Line Follower Robot โดยใช้ Arduino

Line follower Robot เป็นหุ่นยนต์ธรรมดา ๆ ที่เดินตามเส้นไม่ว่าจะเป็นเส้นดำหรือเส้นสีขาว หุ่นยนต์ประเภทนี้สร้างได้ง่ายมากและมักเป็นตัวเลือกแรกสำหรับผู้เริ่มต้นที่เริ่มต้นใช้งานหุ่นยนต์ โดยพื้นฐานแล้วหุ่นยนต์ผู้ติดตามมีสองประเภท: หนึ่งคือผู้ติดตามสายสีดำซึ่งตามเส้นสีดำและที่สองคือผู้ติดตามเส้นสีขาวซึ่งตามเส้นสีขาว ผู้ติดตามไลน์สัมผัสได้ถึงไลน์และติดตามมัน แม้ว่าแนวคิดจะฟังดูเรียบง่าย แต่มีการพัฒนาเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่หุ่นยนต์ที่คล้ายกันนี้ยังถูกนำไปใช้ในหลาย ๆ แอปพลิเคชันเช่นหุ่นยนต์จัดการพื้นโรงงานหรือหุ่นยนต์ในคลังสินค้า

แนวคิดของ Line Follower

แนวคิดในการทำงานของ line follower เกี่ยวข้องกับแสง เราใช้พฤติกรรมของแสงที่พื้นผิวขาวดำที่นี่ เมื่อแสงตกกระทบบนพื้นผิวสีขาวจะสะท้อนแสงเกือบทั้งหมดและในกรณีของแสงพื้นผิวสีดำจะถูกดูดซับอย่างสมบูรณ์ พฤติกรรมของแสงนี้จะใช้ในการสร้างหุ่นยนต์สายลูกศิษย์

ในหุ่นยนต์ผู้ติดตามสาย Arduinoนี้เราได้ใช้เครื่องส่งสัญญาณ IR และเครื่องรับ IR ที่เรียกว่าโฟโตไดโอด ใช้สำหรับส่งและรับแสง IR ส่งแสงอินฟราเรด เมื่อรังสีอินฟราเรดตกลงบนพื้นผิวสีขาวจะสะท้อนกลับและจับโดยโฟโตไดโอดซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า เมื่อแสง IR ตกลงบนพื้นผิวสีดำแสงจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวสีดำและไม่มีรังสีสะท้อนกลับดังนั้นโฟโต้ไดโอดจึงไม่ได้รับแสงหรือรังสีใด ๆ ที่นี่ในหุ่นยนต์ผู้ติดตามสาย Arduino นี้เมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับพื้นผิวสีขาวแล้ว Arduino จะได้รับ 1 เป็นอินพุตและเมื่อรับรู้ Arduino สายสีดำจะได้รับ 0 เป็นอินพุต

เนื่องจากหุ่นยนต์ผู้ติดตาม Line เป็นโครงการเริ่มต้นที่น่าสนใจเราจึงสร้างมันขึ้นมาโดยใช้บอร์ดพัฒนาอื่นที่ไม่ใช่ Arduino คุณสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ลิงก์ด้านล่างหากสนใจ

• Line Follower Robot โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
• Line Follower Robot โดยใช้ Raspberry Pi
• Texas MSP430 Launchpad ตาม Line Follower
• Simple Line Follower โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC
• Line Follower โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega16 AVR

คำอธิบายวงจร

หุ่นยนต์ผู้ติดตามสาย Arduinoทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนเซ็นเซอร์ส่วนควบคุมและส่วนของไดรเวอร์

ส่วนเซนเซอร์:

ส่วนนี้ประกอบด้วย IR diodes, Potentiometer, Comparator (Op-Amp) และ LED โพเทนชิออมิเตอร์ใช้สำหรับตั้งค่าแรงดันอ้างอิงที่ขั้วเดียวของเครื่องเปรียบเทียบและเซ็นเซอร์ IR ใช้เพื่อตรวจจับเส้นและให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วที่สองของเครื่องเปรียบเทียบ จากนั้นเครื่องเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าทั้งสองและสร้างสัญญาณดิจิตอลที่เอาต์พุต ในวงจรผู้ติดตามบรรทัดนี้เราได้ใช้ตัวเปรียบเทียบสองตัวสำหรับเซ็นเซอร์สองตัว LM 358 ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบ LM358 มีออปแอมป์เสียงรบกวนต่ำในตัว

ส่วนควบคุม:

Arduino Pro Mini ใช้สำหรับควบคุมกระบวนการทั้งหมดของหุ่นยนต์ผู้ติดตามสาย เอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบเชื่อมต่อกับหมายเลขพินดิจิทัล 2 และ 3 ของ Arduino Arduino อ่านสัญญาณเหล่านี้และส่งคำสั่งไปยังวงจรไดรเวอร์ไปยังผู้ติดตามระบบขับเคลื่อน

ส่วนไดรเวอร์:

ส่วนไดรเวอร์ประกอบด้วยตัวขับมอเตอร์และมอเตอร์กระแสตรงสองตัว ตัวขับมอเตอร์ใช้สำหรับขับเคลื่อนมอเตอร์เนื่องจาก Arduino จ่ายแรงดันและกระแสให้มอเตอร์ไม่เพียงพอ ดังนั้นเราจึงเพิ่มวงจรขับมอเตอร์เพื่อให้ได้แรงดันและกระแสเพียงพอสำหรับมอเตอร์ Arduino ส่งคำสั่งไปยังไดรเวอร์มอเตอร์จากนั้นจึงขับมอเตอร์

