Line follower jak sama nazwa wskazuje jest to robot podążający za linią. Większość tego typu konstrukcji opisanych w internecie działa w oparciu o mikroprocesory, co wymaga umiejętności programowania. Ja jednak pokaże jak zbudować takiego robota bez mikrokontrolera. Wadą tego rozwiązania jest mniejsza czułość na linie co powoduje ,że robot czasem ją gubi. Jednak zmniejszenie prędkości powinno usunąć ten niepożądany efekt, dlatego przy wyborze silników do line followera BEAM (czyli bez mikroprocesora) powinniśmy zwrócić uwagę na to aby silniki nie były zbyt szybkie. W moim przypadku jest to około 6 cm/s. Ogólnie czym mniejszą zastosujemy prędkość tym robot będzie w stanie pokonywać bardziej skomplikowane trasy. Bardzo ważnym aspektem przy jego budowie jest także przekładnia, którą należy wykonać samodzielnie, ale najlepiej kupić silnik z gotową przekładnią.Interesującą alternatywą dla silników są serwa modelarskie które po przeróbce działają jak silniki z przekładniami.W przyszłości pokażę jak je przerobić samodzielnie. Teraz postaram się wyjaśnić zasadę działania lien followera. Rolę oczu pełnią u niego dwa czujniki odbiciowe CNY70. Składają się one z fototranzystora i diody ir.
Czujniki rozmieszczone są tak jak na powyższym rysunku. Jak widać pomiędzy nimi znajduje się linia. Lewy czujnik odpowiada za lewy silni a prawy czujnik za prawy. Gdy CNY70 znajdują się nad białym podłożem wówczas dwa silniki pracują natomiast, gdy któryś z nich wjedzie na czarną linie, wtedy jeden z silników przestanie działać i robot jadąc tylko jednym z nich będzie dążył do powrotu na linie. W wypadku sytuacji pokazanej powyżej robot będzie jechał do przodu dopóki natrafi lewym czujnikiem na linie. wtedy wyłączy się jego lewy silnik, a więc zacznie skręcać w lewo.
1. Dwa silniki lub serwa- najlepiej z przekładniami
2. Koszyczek na baterie - rodzaj zależy od zastosowanych silników (np. dla silników 6v należy zastosować koszyczek 4xAAA lub 4xAA)
3.Koła do silników.
4.2 czujniki CNY70
5.Plexa lub płyta CD
6.Cyna
7. Przewody
8. 2 tranzystory BC337
Kolejność czynności:
1.Zaczynamy od budowy podwozia. To jaki będzie miał kształt zależy od wielkości i rodzaju kupionych silników.Dobrym materiałem na początek jest pleksa. Przede wszystkim decyduje o tym łatwość jej obróbki.
Z plekxy należy wyciąć (ja to zrobiłem za pomocą lutownicy transformatorowej) podwozie robota. w moim przypadku jest to koło. Innym rozwiązaniem jest użycie płyty CD jako podwozia.
2. Przyklejamy silniki do podwozia. Do tego celu używam zazwyczaj dowolnego kleju na bazie cyjanoakrylu np. popularną "kropelkę" . Najłatwiej jest to zrobić gdy silniki mają kształt zbliżony do prostopadłościanu.Tutaj przewagę mają serwa, gdyż wszystkie mają taki kształt. Niestety przeważająca część silników jest "walcowata" .Ja skłonny byłbym ich starać się ich unikać, ze względu na kłopoty przy montażu w prowizorycznych konstrukcjach.
3.Przykręcamy koła do silników. Niektóre firmy np.Wobit oferują silniki do, których można kupić specjalnie przeznaczone koła. Tak też i ja zrobiłem. Wówczas takie koła przykręca się za pomocą dołączonej do zestawu śruby imbusowej, dlatego powinniśmy zaopatrzyć się też w zestaw kluczy imbusowych. W przypadku serw znów sprawa jest ułatwiona, ponieważ w komplecie otrzymujemy zestaw orczyków i wkrętów za pomocą których możemy przytwierdzić serwo do koła. Według mnie w wypadku serwa koła można zrobić , choćby z nakrętek od słoików i porostu przykręcić te nakrętki do wcześniej wspomnianego orczyka.
