- Concepts de suiveur de ligne
- Explication du circuit
- Fonctionnement du robot suiveur de ligne utilisant Arduino
- Schéma
- Explication du programme
- Composants requis
Le robot suiveur de ligne est un robot très simple qui suit une ligne, soit une ligne noire, soit une ligne blanche. Ces types de robots sont très simples à construire et constituent souvent le premier choix des débutants qui se lancent dans la robotique. Fondamentalement, il existe deux types de robots suiveurs de ligne: l'un est un suiveur de ligne noire qui suit la ligne noire et le second est un suiveur de ligne blanche qui suit la ligne blanche. Le suiveur de ligne détecte réellement la ligne et la suit. Bien que l'idée semble simple, avec un peu plus de développement, des robots similaires sont pratiquement utilisés dans de nombreuses applications comme les robots de gestion d'usine ou les robots d'entrepôt.
Concepts de suiveur de ligne
Le concept de fonctionnement du suiveur de ligne est lié à la lumière. Nous utilisons ici le comportement de la lumière sur les surfaces noires et blanches. Lorsque la lumière tombe sur une surface blanche, elle est presque entièrement réfléchie et dans le cas d'une surface noire, la lumière est complètement absorbée. Ce comportement de la lumière est utilisé dans la construction d'un robot suiveur de ligne.
Dans ce robot suiveur de ligne basé sur Arduino, nous avons utilisé des émetteurs IR et des récepteurs IR également appelés photodiodes. Ils sont utilisés pour envoyer et recevoir de la lumière. IR transmet des lumières infrarouges. Lorsque les rayons infrarouges tombent sur la surface blanche, ils sont réfléchis et capturés par les photodiodes qui génèrent des changements de tension. Lorsque la lumière infrarouge tombe sur une surface noire, la lumière est absorbée par la surface noire et aucun rayon n'est réfléchi, ainsi la photodiode ne reçoit ni lumière ni rayons. Ici, dans ce robot suiveur de ligne Arduino, lorsque le capteur détecte une surface blanche, Arduino obtient 1 en entrée et lorsque détecte la ligne noire, Arduino obtient 0 en entrée.
Étant donné que le robot suiveur de ligne est un projet pour débutants intéressant, nous l'avons également construit en utilisant différentes cartes de développement autres qu'Arduino, vous pouvez également les consulter en utilisant le lien ci-dessous si vous êtes intéressé
- Robot suiveur de ligne utilisant le microcontrôleur 8051
- Robot suiveur de ligne utilisant Raspberry Pi
- Suivi de ligne basé sur le tableau de bord Texas MSP430
- Suiveur de ligne simple utilisant le microcontrôleur PIC
- Suiveur de ligne utilisant le microcontrôleur ATmega16 AVR
Explication du circuit
L'ensemble du robot suiveur de ligne Arduino peut être divisé en 3 sections: une section de capteur, une section de contrôle et une section de pilote.
Section capteur:
Cette section contient des diodes IR, un potentiomètre, un comparateur (ampli-op) et des LED. Le potentiomètre est utilisé pour régler la tension de référence à une borne du comparateur et des capteurs infrarouges sont utilisés pour détecter la ligne et fournir un changement de tension à la deuxième borne du comparateur. Ensuite, le comparateur compare les deux tensions et génère un signal numérique en sortie. Ici, dans ce circuit suiveur de ligne, nous avons utilisé deux comparateurs pour deux capteurs. Le LM 358 est utilisé comme comparateur. Le LM358 a intégré deux amplificateurs opérationnels à faible bruit.
Section de contrôle:
Arduino Pro Mini est utilisé pour contrôler l'ensemble du processus du robot suiveur de ligne. Les sorties des comparateurs sont connectées aux broches numériques 2 et 3 d'Arduino. Arduino lit ces signaux et envoie des commandes au circuit pilote au suiveur de transmission.