การทำงานของ Line Follower Robot โดยใช้ Arduino

การสร้างหุ่นยนต์ผู้ติดตาม Line โดยใช้ Arduinoนั้นน่าสนใจ หุ่นยนต์ผู้ติดตามสายตรวจจับเส้นสีดำโดยใช้เซ็นเซอร์แล้วส่งสัญญาณไปยัง Arduino จากนั้น Arduino ขับเคลื่อนมอเตอร์ตามเอาต์พุตของเซ็นเซอร์

ในโครงการนี้เราใช้โมดูลเซ็นเซอร์ IR สองตัวคือเซ็นเซอร์ด้านซ้ายและเซ็นเซอร์ด้านขวา เมื่อเซ็นเซอร์ทั้งซ้ายและขวาจับได้ว่าเป็นสีขาวหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

หากเซ็นเซอร์ด้านซ้ายเป็นเส้นสีดำหุ่นยนต์จะหมุนไปทางด้านซ้าย

หากเซ็นเซอร์ด้านขวาสัมผัสได้ถึงเส้นสีดำหุ่นยนต์จะหมุนไปทางขวาจนกว่าเซ็นเซอร์ทั้งสองจะมาที่พื้นผิวสีขาว เมื่อพื้นผิวสีขาวมาหุ่นยนต์จะเริ่มเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกครั้ง

หากเซ็นเซอร์ทั้งสองอยู่บนเส้นสีดำหุ่นยนต์จะหยุดทำงาน

แผนภูมิวงจรรวม

วงจรที่สมบูรณ์แบบสำหรับ Arduino หุ่นยนต์สายลูกศิษย์ที่ปรากฏอยู่ในภาพด้านบน ดังที่คุณเห็นว่าเอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบเชื่อมต่อโดยตรงกับขาดิจิตอล Arduino หมายเลข 2 และ 3 และขาอินพุตของไดรเวอร์มอเตอร์ 2, 7, 10 และ 15 เชื่อมต่อกับพินดิจิทัลของ Arduino หมายเลข 4, 5, 6 และ 7 ตามลำดับ และมอเตอร์หนึ่งตัวเชื่อมต่อที่ขาเอาต์พุตของตัวขับมอเตอร์ 3 และ 6 และมอเตอร์อีกตัวเชื่อมต่อที่พิน 11 และ 14

คำอธิบายโปรแกรม

ในโปรแกรมก่อนอื่นเรากำหนดพินอินพุตและเอาต์พุตจากนั้นในลูปเราตรวจสอบอินพุตและส่งเอาต์พุตตามอินพุตไปยังขาเอาต์พุตสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน สำหรับการตรวจสอบพินอินพุตเราใช้คำสั่ง“ if” รหัสหุ่นยนต์ผู้ติดตามบรรทัดที่สมบูรณ์มีอยู่ที่ด้านล่างของหน้านี้

มีสี่เงื่อนไขในบรรทัดนี้ต่อจากหุ่นยนต์ที่เราอ่านโดยใช้ Arduino เราใช้เซ็นเซอร์สองตัวคือเซ็นเซอร์ซ้ายและเซ็นเซอร์ขวา

อินพุต	เอาต์พุต	การเคลื่อนไหว ของ Robot
เซ็นเซอร์ซ้าย	เซ็นเซอร์ขวา	มอเตอร์ซ้าย	มอเตอร์ขวา
LS	อาร์เอส	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	หยุด
0	1	1	0	0	0	เลี้ยวขวา
1	0	0	0	1	0	เลี้ยวซ้าย
1	1	1	0	1	0	ส่งต่อ

เราเขียนโค้ดผู้ติดตามสาย arduinoตามเงื่อนไขที่แสดงในตารางด้านบน

ส่วนประกอบที่จำเป็น

Arduino

ในโครงการของเราเราได้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมกระบวนการทั้งหมดของระบบที่เป็น ARDUINO Arduino เป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สและมีประโยชน์มากสำหรับการพัฒนาโครงการ arduino มีหลายประเภทเช่น Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad เป็นต้นในตลาด ที่นี่เราได้ใช้ arduino pro mini ในโปรเจ็กต์นี้เนื่องจาก arduino pro mini มีขนาดเล็กและเข้ากันได้กับ breadboard ในการเขียนโค้ด arduino ของหุ่นยนต์ผู้ติดตามบรรทัดเราได้ใช้เครื่องเขียน FTDI

L293D ขับมอเตอร์

L293D เป็น IC ขับมอเตอร์ซึ่งมีสองช่องสำหรับขับมอเตอร์สองตัว L293D มีคู่ทรานซิสเตอร์ในตัว Darlington สองคู่สำหรับการขยายกระแสและขาจ่ายไฟแยกต่างหากสำหรับจ่ายไฟภายนอกให้กับมอเตอร์

โมดูล IR:

IR Module คือวงจรเซ็นเซอร์ที่ประกอบด้วยคู่ IR LED / โฟโตไดโอด, โพเทนชิออมิเตอร์, LM358, ตัวต้านทานและ LED เซ็นเซอร์ IR ส่งแสงอินฟราเรดและโฟโตไดโอดรับแสงอินฟราเรด

พาวเวอร์ซัพพลาย

ฉันได้เพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อรับ 5 โวลต์สำหรับ Arduino ตัวเปรียบเทียบและไดรเวอร์มอเตอร์ และใช้แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจร