Çizgi izleyen Robot (LFR) , bir çizgiyi izleyen bir makinedir, siyah bir çizgi veya beyaz bir çizgi olabilir. Botu takip eden satır, yeni başlayanlar için uygundur ve anlaşılması ve oluşturulması ilginçtir. Çizgi takipçisi botlara Arduino veya diğer mikrodenetleyiciler ile inşa edilmesi popüler ve yaygındır, aynısını bir mikrodenetleyici olmadan oluşturmaya çalışalım ve aslında çalışmasının arkasındaki mantığı anlayalım ve mantık devresini tasarlamak için temel elektronikleri kullanalım. Adından da anlaşılacağı gibi, bot temelde bir çizgiyi takip edecek, ancak daha gelişmiş sürümler şu şekilde oluşturulabilir, botun çizgiyi izlemesini ve başlangıç ile bitiş noktası arasındaki kısa mesafeyi bulmasını sağlayabiliriz veya botun çizgi labirentini çözmesini sağlayabiliriz. , vb. Burada botu takip eden basit, basit bir satırı deneyelim. Robot temel olarak hattı algılamak için bir çift IR sensöründen ve hareketi ve yönü kontrol etmek için iki motordan oluşur.
Gerekli Malzemeler
- IR LEDs, Transmitter and Receiver (2 pair)
- Resistors 100k, 220 ohm, 1k (2 each)
- LEDs
- Preset (variable resistor) (10k) (2)
- LM358 IC
- L293D IC
- BO motors and Wheels (2)
- Header pins
- Perf board
- Wires
- Chassis
- 9V Battery (along with battery clips) (2)
Çizgi Takip Botunun Çalışmasını Anlamak
Aşağıdaki satır bot, karşılaştırıcı devre çalışması ile L293D motor sürücü çalışmasının birleştirilmesiyle elde edilen basit mantıkla çalışmaktadır. IR sensörleri çıkışı LM358 karşılaştırıcı IC’ye verir . IC, IR LED’ler önünde bir nesne algıladığında (veya bizim durumumuzda beyaz ışığı algıladığında) yüksek çıkış verir. Ardından karşılaştırıcı IC, yüksek çıkış (VCC) verir. Bu, motorun sürüp sürülmeyeceğine karar vermek için giriş sinyali olarak kullanılır. Her bir IR Sensörü her motorla ilişkili olduğu için her iki motoru da sürerek motoru ileri doğru çalıştırabilir ve aynı anda motorlardan sadece birini sürerek dönüşler yapabiliriz.
IR sensörünün Çalışmasını Anlama
IR sensörü, botun çizgiyi takip edebilmesinin nedenidir. IR sensör modülünü de kullanabilirsiniz, ancak burada IR sensörünü oluşturduk. IR sensörünü oluşturmak, çalışmasını anladıktan sonra basittir. IR sensörü temel olarak Kızılötesi Verici (IR LED) ve IR Alıcısından (Fotodiyot) oluşur. Bazen IR LED ve Fotodiyot birlikte OptoCoupler veya PhotoCoupler olarak adlandırılır. IR Verici LED, adından da anlaşılacağı gibi, IR ışığını iletir. Kızılötesi vericiler, dalga boylarına, çıkış gücüne ve tepki sürelerine göre farklı tiplerde olabilir. Buna benzer olarak, dalga boyu, voltaj, paketleme ve diğer faktörlere bağlı olarak çeşitli IR alıcıları vardır. Alıcının dalga boyu, bir kızılötesi verici-alıcı kombinasyonunda kullanıldığında vericinin dalga boyu ile eşleşmelidir.
