Robô seguidor de linha usando arduino

O robô seguidor de linha é um robô muito simples que segue uma linha, seja uma linha preta ou uma linha branca. Esses tipos de robôs são muito simples de construir e costumam ser a primeira escolha para iniciantes que estão começando com a robótica. Basicamente, existem dois tipos de robôs seguidores de linha: um é um seguidor de linha preta que segue a linha preta e o segundo é um seguidor de linha branca que segue a linha branca. O seguidor de linha realmente sente a linha e a segue. Embora a ideia pareça simples, com um pouco mais de desenvolvimento, robôs semelhantes a este são praticamente usados em muitas aplicações, como robôs de gerenciamento de chão de fábrica ou robôs de depósito.

Conceitos de seguidor de linha

O conceito de trabalho do seguidor de linha está relacionado à luz. Usamos aqui o comportamento da luz nas superfícies pretas e brancas. Quando a luz incide sobre uma superfície branca, ela é quase totalmente refletida e, no caso de uma superfície preta, a luz é completamente absorvida. Este comportamento da luz é usado na construção de um robô seguidor de linha.

Neste robô seguidor de linha baseado em Arduino, usamos Transmissores IR e receptores IR também chamados de fotodiodos. Eles são usados para enviar e receber luz. IR transmite luzes infravermelhas. Quando os raios infravermelhos incidem sobre a superfície branca, eles são refletidos de volta e capturados por fotodiodos que geram algumas mudanças de voltagem. Quando a luz infravermelha incide sobre uma superfície preta, a luz é absorvida pela superfície preta e nenhum raio é refletido de volta, portanto, o fotodíodo não recebe luz ou raios. Aqui neste robô seguidor de linha do Arduino, quando o sensor detecta a superfície branca, o Arduino obtém 1 como entrada e quando detecta a linha preta, o Arduino obtém 0 como entrada.

Como o robô seguidor de linha é um projeto interessante para iniciantes, também o construímos usando diferentes placas de desenvolvimento além do Arduino, você também pode verificá-los usando o link abaixo se estiver interessado

Robô seguidor de linha usando o microcontrolador 8051
Robô seguidor de linha usando Raspberry Pi
Seguidor de linha baseado no Texas MSP430 Launchpad
Seguidor de linha simples usando microcontrolador PIC
Seguidor de linha usando microcontrolador ATmega16 AVR

Explicação do circuito

Todo o robô seguidor de linha do Arduino pode ser dividido em 3 seções: seção de sensor, seção de controle e seção de driver.

Seção do sensor:

Esta seção contém diodos IR, potenciômetro, Comparador (Op-Amp) e LEDs. O potenciômetro é usado para definir a tensão de referência em um terminal do comparador e os sensores IR são usados para detectar a linha e fornecer uma mudança na tensão no segundo terminal do comparador. Em seguida, o comparador compara as duas tensões e gera um sinal digital na saída. Aqui neste circuito seguidor de linha, usamos dois comparadores para dois sensores. LM 358 é usado como um comparador. O LM358 incorpora dois amplificadores operacionais de baixo ruído.

Seção de controle:

O Arduino Pro Mini é utilizado para controlar todo o processo do robô seguidor de linha. As saídas dos comparadores são conectadas aos pinos digitais 2 e 3 do Arduino. O Arduino lê esses sinais e envia comandos ao circuito do driver para o seguidor da linha de transmissão.

Seção do motorista:

A seção do driver consiste em driver de motor e dois motores DC. O driver do motor é usado para acionar motores porque o Arduino não fornece tensão e corrente suficientes para o motor. Portanto, adicionamos um circuito acionador de motor para obter tensão e corrente suficientes para o motor. O Arduino envia comandos para este driver de motor e, em seguida, aciona os motores.

Trabalho de robô seguidor de linha usando Arduino

Construir um robô seguidor de linha usando o Arduino é interessante. O robô seguidor de linha detecta uma linha preta usando um sensor e envia o sinal ao Arduino. Então, o Arduino aciona o motor de acordo com a saída dos sensores.

Aqui neste projeto, estamos usando dois módulos de sensor IR, ou seja, o sensor esquerdo e o sensor direito. Quando os sensores esquerdo e direito detectam branco, o robô se move para frente.

Se o sensor esquerdo vier em uma linha preta, o robô vira para o lado esquerdo.

Se o sensor correto detectar a linha preta, o robô vire para o lado direito até que os dois sensores cheguem à superfície branca. Quando a superfície branca chega, o robô começa a se mover para frente novamente.

Se os dois sensores estiverem na linha preta, o robô para.

Diagrama de circuito

O diagrama de circuito completo para o robô seguidor de linha Arduino é mostrado na imagem acima. Como você pode ver, a saída dos comparadores é conectada diretamente aos pinos digitais 2 e 3 do Arduino. E os pinos 2, 7, 10 e 15 do driver do motor são conectados aos pinos digitais 4, 5, 6 e 7 do Arduino, respectivamente. E um motor é conectado ao pino de saída dos drivers de motor 3 e 6 e outro motor é conectado aos pinos 11 e 14.

Explicação do programa

No programa, em primeiro lugar, definimos o pino de entrada e saída e, em seguida, em loop, verificamos as entradas e enviamos a saída de acordo com as entradas para o pino de saída do motor de acionamento. Para verificar o pino de entrada, usamos declarações “if”. O código completo do robô seguidor de linha pode ser encontrado na parte inferior desta página.

Existem quatro condições nesta linha seguindo o robô que lemos usando o Arduino. Usamos dois sensores: o sensor esquerdo e o sensor direito.

Entrada	Resultado	Movimento De robô
Sensor Esquerdo	Sensor Direito	Motor Esquerdo	Motor Direito
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Pare
0	1	1	0	0	0	Vire à direita
1	0	0	0	1	0	Vire a esquerda
1	1	1	0	1	0	frente

Escrevemos o código seguidor de linha do Arduino de acordo com as condições mostradas na tabela acima.

Componentes Requeridos

Arduino

Em nosso Projeto, utilizamos um microcontrolador para controlar todo o processo do sistema que é o ARDUINO. Arduino é um hardware de código aberto e muito útil para o desenvolvimento de projetos. Existem muitos tipos de arduino como Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad etc. disponíveis no mercado. Aqui, usamos o arduino pro mini neste projeto, pois o arduino pro mini é pequeno e, portanto, compatível com breadboard. Para gravar o código do arduino do robô seguidor de linha, usamos um gravador FTDI.

Motorista L293D

L293D é um driver de motor IC que possui dois canais para acionar dois motores. O L293D tem dois pares de transistores Darlington embutidos para amplificação de corrente e um pino de fonte de alimentação separado para fornecer alimentação externa aos motores.

Módulo IR:

O Módulo IR é um circuito sensor que consiste em um par de LED / fotodiodo IR, potenciômetro, LM358, resistores e LED. O sensor de infravermelho transmite luz infravermelha e o fotodiodo recebe a luz infravermelha.

Fonte de energia

Eu adicionei um regulador de tensão para obter 5 volts para o Arduino, comparador e driver do motor. E uma bateria de 9 volts é usada para alimentar o circuito.