רובוט חסיד קו באמצעות ארדואינו

רובוט חסידי הקווים הוא רובוט פשוט מאוד העוקב אחר קו, קו שחור או קו לבן. רובוטים מסוג זה פשוטים מאוד לבנייה ולעיתים קרובות הם הבחירה הראשונה עבור מתחילים שמתחילים ברובוטיקה. ביסודו של דבר, ישנם שני סוגים של רובוטים עוקבים אחר: האחד הוא חסיד קו שחור העוקב אחר הקו השחור והשני הוא חסיד קו לבן העוקב אחר הקו הלבן. חסיד הקו ממש מרגיש את הקו ועוקב אחריו. למרות שהרעיון נשמע פשוט, עם קצת יותר פיתוח, רובוטים דומים לזה משמשים כמעט ביישומים רבים כמו רובוטים לניהול רצפות מפעל או רובוטים למחסן.

מושגים של עוקב אחר הקו

המושג עבודה של חסיד קווים קשור לאור. אנו משתמשים כאן בהתנהגות האור במשטחים השחורים-לבנים. כאשר האור נופל על משטח לבן הוא מוחזר כמעט לחלוטין ובמקרה של משטח שחור האור נקלט לחלוטין. התנהגות זו של אור משמשת בבניית רובוט עוקב אחר קו.

בכך רובוט קו חסיד מבוסס Arduino, השתמשנו IR משדרי IR מקלטים המכונים גם photodiodes. הם משמשים למשלוח וקבלת אור. IR משדר אורות אינפרא אדום. כאשר קרני אינפרא אדום נופלות על המשטח הלבן, הוא מוחזר לאחור ונלכד על ידי פוטודיודות שיוצרות שינויים במתח. כאשר אור IR נופל על משטח שחור, האור נקלט על ידי המשטח השחור ואין קרניים מוחזרות לאחור, ולכן דיודת הצילום אינה מקבלת שום אור או קרניים. כאן ברובוט העוקב של קו Arduino זה כאשר החיישן חש משטח לבן אז Arduino מקבל 1 כקלט וכאשר מרגיש קו שחור Arduino מקבל 0 כקלט.

מכיוון שרובוט העוקב של Line הוא פרויקט מעניין למתחילים, בנינו אותו גם באמצעות לוחות פיתוח שונים מלבד Arduino, תוכלו לבדוק אותם באמצעות הקישור שלמטה אם אתם מעוניינים בכך.

• רובוט עוקב קו באמצעות מיקרו-בקר 8051
• רובוט עוקב קו באמצעות פטל פטל
• חסיד קו מבוסס טקסס MSP430 Launchpad
• עוקב קו פשוט באמצעות מיקרו בקר PIC
• עוקב קווים באמצעות מיקרו בקר ATmega16 AVR

הסבר מעגל

ניתן לחלק את כל הרובוט העוקב אחר קו הארדואינו לשלושה חלקים: קטע חיישנים, קטע בקרה וקטע נהג.

קטע חיישן:

חלק זה מכיל דיודות IR, פוטנציומטר, קומפרטר (Op-Amp) ונורות LED. הפוטנציומטר משמש לקביעת מתח התייחסות במסוף אחד של המשווה וחיישני IR משמשים לחישת הקו ומספקים שינוי במתח במסוף השני של המשווה. ואז המשווה משווה בין שני המתחים ויוצר אות דיגיטלי ביציאה. כאן במעגל עוקב הקו הזה , השתמשנו בשני משווים לשני חיישנים. LM 358 משמש כמשווה. ל- LM358 שני מגברי אופ-רעש נמוכים מובנים.

מדור בקרה:

Arduino Pro Mini משמש לשליטה בכל התהליך של הרובוט העוקב אחר הקו. תפוקות המשווים מחוברות למספרי סיכה 2 ו -3 דיגיטליים של Arduino. Arduino קרא את האותות האלה ושלח פקודות למעגל הנהג לעוקב קו ההינע.

מדור נהג:

קטע הנהג מורכב ממנוע מנוע ושני מנועי DC. נהג המנוע משמש להנעת מנועים מכיוון שארדואינו אינו מספק מספיק מתח וזרם למנוע. אז אנו מוסיפים מעגל של נהג מנוע כדי לקבל מספיק מתח וזרם עבור המנוע. ארדואינו שולח פקודות לנהג המנוע הזה ואז הוא מניע מנועים.

