Робот-следопыт: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Я сделал робота-следящего за линией на микропроцессоре PIC16F84A, оборудованном 4 ИК-датчиками. Этот робот может бегать по черным и белым линиям.

Шаг 1. Первый шаг

Прежде всего, вы должны знать, как сделать печатную плату и как паять на ней компоненты. Вам также необходимо знать, как программировать микросхему PIC16F84A. Вот ссылки на хорошие инструкции по изготовлению печатной платы и пайке:

• (В основном) простое изготовление печатных плат
• Как паять

Шаг 2. Вещи, которые вам нужны

Для изготовления этого робота вам понадобятся следующие вещи:

• Некоторая медная доска
• Печатные схемы
• Пила
• Наждачная бумага
• Железо
• Печатная плата кислоты
• Сверло 1 мм
• Паяльное масло
• Паяльная проволока
• Паяльник
• Кусачки
• Какой-то провод
• 2x Пластиковые колеса
• 1x сферическое переднее колесо
• Клей

Компоненты печатных плат:

• Держатель батареек 4 AA
• U1 = микроконтроллер PIC16F84A + разъем
• U2 = 7805 = регулятор напряжения 5 В
• U3 = LM324 Компаратор
• U4 = драйвер двигателя L298 + алюминиевый радиатор
• XT = кристалл 4 МГц
• C1 = C2 = 22 пФ керамические конденсаторы
• C3 = конденсатор электролита 100 мкФ
• C4 = C5 = Керамические конденсаторы 100 нФ (104)
• D = 8 x 1N4148 Диоды
• R1 = резистор 4,7 кОм
• R2 = R3 = резисторы 10 кОм
• R4 = R5 = R6 = R7 = 1 кОм резисторы
• R8 = резистор 10 кОм
• R9 = резистор 1 кОм
• R10 = R11 = 47K резисторы
• R12 = R13 = R14 = R15 = резисторы 100 Ом
• R16 = R17 = R18 = R19 = резисторы 10 кОм
• RP = LP = MP = FP = 10K Потенциометры
• L Мотор = R Мотор = 60 об / мин Мини-моторы с коробкой передач (6 В)
• R Датчик = L Датчик = M Датчик = F Датчик = Инфракрасные датчики TCRT5000
• ModeLED = LBLED = RBLED = Маленькие красные светодиоды
• LFLED = RFLED = Маленькие зеленые светодиоды
• Режим = Влево = Вправо = Маленькие кнопки
• SW = тумблер = переключатель вкл. / Выкл.
• J = перемычка = кусок провода

Шаг 3: Изготовление печатных плат

Распечатайте схемы на глянцевой бумаге на лазерном принтере. Вырежьте медные платы, очистите их наждачной бумагой и наложите на них печатные схемы. После нажатия горячего утюга на доски удалите бумагу и смочите доски в кислоте, подождите, пока видимая медь не исчезнет. Вымойте доски, просверлите отверстия и зачистите их наждачной бумагой.

* У меня есть только условная диаграмма робота, которую вы можете увидеть здесь.

Шаг 4: Пайка компонентов

Припаиваем все детали к платам. Следите за правильным направлением компонентов. Используйте гнездо для микросхемы PIC16F84A. Припаяйте моторы и держатель батареи на задней стороне нижней платы и оберните моторы листами бумаги, чтобы избежать неожиданных контактов в цепи. Припаиваем C4 и C5 прямо к моторам. Положите лист бумаги между ножками потенциометров, чтобы избежать контакта.

Шаг 5: Пайка все вместе

Соедините одноименные клеммы на платах с помощью какого-нибудь провода (можно использовать дополнительные ножки других компонентов). Припаяйте заднюю плату к верхней плате. Припаяйте переднюю плату к верхней плате. Согните провода и поместите три платы в держатель батареи и припаяйте переднюю плату и заднюю плату к нижней плате (используйте несколько длинных гибких проводов для контакта с клеммами задней и нижней плат). Подключите клемму + на верхней плате к держателям + полюса аккумуляторных батарей.

Шаг 6: колеса

Подсоедините к моторам 2 пластиковых колеса и закройте их резинкой. Прикрепите колесо к задней панели перед роботом с помощью клея, я использовал мертвый светодиод в качестве переднего колеса, но это замедляет движение робота, и я рекомендую использовать сферическое колесо. Накройте редукторы листами тонкого пластика.

Шаг 7: программирование робота

Загрузите программу робота (Code.hex) и запрограммируйте микросхему PIC16F84A. Установите слово конфигурации на 0x3FF2. Код написан и скомпилирован "PIC Basic PRO".

Шаг 8: ЗАПУСК

Вставьте 4 батарейки АА в батарейный отсек, проложите путь и включите робота. Если робот не работает, внимательно проверьте пайку. Теперь вы должны настроить потенциометры, чтобы робот мог обнаруживать черные и белые области. Поверните все потенциометры в крайнее левое положение, затем поверните назад примерно на 90 градусов вправо. Удерживая робота на линии, переместите его по повороту, если состояние двигателей не изменилось, измените значение потенциометров. Теперь поставьте робота на тропу, чтобы следовать за ним.

Шаг 9: индивидуальное движение

Вы можете определить собственное движение для робота, нажав кнопку Mode. Когда индикатор режима не горит, робот находится в состоянии по умолчанию. После нажатия кнопки Mode загорится светодиод Mode, теперь вы можете удерживать робота в разных состояниях и изменять состояние двигателей в зависимости от их состояния по умолчанию с помощью кнопок влево и вправо. После повторного нажатия кнопки Mode светодиод Mode начинает мигать, теперь вы можете удерживать робота в разных состояниях и изменять состояние двигателей в зависимости от значений датчиков с помощью кнопок влево и вправо. Чтобы перейти в состояние по умолчанию, снова нажмите кнопку Mode. У двигателей есть четыре состояния:

1. Состояние по умолчанию
2. Вперед (горит зеленый светодиод)
3. Назад (горит красный светодиод)
4. Стоп (горят зеленый и красный светодиоды)

Шаг 10: как это работает?

У этого робота есть 4 ИК-датчика, которые сканируют путь. Если правый и левый датчики имеют одинаковые значения и их значения отличаются от средних или передних датчиков, значит, робот находится на линии, а двигатели работают вперед. В противном случае робот находится вне линии, поэтому робот продолжает движение до тех пор, пока значение одного из боковых датчиков не изменится, а затем он повернется в том направлении, в котором изменилось значение его датчика. Вы можете прочитать исходный код программы (Code.bas), чтобы лучше понять ее.

Шаг 11: что вы сделали

Уткарш Верма сделал того же робота с небольшими изменениями, он поделился своим проектом на https://github.com/TheProtoElectricEffect/LineFollower. Я советую ознакомиться с его работами, прежде чем приступить к созданию собственного робота. Уткарш, спасибо, что поделились своим проектом.