Cách tạo kẻ theo dòng bằng Arduino: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Bởi miniProjectsminiProjectsFollow More của tác giả:

Giới thiệu: Xem kênh YouTube của tôi, để biết các dự án tương tự. Thông tin thêm về miniProjects »

Nếu bạn đang bắt đầu với người máy, một trong những dự án đầu tiên mà người mới bắt đầu thực hiện bao gồm người theo dõi dòng. Đây là một chiếc ô tô đồ chơi đặc biệt với đặc tính chạy dọc theo một đường thường có màu đen và tương phản với nền.

Bắt đầu nào.

Bước 1: Video

Đính kèm video toàn diện. Xin vui lòng xem qua.

Bước 2: Khối chính

Chúng ta có thể chia người theo dõi dòng thành bốn khối chính. Cảm biến IR-photodiode, trình điều khiển động cơ, mã / mã arduino và khung xe đồ chơi cùng với bánh xe nhựa và động cơ DC 6V. Chúng ta hãy xem xét từng khối một.

Bước 3: Mô-đun IR-Photodiode (phần 1/3)

Công việc của cảm biến IR-Photodiode trong bộ theo dõi dòng là phát hiện xem nó có một vạch đen bên dưới hay không. Ánh sáng hồng ngoại phát ra từ đèn LED hồng ngoại, phản xạ trở lại từ bề mặt bên dưới để được chụp bởi điốt quang. Dòng điện qua điốt quang tỷ lệ với các photon mà nó nhận được và vật lý học nói rằng màu đen hấp thụ bức xạ IR, do đó nếu chúng ta có một vạch đen bên dưới một điốt quang thì nó sẽ nhận được ít photon hơn, dẫn đến dòng điện thấp hơn so với nếu nó có bề mặt phản chiếu như màu trắng bên dưới.

Chúng tôi sẽ chuyển đổi tín hiệu dòng điện này thành tín hiệu điện áp mà arduino có thể đọc được bằng cách sử dụng digitalRead trong bước tiếp theo.

Bước 4: Mô-đun IR-Photodiode (phần 2/3)

Dòng điện của diode đi qua một điện trở 10 KOhm để tạo ra điện áp rơi tỷ lệ thuận, chúng ta hãy gọi nó là Vphoto. Nếu có bề mặt trắng bên dưới, dòng điện của điốt quang tăng lên và do đó Vphoto, mặt khác đối với bề mặt đen cả hai đều giảm. Vphoto được kết nối với thiết bị đầu cuối Non Inverting của opamp LM741. Trong cấu hình này nếu điện áp tại đầu cuối Không đảo (+) lớn hơn điện áp tại đầu cuối Đảo (-), đầu ra của opamp được đặt thành CAO và THẤP cho vòng ngược lại. Chúng tôi cẩn thận đặt điện áp tại chân đảo ngược để đọc điện áp ở giữa cho các màu trắng và đen bằng cách sử dụng một chiết áp. Khi làm như vậy đầu ra của mạch này cao đối với màu trắng và thấp đối với màu đen, điều này hoàn hảo cho arduino để đọc lên.

Tôi đã gắn nhãn các hình ảnh đính kèm theo thứ tự mô tả ở trên để hiểu rõ hơn.

Bước 5: Mô-đun IR-Photodiode (phần 3/3)

Chỉ một cảm biến IR-photodiode là không đủ để tạo ra người theo dõi dòng vì chúng ta sẽ không biết hướng thoát ra để bù đắp cho việc sử dụng động cơ. Do đó, tôi đã sử dụng mô-đun cảm biến có chứa 6 mạch IR-photodiode được hiển thị trong hình ảnh đính kèm. 6 Điốt quang IR được đặt dưới dạng 3 cụm trong một cặp 2. Nếu cụm trung tâm đọc màu đen và hai cụm khác đọc màu trắng, chúng ta có thể tiếp tục đi về phía trước. Nếu cụm bên trái ghi màu đen, chúng ta cần phải chuyển người theo dõi về phía bên trái để giữ cho người theo dõi đi đúng hướng. Tương tự áp dụng cho cụm bên phải.

Bước 6: Trình điều khiển động cơ

Để di chuyển người theo dõi, tôi đang sử dụng hai động cơ DC 6V, được điều khiển bằng trình điều khiển động cơ L293D. Nếu động cơ được kết nối như được tô sáng trong hình ảnh số 4 đính kèm, cài đặt cho phép và chân 1A lên cao cùng với chân 2A xuống thấp di chuyển động cơ theo một hướng. Để di chuyển nó theo hướng khác, chúng ta cần trao đổi trạng thái của các chân 2A và 1A. Chúng ta sẽ không cần khoảnh khắc hai chiều vì người theo dõi luôn tiến về phía trước. Để rẽ trái, chúng ta tắt động cơ trái trong khi động cơ phải vẫn chạy và ngược lại.

Bước 7: Arduino Nano và mã

Arduino nano 5V chạy ở tần số 16MHz quyết định người theo dõi cần rẽ phải hay trái. Các quyết định được đưa ra bằng cách xem số đọc mảng cảm biến IR-Photodiode. Mã arduino đính kèm điều chỉnh chuyển động của người theo dõi. Đoạn sau cung cấp cái nhìn đầu tiên về mã arduino.

Ban đầu, chúng tôi khai báo 6 chân cảm biến và 4 chân động cơ. Trong quá trình thiết lập, chúng tôi đặt các chân của động cơ thành đầu ra vì chế độ mặc định là đầu vào. Trong vòng lặp, đầu tiên chúng ta đọc tất cả các chân cảm biến, sau đó là một chuỗi các câu lệnh if-else quyết định chuyển động của follower. Một số tuyên bố giúp nó tiến lên phía trước. Một số câu lệnh giúp nó dừng lại và một số câu cho phép nó đi sang trái hoặc phải.

Xem qua mã và cho tôi biết nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào.

Bước 8: Lược đồ và KẾT THÚC

Cuối cùng mọi thứ đã được kết hợp với nhau theo sơ đồ đính kèm bằng cách sử dụng ít dây và breadboard. Vì vậy, bạn có nó, một dòng đồ chơi sau xe hơi.

Cảm ơn vì đã đọc.

Hy vọng sẽ thấy hình ảnh của người theo dõi dòng của bạn trong các bình luận.