כיצד לבנות שורה פשוטה בעקבות הרובוט עם ארדואינו

היציאה לפרויקט רובוטיקה יכולה להיות מרגשת וחינוכית כאחד, במיוחד כשאתה בונה משהו מוחשי כמו רובוט עוקב קו. תוך שימוש בארדואינו, אחד מבקרי המיקרו הפופולריים ביותר, הופך את התהליך לנגיש אפילו למתחילים. במדריך זה אנו נלך אותך דרך השלבים ליצירת רובוט פשוט העוקב אחר קו שיכול לנווט בנתיב באופן אוטונומי.

חומרים שתצטרך

• Arduino uno - מוח הרובוט שלך.
• מודול נהג מנוע (L298N) - לשלוט במנועים.
• מנועי DC עם גלגלים - לתנועה.
• שִׁלדָה - המסגרת להחזקת כל הרכיבים.
• מודול חיישני קו (למשל, QRE1113) - כדי לאתר את הקו.
• חבילת סוללה - מקור כוח לרובוט.
• חוטי מגשר - לחיבורים.
• קרש לחם - לחיבורי אבות -טיפוס.
• ברגים, אגוזים וברגים - להרכיב את השלדה.

שלב 1: הרכבת השלדה

השלדה משמשת כבסיס לרובוט שלך. התחל על ידי חיבור מנועי DC לשלדה באמצעות ברגים ואגוזים. ודא שהמנועים קבועים היטב כדי למנוע תנועה כלשהי במהלך הפעולה. חבר את הגלגלים לפירים המנועיים ומקם את חבילת הסוללה ואת ארדואינו על השלדה. וודא שכל הרכיבים מתאימים היטב ונמצאים בהישג יד לחיווט.

שלב 2: חיווט המנועים

חבר את מנועי DC למודול מנהל ההתקן של המנוע (L298N). הנהג המנוע משמש כממשק בין הארדואינו למנועים, ומאפשר לארדואינו לשלוט על מהירות המנוע והכיוון מבלי להעמיס יתר על המידה.

// Connect motor A
const int motorA_EN = 9;
const int motorA_IN1 = 7;
const int motorA_IN2 = 8;

// Connect motor B
const int motorB_EN = 10;
const int motorB_IN3 = 5;
const int motorB_IN4 = 6;

void setup() {
  // Motor A
  pinMode(motorA_EN, OUTPUT);
  pinMode(motorA_IN1, OUTPUT);
  pinMode(motorA_IN2, OUTPUT);
  
  // Motor B
  pinMode(motorB_EN, OUTPUT);
  pinMode(motorB_IN3, OUTPUT);
  pinMode(motorB_IN4, OUTPUT);
}

שלב 3: חיבור חיישן הקו

חיישן הקו מגלה את הניגודיות בין הקו למשטח. בדרך כלל, לחיישנים אלה נוריות LED ופוטודיודות אינפרא אדום כדי לאתר משטחים המשקפים. חבר את ה- VCC של החיישן ו- GND ל- 5V ו- GND של Arduino בהתאמה. סיכות הפלט של החיישן יהיו מחוברות לסיכות הדיגיטליות או האנלוגיות של Arduino על בסיס סוג החיישן.

// Line sensor pins
const int sensorLeft = A0;
const int sensorRight = A1;

void setup() {
  pinMode(sensorLeft, INPUT);
  pinMode(sensorRight, INPUT);
}

שלב 4: כתיבת קוד Arduino

קוד Arduino יקרא את ערכי החיישן וישלח על המנועים בהתאם כדי לעקוב אחר הקו. להלן דוגמה פשוטה לאופן בו הקוד עשוי להיראות:

// Define motor pins
const int motorA_EN = 9;
const int motorA_IN1 = 7;
const int motorA_IN2 = 8;
const int motorB_EN = 10;
const int motorB_IN3 = 5;
const int motorB_IN4 = 6;

// Define sensor pins
const int sensorLeft = A0;
const int sensorRight = A1;

// Threshold for line detection
const int threshold = 500;

void setup() {
  // Initialize motor pins
  pinMode(motorA_EN, OUTPUT);
  pinMode(motorA_IN1, OUTPUT);
  pinMode(motorA_IN2, OUTPUT);
  
  pinMode(motorB_EN, OUTPUT);
  pinMode(motorB_IN3, OUTPUT);
  pinMode(motorB_IN4, OUTPUT);
  
