Como fazer um seguidor de linha usando o Arduino: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Por miniProjectsminiProjectsFollow Mais do autor:

Sobre: Confira meu canal no YouTube, para projetos semelhantes. Mais sobre miniProjetos »

Se você está começando com a robótica, um dos primeiros projetos que o iniciante faz inclui um seguidor de linha. É um carro de brinquedo especial com a propriedade de correr ao longo de uma linha que normalmente é preta e em contraste com o fundo.

Vamos começar.

Etapa 1: Vídeo

Vídeo abrangente anexado. Por favor dê uma olhada.

Etapa 2: blocos principais

Podemos dividir o seguidor de linha em quatro blocos principais. Sensores de fotodiodo IR, driver de motor, arduino nano / code e chassi de carro de brinquedo junto com rodas de plástico e motores 6V DC. Vamos examinar esses blocos um por um.

Etapa 3: Módulo de fotodiodo IR (parte 1 de 3)

A tarefa do sensor de fotodiodo infravermelho no seguidor de linha é detectar se há uma linha preta embaixo dele. A luz infravermelha emitida pelo LED infravermelho é refletida na superfície inferior para ser capturada pelo fotodiodo. A corrente através do fotodiodo é proporcional aos fótons que recebe e a física diz que a cor preta absorve as radiações infravermelhas, portanto, se tivermos uma linha preta sob um fotodiodo, ela receberá menos fótons, resultando em menos corrente em comparação com se tivesse uma superfície reflexiva como o branco por baixo.

Vamos converter este sinal de corrente em sinal de tensão que o Arduino pode ler usando digitalRead na próxima etapa.

Etapa 4: Módulo de fotodiodo IR (parte 2 de 3)

A corrente do fotodiodo é passada por um resistor de 10 KOhm para criar uma queda de tensão proporcional, vamos chamá-lo de Vphoto. Se houver uma superfície branca embaixo, a corrente do fotodiodo aumenta e, portanto, a Vphoto, por outro lado, para a superfície preta ambos diminuem. Vphoto está conectado ao terminal não inversor de LM741 opamp. Nesta configuração, se a tensão no terminal de não inversão (+) for maior do que a tensão no terminal de inversão (-), a saída do opamp é definida como HIGH e LOW para o contrário. Ajustamos cuidadosamente a tensão no pino inversor para estar entre a leitura da tensão nas cores branca e preta usando um potenciômetro. Ao fazer isso, a saída deste circuito é alta para o branco e baixa para a cor preta, o que é perfeito para o Arduino ler.

Eu rotulei as imagens anexadas na ordem da descrição acima para melhor compreensão.

Etapa 5: Módulo de fotodiodo IR (parte 3 de 3)

Apenas um sensor fotodiodo IR não é suficiente para criar um seguidor de linha, pois não saberemos a direção de saída para compensar o uso de motores. Portanto, usei um módulo de sensor contendo 6 circuitos de fotodiodo IR mostrado na imagem anexada. 6 fotodiodos infravermelhos são colocados como 3 clusters em um par de 2. Se o cluster central for preto e os outros dois lerem branco, podemos continuar avançando. Se o cluster esquerdo estiver preto, precisamos virar o seguidor para a esquerda para mantê-lo no caminho certo. O mesmo se aplica ao cluster direito.

Etapa 6: Motorista

Para mover o seguidor, estou usando dois motores de 6 Vcc, que são controlados com o driver de motor L293D. Se o motor estiver conectado conforme mostrado como destacado na imagem número 4 anexada, definir habilitar e pino 1A para alto junto com o pino 2A para baixo move o motor em uma direção. Para movê-lo em outra direção, precisamos trocar o estado dos pinos 2A e 1A. Não precisaremos de momento bidirecional, pois o seguidor sempre segue em frente. Para virar à esquerda, desabilitamos o motor esquerdo enquanto o motor direito continua funcionando e vice-versa.

Etapa 7: Arduino Nano e código

5V arduino nano rodando a 16 MHz decide se o seguidor precisa virar à direita ou à esquerda. As decisões são tomadas observando-se a leitura da matriz do sensor de fotodiodo infravermelho. O código Arduino anexado controla o movimento do seguidor. O parágrafo seguinte fornece uma visão superior do código do Arduino.

Inicialmente, declaramos 6 pinos do sensor e 4 pinos do motor. Na configuração, definimos os pinos do motor para a saída quando o modo padrão é a entrada. No loop, primeiro lemos todos os pinos do sensor, seguido por uma cadeia de declarações if-else que decidem o movimento do seguidor. Algumas afirmações o ajudam a seguir em frente. Algumas afirmações ajudam a parar e outras permitem que vá para a esquerda ou para a direita.

Percorra o código e me avise se tiver problemas.

Etapa 8: Esquema e FINISH

Finalmente, tudo foi montado de acordo com o esquema em anexo usando poucos fios e placa de ensaio. Então aí está, uma linha seguindo o carro de brinquedo.

Obrigado pela leitura.

Espero ver a imagem do seu seguidor de linha nos comentários.