หุ่นยนต์เดินตามเส้น: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

หุ่นยนต์ติดตามบรรทัดเป็นเครื่องจักรอเนกประสงค์ที่ใช้ในการตรวจจับและดำเนินการตาม

เส้นสีเข้มที่วาดบนพื้นผิวสีขาว เนื่องจากหุ่นยนต์ตัวนี้ถูกผลิตขึ้นโดยใช้เขียงหั่นขนมจึงสร้างได้ง่ายเป็นพิเศษ ระบบนี้สามารถรวมเข้ากับยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ (AGV) เพื่อให้เป็นวิธีการง่ายๆ สำหรับกิจกรรม โดยทั่วไปแล้ว AGV จะรวมเข้ากับชิปและพีซีเพื่อควบคุมเฟรมเวิร์ก นอกจากนี้ยังใช้กรอบการป้อนข้อมูลตำแหน่งเพื่อไปในทางที่ต้องการ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีสัญญาณไฟฟ้า การรองรับ RF เพื่อพูดกับรถและตัวควบคุมเฟรมเวิร์ก ความสามารถที่ยุ่งยากดังกล่าวไม่จำเป็นในหุ่นยนต์ที่ติดตามบรรทัดนี้โดยสิ้นเชิง และใช้เซ็นเซอร์ IR เพื่อเคลื่อนที่บนเส้นมืดเท่านั้น ต่างจากหุ่นยนต์สำรวจห้องที่มักจะชนกับที่นั่งและขอบที่ปิดอยู่เป็นประจำ คุณไม่จำเป็นต้องไล่ตามหุ่นยนต์ติดตามบรรทัดที่วางแผนไว้มาก หุ่นยนต์เดินตามสายส่วนใหญ่มีเครื่องยนต์สองตัว เซ็นเซอร์ด้านหน้าสองตัว และวงจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานสำหรับการควบคุมตนเอง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับหุ่นยนต์ประเภทนี้คือมันง่ายในการปรับปรุงเล็กน้อยเพื่อรวมคุณภาพหลายด้าน การเปลี่ยนแปลงที่ตรงไปตรงมาคือการแนะนำหุ่นยนต์ในที่ยึดประดับควบคู่ไปกับไฟ LED ที่สวยงาม โครงร่างที่พัฒนาขึ้นเพิ่มเติม ได้แก่ ไดเรนท์เซนเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ Tiva ที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อความเร็วที่เร็วขึ้นและการหมุนที่นุ่มนวลขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์

1. ไมโครคอนโทรลเลอร์ TM4C123GH6PM

ไมโครคอนโทรลเลอร์ Cortex-M ที่เลือกสำหรับการเขียนโปรแกรมบนฮาร์ดแวร์และภาพประกอบการเชื่อมต่อคือ TM4C123 จาก Texas Instruments ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้เป็นของสถาปัตยกรรมที่ใช้ ARM Cortex-M4F ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่หลากหลาย

2. 5 เซ็นเซอร์ IR และอุปสรรค

นี่คือนิทรรศการเซ็นเซอร์ IR จำนวน 5 ชิ้นพร้อมสิ่งกีดขวางและเซ็นเซอร์น็อค เซ็นเซอร์ IR 5 ตัวที่ใช้กับ TCRT5000 มีการพัฒนาแบบอนุรักษ์นิยม โดยที่แหล่งกำเนิดแสงที่ผลิตและตัวระบุตำแหน่งจะใช้วิธีที่คล้ายกันในการตรวจจับความใกล้ของคำถามโดยใช้ลำแสงอินฟราเรดอัจฉริยะจากวัตถุ ความยาวคลื่นในการทำงานคือ 5 ซม. ตัวระบุประกอบด้วยโฟโตทรานซิสเตอร์ อ้างอิง gure ?? แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 5V DC VCC, พิน GND เอาต์พุต: 5 จาก TCRT5000 คือ S1, S2, S3, S4, S5 ดิจิตอล เอาต์พุต: 1 จากสวิตช์ Bump เป็นดิจิตอล CLP เอาต์พุต: 1 จากเซ็นเซอร์ IR Obstacle ใกล้ดิจิตอล

3. มอเตอร์กระแสตรง

มอเตอร์เป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล

4. สะพาน H L298N

การใช้ L298N เป็นชิปควบคุม โมดูลนี้มีคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความสามารถในการขับขี่ที่มั่นคง ค่าแคลอรี่ต่ำ และความสามารถในการต้านทานที่แข็งแกร่งต่ออิมพีแดนซ์ โมดูลนี้สามารถนำไปใช้งานใน 78M05 สำหรับงานไฟฟ้าโดยใช้ชิ้นส่วนจ่ายแรงขับเคลื่อน อย่างไรก็ตาม เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายจากแรงดันไฟที่ปรับสมดุลชิป โปรดใช้แหล่งจ่ายที่มีเหตุผล 5V ภายนอก เมื่อใช้แรงดันไฟเกิน 12V โมดูลนี้ใช้ตัวเก็บประจุแบบลิมิตแชนเนลที่ใช้กระแสไฟเพื่อรักษาไดโอด และปรับปรุงคุณภาพที่แน่วแน่ L298N Double H Bridge Motor Driver Module:อ้างอิง gure ?? ชิปควบคุม: L298N แรงดันลอจิก: 5V แรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์: 5V - 35V กระแสลอจิก: 0mA - 36mA กระแสไฟในไดรฟ์: 2A(MAX single bridge) อุณหภูมิในการจัดเก็บ: -20C ถึง +135C กำลังไฟสูงสุด: 25W ขนาด: 43 x 43 x 27 มม.

5. Power Bank พาวเวอร์แบงค์เป็นอุปกรณ์ชาร์จหรือแหล่งจ่ายไฟขนาดกะทัดรัดที่สามารถชาร์จด้วยอุปกรณ์ USB ที่รองรับ (เว้นแต่ผู้ผลิตจะระบุอย่างชัดเจน) พาวเวอร์แบงค์ส่วนใหญ่มีไว้สำหรับเซลล์ กล้อง หรือแท็บเล็ตขั้นสูงอย่างไอแพด พาวเวอร์แบงค์ผลิตขึ้นโดยใช้เซลล์แบตเตอรี่ A+ Li-polymer ที่มีความหนาสูงเป็นพิเศษและไมโครชิประดับพรีเมียม มีไฟ LED เครื่องหมายแบตเตอรี่และแผงวงจรอัจฉริยะ

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบวงจรออปโตคัปเปลอร์

วงจรนี้ประกอบด้วยสี่ IC 4N35703 มีสองกราวด์หนึ่งเชื่อมต่อ

กราวด์ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Tiva และกราวด์อื่น ๆ เชื่อมต่อกับไดรเวอร์มอเตอร์ อินพุตของพิน Tiva PA2-PA5 เชื่อมต่อกับขั้วบวก IC 4N35703 และเราใช้ค่าความต้านทานสองประเภท 330k และ 10k อีซีแอลเป็นพินเอาท์พุตของไอซีเชื่อมต่อกับพินทั้งสี่ของ H-Bridge (อินพุต 1-อินพุต 4) เมื่ออินพุต 1 อยู่ที่ลอจิกสูง ยางด้านขวาจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เมื่ออินพุต 2 อยู่ที่ลอจิกสูง ยางด้านขวาจะเคลื่อนที่ถอยหลังเมื่อ อินพุต 3 อยู่ที่ลอจิกสูง ยางซ้ายเคลื่อนที่ถอยหลัง เมื่ออินพุต 4 อยู่ที่ลอจิกสูง ยางซ้ายเคลื่อนที่ไปข้างหน้า และเมื่ออินพุต 1 และอินพุต 2 ทั้งคู่อยู่ที่ตรรกะเดียวกัน ยางขวาจะหยุดนิ่ง และเมื่ออินพุต 3 และ 4 อยู่ที่ลอจิกซ้ายเดียวกัน ยางอยู่กับที่