PICO'lu Çizgi İzleyen Robot: 5 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bildiğimiz uygarlığı sona erdirebilecek ve insan ırkını sona erdirebilecek bir robot yaratmadan önce. Önce basit robotları, yere çizilen bir çizgiyi takip edebilenleri yaratabilmelisin ve işte burada hepimizi bitirmek için ilk adımını atacaksın >.<

Her şeyden önce, çizgi izleyen bir robot, yerdeki bir çizgiyi takip edebilen bir robottur ve bu çizgi genellikle beyaz bir arka plan üzerine çizilen siyah bir çizgidir veya tam tersi; ve bunun nedeni, robotun siyah ve beyaz gibi son derece zıt renkler arasındaki farkı söylemesinin daha kolay olmasıdır. Robotun okuduğu renge göre açısını değiştirdiği yer.

Gereçler

1. PICO

2. Aşağıdakilere sahip İki Tekerlekten Çekişli robot şasisi:

   • Akrilik şasi
   • Tekerlekli ve kodlayıcılı 2 DC motor
   • Metal zıtlıklara sahip tekerlek
   • 4 kanallı pil tutucu
   • Bazı vidalar ve somunlar
   • Açma / kapama düğmesi
3. L298N motor sürücü modülü
4. 2 Hat takip sensörü
5. 7.4v pil

Adım 1: DC Motorların Hazırlanması

Bu projeyi kolaylaştırmak için iki tekerlekten çekişli "2WD" şasiyi kullanabilirsiniz, çünkü kendi şasinizi oluşturmaya gelince zamandan ve emekten tasarruf sağlar. Projenin elektroniğine odaklanmanız için size daha fazla zaman tanır.

Sensörlerin okumalarına bağlı olarak robotunuzun hareket hızını ve yönünü kontrol etmek için motorları kullanacağınız için DC motorlarla başlayalım. Yapılacak ilk şey, giriş voltajıyla doğru orantılı olan motorların hızını kontrol etmeye başlamaktır, yani hızı artırmak için voltajı artırmanız gerekir ve bunun tersi de geçerlidir.

PWM "Darbe Genişliği Modülasyonu" tekniği, elektronik cihazınıza (motor) giden ortalama değeri ayarlamanıza ve özelleştirmenize izin verdiği için iş için idealdir. Ve 2 sinyal arasında çok hızlı geçiş yaparak analog değerler oluşturmak için "HIGH" ve "LOW" dijital sinyallerini kullanarak çalışır. "Analog" voltajın, bir PWM periyodu sırasında dijital YÜKSEK ile dijital DÜŞÜK sinyalleri arasındaki yüzdeye bağlı olduğu durumlarda.

Motor, PICO'nun pinleri tarafından idare edilemeyen minimum 90mA'ya ihtiyaç duyduğundan, PICO'yu doğrudan motora bağlayamadığımızı ve bu nedenle L298N motor sürücü modülünü kullandığımızı, bu da bize her ikisini de gönderme yeteneği veren L298N motor sürücü modülünü kullandığımızı unutmayın. motorlara yeterli akım ve polaritesini değiştirin.

Şimdi, aşağıdaki adımları izleyerek motorun terminallerinin her birine bir tel lehimleyelim:

1. Motorun terminaline az miktarda lehim yapıştırın
2. Tel ucunu motor terminalinin üzerine koyun ve terminal üzerindeki lehim eriyene ve tele bağlanana kadar havya ile ısıtın, ardından havyayı çıkarın ve bağlantının soğumasını bekleyin.
3. Her iki motorun kalan terminalleri ile önceki adımları tekrarlayın.

Adım 2: L298N Motor Sürücü Modülünü Kullanma

L298N motor sürücü motor, PICO'dan gelen sinyali yükseltme ve içinden geçen akımın polaritesini değiştirme özelliğine sahiptir. Motorlarınızın döndüğü hızı ve yönü kontrol etmenizi sağlar.