IR LED bir IR ışını ilettiğinde, IR ışınlarını engelleyecek herhangi bir nesne varsa, nesnenin yüzeyi IR ışınlarını yansıtacaktır ve IR fotodiyot bu ışınlara duyarlıdır. IR fotodiyot bu yansıyan IR ışınlarını alır ve dolayısıyla direnç ve çıkış voltajları buna göre değişir. Bu çıkış voltajı varyasyonunu (veya fotodiyotun direncini) kullanarak mantıksal devreyi oluşturabiliriz. Bu, IR sensörünün temel çalışma prensibidir; bunu hattın varlığını tespit etmek için kullanacağız. Şimdi, IR ışınları beyaz bir yüzey mevcut olduğunda yansıtılır, ancak siyah bir yüzey soğurur. Böylece siyah bir çizginin nerede olduğunu tespit edebileceğiz ve bu çizgiyi takip etmek için mantıksal bir devre kurabiliriz. IR verici ve alıcının çalışma prensibi şemada gösterildiği gibidir.
(İpucu: IR vericisinin aktarım yapıp yapmadığını kontrol etmek için, IR vericisini görmek için kamerayı kullanın (cep telefonu kamerası da yapar). IR LED’inin ortasında mor bir parıltı göreceksiniz.)
L293D Motor Sürücü IC’nin Çalışması
L293D bir motor sürücü entegresidir. Motorları sürmek için kullanılır (dolayısıyla botun tekerleği). L293D IC’nin pin çıkışında gösterildiği gibi, iki motoru kontrol edebilir. Motorlara verilen akıma göre motorların hızını değiştirebilir; girişe göre motorların yönünü kontrol edebilir; ayrıca motorları başlatabilir veya durdurabilir.
Mikrodenetleyicisiz Çizgi İzleyen Robot Oluşturmak İçin Devre Şeması
Gördüğünüz gibi, siyah çizgi izleyen robot devresini, ikisinden IR sensörleri oluşturmak için ve biri L293D motor sürücüsü IC kullanarak kontrol devresi oluşturmak için olmak üzere üç bölüme ayırdık.
LM358 ile Kızılötesi Sensör Oluşturma
LM358’in pin çıkışı ve IR sensörünün devre bağlantıları aşağıda gösterildiği gibidir. Her iki IR sensörünü de kontrol etmek için tek bir LM358 IC kullanıyoruz. LM358, sırasıyla 8 ve 4 olan VCC ve GND pinleri kullanılarak çalıştırılır. LM358, yüksek çıkış sağlayan bir Op-Amp karşılaştırıcı IC’dir (bizim durumumuzda VCC, 9V). Fotodiyot ters taraflıdır ve 100k direnç kullanılarak bir voltaj bölücü oluşturulur ve ters çevirme terminaline giriş olarak beslenir. Diğer voltaj bölücü, 10k ön ayar kullanılarak oluşturulur ve karşılaştırıcının ters çevirmeyen pimi, pim 3’e giriş olarak verilir. IR LED, VCC ve GND kullanılarak ileriye doğru bastırılarak çalıştırılır. Pin 1 çıkış olduğu için akım sınırlama direnci ile led bağlayıp buradan sensörün çıkışını motor sürücüsüne giriş olarak beslemek için alıyoruz.
Bağlantıyı özetlemek gerekirse, fotodiyotun voltajının ve direncinin, siyah veya beyaz bir yüzeyin mevcut olmasına bağlı olarak değiştiğini biliyoruz. Bu voltaj, yüksek veya düşük voltaj vermek için ön ayar tarafından elde edilen bir referans voltajıyla karşılaştırmak için kullanılır. Çıkış, LED kullanılarak gösterilir.
L293D Motor Kontrol Devresi
4, 5, 13 ve 12 numaralı pimler kısa devre yapar ve Toprağa bağlanır. Pin 16, VCC pinidir. Bu iki pin IC’ye güç sağlar. Pin 8, motorların çalıştığı voltaj olan VCC’dir, burada verilmelidir. 9V pil kullandığımız için, hem VCC pinlerini (pin 8 ve pin 16) kısa devre yapacağız hem de doğrudan 9V’a vereceğiz. Pim 1 ve pim 9, ilgili motorlar için Etkinleştirme pimleridir; Bağlantımız için, IR sensöründen girdi alır almaz motorun çalışmasına ihtiyacımız var, bu yüzden etkinleştirme pinini yükseğe bağlayacağız (VCC ile kısa devre). 3 ve 6 numaralı pinler bir motora ve 14 ve 11 numaralı pinler başka bir motora gitmelidir. Şimdi, sensör çıkışı için iki pinimiz var. Bu, motoru ileri veya geri yönde çalıştırmak için kullanılır. Botumuz sadece ileri yönde hareket edeceği için pin 7 ve 10’u toprağa bağlayıp IR sensör çıkışını pin 2 ve 4’e verebiliriz.
