσα σε υψηλό μαζί με 2Α καρφίτσα σε χαμηλό κινεί τον κινητήρα προς μία κατεύθυνση. Για να το μετακινήσουμε προς άλλη κατεύθυνση, πρέπει να ανταλλάξουμε κατάσταση 2 ακίδων και 1 Α ακίδων. Δεν θα χρειαστούμε στιγμή διπλής κατεύθυνσης καθώς ο ακόλουθος προχωράει πάντα μπροστά. Για να στρίψουμε αριστερά απενεργοποιούμε το αριστερό μοτέρ ενώ το δεξί μοτέρ συνεχίζει να λειτουργεί και το αντίστροφο.

Βήμα 7: Arduino Nano και Code

5V arduino nano που λειτουργεί σε 16MHz αποφασίζει εάν ο ακόλουθος πρέπει να στρίψει δεξιά ή αριστερά. Οι αποφάσεις λαμβάνονται εξετάζοντας την ανάγνωση συστοιχίας αισθητήρα IR-Photodiode. Ο συνημμένος κώδικας arduino διέπει την κίνηση των ακόλουθων. Η ακόλουθη παράγραφος δίνει την κάτοψη του κώδικα arduino.

Αρχικά, δηλώνουμε 6 αισθητήρες και 4 ακίδες κινητήρα. Κατά τη ρύθμιση, ορίζουμε τις καρφίτσες του κινητήρα να εξάγονται καθώς η προεπιλεγμένη λειτουργία είναι είσοδος. Σε βρόχο, πρώτα διαβάζουμε όλες τις ακίδες αισθητήρων, ακολουθώντας αυτό είναι μια αλυσίδα δηλώσεων αν-άλλο που αποφασίζουν την κίνηση του ακόλουθου. Ορισμένες δηλώσεις το βοηθούν να προχωρήσει. Ορισμένες δηλώσεις το βοηθούν να σταματήσει και κάποιες του επιτρέπουν να πάει αριστερά ή δεξιά.

Περάστε τον κωδικό και ενημερώστε με αν αντιμετωπίζετε κάποιο πρόβλημα.

Βήμα 8: Σχηματικό και ΤΕΛΟΣ

Τέλος, όλα συνδυάστηκαν σύμφωνα με το συνημμένο σχήμα χρησιμοποιώντας λίγα καλώδια και σανίδες. Ορίστε λοιπόν, μια σειρά που ακολουθεί αυτοκίνητο -παιχνίδι.

Ευχαριστώ για την ανάγνωση.

Ελπίζω να δείτε την εικόνα του ακόλουθου της γραμμής σας στα σχόλια.