Простой последователь линии с использованием Arduino: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Робот-последователь линии Arduino

В этом уроке мы обсудим работу следующего за линией Arduino робота, который будет следовать за черной линией на белом фоне и делать правильный поворот всякий раз, когда он достигает кривых на своем пути.

Компоненты повторителя линии Arduino

1. Ардуино
2. ИК-датчик (матричный датчик или 2 отдельных датчика)
3. Двигатель постоянного тока
4. LIPO аккумулятор
5. Робот Chasis
6. IDE Arduino

Ардуино

Возможно, вы все знакомы с Arduino; которая является наиболее широко используемой и быстро развивающейся электронной платформой с таким количеством плат микроконтроллеров и программного обеспечения. Для нашего робота, следующего за линией, я буду использовать Arduino UNO, которая является наиболее часто используемой платой.

Arduino Nano - лучший вариант для начала работы с электроникой и программированием, если это ваш первый опыт работы с платформой Arduino. Вы можете использовать любую плату Arduino для этого проекта.

ИК-датчик

Как упоминалось ранее, наш робот, следующий за линией, будет следовать за черной линией на белом фоне. Итак, нам нужно что-то, что «увидит» линию и скажет, чтобы последователь линии следовал за линией или повернулся, если он удаляется от линии. Для этого мы будем использовать инфракрасный датчик.

Шаг 1. Начало работы с печатной платой

Получение печатной платы от JLCPCB

EasyEDA - это более простой, но мощный онлайн-инструмент для проектирования печатных плат, который позволяет инженерам-электронщикам, хакерам, преподавателям, любителям, производителям и энтузиастам разрабатывать и публиковать схемы своих проектов, а также макеты печатных плат. Это инструмент проектирования, интегрированный с каталогом компонентов LCSC и услугой JLCPCB PCB, которая помогает пользователям экономить время и воплощать свои идеи в реальные продукты.

Проще говоря, разводка печатной платы похожа на карту. Карта, которая соединяет все компоненты друг с другом с помощью проводящих дорожек. Именно этот дизайн мы отпечатываем на плате с медным покрытием, которая затем превращается в печатную плату. Технология поверхностного монтажа - это метод сборки печатных плат путем установки компонентов на поверхность платы. В отличие от традиционного метода размещения компонентов через отверстия и пайки их на другой стороне, в SMT компоненты размещаются над платой, а выводы припаяны на одной стороне.

Шаг 2: Схема

Чтобы начать работу, сначала перейдите на сайт EasyEDA и создайте бесплатную учетную запись. Зайдите в «Редактор» и создайте новый проект. На данный момент в вашем распоряжении JLCPCB 689 базовых компонентов и более 30 тыс. Расширенных компонентов. Смотрите полный список компонентов здесь. Убедитесь, что вы добавили компоненты из этого списка при рисовании схем в EasyEDA. Вы даже можете искать компоненты и проверять их наличие.

Теперь вы можете создать макет с помощью встроенных в EasyEDA инструментов. Теперь вы можете загрузить файл Gerber и использовать его для изготовления вашей печатной платы из JLCPCB.

Файл Gerber содержит информацию о вашей печатной плате, такую как информация о компоновке печатной платы, информация о слоях, информация о расстоянии, дорожки и многие другие. Файл спецификации или спецификация материалов содержит список всех компонентов в макете. Файл CPL (файл списка размещения компонентов / файла выбора и размещения (PNP)), он используется автоматизированными сборочными машинами SMT для определения того, где каждая деталь должна быть расположена на плате.

Шаг 3: заказ печатной платы

Перейдите на веб-сайт JLCPCBs, нажмите «Цитировать сейчас» и загрузите свой файл Gerber. Как только файл Gerber загружен, он покажет вам предварительный просмотр вашей печатной платы. Убедитесь, что это макет нужной вам платы. Под предварительным просмотром печатной платы вы увидите множество опций, таких как количество печатной платы, текстура, толщина, цвет и т. Д. Выберите все, что вам необходимо.

Нажмите «Соберите свои печатные платы».

Теперь вам нужно будет загрузить файл спецификации и CPL, который мы скачали ранее. Выберите все компоненты, которые JLCPCB собирает на вашей печатной плате. Просто нажмите на поле подтверждения, чтобы выбрать компоненты.

На этой странице вы можете просмотреть свой заказ. Вы можете проверить макет, увидеть все компоненты и, если возникнут какие-либо проблемы, вы можете нажать «Вернуться», чтобы изменить свой заказ.

Когда все будет сделано, нажмите «Сохранить в корзину». На следующей странице вы можете выбрать способ доставки и оплаты и безопасно оформить заказ. Вы можете использовать Paypal или кредитную / дебетовую карту для оплаты.

Печатная плата будет изготовлена и отправлена в течение нескольких дней и доставлена к вашему порогу в течение указанного периода времени.

Шаг 4: Сборка робота

Теперь давайте приступим к созданию робота нашего последователя линии Arduino. Здесь мы собираемся построить 4-колесного робота с двумя двигателями постоянного тока, подключенными с обеих сторон (спереди), и двумя фиктивными колесами на задней стороне. Как упоминалось ранее, мы будем использовать плату Arduino UNO для получения входных данных от датчиков, их обработки и отправки сигналов на микросхему драйвера двигателя L293D для управления двигателем постоянного тока робота, следующего за линией Arduino.

L293D Ниже вы можете распиновать схему микросхемы L293D. Как видите, на нем есть два контакта для ввода напряжения. Один из них предназначен для питания внутренней схемы ИС, а другой - для привода двигателя.

Контакт 8 - Привод двигателей - от 4,5 В до 33 В Контакт 16 - Работа микросхемы - 5 В Если вы случайно перепутаете это соединение, вы можете сжечь микросхему. Эта ИС имеет две схемы H-моста, поэтому она способна управлять двумя двигателями по отдельности одновременно. Одна сторона этой ИС управляет одним двигателем, а другая сторона управляет вторым двигателем. Чтобы двигатель работал, контакт включения этой стороны должен быть в положении High.

Контакты разрешения также могут использоваться для управления скоростью двигателя с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Если вы хотите узнать больше о L293D и работе H-Bridge, перейдите по ссылке ниже. Щелкните здесь, чтобы узнать, как работает драйвер двигателя H-моста. Итак, у нас есть два колеса.

Как этот последователь линии движется вперед, назад, влево или вправо?

Логика довольно проста. Когда оба двигателя вращаются в одном направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки), линейный повторитель Arduino будет двигаться вперед или назад. Если оба движутся в противоположном направлении, линия, следующая за роботом, повернется влево или вправо.

Вы получите полную схему подключения здесь -> Полное руководство по Line Follower.

Шаг 5: загрузка кода и первый запуск

Код действительно прост для понимания, и если у вас есть какие-либо вопросы относительно кодов, не стесняйтесь спрашивать их в комментариях или в нашем сообществе. Вы получите полный код отсюда.

Загрузите код, включите питание и поместите своего робота-следящего за линией Arduino в черную линию и посмотрите, как работает робот.

Повеселились? В следующей главе я покажу вам, как включить алгоритм PID в наш последователь линии Arduino, чтобы сделать нашего робота более плавным и быстрым, контролируя скорость двигателя. Подпишитесь на RootSaid, чтобы получать больше крутых проектов.