L298N Pin Çıkışları

1. DC motor A'nın ilk terminali
2. DC motor A'nın ikinci terminali
3. Yerleşik 5v regülatör jumper. Voltaj regülatörünü sertleştirmemek için motor besleme voltajını 12v'den fazla bağlıyorsanız bu jumper'ı çıkarın.
4. Motor besleme voltajı girilir. Maksimum 35v'dir ve 12v'den fazla kullanıyorsanız voltaj regülatörünü çıkarmayı unutmayın.
5. GND
6. 5v çıkış. Bu çıkış, hala bağlıysa voltaj regülatöründen gelir ve size PICO'nuza motorla aynı kaynaktan güç verme yeteneği verir.
7. DC motor A etkinleştirme jumper'ı. Bu jumper bağlanırsa, motor ileri veya geri tam hızda çalışacaktır. Ancak hızı kontrol etmek istiyorsanız, jumper'ı çıkarın ve bunun yerine bir PWM pini bağlayın.
8. In1, akımın polaritesini ve dolayısıyla motor A için dönüş yönünü kontrol etmeye yardımcı olur.
9. In2, akımın polaritesini ve dolayısıyla motor A için dönüş yönünü kontrol etmeye yardımcı olur.

10. In3, akımın polaritesini ve dolayısıyla motor B için dönüş yönünü kontrol etmeye yardımcı olur.

11. In4, akımın polaritesini ve dolayısıyla motor B için dönüş yönünü kontrol etmeye yardımcı olur.
12. DC motor B, jumper'ı etkinleştirir. Bu jumper bağlanırsa, motor ileri veya geri tam hızda çalışacaktır. Ancak hızı kontrol etmek istiyorsanız, jumper'ı çıkarın ve bunun yerine bir PWM pini bağlayın.

DC motor B'nin ilk terminali

DC motor B'nin ikinci terminali

L298N sürücü motorunun sahip olduğu pin sayısı kullanımı zor gibi gösteriyor. Ancak, aslında oldukça kolaydır ve bunu, her iki motorumuzun da dönüş yönünü kontrol etmek için kullandığımız, işleyen bir örnekle kanıtlayalım.

PICO'yu motor sürücüsüne aşağıdaki gibi bağlayın "yukarıdaki diyagramı bulacaksınız":

• In1 → D0
• In2 → D1
• In3 → D2
• In4 → D3

Motorun yönü, her çift In1/2 ve In3/4 sürücü pinleri arasında bir YÜKSEK ve DÜŞÜK mantık değeri gönderilerek kontrol edilir. Örneğin, In1'e YÜKSEK ve In2'ye DÜŞÜK gönderirseniz motorun bir yönde dönmesine neden olur ve DÜŞÜK'ü In1'e ve YÜKSEK'i In2'ye gönderirseniz motoru ters yönde döndürür. Ancak, aynı YÜKSEK veya DÜŞÜK sinyallerini aynı anda hem In1 hem de In2'ye gönderirseniz, motorlar duracaktır.

PICO'nun GND'sini pilin GND'sine bağlamayı unutmayın ve Enable A ve Enable B jumper'larını çıkarmayın.

Bu örneğin kodunu da yukarıda bulacaksınız.

Adım 3: L298N Sürücü Modülüne PWM Ekleme

Artık motorlarımızın dönüş yönünü kontrol edebiliyoruz. Ancak, onlara alabilecekleri maksimum gücü veren sabit bir voltaj kaynağımız olduğu için hızlarını hala kontrol edemiyoruz. Ve bunu yapmak için her iki motorunuzu da kontrol etmek için iki PWM pinine ihtiyacınız var. Ne yazık ki, PICO'nun sadece 1 PWM çıkışı var, bunu PCA9685 OWM modülünü kullanarak genişletmemiz gerekiyor ve bu harika modül PWM'nizi 1'den 16'ya genişletebilir!

PCA9685 Pin Çıkışları:

1. VCC → Bu, maksimum 3-5v ile mantık gücünüzdür.
2. GND → Devreyi tamamlamak için negatif pin GND'ye bağlanmalıdır.
3. V+ → Bu pin harici bir güç kaynağından gelen gücü dağıtır, öncelikle büyük miktarda akıma ihtiyaç duyan ve harici bir güç kaynağına ihtiyaç duyan motorlarda kullanılır.
4. SCL → PICO'nun SCL'sine bağladığınız seri saat pimi.
5. SDA → PICO'nun SDA'sına bağladığınız seri veri pini.
6. OE → Çıkış etkinleştirme pimi, bu pimin aktifi DÜŞÜK'tür, yani pim DÜŞÜK olduğunda tüm çıkışlar etkinleştirilir ve YÜKSEK olduğunda tüm çıkışlar devre dışı bırakılır. Bu, varsayılan DÜŞÜK çekilerek isteğe bağlı bir pimdir.

