Cómo hacer un seguidor de línea usando Arduino: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

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Si está comenzando con la robótica, uno de los primeros proyectos que hacen los principiantes incluye un seguidor de línea. Es un coche de juguete especial con la propiedad de correr a lo largo de una línea que normalmente es de color negro y contrasta con el fondo.

Empecemos.

Paso 1: video

Vídeo completo adjunto. Por favor echa un vistazo.

Paso 2: Bloques principales

Podemos dividir el seguidor de línea en cuatro bloques principales. Sensores de fotodiodo IR, controlador de motor, arduino nano / code y chasis de automóvil de juguete junto con ruedas de plástico y motores de 6 V CC. Veamos estos bloques uno por uno.

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

El trabajo del sensor de fotodiodo IR en el seguidor de línea es detectar si tiene una línea negra debajo. La luz IR emitida por el LED IR rebota desde la superficie inferior para ser capturada por un fotodiodo. La corriente a través del fotodiodo es proporcional a los fotones que recibe y la física dice que el color negro absorbe las radiaciones IR, por lo tanto, si tenemos una línea negra debajo de un fotodiodo, recibe menos fotones, lo que da como resultado una corriente menor en comparación con si tuviera una superficie reflectante como el blanco debajo.

Convertiremos esta señal de corriente en una señal de voltaje que arduino puede leer usando digitalRead en el siguiente paso.

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

La corriente del fotodiodo pasa a través de una resistencia de 10 KOhmios para crear una caída de voltaje proporcional, llamémoslo Vphoto. Si hay una superficie blanca debajo, la corriente del fotodiodo aumenta y, por lo tanto, Vphoto, por otro lado, la superficie negra disminuye. Vphoto está conectado al terminal no inversor del opamp LM741. En esta configuración, si el voltaje en el terminal no inversor (+) es mayor que el voltaje en el terminal inversor (-), la salida del opamp se establece en ALTO y BAJO para el caso contrario. Configuramos cuidadosamente el voltaje en el pin inversor para que esté entre la lectura de voltaje para los colores blanco y negro usando un potenciómetro. Al hacerlo, la salida de este circuito es alta para el blanco y baja para el color negro, lo que es perfecto para que arduino lea.

He etiquetado las imágenes adjuntas en el orden de la descripción anterior para una mejor comprensión.

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

Solo un sensor de fotodiodo IR no es suficiente para crear un seguidor de línea, ya que no sabremos la dirección de salida para compensar el uso de motores. Por lo tanto, utilicé un módulo de sensor que contiene 6 circuitos de fotodiodos IR que se muestran en la imagen adjunta. 6 fotodiodos IR se colocan como 3 grupos en un par de 2. Si el grupo central lee negro y los otros dos dicen blanco, podemos seguir adelante. Si el grupo de la izquierda se lee en negro, debemos girar al seguidor hacia la izquierda para mantenerlo encaminado. Lo mismo se aplica al grupo de la derecha.

Paso 6: controlador de motor

Para mover al seguidor, estoy usando dos motores de 6 V CC, que se controlan mediante el controlador de motor L293D. Si el motor está conectado como se muestra resaltado en la imagen adjunta número 4, la habilitación de configuración y el pin 1A en alto junto con el pin 2A en bajo mueve el motor en una dirección. Para moverlo en otra dirección necesitamos intercambiar el estado de los pines 2A y 1A. No necesitaremos un momento bidireccional ya que el seguidor siempre avanza. Para girar a la izquierda desactivamos el motor izquierdo mientras el motor derecho se mantiene en marcha y viceversa.

Paso 7: Arduino Nano y código

Arduino nano de 5V funcionando a 16MHz decide si el seguidor necesita girar a la derecha o a la izquierda. Las decisiones se toman al observar la lectura de la matriz de sensores de fotodiodos IR. El código arduino adjunto rige el movimiento del seguidor. El siguiente párrafo ofrece una vista superior del código arduino.

Inicialmente, declaramos 6 pines de sensor y 4 pines de motor. En la configuración, configuramos los pines del motor a la salida como el modo predeterminado es la entrada. En bucle, primero leemos todos los pines del sensor, a continuación hay una cadena de declaraciones if-else que deciden el movimiento del seguidor. Algunas declaraciones lo ayudan a avanzar. Algunas declaraciones ayudan a que se detenga y otras le permiten ir hacia la izquierda o hacia la derecha.

Revise el código y avíseme si tiene algún problema.

Paso 8: Esquema y ACABADO

Finalmente, todo se armó de acuerdo con el esquema adjunto utilizando pocos cables y una placa de pruebas. Ahí lo tienes, una línea que sigue al coche de juguete.

Gracias por leer.

Espero ver la imagen de su seguidor de línea en los comentarios.