Lekcia 30/31: Sledovanie čiary Car-8 inteligentným autom zo súpravy SunFounder Arduino Kit | Robojax

Lekcia 30/31: Sledovanie čiary Car-8 inteligentným autom zo súpravy SunFounder Arduino Kit | Robojax

Táto príručka vás prevedie stavbou inteligentného auta sledujúceho čiaru pomocou súpravy SunFounder 3-v-1 Arduino.

 Projekt demonštrovaný vo videu používa infračervený modul na sledovanie čiary na detekciu čiernej čiary na bielom povrchu a ovládanie dvoch motorov, aby auto zostalo na trati. Ide o základný robotický projekt, ktorý vás učí čítanie senzorov, podmienenú logiku a ovládanie motorov. Reálna hodnota je obrovská—je základom automaticky riadených vozidiel (AGV) v skladoch, robotických vysávačov, ktoré sledujú okraje miestností, a vzdelávacích platforiem na učenie sa autonómnej navigácie. Okrem základnej stavby môžete tento koncept použiť na:

• Vytvorenie jednoduchého robota, ktorý dokáže navigovať po vopred definovanej trase v bludisku alebo na dráhe.
• Stavbu automatického prepravného vozíka pre malú kanceláriu alebo laboratórium.
• Vývoj robota sledujúceho čiaru pre školský vedecký projekt alebo súťaž.
• Prototypovanie systému pre priemyselný dopravníkový pás, ktorý triedi predmety na základe polohy.

Hardvér a komponenty

Jadrom tohto projektu je modul na sledovanie čiary, ktorý používa pár infračerveného (IR) vysielača a prijímača. Tu je rozpis kľúčových komponentov:

• Modul na sledovanie čiary (TCRT5000): Tento senzor vysiela infračervené svetlo a meria intenzitu odrazu. Modul obsahuje komparátor LM393 na konverziu analógového signálu na digitálny výstup HIGH alebo LOW.
• Podvozok inteligentného auta s motormi: Súprava SunFounder obsahuje rám auta s dvoma prevodovými motormi, ktoré sú ovládané Arduinom na riadenie vozidla.
• Doska Arduino: „Mozog" operácie, ktorý číta senzor a posiela príkazy motorom.
• Menič motorov (na štíte auta): Tento obvod umožňuje nízkonapäťovým pinom Arduina ovládať motory s vyšším prúdom.

Sprievodca zapojením

Zapojenie modulu na sledovanie čiary je jednoduché. Video demonštruje pripojenia nasledovne (vo videu o 04:04):

• Line Tracker VCC (stredný pin): Pripojte na pin 5V Arduina.
• Line Tracker GND (ľavý pin): Pripojte na pin GND Arduina.
• Line Tracker OUT (pravý pin): Pripojte na digitálny pin 2 Arduina.

Motory sú pripojené k meniču motorov na štíte auta. V kóde je pravý motor ovládaný pinmi 5 a 6 a ľavý motor pinmi 9 a 10, ako je znázornené vo video demonštrácii (vo videu o 12:28).

Vysvetlenie kódu

Kód je navrhnutý na čítanie digitálneho signálu zo sledovača čiary a zodpovedajúce ovládanie motorov. Tu sú kľúčové časti konfigurovateľné používateľom:

const int in1 = 5; // in1,2 pre pravý motor
const int in2 = 6;

const int in3 = 9; // in3,4 pre ľavý motor
const int in4 = 10;

const int lineTrack = 2;

• Piny motorov (in1, in2, in3, in4): Tieto konštanty definujú, ktoré piny Arduina sú pripojené k meniču motorov. Ak sa vaše zapojenie líši, budete musieť tieto hodnoty zmeniť, aby zodpovedali vášmu nastaveniu.
• Pin sledovača čiary (lineTrack): Toto definuje digitálny pin pripojený k signálovému výstupu senzora. Kód číta tento pin, aby určil, či je senzor nad čiernym alebo bielym povrchom.

V hlavnej slučke môžete upraviť premennú speed na ovládanie rýchlosti otáčania auta. Hodnota sa pohybuje od 0 do 255, pričom vyššia hodnota spôsobí rýchlejšie otáčanie auta.

int speed = 150;//0 až 255

Logika je jednoduchá: ak senzor číta HIGH (čierna čiara), auto sa otáča doľava; inak sa otáča doprava. Vlastné funkcie moveLeft() a moveRight() ovládajú motory na dosiahnutie tohto cieľa. Napríklad na otočenie doľava sa pravý motor otáča, zatiaľ čo ľavý motor stojí, čím sa auto otáča. Toto správanie je podrobne vysvetlené vo videu (vo videu o 10:39).

Živá demonštrácia projektu

Video sa končí živou demonštráciou auta sledujúceho čiaru (vo videu o 13:13). Auto je umiestnené na čiernej dráhe a senzor je umiestnený priamo nad čiarou. Keď sa auto pohybuje, senzor deteguje čiernu čiaru a biely podklad, pričom posiela signály motorom na úpravu smeru. Demonštrácia ukazuje auto, ktoré úspešne dokončí celý kruh, čo dokazuje účinnosť jednoduchej logiky korekcie doľava/doprava.

Kapitoly

• [00:00] Úvod do sledovania čiary
• [01:09] Ako funguje modul na sledovanie čiary
• [04:04] Zapojenie modulu na sledovanie čiary
• [04:23] Testovanie senzora pomocou sériového monitora
• [07:27] Pochopenie logiky sledovania čiary
• [09:08] Kód pre auto sledujúce čiaru
• [11:37] Ukážka auta sledujúceho čiaru
• [13:13] Živý test na čiernej dráhe

Images

lesson30-line-tracking-wiring

lesson30-line-tracking-line-1

lesson30-line-tracking-how-line

lesson30-line-tracking-sensor-on-line

lesson30-line-tracking-wiring

lesson30-line-tracking-line-1

lesson30-line-tracking-how-line

lesson30-line-tracking-sensor-on-line

/*
this is code for the tutorial: Lesson 30/31: Car-8 Line Tracking by Smart Car from SunFounder Arduino Kit
YouTube video: https://www.youtube.com/watch?v=Cp2rD5RkYug
Get the code from: 📚⬇️ Download and resource page https://robojax.com/RJT613
www.robojax.com

*/
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;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  //motor
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
  
  //line track
  pinMode(lineTrack, INPUT);
}

void loop() {

  int speed = 150;//0 to 255

  int lineColor = digitalRead(lineTrack); // 0:white  1:black
  // Serial.println(lineColor); //print on the serial monitor
  if (lineColor) {
    Serial.print("Black ");
    moveLeft(speed);
  } else {
    Serial.print("White ");
    moveRight(speed);
  }
}
void moveLeft(int speed) {
  Serial.println("LEFT");
  analogWrite(in1, 0);
  analogWrite(in2, speed);
  
  analogWrite(in3, 0);
  analogWrite(in4, 0);
}

void moveRight(int speed) {
  Serial.println("RIGHT");
  analogWrite(in1, 0);
  analogWrite(in2, 0);
  
  analogWrite(in3, speed);
  analogWrite(in4, 0);
}