Litar Kenderaan Follower Simple Line menggunakan Op Amps

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Artikel ini menerangkan litar kenderaan pengikut garis sederhana, juga dikenali sebagai kenderaan pelacak lini, dengan hanya menggunakan beberapa op op dan beberapa komponen lain, tanpa menggunakan Arduino atau mikrokontroler yang kompleks.

Apa itu Line Follower Vehicle

Kenderaan pengikut garis adalah bentuk Kenderaan Berpandu Automatik (AGV) yang berjalan dengan mengesan garis putih yang dilukis atau tertanam di tanah. Sinyal dari pengesan memerintahkan roda bermotor untuk berpusing dan menyesuaikan secara automatik sesuai dengan garis, memberikan kesan bahawa kenderaan mengikuti garis. Oleh itu pengikut garis nama.



Pada dasarnya pengesan dalam bentuk perintang foto seperti LDR atau pengesan cahaya semikonduktor seperti diod foto atau transistor foto .

Beberapa seperti itu pengesan cahaya digunakan yang mengesan cahaya yang dipantulkan dari garis putih dan menukar litar transistor atau pembanding berdasarkan op amp, yang seterusnya mengawal motor roda kenderaan ke manuver sesuai dengan belokan dan lekukan garis putih di tanah.



Menggunakan Pembanding Tingkap

Dalam litar kenderaan pengikut garis yang dicadangkan, kami telah menggunakan beberapa pembanding op amp melibatkan motor ke dalam tindakan pengimbangan.

Op amp dipasang sebagai tingkap pembahagi . Seperti namanya, pembanding tetingkap membandingkan isyarat input dari pengesan dengan dua rujukan voltan melampau yang merupakan ambang 'tingkap'. Selagi tahap isyarat input berada di ambang rujukan 'window' ini, output kedua-dua op amp ini mengekalkan logik tinggi di seluruh output mereka.

Namun, jika sinyal input cenderung melintasi ambang rujukan, output op amp yang relevan menjadi rendah, sehingga menghasilkan output yang bertentangan dari op amp. Ketidakseimbangan ini mendorong peranti output untuk memperbaiki keadaan dengan menukar beban dengan tepat.

Bagaimana Litar Berfungsi

Merujuk kepada gambarajah litar kenderaan pengikut baris di bawah, kita dapat melihat dua op amp dikonfigurasi sebagai pembanding tetingkap.

Op amp boleh dari IC LM358 atau LM324

Op amp bahagian atas dikabelkan untuk mengawal had ambang atas, sementara amp op bawah disambungkan untuk mengawal had ambang bawah.

Input pembalikan op amp A1 dan input tidak terbalik op amp A2 dijepit dengan voltan rujukan tetap

Input pembalikan op amp A1, dan input terbalik op amp A2 diikat bersama dan digunakan untuk merasakan variasi dalam isyarat input dari pengesan cahaya.

Dua Perintang Bergantung Cahaya, LDR1 dan LDR2 yang bertindak seperti peranti sensitif cahaya diposisikan sebagai pengesan cahaya, sehingga mereka menerima cahaya yang dipantulkan dari garis putih secara seragam pada mereka.

Selagi cahaya pada LDR cukup tinggi dan seragam, pin3 dari A1 tetap lebih tinggi daripada pin2nya, kerana LDR1 dilekatkan dengan garis positif. Ini menyebabkan outputnya tinggi.

Begitu juga, pin6 dari A2 dipegang lebih rendah daripada pin5nya kerana sambungan LDR2 dengan garis bawah, dan ini memungkinkan output A2 tetap tinggi.

Dengan kata lain, apabila LDR menyala secara seragam, input tidak terbalik (+) kedua-dua op op dipegang lebih tinggi daripada input terbalik (-) menyebabkan outputnya menjadi tinggi.

Dengan kedua-dua output yang tinggi, pemandu transistor memastikan motor masing-masing berjalan seragam, yang membolehkan kenderaan berjalan lancar melalui garis lurus.

Bagaimana Kenderaan Mengikuti Laluan

Apabila garis putih melengkung ditemui, salah satu LDR menyimpang dari garis menyebabkan perbezaan cahaya pada titik A litar. Ini seterusnya menyebabkan output op amp yang relevan menjadi rendah dan berhenti seketika dari motor yang berkaitan.

Dalam keadaan ini, motor sisi lain yang masih beroperasi memaksa kenderaan untuk berpusing ke arah sudut lenturan garis, yang membawa LDR yang berlorek kembali ke kawasan yang diterangi garis putih. Apabila ini berlaku, kedua-dua motor kembali beroperasi sehingga kenderaan dapat berjalan seperti biasa.

Peralihan ON / OFF automatik di atas melintasi motor kiri / kanan sebagai tindak balas terhadap variasi cahaya dari garis putih lenturan memaksa kenderaan untuk terus menyesuaikan diri dan manuver sesuai dengan garis putih.

Cara Membina Kenderaan

Dalam salah satu catatan saya yang terdahulu, kami mengetahui bagaimana a kenderaan kawalan jauh sederhana dapat dibina hanya dengan menggunakan beberapa motor yang terpasang pada tepi belakang papan segi empat, dan sepasang roda dummy di tepi depan papan.

