วิธีสร้าง Line Follower โดยใช้ Arduino: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

By miniProjectsminiProjectsติดตามเพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: ดูช่อง YouTube ของฉันสำหรับโครงการที่คล้ายกัน ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ miniProjects »

หากคุณกำลังเริ่มต้นกับวิทยาการหุ่นยนต์ หนึ่งในโครงการแรกที่ผู้เริ่มต้นสร้างประกอบด้วยผู้ติดตามไลน์ เป็นรถของเล่นพิเศษที่มีคุณสมบัติวิ่งตามเส้นซึ่งปกติจะมีสีดำตัดกับพื้นหลัง

มาเริ่มกันเลย.

ขั้นตอนที่ 1: วิดีโอ

แนบวิดีโอที่ครอบคลุม กรุณาดู.

ขั้นตอนที่ 2: บล็อกหลัก

เราสามารถแบ่ง line follower ออกเป็น 4 ช่วงหลักๆ เซ็นเซอร์อินฟราเรดโฟโตไดโอด ตัวขับมอเตอร์ Arduino nano/code และโครงรถของเล่น พร้อมด้วยล้อพลาสติกและมอเตอร์ DC 6V ลองดูที่บล็อกเหล่านี้ทีละตัว

ขั้นตอนที่ 3: โมดูล IR-Photodiode (ตอนที่ 1 จาก 3)

งานของเซ็นเซอร์ IR-Photodiode ใน line follower คือการตรวจจับว่ามีเส้นสีดำอยู่ข้างใต้หรือไม่ IR Light ที่ปล่อยออกมาจาก IR LED จะสะท้อนกลับจากพื้นผิวด้านล่างเพื่อจับภาพด้วยโฟโตไดโอด กระแสผ่านโฟโตไดโอดเป็นสัดส่วนกับโฟตอนที่ได้รับ และฟิสิกส์บอกว่าสีดำดูดซับรังสีอินฟราเรด ดังนั้น ถ้าเรามีเส้นสีดำใต้โฟตอน โฟตอนก็จะรับโฟตอนน้อยลง ส่งผลให้กระแสไฟน้อยกว่าเมื่อเทียบกับถ้ามีพื้นผิวสะท้อนแสงเหมือนสีขาวอยู่ข้างใต้

เราจะแปลงสัญญาณปัจจุบันนี้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ Arduino สามารถอ่านได้โดยใช้ digitalRead ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 4: โมดูล IR-Photodiode (ตอนที่ 2 จาก 3)

กระแสโฟโตไดโอดส่งผ่านตัวต้านทาน 10 KOhm เพื่อสร้างแรงดันตกตามสัดส่วน เรียกว่า Vphoto หากมีพื้นผิวสีขาวอยู่ข้างใต้ กระแสของโฟโตไดโอดจะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ Vphoto สำหรับพื้นผิวสีดำจึงลดลงทั้งคู่ Vphoto เชื่อมต่อกับเทอร์มินัล Non Inverting ของ LM741 opamp ในการกำหนดค่านี้ ถ้าแรงดันที่ขั้วที่ไม่กลับด้าน (+) มากกว่าแรงดันที่ขั้ว Inverting (-) เอาต์พุตของ opamp จะถูกตั้งค่าเป็น HIGH และ LOW สำหรับวิธีอื่น เราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่ขากลับด้านอย่างระมัดระวังเพื่อให้อยู่ระหว่างการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าสำหรับสีขาวและสีดำโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ ในการทำเช่นนั้นเอาต์พุตของวงจรนี้จะสูงสำหรับสีขาวและต่ำสำหรับสีดำซึ่งเหมาะสำหรับ Arduino เพื่ออ่าน

ฉันได้ติดป้ายกำกับรูปภาพที่แนบมาตามลำดับคำอธิบายด้านบนเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 5: โมดูล IR-Photodiode (ตอนที่ 3 จาก 3)