PCA9685 PWM modülü, diğerlerinden bağımsız olarak kontrol edebileceğiniz kendi V+, GND ve PWM sinyaline sahip 16 PWM çıkışına sahiptir. Her PWM 25mA akımı kaldırabilir, bu yüzden dikkatli olun.

Şimdi motorlarımızın hızını ve yönünü kontrol etmek için PCA9685 modülünü kullandığımız kısım geliyor ve PICO'yu PCA9685 ve L298N modüllerine şu şekilde bağlıyoruz:

PICO'dan PCA9685'e:

1. D2 (PICO) SDA (PCA9685)
2. D3 (PICO) SCL (PCA9685)

PCA9685 ila L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), A motorunun yönünü kontrol etmek için
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), A motorunun yönünü kontrol etmek için
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), motor B'nin yönünü kontrol etmek için
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), motor B'nin yönünü kontrol etmek için
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N), motor A'nın hızını kontrol eden PWM sinyalini göndermek için.
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), motor B'nin hızını kontrol eden PWM sinyalini göndermek için.

Yukarıda ekli tüm bu parçaların kodunu bulacaksınız.

Adım 4: Hat İzleyici Sensörünü Kullanma

Hat izleyici oldukça basittir. Bu sensör, siyah beyazda olduğu gibi, aralarındaki kontrasta bağlı olarak iki yüzeyi ayırt etme özelliğine sahiptir.

Hat izleyici sensörü, IR LED ve fotodiyot olmak üzere iki ana parçaya sahiptir. LED'den IR ışığı yayarak ve fotodiyota geri gelen yansımaları okuyarak renkleri söyleyebilir, ardından fotodiyot, yansıyan ışığa bağlı olarak bir voltaj değeri verir (ışık "parlak" bir yüzey için YÜKSEK değer ve DÜŞÜK değer). karanlık bir yüzey için).

Hat izleyicinin pin çıkışları:

1. A0: bu analog çıkış pinidir ve analog giriş okuması istiyorsak kullanırız (0-1023)
2. D0: Bu dijital çıkış pinidir ve dijital giriş okuması istiyorsak kullanırız (0-1)
3. GND: Bu topraklama pimidir ve onu PICO'nun GND pimine bağlarız.
4. VCC: Bu güç pinidir ve onu PICO'nun VCC pinine (5v) bağlarız.
5. Potansiyometre: Sensörün hassasiyetini kontrol etmek için kullanılır.

Çizgi izleyici sensörünü, siyah bir çizgi algıladığında bir LED'i açan basit bir programla test edelim ve sensör okumasını Seri Monitör'de yazdırırken beyaz bir yüzey algıladığında LED'i kapatalım.

Bu testin kodunu yukarıda ekli olarak bulacaksınız.

Adım 5: Her Şeyi Bir Araya Getirmek

Yapmamız gereken son şey, her şeyi bir araya getirmek. Hepsini ayrı ayrı test ettik ve hepsi beklendiği gibi çalışıyor.

PICO, PCA9685 ve L298N modüllerini oldukları gibi bağlı tutacağız. Ardından mevcut kurulumumuza çizgi izleyen sensörleri ekliyoruz ve bu şu şekilde:

1. VCC (tüm hat izleme sensörleri) → VCC (PICO)
2. GND (tüm hat izleme sensörleri) → GND (PICO)
3. D0 (Sağ hat izleyici sensörü) → A0 (PICO)
4. D0 (Merkez hattı izleyici sensörü) → A1 (PICO)
5. D0 (Sol hat izleyici sensörü) → A2 (PICO)

Bu, arabanızı kontrol edecek ve bizim durumumuzda beyaz bir arka plan üzerinde siyah bir çizgi izlemesini söyleyecek son koddur.