Section pilote:
La section pilote se compose d'un pilote de moteur et de deux moteurs CC. Le pilote de moteur est utilisé pour entraîner des moteurs car Arduino ne fournit pas suffisamment de tension et de courant au moteur. Nous ajoutons donc un circuit de pilote de moteur pour obtenir suffisamment de tension et de courant pour le moteur. Arduino envoie des commandes à ce pilote de moteur, puis il entraîne les moteurs.
Fonctionnement du robot suiveur de ligne utilisant Arduino
Construire un robot suiveur de ligne en utilisant Arduino est intéressant. Le robot suiveur de ligne détecte une ligne noire à l'aide d'un capteur, puis envoie le signal à Arduino. Ensuite, Arduino entraîne le moteur en fonction de la sortie des capteurs.
Ici, dans ce projet, nous utilisons deux modules de capteurs IR, à savoir le capteur gauche et le capteur droit. Lorsque les capteurs gauche et droit détectent du blanc, le robot avance.
Si le capteur gauche arrive sur une ligne noire, le robot tourne le côté gauche.
Si le capteur droit détecte une ligne noire, alors le robot tourne le côté droit jusqu'à ce que les deux capteurs atteignent la surface blanche. Lorsque la surface blanche arrive, le robot recommence à avancer.
Si les deux capteurs arrivent sur la ligne noire, le robot s'arrête.
Schéma
Le schéma de circuit complet du robot suiveur de ligne arduino est illustré dans l'image ci-dessus. Comme vous pouvez le voir, la sortie des comparateurs est directement connectée aux broches numériques Arduino numéro 2 et 3. Et les broches d'entrée 2, 7, 10 et 15 du pilote de moteur sont connectées respectivement aux broches numériques Arduino 4, 5, 6 et 7. Et un moteur est connecté à la broche de sortie des pilotes de moteur 3 et 6 et un autre moteur est connecté à la broche 11 et 14.
Explication du programme
Dans le programme, tout d'abord, nous avons défini la broche d'entrée et de sortie, puis en boucle, nous vérifions les entrées et envoyons la sortie en fonction des entrées vers la broche de sortie du moteur d'entraînement. Pour vérifier la broche d'entrée, nous avons utilisé des instructions «if». Le code complet du robot suiveur de ligne se trouve au bas de cette page.
Il y a quatre conditions dans cette ligne suivant le robot que nous lisons en utilisant Arduino. Nous avons utilisé deux capteurs à savoir le capteur gauche et le capteur droit.
Contribution |
Production |
Mouvement De robot |
||||
Capteur gauche |
Capteur droit |
Moteur gauche |
Moteur droit |
|||
LS |
RS |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Arrêtez |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Tournez à droite |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Tournez à gauche |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Vers l'avant |
Nous écrivons le code suiveur de ligne arduino selon les conditions indiquées dans le tableau ci-dessus.
Composants requis
Arduino
Dans notre projet, nous avons utilisé un microcontrôleur pour contrôler tout le processus du système qu'est ARDUINO. Arduino est un matériel open-source et très utile pour les développements de projets. Il existe de nombreux types d'arduino comme Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad, etc. disponibles sur le marché. Ici, nous avons utilisé arduino pro mini dans ce projet car arduino pro mini est petit et donc compatible avec la maquette. Pour graver le code arduino du robot suiveur de ligne, nous avons utilisé un brûleur FTDI.
Pilote de moteur L293D
L293D est un circuit intégré de commande de moteur qui dispose de deux canaux pour entraîner deux moteurs. Le L293D a deux paires de transistors Darlington intégrées pour l'amplification de courant et une broche d'alimentation séparée pour fournir une alimentation externe aux moteurs.
Module IR:
Le module IR est un circuit de capteur composé d'une paire LED / photodiode IR, d'un potentiomètre, d'un LM358, de résistances et d'une LED. Le capteur IR transmet la lumière infrarouge et la photodiode reçoit la lumière infrarouge.
Source de courant
J'ai ajouté un régulateur de tension pour obtenir 5 volts pour Arduino, comparateur et pilote de moteur. Et une pile de 9 volts est utilisée pour alimenter le circuit.