เซ็นเซอร์อินฟราเรดโฟโตไดโอดเพียงตัวเดียวไม่เพียงพอสำหรับการสร้างตัวติดตามสาย เนื่องจากเราจะไม่ทราบทิศทางของทางออกเพื่อชดเชยการใช้มอเตอร์ ดังนั้นฉันจึงใช้โมดูลเซ็นเซอร์ที่มีวงจรโฟโตไดโอดอินฟราเรด 6 วงจรที่แสดงในภาพที่แนบมา 6 IR-photodiode ถูกจัดวางเป็น 3 กลุ่มใน 2 คู่ หากคลัสเตอร์กลางอ่านเป็นสีดำและอีก 2 อ่านเป็นสีขาว เราสามารถดำเนินการต่อไปได้ หากคลัสเตอร์ด้านซ้ายเป็นสีดำ เราต้องหันผู้ติดตามไปทางซ้ายเพื่อให้ผู้ติดตามอยู่ในเส้นทาง เช่นเดียวกับคลัสเตอร์ด้านขวา

ขั้นตอนที่ 6: ไดรเวอร์มอเตอร์

ในการย้ายผู้ติดตาม ฉันใช้มอเตอร์ DC 6V สองตัว ซึ่งควบคุมโดยใช้ไดรเวอร์มอเตอร์ L293D หากต่อมอเตอร์ตามที่ไฮไลต์ในภาพแนบหมายเลข 4 ให้เปิดใช้งานการตั้งค่าและพิน 1A ให้สูงพร้อมกับพิน 2A ไปที่มอเตอร์เคลื่อนที่ต่ำในทิศทางเดียว หากต้องการย้ายไปยังทิศทางอื่น เราจำเป็นต้องแลกเปลี่ยนสถานะของพิน 2A และ 1A เราไม่ต้องการช่วงเวลาสองทิศทางเนื่องจากผู้ติดตามจะก้าวไปข้างหน้าเสมอ ในการเลี้ยวซ้าย เราปิดการใช้งานมอเตอร์ด้านซ้ายในขณะที่มอเตอร์ด้านขวายังคงทำงานอยู่ และในทางกลับกัน

ขั้นตอนที่ 7: Arduino Nano และโค้ด

5V arduino nano วิ่งที่ 16MHz ตัดสินใจว่าผู้ติดตามจำเป็นต้องเลี้ยวขวาหรือซ้าย การตัดสินใจทำได้โดยดูจากการอ่านอาร์เรย์เซ็นเซอร์ IR-Photodiode รหัส Arduino ที่แนบมาควบคุมการเคลื่อนไหวของผู้ติดตาม ย่อหน้าต่อไปนี้ให้มุมมองด้านบนของรหัส Arduino

เริ่มแรกเราประกาศเซ็นเซอร์ 6 ตัวและพินมอเตอร์ 4 ตัว ในการตั้งค่า เราตั้งค่าพินของมอเตอร์ให้ส่งออกเป็นโหมดเริ่มต้นคืออินพุต ในการวนซ้ำ อันดับแรก เราอ่านหมุดเซ็นเซอร์ทั้งหมด ตามด้วยประโยค if-else ที่ตัดสินการเคลื่อนไหวของผู้ติดตาม บางข้อความช่วยให้ก้าวไปข้างหน้า คำสั่งบางอย่างช่วยให้หยุดและบางส่วนอนุญาตให้ไปทางซ้ายหรือขวา

ผ่านรหัสและแจ้งให้เราทราบหากคุณประสบปัญหาใด ๆ

ขั้นตอนที่ 8: แผนผังและเสร็จสิ้น

ในที่สุดทุกอย่างก็ถูกประกอบเข้าด้วยกันตามแผนผังที่แนบมาโดยใช้สายไฟและเขียงหั่นขนมไม่กี่เส้น มีแล้ว มีแถวต่อรถของเล่น

ขอบคุณที่อ่าน.

หวังว่าจะเห็นภาพผู้ติดตามไลน์ของคุณในความคิดเห็น