Bağlantıları özetlemek için, IR sensöründen yüksek giriş olduğunda bot ileriye doğru hareket eder. Botun altında beyaz bir yüzey olduğunda, IR sensörü yüksek çıkış verir ve bu nedenle motorlar ileri döner. Her iki IR sensörü de siyah yüzeyle karşılaşırsa, düşük çıkış verir ve bu nedenle motor çalışmaz. Bu noktada, bot ilerlemeyi durdurur. Ancak IR sensörlerinden sadece biri siyah yüzeyle karşılaşırsa, o sensör düşük çıkış verirken beyaz yüzeyde olacak diğer IR sensörü yüksek çıkış verecektir, bu nedenle yan motor hala dönecek ve dolayısıyla bot dönüş.
Çizgi İzleyen Robotun Montajı
Tüm bileşenlerin bağlantısını anladıktan sonra Hat izleyen robotumuzu monte etmeye başlayabiliriz. Bu robotu yapmak için öncelikle bir robot şasisine ihtiyacımız var. Burada basit bir hazır robot şasesi kullandık. Daha sonra IR devreli BO motorları ve kontrol devresini aşağıdaki resimdeki gibi bir miktar sıcak tutkal yardımıyla şaseye yerleştirdik.
Botu çalıştırmak için, basit bir 9V pil botu çalıştıramayacağından, Lityum-İyon piller (18650 gibi) ve bir destek dönüştürücü (3,7V’yi 5V’a dönüştürmek için) tercih edilir. Ancak 18650 kullanıldığında, devreyi biraz karmaşık hale getiren şarj devreleri de dahil edilmelidir. Bu nedenle, burada paralel kombinasyon halinde iki 9V pil kullandık. Tek bir 9V pil, hem motorları hem de IR devresini sürmek için yeterli güç sağlamayacaktır; bu nedenle paralel bir kombinasyon kullanılmalıdır. L293D ve IC 358’in her ikisi de 9V’a kadar giriş voltajı alabilir, bu nedenle burada kullanılır. Devreye güç sağlamak için 9V’den yüksek bir değer kullanılıyorsa, giriş voltajı için L293D ve IC 358’in veri sayfasını kontrol edin (çünkü daha yüksek voltajlar IC’ye zarar verebilir).
Test ve Kalibrasyon
Robotu bir araya getirdik ve herhangi bir kod gerektirmediğinden, onu çalışırken görmenin zamanı geldi. Bunun için tek yapmamız gereken robotu siyah çizginin üzerine yerleştirmek ve onu hareket halinde görmek.
Mikrodenetleyicisiz Line Follow bot tasarlamanın avantajları
- Temel mantık devrelerini tasarlamayı öğreniyoruz ve bu bize mikrodenetleyici mantığının işleyişini anlamamızı sağlıyor.
- IR sensörünü oluşturuyoruz ve çalışmasını da anlıyoruz.
- Mikrodenetleyici olmadan, genel projenin maliyeti azalır.
- Mikrodenetleyici olmadığından programlama gerekmez.
- Devre basittir ve temel elektronik kavramlarını güçlendirmeye yardımcı olur.
Mikrodenetleyici olmadan Line Follow bot tasarlamanın sınırlamaları
- Bot 90 derecelik dönüşler yapamaz.
- Bot, yumuşak hareket yerine sarsıntılı hareketlerde çalışır (bu, mikrodenetleyici ile birlikte PID kontrolörleri kullanılarak düzeltilebilir).
- Her iki sensör de siyah çizgiyi algıladığında bot hareket etmeyi durdurur.
Bu makale buradan çevrilmiştir.
