Robot seguidor de línea usando arduino

El robot seguidor de línea es un robot muy simple que sigue una línea, ya sea una línea negra o una línea blanca. Este tipo de robots son muy simples de construir y suelen ser la primera opción para los principiantes que se están iniciando en la robótica. Básicamente, hay dos tipos de robots seguidores de línea: uno es un seguidor de línea negra que sigue la línea negra y el segundo es un seguidor de línea blanca que sigue a la línea blanca. El seguidor de línea en realidad siente la línea y la sigue. Aunque la idea suena simple, con un poco más de desarrollo, los robots similares a este se utilizan prácticamente en muchas aplicaciones, como robots de gestión de planta o robots de almacén.

Conceptos de seguidor de línea

El concepto de trabajo del seguidor de línea está relacionado con la luz. Usamos aquí el comportamiento de la luz en las superficies blancas y negras. Cuando la luz incide sobre una superficie blanca, se refleja casi por completo y, en el caso de una superficie negra, la luz se absorbe por completo. Este comportamiento de la luz se utiliza en la construcción de un robot seguidor de línea.

En este robot seguidor de línea basado en Arduino, hemos utilizado transmisores y receptores de infrarrojos también llamados fotodiodos. Se utilizan para enviar y recibir luz. IR transmite luces infrarrojas. Cuando los rayos infrarrojos caen sobre la superficie blanca, se reflejan y son captados por fotodiodos que generan algunos cambios de voltaje. Cuando la luz IR incide sobre una superficie negra, la luz es absorbida por la superficie negra y no se reflejan los rayos, por lo que el fotodiodo no recibe luz ni rayos. Aquí, en este robot seguidor de línea Arduino, cuando el sensor detecta la superficie blanca, Arduino obtiene 1 como entrada y cuando detecta la línea negra, Arduino obtiene 0 como entrada.

Dado que el robot Line follower es un proyecto interesante para principiantes, también lo hemos construido utilizando diferentes placas de desarrollo además de Arduino, también puede consultarlas usando el enlace a continuación si está interesado

• Robot seguidor de línea con microcontrolador 8051
• Robot seguidor de línea con Raspberry Pi
• Seguidor de línea basado en Texas MSP430 Launchpad
• Seguidor de línea simple con microcontrolador PIC
• Seguidor de línea con microcontrolador ATmega16 AVR

Explicación del circuito

Todo el robot seguidor de línea Arduino se puede dividir en 3 secciones: sección de sensor, sección de control y sección de controlador.

Sección del sensor:

Esta sección contiene diodos IR, potenciómetro, comparador (amplificador operacional) y LED. El potenciómetro se usa para configurar el voltaje de referencia en un terminal del comparador y los sensores IR se usan para detectar la línea y proporcionar un cambio de voltaje en el segundo terminal del comparador. Luego, el comparador compara ambos voltajes y genera una señal digital en la salida. Aquí, en este circuito seguidor de línea, hemos utilizado dos comparadores para dos sensores. LM 358 se utiliza como comparador. El LM358 tiene incorporados dos amplificadores operacionales de bajo ruido.

Sección de control:

Arduino Pro Mini se utiliza para controlar todo el proceso del robot seguidor de línea. Las salidas de los comparadores están conectadas a los pines digitales números 2 y 3 de Arduino. Arduino lee estas señales y envía comandos al circuito del controlador al seguidor de la línea de transmisión.

Sección del conductor:

La sección del controlador consta de un controlador de motor y dos motores de CC. El controlador de motor se utiliza para impulsar motores porque Arduino no suministra suficiente voltaje y corriente al motor. Entonces agregamos un circuito de controlador de motor para obtener suficiente voltaje y corriente para el motor. Arduino envía comandos a este controlador de motor y luego impulsa motores.

Funcionamiento del robot seguidor de línea usando Arduino

Construir un robot seguidor de línea usando Arduino es interesante. El robot seguidor de línea detecta una línea negra usando un sensor y luego envía la señal a Arduino. Luego, Arduino impulsa el motor de acuerdo con la salida de los sensores.

Aquí, en este proyecto, estamos utilizando dos módulos de sensor de infrarrojos, a saber, el sensor izquierdo y el sensor derecho. Cuando los sensores izquierdo y derecho detectan el blanco, el robot avanza.

Si el sensor izquierdo aparece en una línea negra, el robot gira el lado izquierdo.

Si el sensor derecho detecta una línea negra, entonces el robot gira hacia el lado derecho hasta que ambos sensores lleguen a la superficie blanca. Cuando aparece la superficie blanca, el robot comienza a avanzar nuevamente.

Si ambos sensores aparecen en la línea negra, el robot se detiene.

Diagrama de circuito

El diagrama de circuito completo para el robot seguidor de línea arduino se muestra en la imagen de arriba. Como puede ver, la salida de los comparadores está conectada directamente al pin digital número 2 y 3 de Arduino. Y el pin de entrada 2, 7, 10 y 15 del controlador del motor está conectado al pin digital número 4, 5, 6 y 7 de Arduino respectivamente. Y un motor está conectado en el pin de salida de los controladores de motor 3 y 6 y otro motor está conectado en el pin 11 y 14.

Explicación del programa

En el programa, en primer lugar, definimos el pin de entrada y salida, y luego, en el bucle, verificamos las entradas y los envíos de salida de acuerdo con las entradas al pin de salida del motor impulsor. Para verificar el pin de entrada usamos declaraciones "if". El código completo del robot seguidor de línea se puede encontrar en la parte inferior de esta página.

Hay cuatro condiciones en esta línea siguiendo al robot que leemos usando Arduino. Hemos utilizado dos sensores, a saber, el sensor izquierdo y el sensor derecho.

Entrada	Salida	Movimiento De robot
Sensor izquierdo	Sensor derecho	Motor Izquierdo	Motor derecho
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	0	0	0	0	Detener
0	1	1	0	0	0	Girar a la derecha
1	0	0	0	1	0	Girar a la izquierda
1	1	1	0	1	0	Adelante

Escribimos el código seguidor de línea de arduino de acuerdo con las condiciones que se muestran en la tabla anterior.

Componentes requeridos

Arduino

En nuestro Proyecto, hemos utilizado un microcontrolador para controlar todo el proceso del sistema que es ARDUINO. Arduino es un hardware de código abierto y muy útil para el desarrollo de proyectos. Hay muchos tipos de arduino como Arduino UNO, arduino mega, arduino pro mini, Lilypad, etc. disponibles en el mercado. Aquí hemos utilizado arduino pro mini en este proyecto ya que arduino pro mini es pequeño y, por lo tanto, compatible con la placa de pruebas. Para grabar el código arduino del robot seguidor de línea hemos utilizado un quemador FTDI.

Controlador de motor L293D

L293D es un controlador de motor IC que tiene dos canales para impulsar dos motores. L293D tiene dos pares Darlington de transistores incorporados para amplificación de corriente y un pin de fuente de alimentación separado para proporcionar suministro externo a los motores.

Módulo IR:

El módulo IR es un circuito de sensor que consta de un par de LED / fotodiodo IR, potenciómetro, LM358, resistencias y LED. El sensor de infrarrojos transmite luz infrarroja y el fotodiodo recibe la luz infrarroja.

Fuente de alimentación

He agregado un regulador de voltaje para obtener 5 voltios para Arduino, comparador y controlador de motor. Y se utiliza una batería de 9 voltios para alimentar el circuito.