4.Czujniki jak już wcześniej pisałem to transoptory odbiciowe CNY70. Zasada jego działania opiera się na emisji światła podczerwonego i odbieraniu go przez fototranzytor. Aby prawidłowo je podłączyć należy umieć odróżnić fototranzystor od diody ir. Otóż fototranzystor to ten czarny ,a dioda jest niebieska. Powyżej zamieszczony rysunek pochodzi z noty katalogowej tego czujnika. Przy podłączaniu go należy zwrócić uwagę na dwa wcięcia po dwóch bokach jego obudowy. Dodatkowo zaznaczyłem także po której stronie powinna znaleźć się dioda ir( niebieska) a po której fototranzystor (czarny). Czujniki powinniśmy przytwierdzić do podwozia w ten sposób ,aby znajdowały się maksymalnie w odległości 5mm od podłoża. Inaczej nie będą wstanie prawidłowo odróżniać barwy białej od czarnej, a tym samym odpowiednio interpretować kształt linii.
Aby przymocować czujniki do podłoża wywierciłem w podwoziu robota 4 otwory o średnicy 1mm . W każdym z otworów umieściłem jedną nóżkę transoptora. Całość przykleiłem kropelką.Dokładniej sposób w jaki to zrobiłem można zobaczyć na wyżej zamieszczonych zdjęciach.
5. Należy teraz wszystko zlutować według powyżej narysowanego schematu. Został on zaprojektowany przeze mnie samemu i jest maksymalnie uproszczony. Nie ma tu bowiem diód prostowniczych i dodatkowych rezystorów przy fototranzystorach. Problem może sprawdzić tutaj podłączenie tranzystorów, dlatego na schemacie obok jego symbolu zamieściłem rysunek z oznaczonymi nóżkami.Zadaniem tranzystorów jest wzmocnienie sygnału z fototranzystorów. Sposób podłączenia diód i fototranzystora także ma znaczenie. Należy tu skorzystać z rysunku nad punktem 4 i podłączyć transoptory zgodnie ze schematem. Natomiast rezystory nie są spolaryzowane biegunowo ,czyli kolejność biegunów podłączenia nie ma tu znaczenia. Ze względu na niski stopień skomplikowania tego układu proponuje zlutować go w sposób "na pająka" , czyli bez użycia płytek uniwersalnych, ale po prostu element do elementu.
Do lutowania warto zaopatrzyć się w cienką cynę z topnikiem. Lutując najpierw przykładamy grot lutownicy do końcówek elementów , które zamierzamy zlutować, a gdy będą już nagrzane dokładamy cynę ,nie odrywając grotu. Dopiero po chwili odrywamy grot z powrotem.Jak to mój kolega z forum elektronicznego ujął "bynajmniej doświadczenie przy lutowaniu rynien tu nie wystarczy". Starajcie się także podczas lutowania nie dotykać bezpośrednio obudowy elementów - szczególnie czujników ,gdyż może to spowodować uszkodzenie danego półprzewodnika i spowodować nie mały problem przy ewentualnym szukaniu przyczyny nie działania układu.
6. Jeżeli układ, który zbudowaliśmy nie działa to na 90% jest to wina tzw. zimnych lutów , które wynikają z braku doświadczenia w lutowaniu. Zimne luty nie przewodzą prądu dlatego można je wykryć za pomocą multimetru. Ustawiamy pokrętło multimetru na symbol diody półprzewodnikowej. Następnie przykładamy bieguny multimetru do dwóch elementów zlutowanych ze sobą w sposób pokazany na powyższym rysunku.Jeśli wskazanie wyświetlacza nie uległo zmianie to znaczy , że to miejsce nie przewodzi prądu, a więc mamy do czynienia z zimnym lutem.Jeśli po sprawdzeniu wszystkich połączonych miejsc nie znaleźliśmy zimnego lutu to problem może leżeć w błędnym połączeniu elementów do siebie (niezgodnie ze schematem).Jeśli problem dalej będzie się utrzymywał proponuje zmontowanie wszystkiego na płytce stykowej i sprawdzeniu czy działa. Mam jednak nadzieję ,że budowa mojego robota uda wam się bez większych problemów.
Świetny artykuł:)
OdpowiedzUsuńPodrawiam:)