Robot pengikut garis menggunakan raspberry pi

Seperti yang kita semua ketahui, Raspberry Pi adalah platform Membangun yang hebat berdasarkan mikropemproses ARM. Dengan kekuatan komputasi dan pilihan pengembangan yang tinggi, ia dapat menghasilkan keajaiban di kalangan penggemar elektronik atau pelajar. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai Raspberry Pi dan cara kerjanya, mari kita cuba membuat Robot Line Follower menggunakan Raspberry Pi.

Sekiranya anda berminat dengan robotik maka anda semestinya sangat akrab dengan nama " Line Follower Robot ". Robot ini mampu mengikuti garis, hanya dengan menggunakan sepasang sensor dan motor. Mungkin tidak cekap menggunakan mikropemproses yang kuat seperti Raspberry Pi untuk membina robot sederhana. Tetapi, robot ini memberi anda ruang untuk pengembangan yang tidak terbatas dan robot seperti Kiva (robot gudang Amazon) adalah contoh untuk ini. Anda juga boleh memeriksa Robot Pengikut Line kami yang lain:

Line Follower Robot menggunakan 8051 Microcontroller
Line Follower Robot menggunakan Arduino

Bahan yang Diperlukan:

Raspberry Pi 3 (mana-mana model mesti berfungsi)
Sensor IR (2Nos)
Motor Gear DC (2Nos)
Pemandu Motor L293D
Chaises (Anda juga boleh membina kadbod anda sendiri)
Power bank (Mana-mana sumber kuasa yang ada)

Konsep Pengikut Talian

Line Follower Robot dapat mengesan garis dengan bantuan sensor IR. Sensor ini mempunyai pemancar IR dan penerima IR. Pemancar IR (LED LED) menghantar cahaya dan Penerima (Photodiode) menunggu cahaya yang dipancarkan kembali. Lampu IR akan kembali hanya jika dipantulkan oleh permukaan. Manakala, semua permukaan tidak memantulkan cahaya IR, hanya permukaan warna putih yang dapat memantulkannya sepenuhnya dan permukaan warna hitam akan sepenuhnya memerhatikannya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Ketahui lebih lanjut mengenai modul sensor IR di sini.

Sekarang kita akan menggunakan dua sensor IR untuk memeriksa apakah robot berada di landasan dengan garisan dan dua motor untuk membetulkan robot jika bergerak keluar dari landasan. Motor ini memerlukan arus yang tinggi dan harus dua arah; oleh itu kami menggunakan modul pemandu motor seperti L293D. Kami juga memerlukan peranti komputasi seperti Raspberry Pi untuk mengarahkan motor berdasarkan nilai dari sensor IR. Gambarajah blok ringkas yang sama ditunjukkan di bawah.

Kedua-dua sensor IR ini akan diletakkan satu di kedua-dua sisi talian. Sekiranya tidak ada sensor yang mengesan garis hitam, PI mengarahkan motor bergerak ke hadapan seperti yang ditunjukkan di bawah

Sekiranya sensor kiri datang pada garis hitam maka PI mengarahkan robot untuk membelok ke kiri dengan memutar roda kanan sahaja.

Sekiranya sensor kanan datang pada garis hitam maka PI mengarahkan robot untuk membelok ke kanan dengan memutar roda kiri sahaja.

Sekiranya kedua-dua sensor berada pada garis hitam, robot akan berhenti.

Dengan cara ini Robot akan dapat mengikuti garis tanpa keluar dari trek. Sekarang mari kita lihat bagaimana bentuk litar dan Kod.

Gambarajah dan Penjelasan Litar Robot Follower Robot Raspberry Pi:

Gambarajah litar lengkap untuk Robot Follower Raspberry Pi Line ini ditunjukkan di bawah

Seperti yang anda lihat, litar ini melibatkan dua sensor IR dan sepasang motor yang disambungkan ke Raspberry pi. Litar lengkap dikuasakan oleh Mobile Power bank (diwakili oleh bateri AAA di litar di atas).

Oleh kerana perincian pin tidak disebutkan pada Raspberry Pi, kami perlu mengesahkan pin menggunakan gambar di bawah

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, pin sudut kiri atas PI adalah pin + 5V, kami menggunakan pin + 5V ini untuk menghidupkan sensor IR seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar (kabel merah). Kemudian kami menyambungkan pin ground ke ground sensor IR dan Motor Driver modul menggunakan wayar hitam. The wayar kuning digunakan untuk menyambung pin output sensor 1 dan 2 untuk pin GPIO dan 3 masing-masing.

Untuk memandu Motor, kita memerlukan empat pin (A, B, A, B). Empat pin ini dihubungkan dari GPIO14,4,17 dan 18 masing-masing. Kawat jingga dan putih bersama-sama membentuk sambungan untuk satu motor. Oleh itu, kita mempunyai dua pasang sedemikian untuk dua motor.

Motor disambungkan ke modul Pemacu Motor L293D seperti yang ditunjukkan dalam gambar dan modul pemacu dikuasakan oleh power bank. Pastikan landasan power bank disambungkan ke ground Raspberry Pi, hanya sambungan anda yang akan berfungsi.

