Linjeföljande robot med arduino

Line follower Robot är en mycket enkel robot som följer en linje, antingen en svart linje eller en vit linje. Denna typ av robotar är väldigt enkla att bygga och är ofta det första valet för nybörjare som kommer igång med robotik. I grund och botten finns det två typer av linjeföljande robotar: en är en svart linjeföljare som följer den svarta linjen och den andra är en vit linjeföljare som följer den vita linjen. Linjeföljare känner faktiskt linjen och följer den. Även om idén låter enkelt, med lite mer utveckling, används robotar som detta praktiskt taget i många applikationer som fabriksgolvhanteringsrobotar eller lagerrobotar.

Begrepp för linjeföljare

Begreppet att arbeta med linjeföljare är relaterat till ljus. Vi använder här ljusets beteende på de svarta och vita ytorna. När ljus faller på en vit yta reflekteras det nästan helt och i fallet med svart yta absorberas ljuset helt. Detta beteende av ljus används för att bygga en linjeföljande robot.

I denna Arduino-baserade linjeföljrobot har vi använt IR-sändare och IR-mottagare, även kallade fotodioder. De används för att skicka och ta emot ljus. IR sänder infraröda lampor. När infraröda strålar faller på den vita ytan reflekteras den tillbaka och fångas upp av fotodioder som genererar vissa spänningsförändringar. När IR-ljus faller på en svart yta absorberas ljus av den svarta ytan och inga strålar reflekteras tillbaka, så fotodioden får inte något ljus eller strålar. Här i denna Arduino-linjeföljrobot när sensorn känner av vit yta får Arduino 1 som ingång och när avkänningar får svart linje Arduino 0 som ingång.

Eftersom Line follower-roboten är ett intressant nybörjarprojekt har vi också byggt den med hjälp av andra utvecklingskort än Arduino, du kan också kolla in dem med länken nedan om du är intresserad

• Line Follower Robot med 8051 Microcontroller
• Line Follower Robot med Raspberry Pi
• Texas MSP430 Launchpad-baserad Line Follower
• Enkel linjeföljare med PIC Microcontroller
• Linjeföljare med ATmega16 AVR-mikrokontroller

Kretsförklaring

Hela Arduino-linjeföljarroboten kan delas in i tre sektioner: sensorsektion, en styrsektion och förarsektion.

Sensorsektion:

Detta avsnitt innehåller IR-dioder, potentiometer, komparator (Op-Amp) och lysdioder. Potentiometern används för att ställa in referensspänning vid komparatorns ena terminal och IR-sensorer används för att känna av linjen och tillhandahålla en spänningsförändring vid komparatorns andra terminal. Sedan jämför komparatorn båda spänningarna och genererar en digital signal vid utgången. Här i denna linjeföljarkrets har vi använt två komparatorer för två sensorer. LM 358 används som en jämförare. LM358 har inbyggda två Op-förstärkare med låg ljudnivå.

Kontrollavsnitt:

Arduino Pro Mini används för att styra hela processen med linjeföljroboten. Utgångarna från komparatorer är anslutna till digitala stift nummer 2 och 3 för Arduino. Arduino läser dessa signaler och skickar kommandon till förarkretsen till drivlinjeföljaren.

Förarsektion:

Förarsektionen består av motorförare och två likströmsmotorer. Motordrivrutinen används för att köra motorer eftersom Arduino inte levererar tillräckligt med spänning och ström till motorn. Så vi lägger till en motorförare krets för att få tillräckligt med spänning och ström för motorn. Arduino skickar kommandon till den här motorföraren och sedan driver den motorer.

Arbeta med Line Follower Robot med Arduino

Att bygga en Line-följarerobot med Arduino är intressant. Linjeföljroboten känner av en svart linje genom att använda en sensor och skickar sedan signalen till Arduino. Arduino driver sedan motorn enligt sensorns uteffekt.

Här i detta projekt använder vi två IR-sensormoduler, nämligen den vänstra sensorn och den högra sensorn. När både vänster och höger sensor känner vitt rör sig roboten framåt.

Om den vänstra sensorn kommer på en svart linje vrider roboten vänster sida.

Om den högra sensorn känner av den svarta linjen svänger roboten till höger tills båda sensorerna kommer på den vita ytan. När den vita ytan kommer, börjar roboten fortsätta framåt igen.

Om båda sensorerna kommer på den svarta linjen stannar roboten.

Kretsschema

Det kompletta kretsschemat för arduino line follower-robot visas i bilden ovan. Som du kan se är utgången från komparatorer direkt ansluten till Arduino digitala stift nummer 2 och 3. Och motorförarens ingångsstift 2, 7, 10 och 15 är ansluten till Arduinos digitala stift nummer 4, 5, 6 respektive 7. Och en motor är ansluten vid utgångsstiftet på motorförare 3 och 6 och en annan motor är ansluten vid stift 11 och 14.

Programförklaring

I programmet definierade vi först ingångs- och utgångsstift, och sedan i loop kontrollerar vi ingångar och skickar utdata enligt ingångar till utgångsstiftet för drivmotorn. För att kontrollera ingångsstiftet använde vi ”if” -uttalanden. Den fullständiga linjeföljrobotkoden finns längst ner på denna sida.

Det finns fyra villkor i denna rad efter robot som vi läser med hjälp av Arduino. Vi har använt två sensorer, nämligen den vänstra sensorn och den högra sensorn.

Inmatning	Produktion	Rörelse Av robot
Vänster sensor	Höger sensor	Vänster motor	Rätt motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Sluta
0	1	1	0	0	0	Sväng höger
1	0	0	0	1	0	Sväng vänster
1	1	1	0	1	0	Fram

Vi skriver arduino-linjeföljarkoden enligt villkoren som visas i tabellen ovan.

Nödvändiga komponenter

Arduino

I vårt projekt har vi använt en mikrokontroller för att styra hela processen med systemet som är ARDUINO. Arduino är en öppen källkodsmaskinvara och mycket användbar för projektutveckling. Det finns många typer av arduino som Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad etc. finns på marknaden. Här har vi använt arduino pro mini i det här projektet eftersom arduino pro mini är liten och så breadboard-kompatibel. För att bränna linjeföljarens robot arduino-kod har vi använt en FTDI-brännare.

L293D Motor Driver

L293D är en IC-motorförare som har två kanaler för att köra två motorer. L293D har två inbyggda Transistor Darlington-par för strömförstärkning och en separat strömförsörjningsstift för att ge extern matning till motorerna.

IR-modul:

IR-modulen är sensorkrets som består av IR-LED / fotodiodpar, potentiometer, LM358, motstånd och LED. IR-sensor sänder infrarött ljus och fotodiod tar emot det infraröda ljuset.

Strömförsörjning

Jag har lagt till en spänningsregulator för att få 5 volt för Arduino, komparator och motorförare. Och ett 9-volts batteri används för att driva kretsen.