كيفية إنشاء متابع خط باستخدام Arduino: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

بواسطة miniProjectsminiProjects اتبع المزيد من قبل المؤلف:

حول: تحقق من قناتي على YouTube ، لمشاريع مماثلة. المزيد حول miniProjects »

إذا كنت تبدأ في استخدام الروبوتات ، فإن أحد المشاريع الأولى التي يقوم بها المبتدئين يتضمن متابعًا للخط. إنها سيارة لعبة خاصة مع خاصية تعمل على طول خط يكون عادةً أسود اللون وعلى النقيض من الخلفية.

هيا بنا نبدأ.

الخطوة 1: الفيديو

مرفق بالفيديو الشامل. من فضلك الق نظرة.

الخطوة 2: الكتل الرئيسية

يمكننا تقسيم تابع السطر إلى أربع كتل رئيسية. مستشعرات IR-photodiode وسائق المحرك و arduino nano / code وهيكل سيارة لعبة مع عجلات بلاستيكية ومحركات 6V DC. دعنا ننظر إلى هذه الكتل واحدة تلو الأخرى.

الخطوة 3: وحدة IR-Photodiode (الجزء 1 من 3)

تتمثل وظيفة مستشعر IR-Photodiode في المتابع الخطي في اكتشاف ما إذا كان يحتوي على خط أسود تحته. ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من IR LED ، يرتد من السطح تحته ليتم التقاطه بواسطة الثنائي الضوئي. يتناسب التيار من خلال الثنائي الضوئي مع الفوتونات التي يستقبلها وتقول الفيزياء إن اللون الأسود يمتص إشعاعات الأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي إذا كان لدينا خط أسود تحت الثنائي الضوئي ، فإنه يتلقى عددًا أقل من الفوتونات مما ينتج عنه تيار أقل مقارنة بما إذا كان لديه سطح عاكس مثل الأبيض تحته.

سنقوم بتحويل هذه الإشارة الحالية إلى إشارة جهد يمكن لاردوينو قراءتها باستخدام digitalRead في الخطوة التالية.

الخطوة 4: وحدة IR-Photodiode (الجزء 2 من 3)

يتم تمرير تيار الثنائي الضوئي عبر المقاوم 10 KOhm لإنشاء انخفاض متناسب في الجهد ، دعنا نسميها Vphoto. إذا كان هناك سطح أبيض أسفله ، فإن تيار الثنائي الضوئي يرتفع وبالتالي فإن Vphoto ، من ناحية أخرى بالنسبة للسطح الأسود يتناقص كلاهما. Vphoto متصل بمحطة Non Inverting لـ LM741 opamp. في هذا التكوين ، إذا كان الجهد عند الطرف غير المقلوب (+) أكبر من الجهد عند الطرف العكسي (-) ، يتم ضبط خرج opamp على HIGH و LOW للطريقة الأخرى. قمنا بضبط الجهد بعناية عند دبوس عكسي ليكون بين قراءة الجهد للألوان البيضاء والسوداء باستخدام مقياس الجهد. عند القيام بذلك ، يكون خرج هذه الدائرة مرتفعًا للأبيض ومنخفضًا للون الأسود ، وهو مثالي لقراءة اردوينو.

لقد صنفت الصور المرفقة بترتيب الوصف أعلاه لفهم أفضل.

الخطوة 5: وحدة IR-Photodiode (الجزء 3 من 3)

لا يكفي مستشعر IR-photodiode واحد فقط لإنشاء خط تابع لأننا لن نعرف اتجاه الخروج للتعويض عن استخدام المحركات. ومن ثم استخدمت وحدة استشعار تحتوي على 6 دوائر ثنائية ضوئية IR موضحة في الصورة المرفقة. يتم وضع 6 IR-photodiode في شكل 3 مجموعات في زوج من 2. إذا كانت الكتلة المركزية تقرأ باللون الأسود وتقرأ مجموعتان أخريان باللون الأبيض ، فيمكننا الاستمرار في المضي قدمًا. إذا كانت الكتلة اليسرى تقرأ باللون الأسود ، فنحن بحاجة إلى توجيه المتابع نحو اليسار لإبقاء المتابع على المسار الصحيح. الأمر نفسه ينطبق على الحق في الكتلة.

الخطوة 6: سائق المحرك

لتحريك المتابع ، أستخدم محركين بجهد 6 فولت ، يتم التحكم فيهما باستخدام محرك L293D. إذا كان المحرك متصلاً كما هو موضح في الصورة المرفقة رقم 4 ، فقم بضبط الإعداد و 1A pin إلى مرتفع جنبًا إلى جنب مع 2A pin إلى محرك منخفض الحركة في اتجاه واحد. لتحريكه في اتجاه آخر ، نحتاج إلى تبادل دبابيس الحالة 2A و 1A. لن نحتاج إلى لحظة ثنائية الاتجاه حيث يتقدم المتابعون دائمًا. للانعطاف إلى اليسار ، نقوم بتعطيل المحرك الأيسر بينما يستمر المحرك الأيمن في العمل والعكس صحيح.

الخطوة 7: اردوينو نانو وكود

يقرر اردوينو نانو بجهد 5 فولت الذي يعمل بسرعة 16 ميجاهرتز ما إذا كان المتابع بحاجة إلى الانعطاف يمينًا أم يسارًا. يتم اتخاذ القرارات من خلال النظر في قراءة مجموعة مستشعر IR-Photodiode. يتحكم كود اردوينو المرفق في حركة المتابعين. الفقرة التالية تعطي عرضًا علويًا لكود اردوينو.

في البداية ، نعلن عن 6 مستشعرات و 4 دبابيس للمحرك. في الإعداد ، قمنا بتعيين دبابيس المحرك للإخراج حيث يتم إدخال الوضع الافتراضي. في الحلقة ، نقرأ أولاً جميع دبابيس المستشعر ، يليها سلسلة من عبارات if-else التي تحدد حركة التابع. بعض العبارات تساعدها على المضي قدمًا. تساعده بعض العبارات على التوقف وبعضها يسمح لها بالذهاب إلى اليسار أو اليمين.

انتقل من خلال التعليمات البرمجية واسمحوا لي أن أعرف إذا كنت تواجه أي مشكلة.

الخطوة 8: تخطيطي وإنهاء

أخيرًا تم تجميع كل شيء وفقًا للتخطيطي المرفق باستخدام عدد قليل من الأسلاك واللوح. إذاً لديك ، خط يتبع سيارة اللعبة.

شكرا للقراءة.

آمل أن أرى صورة تابع خطك في التعليقات.