Seguidor de linha simples usando Arduino: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Robô seguidor de linha Arduino

Neste tutorial, discutiremos o funcionamento de uma linha do Arduino seguindo o robô que seguirá uma linha preta em fundo branco e fará a curva correta sempre que atingir as curvas em seu caminho.

Componentes do seguidor de linha Arduino

1. Arduino
2. Sensor IR (Sensor Array ou 2 Sensores Individuais)
3. Motor DC
4. Bateria LIPO
5. Robot Chasis
6. IDE Arduino

Arduino

Todos vocês devem estar familiarizados com o Arduino; que é a plataforma eletrônica mais amplamente usada e em rápida evolução, com tantas placas e softwares microcontrolados. Para o nosso robô que segue a linha, estarei usando o Arduino UNO, que é a placa mais comumente usada.

O Arduino Nano é a melhor opção para começar com a eletrônica e a codificação se esta for sua primeira experiência com a plataforma Arduino. Você pode usar qualquer placa Arduino para este projeto.

Sensor IR

Como mencionado anteriormente, nosso robô seguindo a linha estará seguindo uma linha preta em um fundo branco. Portanto, precisamos de algo que "veja" a linha e diga ao seguidor de linha para seguir a linha ou virar se ela estiver se afastando da linha. Para tanto, estaremos utilizando um Sensor IR (Infra Vermelho).

Etapa 1: Introdução ao PCB

Obtendo o PCB do JLCPCB

EasyEDA é uma ferramenta de design de PCB online mais fácil, mas poderosa, que permite que engenheiros eletrônicos, hackers, educadores, amadores, fabricantes e entusiastas projetem e compartilhem os esquemas de seus projetos, bem como o layout de PCB. Esta é uma ferramenta de design integrada ao catálogo de componentes LCSC e serviço JLCPCB PCB que ajuda os usuários a economizar tempo para transformar suas ideias em produtos reais.

Simplesmente falando, o layout do PCB é como um mapa. Um mapa que conecta todos os componentes entre si usando trilhas condutoras. É esse projeto que imprimimos em uma placa revestida de cobre que é então desenvolvida para um PCB. A Tecnologia de Montagem em Superfície é a técnica de montagem de PCBs montando os componentes na superfície da placa. Ao contrário do método tradicional de colocar os componentes através de orifícios e soldá-los do outro lado, no SMT, os componentes são colocados sobre a placa e os cabos são soldados no mesmo lado.

Etapa 2: o circuito

Para começar, vá primeiro ao site EasyEDA e crie uma conta gratuita. Vá em “Editor” e crie um novo projeto. Por enquanto, o JLCPCB tem 689 componentes básicos e 30k + componentes estendidos à sua disposição. Veja a lista completa de componentes aqui. Certifique-se de adicionar os componentes desta lista ao desenhar os esquemas no EasyEDA. Você pode até pesquisar os componentes e verificar sua disponibilidade.

Agora você pode fazer seu layout usando ferramentas integradas no EasyEDA. Agora você pode baixar o arquivo Gerber e usá-lo para fabricar seu PCB a partir do JLCPCB.

O arquivo Gerber contém informações sobre o seu PCB, como informações de layout do PCB, informações de camada, informações de espaçamento, trilhas, para citar alguns. O arquivo de lista de materiais ou lista de materiais contém a lista de todos os componentes do layout. Arquivo CPL (arquivo de lista de colocação de componente / arquivo de seleção e colocação (PNP)), é usado por máquinas de montagem SMT automatizadas para determinar onde cada peça deve ser localizada na placa.

Etapa 3: Solicitando o PCB

Acesse o site da JLCPCBs e clique em “Quote Now” e faça o upload do seu arquivo Gerber. Assim que o arquivo Gerber for carregado, ele mostrará uma prévia da placa de circuito. Certifique-se de que este seja o layout de PCB da placa que você deseja. Abaixo da visualização do PCB, você verá muitas opções como Quantidade de PCB, Textura, Espessura, Cor etc. Escolha tudo o que for necessário para você.

Clique em “Montar suas placas PCB”.

Agora, você terá que carregar o arquivo BOM e CPL que baixamos anteriormente. Selecione todos os componentes que deseja que o JLCPCB monte em seu PCB. Basta clicar na caixa de confirmação para selecionar os componentes.

Nesta página, você pode revisar seu pedido. Você pode verificar o layout, ver todos os componentes e se houver algum problema, você pode clicar em “Voltar” para editar seu pedido.

Assim que terminar, clique em “Salvar no carrinho”. Na próxima página, você pode escolher uma opção de envio e pagamento e fazer check-out com segurança. Você pode usar Paypal ou Cartão de Crédito / Débito para pagar.

O PCB será fabricado e enviado dentro de dias e será entregue em sua porta dentro do período de tempo mencionado.

Etapa 4: montagem do robô

Agora vamos começar a construir o robô de nosso Arduino Line Follower. Aqui vamos construir um robô de 4 rodas, com 2 motores CC conectados em cada lado (frente) e duas rodas fictícias na parte de trás. Conforme mencionado anteriormente, estaremos usando a placa Arduino UNO para obter a entrada dos sensores, processá-los e enviar sinais para o IC do driver do motor L293D para acionar o motor do motor DC do Line Follow Robot Arduino.

L293DBabaixo você pode definir o diagrama do IC L293D. Como você pode ver, ele tem dois pinos para entrada de tensão. Um deles é para alimentar o circuito interno do IC e o outro para acionar o motor.

Pino 8 - Acionando os motores - 4,5 V a 33 V Pino 16 - Funcionamento do IC– 5V Se acontecer de você inverter esta conexão acidentalmente, você pode queimar o chip. Este IC tem dois circuitos H Bridge e, portanto, é capaz de controlar dois motores individualmente ao mesmo tempo. Um lado deste IC controla um motor e o outro lado controla o segundo motor. Para que o motor funcione, o pino de habilitação desse lado deve estar alto.

Os pinos de habilitação também podem ser usados para controlar a velocidade do motor usando PWM (Modulação por Largura de Pulso). Se você quiser saber mais sobre o L293D e o funcionamento do H-Bridge, siga o link abaixo. Clique aqui para aprender o funcionamento de um driver de motor H Bridge Portanto, temos duas rodas.

Como esse seguidor de linha vai para frente, para trás, para a esquerda ou para a direita?

A lógica é muito simples. Quando os dois motores giram na mesma direção (sentido horário ou anti-horário), o seguidor de linha do Arduino se moverá para frente ou para trás. Se ambos se moverem na direção oposta, a linha que segue o robô virará para a esquerda ou direita.

Você obterá o diagrama de conexão completo aqui -> Tutorial completo do seguidor de linha

Etapa 5: upload do código e primeira execução

O código é realmente fácil de entender e se você tiver alguma dúvida sobre os códigos, fique à vontade para perguntar nos comentários ou em nossa comunidade. Você obterá o código completo a partir daqui.

Carregue o código, ligue e coloque seu Arduino Line Follower Robot na linha preta e veja o robô em ação.

Se divertiu? No próximo capítulo, mostrarei como incluir o Algoritmo PID em nosso Arduino Line Follower para tornar nosso robô mais suave e rápido, controlando a velocidade do motor. Assine o RootSaid para mais projetos incríveis.