Arduino kullanan çizgi izleyen robot

Çizgi izleyen Robot, siyah çizgi veya beyaz çizgi gibi bir çizgiyi takip eden çok basit bir robottur. Bu tür robotların yapımı çok basittir ve genellikle robotikle yeni başlayanlar için ilk tercihtir. Temel olarak, iki tür çizgi izleyen robot vardır: biri siyah çizgiyi izleyen siyah çizgi izleyici ve ikincisi beyaz çizgiyi izleyen beyaz çizgi izleyicidir. Çizgi takipçisi aslında çizgiyi algılar ve onu takip eder. Biraz daha geliştirmeyle birlikte fikir basit görünse de, buna benzer robotlar pratik olarak fabrika zemin yönetim robotları veya depo robotları gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır.

Çizgi İzleyici Kavramları

Çizgi izleyicinin çalışma kavramı ışıkla ilgilidir. Burada siyah ve beyaz yüzeylerdeki ışığın davranışını kullanıyoruz. Işık beyaz bir yüzeye düştüğünde neredeyse tamamen yansıtılır ve siyah bir yüzey olması durumunda ışık tamamen emilir. Işığın bu davranışı, bir çizgi izleyen robot yapımında kullanılır.

Bu Arduino tabanlı çizgi izleyen robotta, fotodiyot olarak da adlandırılan IR Vericileri ve IR alıcılarını kullandık. Işık göndermek ve almak için kullanılırlar. IR, kızılötesi ışıkları iletir. Kızılötesi ışınlar beyaz yüzeye düştüğünde, geri yansıtılır ve bazı voltaj değişiklikleri oluşturan fotodiyotlar tarafından yakalanır. IR ışığı siyah bir yüzeye düştüğünde, ışık siyah yüzey tarafından emilir ve hiçbir ışın geri yansıtılmaz, böylece foto diyot herhangi bir ışık veya ışın almaz. Burada bu Arduino çizgi takip robotunda sensör beyaz yüzeyi algıladığında Arduino giriş olarak 1 alır ve siyah çizgiyi algıladığında Arduino giriş olarak 0 alır.

Line follower robotu ilginç bir başlangıç ​​projesi olduğu için, onu Arduino dışında farklı geliştirme panoları kullanarak da yaptık, ayrıca ilgileniyorsanız aşağıdaki bağlantıyı kullanarak da kontrol edebilirsiniz.

• 8051 Mikrodenetleyiciyi kullanan Çizgi İzleyen Robot
• Raspberry Pi kullanan Çizgi İzleyen Robot
• Texas MSP430 Launchpad tabanlı Çizgi İzleyici
• PIC Mikrodenetleyiciyi kullanan Basit Hat İzleyici
• ATmega16 AVR Mikrodenetleyiciyi kullanarak Hat İzleyici

Devre Açıklaması

Arduino hat takipçisi robotun tamamı 3 bölüme ayrılabilir: sensör bölümü, kontrol bölümü ve sürücü bölümü.

Sensör bölümü:

Bu bölüm IR diyotları, potansiyometre, Karşılaştırıcı (Op-Amp) ve LED'leri içerir. Potansiyometre, komparatörün bir terminalinde referans voltajı ayarlamak için kullanılır ve IR sensörleri, hattı algılamak ve komparatörün ikinci terminalindeki voltajda bir değişiklik sağlamak için kullanılır. Daha sonra karşılaştırıcı, her iki gerilimi karşılaştırır ve çıkışta bir dijital sinyal üretir. İşte bu hat takip devresinde, iki sensör için iki karşılaştırıcı kullandık. LM 358, karşılaştırıcı olarak kullanılır. LM358, iki düşük gürültülü Op-amfiye sahiptir.

Kontrol Bölümü:

Arduino Pro Mini, çizgi izleyen robotun tüm sürecini kontrol etmek için kullanılır. Karşılaştırıcıların çıkışları Arduino'nun 2 ve 3 numaralı dijital pinlerine bağlanır. Arduino bu sinyalleri okur ve sürücü devresine tahrik hattı takipçisine komutlar gönderir.

