Lektion 30/31: Auto-8 Linienverfolgung mit dem Smart Car aus dem SunFounder Arduino Kit | Robojax

Lektion 30/31: Auto-8 Linienverfolgung mit dem Smart Car aus dem SunFounder Arduino Kit | Robojax

Dieser Leitfaden führt Sie durch den Bau eines linienfolgendes Smart Cars mit dem SunFounder 3-in-1 Arduino-Kit.

Das im Video gezeigte Projekt verwendet ein Infrarot-Linienverfolgungsmodul, um eine schwarze Linie auf einer weißen Oberfläche zu erkennen und zwei Motoren zu steuern, um das Auto auf Kurs zu halten. Dies ist ein grundlegendes Robotikprojekt, das Ihnen etwas über Sensorablesungen, bedingte Logik und Motorsteuerung beibringt. Der praktische Wert ist immens - es ist die Basis für automatisierte geführte Fahrzeuge (AGVs) in Lagerhäusern, robotische Staubsauger, die den Raumrändern folgen, und Bildungsplattformen zum Lernen über autonome Navigation. Über den grundlegenden Aufbau hinaus können Sie dieses Konzept für:

• Einen einfachen Roboter erstellen, der einen vordefinierten Weg in einem Labyrinth oder auf einer Strecke navigieren kann.
• Einen automatisierten Lieferwagen für ein kleines Büro oder Labor bauen.
• Entwicklung eines Linienfolgers für ein Schulwissenschaftsprojekt oder Wettbewerb.
• Prototyping eines Systems für ein industrielles Förderband, das Artikel basierend auf ihrer Position sortiert.

Hardware und Komponenten

Der Kern dieses Projekts ist das Linienverfolgungsmodul, das ein Infrarot (IR) Sender- und Empfängerpaar verwendet. Hier ist eine Aufschlüsselung der Schlüsselkomponenten:

• Linienverfolgungsmodul (TCRT5000):Dieser Sensor strahlt infrarotes Licht aus und misst die reflektierte Intensität. Das Modul enthält einen LM393-Komparator, um das analoge Signal in ein digitales HIGH- oder LOW-Signal umzuwandeln.
• Smart-Car-Chassis mit Motoren:Das SunFounder-Kit enthält einen Fahrzeugrahmen mit zwei Getriebemotoren, die vom Arduino gesteuert werden, um das Fahrzeug zu lenken.
• Arduino-Board:Das "Gehirn" des Betriebs, das den Sensor ausliest und Befehle an die Motoren sendet.
• Motorsteuergerät (auf dem Schild des Autos):Dieser Schaltkreis ermöglicht es den stromsparenden Pins des Arduino, die leistungsstärkeren Motoren zu steuern.

Verdrahtungsanleitung

Die Verkabelung für das Linienverfolgungsmodul ist unkompliziert. Das Video zeigt die Verbindungen wie folgt (im Video bei 04:04):

• Linienverfolger VCC (mittlerer Pin):Verbinden Sie mit dem Arduino's5V Stecknadel.
• Linienverfolgungs-GND (linker Pin):Verbinden Sie sich mit dem Arduino.GNDstift.
• Linienverfolger OUT (rechter Pin):Verbinden Sie sich mit dem digitalen Ausgang des Arduino.Pin 2.

Die Motoren sind an den Motorantrieb auf dem Schild des Autos angeschlossen. Im Code wird der rechte Motor über die Pins 5 und 6 gesteuert, der linke Motor über die Pins 9 und 10, wie in der Video-Demonstration (im Video bei 12:28) gezeigt.

Code-Erklärung

Der Code ist so gestaltet, dass er das digitale Signal vom Linienverfolger liest und die Motoren entsprechend steuert. Hier sind die wichtigsten benutzerkonfigurierbaren Teile:

const int in1 = 5; // in1,2 for right motor
const int in2 = 6;

const int in3 = 9; // in3,4 for left motor
const int in4 = 10;

const int lineTrack = 2;

• Motor-Pins (in1, in2, in3, in4):Diese Konstanten definieren, welche Arduino-Pins mit dem Motorsteuergerät verbunden sind. Wenn Ihre Verkabelung abweicht, müssen Sie diese Werte an Ihre Einrichtung anpassen.
• Linienverfolgungs-Pin (lineTrack):Dies definiert den digitalen Pin, der mit dem Signal-Ausgang des Sensors verbunden ist. Der Code liest diesen Pin aus, um festzustellen, ob sich der Sensor über einer schwarzen oder weißen Fläche befindet.

Im Hauptloop können Sie diespeedVariable zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Autos. Der Wert reicht von 0 bis 255, wobei ein höherer Wert das Auto schneller drehen lässt.

int speed = 150;//0 to 255

Die Logik ist einfach: Wenn der Sensor liestHIGH(schwarze Linie), das Auto biegt links ab; andernfalls biegt es rechts ab. Die benutzerdefinierten FunktionenmoveLeft()undmoveRight()Steuern Sie die Motoren, um dies zu erreichen. Um nach links zu drehen, dreht sich der rechte Motor, während der linke Motor stoppt, wodurch das Auto pivotiert. Dieses Verhalten wird im Video ausführlich erklärt (im Video bei 10:39).

Live-Projekt-Demonstration

Das Video endet mit einer Live-Demonstration des Linienfolgewagens (im Video bei 13:13). Das Auto wird auf eine schwarze Strecke gestellt, und der Sensor ist direkt über der Linie positioniert. Während sich das Auto bewegt, erkennt der Sensor die schwarze Linie und den weißen Hintergrund und sendet Signale an die Motoren, um die Richtung anzupassen. Die Demonstration zeigt, wie das Auto erfolgreich einen vollen Kreis fährt, was die Wirksamkeit der einfachen Links/Rechts-Korrekturlogik beweist.

Kapitel

• [00:00] Einführung in das Linienverfolgen
• Wie das Linienverfolgungsmodul funktioniert
• [04:04] Verdrahtung des Linienverfolgungsmoduls
• [04:23] Den Sensor mit dem Serielle Monitor testen
• [07:27] Verständnis der Linienverfolgungslogik
• Code für das Linienverfolgende Auto
• [11:37] Demonstration des Linienfahrzeugs
• Live-Test auf einer schwarzen Strecke

Bilder

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