עבודה של רובוט עוקב קו באמצעות Arduino

בניית רובוט עוקב אחר באמצעות Arduino מעניינת. הרובוט העוקב אחר הקו חש בקו שחור באמצעות חיישן ואז שולח את האות לארדואינו. ואז ארדואינו מניע את המנוע בהתאם לפלט החיישנים.

כאן בפרויקט זה אנו משתמשים בשני מודולי חיישני IR כלומר החיישן השמאלי והחיישן הימני. כאשר חיישן שמאל וגם ימין מרגיש לבן אז הרובוט נע קדימה.

אם החיישן השמאלי מגיע על קו שחור אז הרובוט מסובב את הצד השמאלי.

אם החיישן הנכון חש קו שחור אז הרובוט יפנה לצד ימין עד ששני החיישנים יגיעו למשטח הלבן. כאשר המשטח הלבן מגיע הרובוט מתחיל להתקדם שוב.

אם שני החיישנים עולים על הקו השחור, הרובוט עוצר.

תרשים מעגל

דיאגרמת מעגל שלם עבור רובוט עוקב קו Arduino מוצג בתמונה למעלה. כפי שאתה יכול לראות, פלט המשווים מחובר ישירות לסיכה הדיגיטלית של Arduino מספר 2 ו- 3. וסיכת הקלט 2, 7, 10 ו- 15 של נהג המנוע מחוברת לסיכה הדיגיטלית של Arduino 4, 5, 6 ו- 7 בהתאמה. ומנוע אחד מחובר בסיכת הפלט של נהגי המנוע 3 ו -6 ומנוע אחר מחובר בסיכה 11 ו -14.

הסבר לתוכנית

בתוכנית, קודם כל, הגדרנו סיכת כניסה ופלט, ואז בלולאה, אנו בודקים כניסות ושולחים פלט על פי כניסות לסיכת המוצא של המנוע המניע. לבדיקת סיכת הקלט השתמשנו בהצהרות "אם". את קוד הרובוט העוקב השלם ניתן למצוא בתחתית עמוד זה.

ישנם ארבעה תנאים בשורה זו בעקבות הרובוט שקראנו באמצעות Arduino. השתמשנו בשני חיישנים כלומר החיישן השמאלי והחיישן הימני.

קֶלֶט	תְפוּקָה	תְנוּעָה של רובוט
חיישן שמאלי	חיישן ימני	מנוע שמאלי	מנוע נכון
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	תפסיק
0	1	1	0	0	0	פנה ימינה
1	0	0	0	1	0	פונה שמאלה
1	1	1	0	1	0	קָדִימָה

אנו כותבים את קוד העוקבים אחר קו הארדואינו על פי התנאים המוצגים בטבלה לעיל.

רכיבים נדרשים

ארדואינו

בפרויקט שלנו, השתמשנו במיקרו-בקר כדי לשלוט בכל תהליך המערכת שהוא ARDUINO. Arduino הוא חומרת קוד פתוח ושימושי מאוד להתפתחויות בפרויקטים. ישנם סוגים רבים של ארדואינו כמו Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad וכו 'זמינים בשוק. כאן השתמשנו ב- Arduino Pro Mini בפרויקט זה מכיוון ש Arduino Pro Mini הוא קטן וכל כך תואם. כדי לצרוב את קוד הארדואינו של עוקב הקו השתמשנו במבער FTDI.

נהג מנוע L293D

L293D הוא מנוע נהג IC בעל שני ערוצים להנעת שני מנועים. ל- L293D שני זוג טרנזיסטורים דרלינגטון מובנים להגברה נוכחית וסיכת אספקת חשמל נפרדת למתן אספקה ​​חיצונית למנועים.

מודול IR:

מודול IR הוא מעגל חיישן המורכב מצמד IR LED / פוטודיודה, פוטנציומטר, LM358, נגדים ו- LED. חיישן IR משדר אור אינפרא אדום ופוטודיודה מקבלת את האור האינפרא אדום.

ספק כוח

הוספתי וסת מתח כדי להשיג 5 וולט עבור ארדואינו, משווה ונהג מנוע. וסוללת 9 וולט משמשת להפעלת המעגל.