Comment créer un suiveur de ligne à l'aide d'Arduino : 8 étapes (avec des images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

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Si vous débutez avec la robotique, l'un des premiers projets que les débutants réalisent comprend un suiveur de ligne. Il s'agit d'une voiture jouet spéciale ayant la propriété de courir le long d'une ligne qui est normalement de couleur noire et contrastant avec l'arrière-plan.

Commençons.

Étape 1: vidéo

Vidéo complète en pièce jointe. S'il vous plaît, jetez un oeil.

Étape 2: blocs principaux

Nous pouvons diviser le suiveur de ligne en quatre blocs principaux. Capteurs à photodiode infrarouge, pilote de moteur, châssis de voiture arduino nano/code et jouet avec roues en plastique et moteurs 6V DC. Regardons ces blocs un par un.

Étape 3: Module photodiode IR (partie 1 de 3)

Le travail du capteur IR-Photodiode dans le suiveur de ligne est de détecter s'il a une ligne noire en dessous. La lumière IR émise par la LED IR rebondit de la surface en dessous pour être capturée par la photodiode. Le courant traversant la photodiode est proportionnel aux photons qu'elle reçoit et la physique dit que la couleur noire absorbe les rayonnements IR, donc si nous avons une ligne noire sous une photodiode, elle reçoit moins de photons, ce qui entraîne un courant inférieur par rapport à une surface réfléchissante comme du blanc en dessous.

Nous allons convertir ce signal de courant en signal de tension que l'arduino peut lire à l'aide de digitalRead à l'étape suivante.

Étape 4: Module photodiode IR (partie 2 sur 3)

Le courant de la photodiode passe à travers une résistance de 10 KOhm pour créer une chute de tension proportionnelle, appelons-la Vphoto. S'il y a une surface blanche en dessous, le courant de la photodiode augmente et donc Vphoto, par contre pour la surface noire, les deux diminuent. Vphoto est connecté à la borne non inverseuse de l'ampli op LM741. Dans cette configuration, si la tension à la borne non inverseuse (+) est supérieure à la tension à la borne inverseuse (-), la sortie de l'amplificateur opérationnel est réglée sur HAUT et BAS pour l'inverse. Nous avons soigneusement réglé la tension à la broche d'inversion pour qu'elle soit entre la lecture de tension pour les couleurs blanches et noires à l'aide d'un potentiomètre. Ce faisant, la sortie de ce circuit est élevée pour le blanc et faible pour la couleur noire, ce qui est parfait pour la lecture d'arduino.

J'ai étiqueté les images jointes dans l'ordre de la description ci-dessus pour une meilleure compréhension.

Étape 5: Module photodiode IR (partie 3 sur 3)

Un seul capteur photodiode IR ne suffit pas pour créer un suiveur de ligne car nous ne connaîtrons pas le sens de sortie pour compenser l'utilisation de moteurs. Par conséquent, j'ai utilisé un module de capteur contenant 6 circuits photodiodes IR illustrés dans l'image ci-jointe. 6 photodiodes IR sont placées en 3 groupes dans une paire de 2. Si le groupe central lit en noir et les deux autres en blanc, nous pouvons continuer à avancer. Si le cluster de gauche est noir, nous devons tourner le suiveur vers la gauche pour garder le suiveur sur la bonne voie. Idem pour le cluster de droite.

Étape 6: Pilote de moteur

Pour déplacer le suiveur, j'utilise deux moteurs 6V DC, qui sont contrôlés à l'aide du pilote de moteur L293D. Si le moteur est connecté comme indiqué comme indiqué dans l'image ci-jointe numéro 4, le réglage de l'activation et de la broche 1A sur haut ainsi que de la broche 2A sur bas déplace le moteur dans une direction. Pour le déplacer dans une autre direction, nous devons échanger l'état des broches 2A et 1A. Nous n'aurons pas besoin de moment bidirectionnel car le suiveur avance toujours. Pour tourner à gauche, nous désactivons le moteur gauche tandis que le moteur droit continue de fonctionner et vice-versa.

Étape 7: Arduino Nano et code

L'arduino nano 5V fonctionnant à 16MHz décide si le suiveur doit tourner à droite ou à gauche. Les décisions sont prises en examinant la lecture du réseau de capteurs IR-Photodiode. Le code arduino attaché régit le mouvement du suiveur. Le paragraphe suivant donne une vue de dessus du code Arduino.

Initialement, nous déclarons 6 broches de capteur et 4 broches de moteur. Dans la configuration, nous définissons les broches du moteur sur la sortie car le mode par défaut est l'entrée. En boucle, nous lisons d'abord toutes les broches du capteur, puis une chaîne d'instructions if-else qui décide du mouvement du suiveur. Certaines déclarations l'aident à avancer. Certaines instructions l'aident à s'arrêter et d'autres lui permettent d'aller à gauche ou à droite.

Parcourez le code et faites-moi savoir si vous rencontrez des problèmes.

Étape 8: Schéma et FINITION

Enfin, tout a été assemblé selon le schéma ci-joint en utilisant quelques fils et une planche à pain. Alors voilà, une ligne qui suit une petite voiture.

Merci d'avoir lu.

J'espère voir l'image de votre suiveur de ligne dans les commentaires.