Linjefølgerrobot ved hjelp av arduino

Line follower Robot er en veldig enkel robot som følger en linje, enten en svart linje eller en hvit linje. Denne typen roboter er veldig enkle å bygge og er ofte førstevalget for nybegynnere som kommer i gang med robotikk. I utgangspunktet er det to typer linjefølgerroboter: den ene er en svart linjefølger som følger den svarte linjen og den andre er en hvit linjefølger som følger den hvite linjen. Linjefølger registrerer faktisk linjen og følger den. Selv om ideen høres enkel ut, med litt mer utvikling, brukes roboter som dette praktisk talt i mange applikasjoner som fabrikkgulvhåndteringsroboter eller lagerroboter.

Begreper for linjefølger

Konseptet med arbeid av linjefølger er relatert til lys. Vi bruker her lysets oppførsel på de svarte og hvite overflatene. Når lyset faller på en hvit overflate reflekteres det nesten helt, og i tilfelle en svart overflate absorberes lyset fullstendig. Denne oppførselen til lys brukes til å bygge en linjefølgerrobot.

I denne Arduino-baserte linjefølgerroboten har vi brukt IR-sendere og IR-mottakere, også kalt fotodioder. De brukes til å sende og motta lys. IR overfører infrarøde lys. Når infrarøde stråler faller på den hvite overflaten, reflekteres den tilbake og fanges opp av fotodioder som genererer noen spenningsendringer. Når IR-lys faller på en svart overflate, absorberes lys av den svarte overflaten og ingen stråler reflekteres tilbake, slik at fotodioden ikke mottar noe lys eller stråler. Her i denne Arduino linjefølgerroboten når sensoren oppdager hvit overflate så får Arduino 1 som inngang og når senserer svart linje får Arduino 0 som inngang.

Siden Line follower-roboten er et interessant nybegynnerprosjekt, har vi også bygget den ved hjelp av andre utviklingsbrett enn Arduino. Du kan også sjekke dem ut ved hjelp av lenken nedenfor hvis du er interessert

• Line Follower Robot med 8051 Microcontroller
• Line Follower Robot ved hjelp av Raspberry Pi
• Texas MSP430 Launchpad-basert Line Follower
• Enkel linjefølger ved hjelp av PIC Microcontroller
• Linjefølger ved hjelp av ATmega16 AVR Microcontroller

Kretsforklaring

Hele Arduino-linjefølgerroboten kan deles inn i 3 seksjoner: sensorseksjon, en kontrollseksjon og førerseksjon.

Sensorseksjon:

Denne delen inneholder IR-dioder, potensiometer, Comparator (Op-Amp) og LED-er. Potensiometeret brukes til å stille inn referansespenning ved komparatorens ene terminal og IR-sensorer brukes til å registrere linjen og gi en endring i spenning ved komparatorens andre terminal. Deretter sammenligner komparatoren begge spenningene og genererer et digitalt signal ved utgangen. Her i denne linjefølgerkretsen har vi brukt to komparatorer for to sensorer. LM 358 brukes som komparator. LM358 har innebygd to lav-støy Op-forsterkere.

Kontroll seksjon:

Arduino Pro Mini brukes til å kontrollere hele prosessen med linjefølgerroboten. Utgangene til komparatorene er koblet til det digitale pin nummer 2 og 3 av Arduino. Arduino leser disse signalene og sender kommandoer til førerkretsen til drivlinjefølgeren.

Førerseksjon:

Førerseksjonen består av motordriveren og to likestrømsmotorer. Motordriveren brukes til å kjøre motorer fordi Arduino ikke leverer nok spenning og strøm til motoren. Så vi legger til en motordriverkrets for å få nok spenning og strøm til motoren. Arduino sender kommandoer til denne motorføreren, og deretter kjører den motorer.

Arbeid med Line Follower Robot ved hjelp av Arduino

Å bygge en Line-følgerrobot ved hjelp av Arduino er interessant. Linjefølgerroboten registrerer en svart linje ved å bruke en sensor og sender deretter signalet til Arduino. Deretter kjører Arduino motoren i henhold til sensorens utgang.

Her i dette prosjektet bruker vi to IR-sensormoduler, nemlig venstre sensor og høyre sensor. Når både venstre og høyre sensor registrerer hvitt, beveger roboten seg fremover.

Hvis venstre sensor kommer på en svart linje, snur roboten venstre side.

Hvis den høyre sensoren fornemmer svart linje, svinger roboten til høyre til begge sensorene kommer på den hvite overflaten. Når den hvite overflaten kommer, begynner roboten å bevege seg fremover igjen.

Hvis begge sensorene kommer på den svarte linjen, stopper roboten.

Kretsdiagram

Det komplette kretsskjemaet for arduino line follower robot er vist i bildet ovenfor. Som du kan se, er utgangen fra komparatorer direkte koblet til Arduino digital pin nummer 2 og 3. Og motordriverens inngang pin 2, 7, 10 og 15 er koblet til Arduinos digitale pin nummer 4, 5, 6 og 7 henholdsvis. Og en motor er koblet til utgangsstiften til motordriverne 3 og 6, og en annen motor er koblet til på pin 11 og 14.

Programforklaring

I programmet definerte vi først og fremst inngangs- og utgangsstift, og deretter i sløyfe sjekker vi innganger og sender utgang i henhold til innganger til utgangsstiftet for drivmotoren. For å sjekke inngangspinnen brukte vi "if" -uttalelser. Hele linjefølgerens robotkode finner du nederst på denne siden.

Det er fire forhold i denne linjen som følger roboten som vi leser ved hjelp av Arduino. Vi har brukt to sensorer, nemlig venstre sensor og høyre sensor.

Inngang	Produksjon	Bevegelse Av robot
Venstre sensor	Høyre sensor	Venstre motor	Høyre motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Stoppe
0	1	1	0	0	0	Ta til høyre
1	0	0	0	1	0	Ta til venstre
1	1	1	0	1	0	Framover

Vi skriver arduino linjefølgerkoden i henhold til forholdene vist i tabellen ovenfor.

Nødvendige komponenter

Arduino

I prosjektet vårt har vi brukt en mikrokontroller for å kontrollere hele prosessen med systemet som er ARDUINO. Arduino er en åpen kildekode-maskinvare og veldig nyttig for prosjektutvikling. Det er mange typer arduino som Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad etc. tilgjengelig i markedet. Her har vi brukt arduino pro mini i dette prosjektet ettersom arduino pro mini er liten og så brødbordkompatibel. For å brenne linjefølgerens arduino-kode har vi brukt en FTDI-brenner.

L293D Motordriver

L293D er en IC-motordriver som har to kanaler for å kjøre to motorer. L293D har to innebygde Transistor Darlington-par for strømforsterkning og en separat strømforsyningsstift for å gi ekstern forsyning til motorer.

IR-modul:

IR-modul er sensorkrets som består av IR LED / fotodiodepar, potensiometer, LM358, motstand og LED. IR-sensor overfører infrarødt lys og fotodiode mottar infrarødt lys.

Strømforsyning

Jeg har lagt til en spenningsregulator for å få 5 volt til Arduino, komparator og motordriver. Og et 9-volts batteri brukes til å drive kretsen.