Memprogram Raspberry PI anda:

Setelah selesai dengan pemasangan dan sambungan robot anda akan kelihatan seperti ini.

Sekarang, inilah masanya untuk memprogram bot kami dan menjalankannya. Kod lengkap untuk bot ini terdapat di bahagian bawah tutorial ini. Ketahui lebih lanjut mengenai Program dan jalankan kod di Raspberry Pi di sini. Garis-garis penting dijelaskan di bawah

Kami akan mengimport fail GPIO dari perpustakaan, fungsi di bawah ini membolehkan kita memprogram pin GPIO PI. Kami juga mengganti nama menjadi "GPIO" menjadi "IO", jadi dalam program setiap kali kami ingin merujuk pada pin GPIO, kami akan menggunakan kata 'IO'.

import RPi.GPIO sebagai IO

Kadang-kadang, apabila pin GPIO, yang cuba kita gunakan, mungkin melakukan beberapa fungsi lain. Sekiranya demikian, kami akan menerima amaran semasa menjalankan program. Perintah di bawah ini memberitahu PI untuk mengabaikan amaran dan meneruskan program.

Peringatan IO (Salah)

Kita boleh merujuk pin GPIO PI, sama ada dengan nombor pin di papan atau dengan nombor fungsinya. Seperti 'PIN 29' di papan adalah 'GPIO5'. Oleh itu, kami katakan di sini sama ada kami akan mewakili pin di sini dengan '29' atau '5'.

IO.setmode (IO.BCM)

Kami menetapkan 6 pin sebagai pin input / output. Dua pin pertama adalah pin input untuk membaca sensor IR. Empat yang berikutnya adalah pin output yang mana dua pertama digunakan untuk mengawal motor kanan dan dua yang berikutnya untuk motor kiri.

IO.setup (2, IO.IN) #GPIO 2 -> IR kiri IO.setup (3, IO.IN) #GPIO 3 -> IR kanan keluar IO.setup (4, IO.OUT) #GPIO 4 - > Terminal 1 Motor A IO.setup (14, IO.OUT) #GPIO 14 -> Motor 1 terminal B IO.setup (17, IO.OUT) #GPIO 17 -> Terminal Kiri Motor A IO.setup (18, IO.OUT) #GPIO 18 -> Terminal Kiri Motor B

Sensor IR mengeluarkan "Benar" jika berada di atas permukaan putih. Selagi kedua-dua sensor mengatakan Benar, kita boleh bergerak maju.

if (IO.input (2) == True dan IO.input (3) == True): # kedua-dua putih bergerak ke hadapan IO.output (4, True) # 1A + IO.output (14, False) # 1B- IO.output (17, Betul) # 2A + IO. output (18, Salah) # 2B-

Kita harus membelok ke kanan jika sensor IR pertama muncul di atas garis hitam. Ini dilakukan dengan membaca sensor IR dan jika keadaan puas, kita menghentikan motor kanan dan memutar motor kiri sahaja seperti yang ditunjukkan dalam kod di bawah

elif (IO.input (2) == False and IO.input (3) == True): # belok kanan IO.output (4, True) # 1A + IO.output (14, True) # 1B- IO.output (17, Betul) # 2A + IO. Output (18, Salah) # 2B-

Kita harus membelok ke kiri jika sensor IR kedua muncul di atas garis hitam. Ini dilakukan dengan membaca sensor IR dan jika keadaan berpuas hati kita menghentikan motor kiri dan memutar motor kanan sahaja seperti yang ditunjukkan dalam kod di bawah

elif (IO.input (2) == True dan IO.input (3) == False): #pusing kiri IO.output (4, True) # 1A + IO.output (14, False) # 1B- IO.output (17, Betul) # 2A + IO. Output (18, Benar) # 2B-

Sekiranya kedua-dua sensor itu berada di atas garis hitam, ini bermakna robot harus berhenti. Ini dapat dilakukan dengan menjadikan kedua-dua terminal motor menjadi benar seperti yang ditunjukkan pada kod di bawah

yang lain: #stay still IO.output (4, True) # 1A + IO.output (14, True) # 1B- IO.output (17, True) # 2A + IO.output (18, True) # 2B-

Pengikut Raspberry Pi Line dalam Tindakan:

Muat naik kod python untuk pengikut baris ke Raspberry Pi anda dan jalankan. Kami memerlukan bekalan kuasa mudah alih, bank kuasa dalam kes ini menjadi berguna oleh itu saya telah menggunakan yang sama. Yang saya gunakan dilengkapi dengan dua port USB jadi saya telah digunakan untuk menghidupkan PI dan yang lain untuk Power Motor Driver seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Sekarang semua yang perlu anda lakukan adalah menyediakan trek warna hitam anda sendiri dan melepaskan bot anda di atasnya. Saya telah menggunakan pita Penebat warna hitam untuk membuat trek yang boleh anda gunakan bahan warna hitam apa pun, tetapi pastikan warna tanah anda tidak gelap.

Kerja bot yang lengkap boleh didapati di video yang diberikan di bawah. Harap anda memahami projek ini dan menikmati pembinaannya. Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan, hantarkannya di bahagian komen di bawah.