Robot Line Follower: 11 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Zrobiłem robota śledzącego linię z mikroprocesorem PIC16F84A wyposażonym w 4 czujniki IR. Ten robot może biegać po czarno-białych liniach.

Krok 1: Pierwszy krok

Przede wszystkim musisz wiedzieć, jak wykonać płytkę drukowaną i jak na niej lutować elementy. Musisz także wiedzieć, jak zaprogramować PIC16F84A IC. Oto linki do dobrych instrukcji dotyczących tworzenia PCB i lutowania:

• (Przeważnie) łatwa produkcja PCB
• Jak lutować

Krok 2: Rzeczy, których potrzebujesz

Do wykonania tego robota potrzebne są następujące rzeczy:

• Niektóre płyty miedziane
• Obwody drukowane
• Piła
• Papier ścierny
• Żelazo
• Kwas na płytce drukowanej
• Wiertło 1mm
• Olej lutowniczy
• Drut lutowniczy
• Lutownica
• Przecinak do drutu
• Niektóre druty
• 2x plastikowe koła
• 1x Sferyczne przednie koło
• Klej

Komponenty płytek drukowanych:

• Uchwyt na 4 baterie AA
• U1 = mikrokontroler PIC16F84A + gniazdo
• U2 = 7805 = Regulator napięcia 5 V
• U3 = Komparator LM324
• U4 = sterownik silnika L298 + aluminiowy grzejnik
• XT = kryształ 4 MHz
• C1 = C2 = 22pF Kondensatory ceramiczne
• C3 = 100uF kondensator elektrolityczny
• C4 = C5 = 100nF Kondensatory ceramiczne (104)
• D = 8 x 1N4148 Diody
• R1 = 4.7K Rezystor
• R2 = R3 = Rezystory 10K
• R4 = R5 = R6 = R7 = Rezystory 1K
• R8 = Rezystor 10K
• R9 = Rezystor 1K
• R10 = R11 = 47K Rezystory
• R12 = R13 = R14 = R15 = Rezystory 100ohm
• R16 = R17 = R18 = R19 = Rezystory 10K
• RP = LP = MP = FP = 10K Potencjometry
• Silnik L = Silnik R = Minisilniki 60 obr./min z przekładnią (6 V)
• Czujnik R = Czujnik L = Czujnik M = Czujnik F = Czujniki podczerwieni TCRT5000
• ModeLED = LBLED = RBLED = Małe czerwone diody LED
• LFLED = RFLED = Małe zielone diody LED
• Tryb = Lewo = Prawo = Małe przyciski
• SW = przełącznik dwustabilny = przełącznik wł./wył.
• J = zworka = kawałek drutu

Krok 3: Tworzenie płytek drukowanych

Wydrukuj obwody na błyszczącym papierze za pomocą drukarki laserowej. Wytnij miedziane płyty, wyczyść je papierem ściernym i nałóż na nie obwody drukowane. Po dociśnięciu rozgrzanego żelazka do desek zdejmij papiery i namocz deski w kwasie, poczekaj aż zniknie widoczna miedź. Umyj deski, wywierć otwory i wyczyść je papierem ściernym.

* Mam tylko symboliczny schemat robota, który możecie zobaczyć tutaj.

Krok 4: Lutowanie elementów

Przylutuj wszystkie części do desek. Uważaj na prawidłowy kierunek komponentów. Użyj gniazda dla PIC16F84A IC. Przylutuj silniki i uchwyt baterii z tyłu dolnej płyty i umieść kilka kawałków papieru wokół silników, aby uniknąć nieoczekiwanych kontaktów w obwodzie. Przylutuj C4 i C5 bezpośrednio do silników. Włóż kartkę między nóżki potencjometrów, aby uniknąć styków.

Krok 5: Zlutuj wszystko razem

Połącz ze sobą zaciski o tej samej nazwie na płytkach za pomocą jakiegoś kawałka przewodów (możesz użyć dodatkowych nóżek innych elementów). Przylutuj płytę tylną do płyty górnej. Przylutuj płytę przednią do płyty górnej. Zagnij przewody i umieść trzy płytki na uchwycie baterii i przylutuj przednią i tylną płytkę do dolnej płyty (użyj długich elastycznych przewodów do styku z zaciskami tylnej i dolnej płyty). Podłącz zacisk + na płycie górnej do uchwytów baterii + biegun.

Krok 6: Koła

Połącz 2 plastikowe koła z silnikami i przykryj je gumką. Przymocuj kółko do tylnej płyty przed robotem za pomocą kleju, użyłem martwej diody LED jako przedniego koła, ale sprawia to, że robot porusza się wolno i polecam użyć koła sferycznego. Przykryj skrzynie biegów arkuszami cienkiego plastiku.

Krok 7: Programowanie robota

Pobierz program robota (Code.hex) i zaprogramuj układ scalony PIC16F84A. Ustaw słowo konfiguracyjne na 0x3FF2. Kod jest napisany i skompilowany przez "PIC Basic PRO".

Krok 8: URUCHOM

Włóż 4 baterie AA do uchwytu baterii, zrób ścieżkę i włącz robota. Jeśli robot nie działa, sprawdź dokładnie lutowanie. Teraz musisz dostosować potencjometry, aby robot mógł wykrywać czarne i białe obszary. Przekręć wszystkie potencjometry do skrajnej lewej pozycji, a następnie cofnij o około 90 stopni w prawo. Przytrzymaj robota na linii, przesuń go po zakręcie, jeśli stan silników się nie zmienił, zmień wartość potencjometrów. Teraz postaw robota na ścieżce, aby nią podążał.

Krok 9: Ruch niestandardowy

Możesz zdefiniować niestandardowy ruch robota, naciskając przycisk Tryb. Gdy dioda LED Mode jest wyłączona, robot znajduje się w stanie domyślnym. Po naciśnięciu przycisku Mode włącza się dioda Mode, teraz możesz trzymać robota w różnych stanach i zmieniać stan silników w zależności od ich stanu domyślnego za pomocą przycisków Lewo i Prawo. Po ponownym naciśnięciu przycisku Mode dioda Mode zacznie migać, teraz możesz trzymać robota w różnych stanach i zmieniać stan silników w zależności od wartości czujników za pomocą przycisków Lewo i Prawo. Aby przejść do stanu domyślnego, ponownie naciśnij przycisk Mode. Silniki mają cztery stany:

1. Stan domyślny
2. Dalej (zielona dioda LED świeci)
3. Do tyłu (czerwona dioda LED świeci)
4. Stop (świecą obie diody: zielona i czerwona)

Krok 10: Jak to działa?

Ten robot ma 4 czujniki podczerwieni, które skanują ścieżkę. Jeśli prawy i lewy czujnik mają te same wartości, a ich wartości różnią się od środkowych lub przednich czujników, robot jest na linii, a silniki poruszają się do przodu. W przeciwnym razie robot jest poza linią, więc robot porusza się, aż zmieni się wartość jednego z czujników bocznych, a następnie skręci w kierunku, w którym zmieniła się wartość czujnika. Możesz przeczytać kod źródłowy programu (Code.bas), aby lepiej go zrozumieć.

Krok 11: Co zrobiłeś

Utkarsh Verma wykonał tego samego robota z kilkoma modyfikacjami, podzielił się swoim projektem na https://github.com/TheProtoElectricEffect/LineFollower. Radzę przejrzeć jego pracę przed rozpoczęciem tworzenia własnego robota. Utkarsh, dzięki za udostępnienie swojego projektu.