Sürücü bölümü:

Sürücü bölümü motor sürücü ve iki DC motordan oluşur. Motor sürücüsü motorları sürmek için kullanılır çünkü Arduino motora yeterli voltaj ve akım sağlamaz. Bu nedenle, motor için yeterli voltaj ve akımı elde etmek için bir motor sürücü devresi ekliyoruz. Arduino bu motor sürücüsüne komutlar gönderir ve ardından motorları çalıştırır.

Arduino ile Çizgi İzleyen Robotun Çalışması

Arduino kullanarak bir Çizgi izleyen robot yapmak ilginçtir. Çizgi izleyen robot, bir sensör kullanarak siyah bir çizgi algılar ve ardından sinyali Arduino'ya gönderir. Ardından Arduino, motoru sensörlerin çıkışına göre çalıştırır.

Bu projede, sol sensör ve sağ sensör olmak üzere iki IR sensör modülü kullanıyoruz. Hem sol hem de sağ sensör beyazı algıladığında robot ileri doğru hareket eder.

Sol sensör siyah bir çizgi üzerinde gelirse, robot sol tarafı çevirir.

Sağ sensör siyah çizgiyi algılarsa, robot her iki sensör de beyaz yüzeye gelene kadar sağa döner. Beyaz yüzey geldiğinde robot tekrar ilerlemeye başlar.

Her iki sensör de siyah çizgide gelirse robot durur.

Devre şeması

Arduino çizgi izleyen robot için komple devre diyagramı üzerinde görüntü gösterilir. Gördüğünüz gibi karşılaştırıcıların çıkışı doğrudan Arduino 2 ve 3 numaralı dijital pinlere bağlıdır. Motor sürücüsünün 2, 7, 10 ve 15 numaralı giriş pinleri ise sırasıyla Arduino'nun 4, 5, 6 ve 7 numaralı dijital pinlerine bağlıdır. Motor sürücüleri 3 ve 6'nın çıkış pinine bir motor bağlanır ve diğer motor 11 ve 14 numaralı pinlere bağlanır.

Program Açıklaması

Programda öncelikle giriş ve çıkış pinlerini tanımladık, ardından döngüde girişleri kontrol edip, girişlere göre çıkışları tahrik motoru için çıkış pinine gönderiyoruz. Giriş pinini kontrol etmek için "if" ifadelerini kullandık. Tam çizgi izleyen robot kod bu sayfanın alt kısmında bulunabilir.

Arduino kullanarak okuduğumuz robotu takip eden bu satırda dört koşul vardır. Sol sensör ve sağ sensör olmak üzere iki sensör kullandık.

Giriş	Çıktı	Hareket Robotun
Sol Sensör	Sağ Sensör	Sol Motor	Sağ Motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Dur
0	1	1	0	0	0	Sağa dönün
1	0	0	0	1	0	Sola çevirin
1	1	1	0	1	0	İleri

Arduino line follower kodunu yukarıdaki tabloda gösterilen koşullara göre yazıyoruz.

Gerekli Bileşenler

Arduino

Projemizde ARDUINO olan sistemin tüm sürecini kontrol etmek için bir mikrodenetleyici kullandık. Arduino açık kaynaklı bir donanımdır ve proje geliştirmeleri için çok kullanışlıdır. Piyasada Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad gibi bir çok arduino çeşidi bulunmaktadır. Burada arduino pro mini'nin küçük olması ve bu yüzden breadboard uyumlu olması nedeniyle bu projede arduino pro mini kullandık. Hat takipçisi robot arduino kodunu yakmak için bir FTDI brülör kullandık.

L293D Motor Sürücüsü

L293D, iki motoru çalıştırmak için iki kanala sahip bir motor sürücü IC'dir. L293D, akım amplifikasyonu için iki dahili Transistör Darlington çiftine ve motorlara harici besleme sağlamak için ayrı bir güç kaynağı pinine sahiptir.

IR Modülü:

IR Modülü, IR LED / fotodiyot çifti, potansiyometre, LM358, dirençler ve LED'den oluşan sensör devresidir. IR sensörü Kızılötesi ışığı iletir ve fotodiyot kızılötesi ışığı alır.

Güç kaynağı

Arduino, karşılaştırıcı ve motor sürücüsü için 5 volt almak için bir voltaj regülatörü ekledim. Devreye güç sağlamak için 9 voltluk bir pil kullanılır.