  // Initialize sensor pins
  pinMode(sensorLeft, INPUT);
  pinMode(sensorRight, INPUT);
  
  // Start serial communication for debugging
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int leftSensor = analogRead(sensorLeft);
  int rightSensor = analogRead(sensorRight);
  
  Serial.print("Left: ");
  Serial.print(leftSensor);
  Serial.print(" | Right: ");
  Serial.println(rightSensor);
  
  if (leftSensor > threshold && rightSensor > threshold) {
    // Move forward
    moveForward();
  }
  else if (leftSensor < threshold && rightSensor > threshold) {
    // Turn right
    turnRight();
  }
  else if (leftSensor > threshold && rightSensor < threshold) {
    // Turn left
    turnLeft();
  }
  else {
    // Stop
    stopMovement();
  }
}

void moveForward() {
  digitalWrite(motorA_IN1, HIGH);
  digitalWrite(motorA_IN2, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN3, HIGH);
  digitalWrite(motorB_IN4, LOW);
  
  analogWrite(motorA_EN, 200);
  analogWrite(motorB_EN, 200);
}

void turnRight() {
  digitalWrite(motorA_IN1, HIGH);
  digitalWrite(motorA_IN2, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN3, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN4, LOW);
  
  analogWrite(motorA_EN, 200);
  analogWrite(motorB_EN, 0);
}

void turnLeft() {
  digitalWrite(motorA_IN1, LOW);
  digitalWrite(motorA_IN2, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN3, HIGH);
  digitalWrite(motorB_IN4, LOW);
  
  analogWrite(motorA_EN, 0);
  analogWrite(motorB_EN, 200);
}

void stopMovement() {
  digitalWrite(motorA_IN1, LOW);
  digitalWrite(motorA_IN2, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN3, LOW);
  digitalWrite(motorB_IN4, LOW);
  
  analogWrite(motorA_EN, 0);
  analogWrite(motorB_EN, 0);
}

שלב 5: הפעלת הרובוט

לאחר ביצוע כל החיבורים, חבר את חבילת הסוללה שלך לארדואינו ולנהג המנוע. ודא שהקוטביות נכונה כדי למנוע נזק לרכיבים. זה נוהג טוב לבחון את הקשרים עם מולטימטר לפני שהם מפעילים.

בדיקה וכיול

לאחר ההפעלה, הניחו את הרובוט שלכם על משטח עם קו ברור (למשל, סרט שחור על נייר לבן). שימו לב כיצד זה מתנהג וביצעו התאמות נחוצות. יתכן שתצטרך לצבוט את סף החיישן או להתאים את המהירות על ידי שינוי ערכי PWM בקוד כדי להשיג ביצועים אופטימליים.

טיפים להצלחה

• להבטיח חיבורים יציבים: חוטים רופפים יכולים לגרום להתנהגות לסירוגין. השתמש בלוח לחם לצורך אבות -טיפוס ושקול חיבורי הלחמה למערך קבוע.
• השתמש בחיישני איכות: חיישני קו אמינים יכולים לשפר משמעותית את ביצועי הרובוט שלך.
• כיול את החיישנים שלך: משטחים ותנאי תאורה שונים יכולים להשפיע על קריאות חיישנים. כיול את הספים שלך בהתאם.
• אופטימיזציה של קוד: קוד יעיל מבטיח זמני תגובה מהירים. וודא כי אין עיכובים מיותרים בלולאה שלך.

שיפורים ולמידה נוספת

לאחר שבנית בהצלחה רובוט בסיסי בעקבות קו, שקול להוסיף תכונות נוספות כדי לשפר את היכולות שלו:

• איתור צומת: אפשר לרובוט שלך לקבל החלטות בצמתים.
• בקרת מהירות: יישם התאמות מהירות דינאמית על בסיס קלט חיישנים.
• שליטה אלחוטית: הוסף מודולי Bluetooth או Wi-Fi כדי לשלוט ברובוט שלך מרחוק.
• הימנעות מכשולים: שילוב חיישנים קוליים כדי לנווט סביב מכשולים.

בניית רובוט עוקב אחר קו עם ארדואינו היא דרך פנטסטית לצלול לעולם הרובוטיקה ומערכות משובצות. זה מלמד אותך מושגים בסיסיים כמו שילוב חיישנים, שליטה מוטורית וקבלת החלטות בזמן אמת. בעזרת סבלנות וניסויים, תוכלו להרחיב את הפרויקט הבסיסי הזה לרובוט מורכב ומסוגל יותר. בניין שמח!