ผู้ติดตามสายอย่างง่ายโดยใช้ Arduino: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

หุ่นยนต์ติดตามสาย Arduino

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะหารือเกี่ยวกับการทำงานของสาย Arduino ที่ตามหลังหุ่นยนต์ ซึ่งจะตามเส้นสีดำในพื้นหลังสีขาว และเลี้ยวที่ถูกต้องเมื่อใดก็ตามที่มันถึงส่วนโค้งในเส้นทางของมัน

ส่วนประกอบตัวติดตามสาย Arduino

1. Arduino
2. เซ็นเซอร์ IR (เซ็นเซอร์อาร์เรย์หรือเซ็นเซอร์แยก 2 ตัว)
3. มอเตอร์กระแสตรง
4. แบตเตอรี่ LIPO
5. หุ่นยนต์ Chasis
6. Arduino IDE

Arduino

ทุกท่านคงคุ้นเคยกับ Arduino; ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วด้วยบอร์ดและซอฟต์แวร์ไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมาก สำหรับหุ่นยนต์ตามสายของเรา ฉันจะใช้ Arduino UNO ซึ่งเป็นบอร์ดที่ใช้บ่อยที่สุด

Arduino Nano เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการเข้ารหัส หากนี่เป็นประสบการณ์ครั้งแรกของคุณกับแพลตฟอร์ม Arduino คุณสามารถใช้บอร์ด Arduino ใดก็ได้สำหรับโครงการนี้

เซ็นเซอร์อินฟราเรด

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ หุ่นยนต์ติดตามบรรทัดของเราจะติดตามเส้นสีดำในพื้นหลังสีขาว ดังนั้นเราจึงต้องการบางอย่างที่จะ 'เห็น' เส้นและบอกผู้ติดตามสายให้เดินตามเส้นหรือหันหลังกลับหากมันจะออกจากเส้น เพื่อจุดประสงค์นี้ เราจะใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรด (อินฟราเรด)

ขั้นตอนที่ 1: เริ่มต้นใช้งาน PCB

รับ PCB จาก JLCPCB

EasyEDA เป็นเครื่องมือออกแบบ PCB ออนไลน์ที่ง่ายกว่าแต่ทรงประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยให้วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ แฮกเกอร์ นักการศึกษา ผู้ทำงานอดิเรก ช่างฝีมือ และผู้ที่สนใจสามารถออกแบบและแบ่งปันแผนงานของโครงการรวมถึงเค้าโครง PCB นี่คือเครื่องมือออกแบบที่ผสานรวมแคตตาล็อกส่วนประกอบ LCSC และบริการ JLCPCB PCB ที่ช่วยให้ผู้ใช้ประหยัดเวลาในการสร้างสรรค์ไอเดียของตนให้เป็นผลิตภัณฑ์จริง

พูดง่ายๆ เค้าโครง PCB ก็เหมือนกับแผนที่ แผนที่ที่เชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันโดยใช้เส้นทางเดินรถ นี่คือการออกแบบที่เราพิมพ์บนกระดานหุ้มทองแดงซึ่งพัฒนาเป็น PCB เทคโนโลยี Surface Mount เป็นเทคนิคของการประกอบ PCB โดยการติดตั้งส่วนประกอบบนพื้นผิวของบอร์ด ต่างจากวิธีการทั่วไปในการวางส่วนประกอบผ่านรูและบัดกรีอีกด้านหนึ่ง ใน SMT ส่วนประกอบจะถูกวางไว้บนบอร์ดและตะกั่วจะถูกบัดกรีที่ด้านเดียวกัน

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

ในการเริ่มต้น ก่อนอื่น ไปที่เว็บไซต์ EasyEDA และสร้างบัญชีฟรี ไปที่ "ตัวแก้ไข" และสร้างโครงการใหม่ สำหรับตอนนี้ JLCPCB มีส่วนประกอบพื้นฐาน 689 รายการและส่วนประกอบเพิ่มเติมอีก 30k+ รายการตามต้องการ ดูรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่นี่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเพิ่มส่วนประกอบจากรายการนี้ในขณะที่วาดแผนผังใน EasyEDA คุณยังสามารถค้นหาส่วนประกอบและตรวจสอบความพร้อมใช้งานได้

ตอนนี้คุณสามารถจัดเลย์เอาต์ของคุณให้เสร็จโดยใช้เครื่องมือในตัวใน EasyEDA ตอนนี้คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ Gerber และใช้มันเพื่อผลิต PCB ของคุณจาก JLCPCB

Gerber File มีข้อมูลเกี่ยวกับ PCB ของคุณ เช่น ข้อมูลเค้าโครง PCB ข้อมูลเลเยอร์ ข้อมูลระยะห่าง แทร็ก เป็นต้น ไฟล์ BOM หรือ Bill Of Material มีรายการส่วนประกอบทั้งหมดในเค้าโครง ไฟล์ CPL (ไฟล์รายการตำแหน่งส่วนประกอบ / ไฟล์ Pick & Place (PNP)) จะใช้โดยเครื่องประกอบ SMT อัตโนมัติเพื่อกำหนดว่าแต่ละส่วนควรอยู่ที่ใดบนบอร์ด

