Simple Line Follower za pomocą Arduino: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Robot do śledzenia linii Arduino

W tym samouczku omówimy działanie robota podążającego za linią Arduino, który będzie podążał za czarną linią na białym tle i wykona właściwy skręt, gdy dotrze do zakrętów na swojej drodze.

Komponenty popychacza linii Arduino

1. Arduino
2. Czujnik podczerwieni (czujnik tablicowy lub 2 pojedyncze czujniki)
3. Silnik prądu stałego
4. Bateria LIPO
5. Podwozie robota
6. IDE Arduino

Arduino

Wszyscy możecie być zaznajomieni z Arduino; która jest najczęściej stosowaną i najszybciej rozwijającą się platformą elektroniczną z tak wieloma płytami i oprogramowaniem mikrokontrolerów. Dla naszego robota podążającego za linią będę używał Arduino UNO, który jest najczęściej używaną płytką.

Arduino Nano to najlepsza opcja do rozpoczęcia pracy z elektroniką i kodowaniem, jeśli jest to Twoje pierwsze doświadczenie z platformą Arduino. Do tego projektu można użyć dowolnej płytki Arduino.

Czujnik podczerwieni

Jak wspomniano wcześniej, nasz robot podążający za linią będzie podążał za czarną linią na białym tle. Potrzebujemy więc czegoś, co „zobaczy” linię i powie podążającemu za linią, aby podążał za linią lub zawrócił, jeśli od niej odchodzi. W tym celu użyjemy czujnika podczerwieni (podczerwień).

Krok 1: Pierwsze kroki z PCB

Otrzymanie PCB od JLCPCB

EasyEDA to łatwiejsze, ale potężne narzędzie do projektowania PCB online, które pozwala inżynierom elektronikom, hakerom, nauczycielom, hobbystom, twórcom i entuzjastom projektować i udostępniać schematy swoich projektów, a także układ PCB. Jest to narzędzie do projektowania zintegrowane z katalogiem komponentów LCSC i usługą JLCPCB PCB, która pomaga użytkownikom zaoszczędzić czas na przekształcenie ich pomysłów w prawdziwe produkty.

Mówiąc najprościej, układ PCB jest trochę jak mapa. Mapa, która łączy ze sobą wszystkie komponenty za pomocą ścieżek przewodzących. To właśnie ten projekt odciskamy na pokrytej miedzią płycie, która jest następnie przekształcana na płytkę drukowaną. Technologia montażu powierzchniowego to technika montażu płytek PCB poprzez montowanie komponentów na powierzchni płytki. W przeciwieństwie do tradycyjnej metody umieszczania elementów przez otwory i lutowania ich z drugiej strony, w SMT elementy umieszcza się nad płytką, a wyprowadzenia lutuje się po tej samej stronie.

Krok 2: Obwód

Aby rozpocząć, najpierw wejdź na stronę EasyEDA i załóż darmowe konto. Przejdź do „Edytora” i utwórz nowy projekt. Na razie JLCPCB ma do dyspozycji 689 komponentów Basic i ponad 30 000 komponentów Extended. Zobacz pełną listę komponentów tutaj. Upewnij się, że dodałeś komponenty z tej listy podczas rysowania schematów w EasyEDA. Możesz nawet wyszukać komponenty i sprawdzić ich dostępność.

Teraz możesz wykonać swój układ za pomocą wbudowanych narzędzi w EasyEDA. Możesz teraz pobrać plik Gerber i użyć go do produkcji swojej płytki drukowanej z JLCPCB.

Plik Gerber zawiera informacje o twoim PCB, takie jak informacje o układzie PCB, informacje o warstwach, informacje o odstępach, ścieżki, aby wymienić tylko kilka. Plik BOM lub zestawienie materiałów zawiera listę wszystkich komponentów w układzie. Plik CPL (plik listy umieszczania komponentów / plik Pick & Place (PNP)), jest używany przez zautomatyzowane maszyny montażowe SMT do określenia, gdzie każda część powinna znajdować się na płycie.