Untuk litar kenderaan pengikut garis yang dicadangkan juga, kami menggunakan pembinaan yang serupa untuk kenderaan, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Susunannya kelihatan sangat sederhana, roda belakang dipasang dengan motor yang dikendalikan oleh pemacu transistor di seluruh output op amp.

Apabila kenderaan menyimpang dari garis, perbezaan tahap cahaya pada LDR mematikan salah satu op op, menghentikan motor yang berkaitan.

Ini memaksa motor sebelah bertentangan yang beroperasi, untuk berpusing ke arah sisi motor terhenti, yang bermaksud jika motor sebelah kiri dipatahkan, kenderaan akan dipaksa untuk membelok ke kiri, menyesuaikan diri dengan garis lentur, pada arah yang sama.

Ini juga menunjukkan bahawa penyatuan motor kiri / kanan dengan output op amp harus dilakukan dengan tepat sehingga arah lenturan garis dan motor yang dihentikan berada di sisi kenderaan yang sama.

Cara Menempatkan LDR

Oleh kerana kedua LDR (LDR1 dan LDR2) seharusnya merasakan cahaya yang dipantulkan dari garis putih secara seragam, orientasi mereka harus tegak lurus dengan panjang garis, seperti yang ditunjukkan di bawah.

Di sini, kami menganggap kenderaan akan berjalan dari kanan ke kiri, mengikuti garis yang ditentukan di jalan yang sama.

Lebar total LDR harus berada dalam lebar garis.

LDR dan LED harus dipasang di permukaan bawah kenderaan, dan lebih baik di bahagian belakang, tepat di bawah set roda belakang.

LED yang ditunjukkan adalah LED putih dengan perintang seri 1K. Ia mesti diposisikan dekat dengan LDR dan di pusat, memastikan bahawa cahaya dari LDR tidak sampai langsung ke LDR, sebaliknya cahaya harus sampai ke LDR dengan pantulan dari garis putih di bawahnya.

Spesifikasi Motor

Motornya boleh menjadi jenis magnet kekal yang disikat, tetapi harus dilengkapi dengan kotak gear untuk memastikan pergerakan kenderaan perlahan dan stabil.

Peringkat kuasa motor mestilah mengikut beban yang sepatutnya dibawa oleh kenderaan. Ini dapat diuji melalui beberapa eksperimen praktikal.

Cara Menyiapkan

Untuk memasang litar kenderaan pengikut garis ini, anda perlu menyusun jalur kecil garis putih yang dicat di permukaan rata, atau pita putih yang tersangkut di permukaan rata.

Posisikan sistem (tanpa roda) di atas garis, seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah sebelumnya, sehingga LDR dan LED dilaraskan dengan betul di dalam lebar garis.

Hidupkan kuasa, LED putih harus menerangi kawasan di bawahnya dengan terang. Atur kedua-dua pratetap sehingga kedua motor dihidupkan secara serentak.

Sekarang pindahkan unit sedikit ke kanan sehingga LDR1 bergerak keluar dari garisan putih.

Motor kiri harus berhenti. Sekiranya tidak, maka sesuaikan P1 sehingga motor kiri berhenti.

Seterusnya, gerakkan unit sedikit ke kiri sehingga LDR2 bergerak keluar dari garis putih. Ini mesti menghentikan motor sebelah kanan. Sekiranya tidak, maka tetapkan pratetap 10k sehingga motor sebelah kanan berhenti.

Ini akan melengkapkan prosedur pemasangan dan sekarang anda boleh memasang roda pada motor dan menggunakan kenderaan dipandu ini untuk secara automatik mengikuti landasan yang diletakkan di atas tanah.

Garis Putih vs Garis Hitam

Sistem kenderaan pengikut garis yang dicadangkan didasarkan pada garis putih yang tertanam di atas tanah, bukannya garis hitam. Kelebihan menggunakan garis putih dan bukannya garis hitam adalah seperti berikut:

Garis putih kelihatan lebih elegan dan baik berbanding garis hitam.

Pengikut garis berasaskan garis putih dapat berfungsi walaupun dalam kegelapan total atau lampu ambien yang redup. Reka bentuk berdasarkan cahaya yang rendah biasanya memerlukan pencahayaan luaran untuk memastikan kenderaan tetap beroperasi.

AGV berasaskan garis putih berfungsi dengan lebih tepat tanpa mengira warna jubin, kecuali jubin yang sangat putih atau setara dengan warna garis putih.

Menukar Kenderaan menjadi Pengikut Garis Hitam

Walaupun terdapat kelebihan di atas, jika pengguna lebih suka kenderaan mengikuti garis hitam, maka sistem dapat dengan mudah diubah untuk melakukannya melalui beberapa modifikasi cepat dalam rancangan yang dicadangkan.

Pengguna hanya untuk menukar atau menukar sambungan pin input op op dengan preset, dan mengeluarkan LED yang berkaitan dengan LDR.




Sebelumnya: Litar UPS 50 Watt Sine Wave Seterusnya: Diterangkan Litar Elektronik Asas - Panduan Permulaan untuk Elektronik