ขั้นตอนที่ 3: สั่งซื้อ PCB

ไปที่เว็บไซต์ JLCPCBs และคลิกที่ "Quote Now" และอัปโหลดไฟล์ Gerber ของคุณ เมื่ออัปโหลดไฟล์ Gerber แล้ว จะแสดงตัวอย่างแผงวงจรของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่านี่คือเค้าโครง PCB ของบอร์ดที่คุณต้องการ ด้านล่างตัวอย่าง PCB คุณจะเห็นตัวเลือกมากมาย เช่น ปริมาณ PCB พื้นผิว ความหนา สี ฯลฯ เลือกทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับคุณ

คลิกที่ "ประกอบบอร์ด PCB ของคุณ"

ตอนนี้ คุณจะต้องอัปโหลดไฟล์ BOM และ CPL ที่เราดาวน์โหลดมาก่อนหน้านี้ เลือกส่วนประกอบทั้งหมดที่คุณต้องการให้ JLCPCB ประกอบใน PCB ของคุณ เพียงคลิกที่กล่องยืนยันเพื่อเลือกส่วนประกอบ

ในหน้านี้ คุณสามารถตรวจสอบคำสั่งซื้อของคุณได้ คุณสามารถตรวจสอบเค้าโครง ดูส่วนประกอบทั้งหมด และหากมีปัญหาใดๆ คุณสามารถคลิก "ย้อนกลับ" เพื่อแก้ไขคำสั่งซื้อของคุณ

เมื่อทำทุกอย่างเสร็จแล้ว ให้คลิกที่ "บันทึกลงรถเข็น" ในหน้าถัดไป คุณสามารถเลือกตัวเลือกการจัดส่งและการชำระเงิน และชำระเงินได้อย่างปลอดภัย คุณสามารถใช้ Paypal หรือบัตรเครดิต/เดบิตในการชำระเงิน

PCB จะถูกผลิตและจัดส่งภายในไม่กี่วันและจะถูกส่งไปยังหน้าประตูของคุณภายในระยะเวลาดังกล่าว

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบหุ่นยนต์

ตอนนี้เรามาเริ่มสร้างหุ่นยนต์ของ Arduino Line Follower กันเถอะ ที่นี่ เราจะสร้างหุ่นยนต์ 4 ล้อ โดยมีมอเตอร์ DC 2 ตัวเชื่อมต่อกันที่ด้านใดด้านหนึ่ง (ด้านหน้า) และล้อจำลองสองล้อที่ด้านหลัง ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เราจะใช้บอร์ด Arduino UNO เพื่อรับอินพุตจากเซ็นเซอร์ ประมวลผลและส่งสัญญาณไปยัง IC ไดรเวอร์มอเตอร์ L293D เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ DC ของ LineFollow Robot Arduino

L293DBelow คุณสามารถตรึงไดอะแกรมของ L293D IC ได้ อย่างที่คุณเห็นมีพินสองตัวสำหรับป้อนแรงดันไฟฟ้า หนึ่งในนั้นใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับวงจรภายในของไอซีและอีกอันสำหรับขับเคลื่อนมอเตอร์

ขา 8 – การขับมอเตอร์ – 4.5 V ถึง 33 V ขา 16 – การทำงานของ IC– 5V หากคุณบังเอิญย้อนกลับการเชื่อมต่อนี้โดยไม่ได้ตั้งใจ ชิปอาจไหม้ได้ IC นี้มีวงจร H Bridge สองวงจร ดังนั้นจึงสามารถควบคุมมอเตอร์สองตัวแยกกันได้ในเวลาเดียวกัน ด้านหนึ่งของ IC นี้ควบคุมมอเตอร์หนึ่งตัวและอีกด้านหนึ่งควบคุมมอเตอร์ตัวที่สอง เพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้ หมุดเปิดใช้งานของด้านนั้นควรสูง

พินเปิดใช้งานยังสามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์โดยใช้ PWM (Pulse Width Modulation) หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ L293D และการทำงานของ H-Bridge ให้ไปที่ลิงก์ด้านล่าง คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้การทำงานของตัวขับมอเตอร์ H Bridge ดังนั้นเราจึงมีสองล้อ

Line Follower นี้ เดินหน้า ถอยหลัง ซ้าย หรือ ขวา อย่างไร?

ตรรกะค่อนข้างง่าย เมื่อมอเตอร์ทั้งสองหมุนไปในทิศทางเดียวกัน (ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา) ตัวตามสาย Arduino จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือข้างหลัง หากทั้งสองเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม หุ่นยนต์ตามเส้นจะเลี้ยวซ้ายหรือขวา

คุณจะได้รับไดอะแกรมการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์ที่นี่ - > Line Follower Complete Tutorial

ขั้นตอนที่ 5: การอัปโหลดรหัสและเรียกใช้ครั้งแรก

โค้ดนี้เข้าใจง่ายจริงๆ และหากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับโค้ด อย่าลังเลที่จะถามในความคิดเห็นหรือในชุมชนของเรา คุณจะได้รับรหัสที่สมบูรณ์จากที่นี่

อัปโหลดโค้ด เพิ่มพลัง และวาง Arduino Line Follower Robot ของคุณในเส้นสีดำ และดูการทำงานของหุ่นยนต์

มีความสนุกสนาน? ในบทต่อไป ผมจะแสดงวิธีการรวม PID Algorithm ไว้ใน Arduino Line Follower ของเรา เพื่อทำให้หุ่นยนต์ของเราราบรื่นและรวดเร็วยิ่งขึ้นโดยการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ สมัครสมาชิก RootSaid สำหรับโครงการที่ยอดเยี่ยมมากขึ้น