Linjefølgerrobot ved hjælp af arduino

Line follower Robot er en meget enkel robot, der følger en linje, enten en sort eller en hvid linje. Denne type robotter er meget enkle at bygge og er ofte det første valg for begyndere, der kommer i gang med robotteknologi. Dybest set er der to typer linjefølgerrobotter: den ene er en sort linjefølger, der følger den sorte linje, og den anden er en hvid linjefølger, der følger den hvide linje. Linjefølger registrerer faktisk linjen og følger den. Selvom ideen lyder enkel, med lidt mere udvikling, bruges robotter svarende til dette praktisk talt i mange applikationer som fabriksgulvstyringsrobotter eller lagerrobotter.

Begreber om linjefølger

Konceptet med at arbejde med linjefølger er relateret til lys. Vi bruger her lysets opførsel på de sorte og hvide overflader. Når lys falder på en hvid overflade reflekteres det næsten fuldt ud, og i tilfælde af en sort overflade absorberes lys fuldstændigt. Denne opførsel af lys bruges til at opbygge en line follower-robot.

I denne Arduino-baserede linjefølgerrobot har vi brugt IR-sendere og IR-modtagere, også kaldet fotodioder. De bruges til at sende og modtage lys. IR sender infrarøde lys. Når infrarøde stråler falder på den hvide overflade, reflekteres den tilbage og fanges af fotodioder, der genererer nogle spændingsændringer. Når IR-lys falder på en sort overflade, absorberes lys af den sorte overflade, og ingen stråler reflekteres tilbage, så fotodiode modtager ikke noget lys eller stråler. Her i denne Arduino-linjefølgerrobot, når sensoren registrerer en hvid overflade, får Arduino 1 som input, og når den registrerer den sorte linje, får Arduino 0 som input.

Da Line follower-robotten er et interessant nybegynderprojekt, har vi også bygget det ved hjælp af andre udviklingskort end Arduino, du kan også tjekke dem ud ved hjælp af nedenstående link, hvis du er interesseret

• Line Follower Robot ved hjælp af 8051 Microcontroller
• Line Follower Robot ved hjælp af Raspberry Pi
• Texas MSP430 Launchpad-baseret Line Follower
• Simple Line Follower ved hjælp af PIC Microcontroller
• Line Follower ved hjælp af ATmega16 AVR Microcontroller

Forklaring af kredsløb

Hele Arduino-linjefølgerrobotten kan opdeles i 3 sektioner: sensorsektion, kontrolsektion og førersektion.

Sensorsektion:

Dette afsnit indeholder IR-dioder, potentiometer, Comparator (Op-Amp) og LED'er. Potentiometeret bruges til at indstille referencespænding ved komparatorens ene terminal, og IR-sensorer bruges til at registrere linjen og tilvejebringe en ændring i spændingen ved komparatorens anden terminal. Derefter sammenligner komparatoren begge spændinger og genererer et digitalt signal ved udgangen. Her i dette linjefølgerkredsløb har vi brugt to komparatorer til to sensorer. LM 358 bruges som komparator. LM358 har indbygget to lav-støj Op-forstærkere.

Kontrolafsnit:

Arduino Pro Mini bruges til at kontrollere hele processen med linjefølgerrobotten. Udgangene fra komparatorer er forbundet til det digitale pin nummer 2 og 3 fra Arduino. Arduino læser disse signaler og sender kommandoer til førerkredsen til drivlinjefølgeren.

Førersektion:

Førersektionen består af motordriveren og to jævnstrømsmotorer. Motordriveren bruges til at køre motorer, fordi Arduino ikke leverer tilstrækkelig spænding og strøm til motoren. Så vi tilføjer et motordriverkredsløb for at få nok spænding og strøm til motoren. Arduino sender kommandoer til denne motordriver, og derefter kører den motorer.

Arbejde med Line Follower Robot ved hjælp af Arduino

Opbygning af en Line-følgerrobot ved hjælp af Arduino er interessant. Linjefølgerrobotten registrerer en sort linje ved hjælp af en sensor og sender derefter signalet til Arduino. Derefter kører Arduino motoren i henhold til sensorernes output.

Her i dette projekt bruger vi to IR-sensormoduler, nemlig den venstre sensor og den højre sensor. Når både venstre og højre sensor registrerer hvid, bevæger robotten sig fremad.

Hvis den venstre sensor kommer på en sort linje, drejer robotten til venstre side.

Hvis den rigtige sensor fornemmer sort linje, drejer robotten til højre, indtil begge sensorer kommer på den hvide overflade. Når den hvide overflade kommer, begynder robotten at bevæge sig fremad igen.

Hvis begge sensorer kommer på den sorte linje, stopper robotten.

Kredsløbsdiagram

Det komplette kredsløbsdiagram for arduino line follower robot er vist i ovenstående billede. Som du kan se, er output fra komparatorer direkte forbundet med Arduino digital pin nummer 2 og 3. Og motordriverens input pin 2, 7, 10 og 15 er forbundet til Arduino's digitale pin nummer 4, 5, 6 og 7. Og en motor er forbundet ved udgangsstiften til motordrivere 3 og 6, og en anden motor er forbundet ved pin 11 og 14.

Programforklaring

I programmet definerede vi først og fremmest input og output pin, og derefter i loop kontrollerer vi input og sender output i henhold til input til output pin til drivmotoren. Til kontrol af input pin benyttede vi "if" udsagn. Den komplette linjefølger-robotkode findes nederst på denne side.

Der er fire betingelser i denne linje efter robot, som vi læser ved hjælp af Arduino. Vi har brugt to sensorer, nemlig venstre sensor og højre sensor.

Indgang	Produktion	Bevægelse Af robot
Venstre sensor	Højre sensor	Venstre motor	Højre motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Hold op
0	1	1	0	0	0	Drej til højre
1	0	0	0	1	0	Drej til venstre
1	1	1	0	1	0	Frem

Vi skriver arduino-linjefølgerkoden i henhold til betingelserne vist i tabellen ovenfor.

Nødvendige komponenter

Arduino

I vores projekt har vi brugt en mikrocontroller til at styre hele processen med systemet, der er ARDUINO. Arduino er en open source-hardware og meget nyttig til projektudvikling. Der er mange typer arduino som Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad osv. Tilgængelige på markedet. Her har vi brugt arduino pro mini i dette projekt, da arduino pro mini er lille og så breadboard-kompatibel. For at brænde linjefølgerens arduino-kode har vi brugt en FTDI-brænder.

L293D motordriver

L293D er en IC-motordriver, som har to kanaler til at køre to motorer. L293D har to indbyggede Transistor Darlington-par til strømforstærkning og en separat strømforsyningsstift til at give ekstern forsyning til motorer.

IR-modul:

IR-modul er sensorkredsløb, der består af IR-LED / fotodiodepar, potentiometer, LM358, modstande og LED. IR-sensor transmitterer infrarødt lys, og fotodiode modtager det infrarøde lys.

Strømforsyning

Jeg har tilføjet en spændingsregulator for at få 5 volt til Arduino, komparator og motordriver. Og et 9-volts batteri bruges til at drive strømkredsen.