Krok 3: Zamawianie PCB

Wejdź na stronę JLCPCBs i kliknij „Cytuj teraz” i prześlij swój plik Gerber. Po przesłaniu pliku Gerber wyświetli się podgląd Twojej płytki drukowanej. Upewnij się, że jest to układ PCB płyty, którą chcesz. Poniżej podglądu PCB zobaczysz tak wiele opcji, jak ilość PCB, tekstura, grubość, kolor itp. Wybierz wszystko, co jest dla Ciebie niezbędne.

Kliknij „Złóż swoje płytki PCB”.

Teraz będziesz musiał przesłać plik BOM i CPL, który pobraliśmy wcześniej. Wybierz wszystkie komponenty, które chcesz, aby JLCPCB zmontowało na Twojej płytce drukowanej. Wystarczy kliknąć pole potwierdzenia, aby wybrać komponenty.

Na tej stronie możesz przejrzeć swoje zamówienie. Możesz sprawdzić układ, zobaczyć wszystkie komponenty, a jeśli pojawi się jakiś problem, możesz kliknąć „Wstecz”, aby edytować swoje zamówienie.

Gdy wszystko zostanie zrobione, kliknij „Zapisz w koszyku”. Na następnej stronie możesz wybrać opcję wysyłki i płatności oraz dokonać bezpiecznej transakcji. Możesz zapłacić za pomocą Paypal lub karty kredytowej/debetowej.

Płytka drukowana zostanie wyprodukowana i wysłana w ciągu dni i zostanie dostarczona do Państwa domu we wspomnianym okresie.

Krok 4: Montaż robota

Teraz zacznijmy budować robota naszego Arduino Line Follower. Tutaj zbudujemy robota na 4 kołach, z 2 silnikami prądu stałego podłączonymi po obu stronach (przód) i dwoma atrapami kół z tyłu. Jak wspomniano wcześniej, będziemy używać płyty Arduino UNO, aby uzyskać dane wejściowe z czujników, przetworzyć je i wysłać sygnały do układu scalonego sterownika silnika L293D, aby napędzać silnik prądu stałego Arduino Line Follow Robot.

L293DPoniżej można wyprowadzić schemat układu scalonego L293D. Jak widać ma dwa piny do wprowadzania napięcia. Jeden z nich służy do zasilania wewnętrznego obwodu układu scalonego, a drugi do napędzania silnika.

Pin 8 – Napęd silników – 4,5 V do 33 V Pin 16 – Praca układu scalonego – 5 V Jeśli przypadkowo odwrócisz to połączenie, możesz spalić chip. Ten układ scalony ma dwa obwody mostka H, dzięki czemu jest w stanie sterować dwoma silnikami indywidualnie w tym samym czasie. Jedna strona tego układu scalonego steruje jednym silnikiem, a druga strona steruje drugim silnikiem. Aby silnik działał, pin Enable po tej stronie powinien być wysoki.

Piny zezwalające mogą być również używane do sterowania prędkością silnika za pomocą PWM (modulacji szerokości impulsu). Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o L293D i działaniu H-Bridge, kliknij poniższy link. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się, jak działa sterownik silnika mostka H. Mamy więc dwa koła.

Jak ten wyznawca linii idzie do przodu, do tyłu, w lewo lub w prawo?

Logika jest dość prosta. Gdy oba silniki obracają się w tym samym kierunku (zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do zegara), popychacz linii arduino porusza się do przodu lub do tyłu. Jeśli oba poruszają się w przeciwnym kierunku, linia podążająca za robotem skręci w lewo lub w prawo.

Tutaj otrzymasz kompletny schemat połączeń -> Kompletny samouczek dla Line Follower

Krok 5: Przesyłanie kodu i pierwsze uruchomienie

Kod jest naprawdę łatwy do zrozumienia i jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące kodów, nie wahaj się zadać go w komentarzach lub w naszej społeczności. Tutaj otrzymasz kompletny kod.

Prześlij kod, włącz zasilanie i umieść robota Arduino Line Follower w czarnej linii i zobacz robota w akcji.

Dobrze się bawiłeś? W następnym rozdziale pokażę, jak włączyć algorytm PID do naszego Arduino Line Follower, aby nasz robot był bardziej płynny i szybszy, kontrolując prędkość silnika. Subskrybuj RootSaid, aby uzyskać więcej niesamowitych projektów.