Simpleng Line Follower Vehicle Circuit gamit ang Op Amps

Ipinapaliwanag ng artikulo ang isang simpleng circuit ng sasakyan ng tagasunod sa linya, na kilala rin bilang linya ng tracker na sasakyan, na gumagamit lamang ng ilang mga amp amp at ilang iba pang mga bahagi, nang hindi gumagamit ng kumplikadong Arduino o microcontrollers.

Ano ang isang Line Follower Vehicle

Ang isang linya ng tagasunod na sasakyan ay isang uri ng Awtomatikong Pinatnubayan na Sasakyan (AGV) na tumatakbo sa pamamagitan ng pagtuklas ng isang puting linya na iginuhit o naka-embed sa lupa. Ang senyas mula sa mga detektor ay nag-uutos sa mga de-motor na gulong na awtomatikong lumiko at ayusin alinsunod sa linya, na nagbibigay ng isang impression na ang sasakyan ay sumusunod sa linya. Samakatuwid ang tagasunod sa linya ng pangalan.

Talaga ang mga detektor ay nasa anyo ng mga resistors ng larawan tulad ng LDRs o mga detektor ng ilaw na semiconductors tulad ng mga diode ng larawan o photo transistors .

Ang isang pares ng mga tulad mga detektor ng ilaw ay ginagamit na tuklasin ang sumasalamin na ilaw mula sa puting linya at lumipat ng isang transistorized circuit o op amp based na mga kumpare, na siya namang kinokontrol ang mga motor ng gulong ng sasakyan upang magmaniobra alinsunod sa mga liko at kurba ng puting linya sa lupa.

Paggamit ng Mga Paghahambing sa Window

Sa iminungkahing circuit ng sasakyan ng tagasunod na linya, gumamit kami ng ilang op amp kumpara ay umaakit sa mga motor sa gawa sa pagbabalanse.

Ang mga op amp ay ginagawang window sharers . Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, inihambing ng isang kumpara sa bintana ang input signal mula sa mga detector na may dalawang matinding sanggunian sa boltahe na bumubuo sa mga threshold ng 'window'. Hangga't ang antas ng pag-input ng signal ay nasa loob ng mga 'threshold' na sangguniang 'window', ang output ng parehong op amp ay nagpapanatili ng mataas na lohika sa kanilang mga output.

Gayunpaman, sa isang kaganapan ang input signal ay may kaugaliang tumawid sa mga threshold ng sanggunian, ang nauugnay na op amp output ay nagiging mababa, na nagreresulta sa mga kalaban na output mula sa mga op amp. Ang kawalan ng timbang na ito ay nagtutulak sa mga aparatong output upang iwasto ang sitwasyon sa pamamagitan ng paglipat ng mga pag-load nang naaangkop.

Paano Gumagana ang Circuit

Sumangguni sa circuit diagram ng linya ng tagasunod sa sasakyan sa ibaba, maaari naming makita ang dalawang mga amp amp na naka-configure bilang mga kumpara sa window.

Ang mga op amp ay maaaring mula sa IC LM358 o LM324

Ang itaas na op amp ay wired upang makontrol ang itaas na limitasyon ng threshold, habang ang mas mababang op amp ay konektado upang makontrol ang mas mababang limitasyon ng threshold.

Ang inverting input ng op amp A1 at non-inverting input ng op amp A2 ay naka-clamp na may nakapirming boltahe ng sanggunian

Ang non-inverting input ng op amp A1, at ang invert ng input ng op amp A2 ay nakatali at ginagamit para sa pandama ng mga pagkakaiba-iba sa input signal mula sa mga light detector.

Ang dalawang Light Dependent Resistors, LDR1 at LDR2 na kumikilos tulad ng mga light sensitibong aparato ay nakaposisyon bilang mga light detector, tulad na natanggap nila ang nakalantad na ilaw mula sa puting linya na pantay sa kanila.

Hangga't ang ilaw sa LDRs ay sapat na mataas at pare-pareho, ang pin3 ng A1 ay mananatiling mas mataas kaysa sa pin2 nito, dahil ang LDR1 ay nakakabit na may positibong linya. Ito ay sanhi ng output nito upang maging mataas.

Gayundin, ang pin6 ng A2 ay gaganapin na mas mababa kaysa sa pin5 nito dahil sa koneksyon ng LDR2 sa ground line, at pinapagana nito ang output ng A2 na manatiling mataas.

Sa madaling salita, kapag ang LDRs ay pare-parehong naiilawan, ang mga hindi inververt (+) na mga input ng parehong mga op amp ay gaganapin mas mataas kaysa sa kanilang invertting (-) mga input na sanhi ng kanilang mga output na mataas.

Sa parehong mataas na output, pinapanatili ng mga drayber ng transistor ang magkatulad na mga motor na tumatakbo nang pantay, na tumutugon sa sasakyan na maayos na tumakbo sa isang tuwid na linya.

Paano Sinusundan ng Sasakyan ang Linya

Kapag nakatagpo ang isang linya ng puting curve, ang isa sa mga LDR ay lumihis mula sa linya na nagdudulot ng pagkakaiba sa ilaw sa puntong A ng circuit. Kasunod nito ay sanhi ng nauugnay na output ng amp amp upang bumaba at isang pansamantalang paghinto ng nauugnay na motor.

Sa sitwasyong ito, pinipilit ng ibang panig na motor na may pagpapatakbo pa rin ang sasakyan na lumiko patungo sa baluktot na anggulo ng linya, na ibabalik ang may kulay na LDR sa naiilaw na rehiyon ng puting linya. Kapag nangyari ito kapwa ang mga motor ay muling naging pagpapatakbo na nagbibigay-daan sa sasakyan na tumakbo nang normal.

Ang nasa itaas na awtomatikong ON / OFF na paglipat sa kaliwa / kanang motor bilang tugon sa mga pagkakaiba-iba ng ilaw mula sa baluktot na puting mga linya ay pinipilit ang sasakyan na panatilihin ang pagsasaayos at pagmamaniobra alinsunod sa puting linya.

Paano Bumuo ng Sasakyan

Sa isa sa aking naunang mga post natutunan namin kung paano a simpleng remote control na sasakyan maaaring maitayo gamit ang isang pares lamang ng mga motor na nakakabit sa likurang gilid ng isang hugis-parihaba na board, at pares ng mga dummy wheel sa harap na gilid ng board.

Para din sa iminungkahing circuit ng sasakyan ng tagasunod na linya, gumagamit kami ng katulad na konstruksyon para sa sasakyan, tulad ng ipinakita sa itaas na pigura.

Ang pag-aayos ay mukhang simple, ang likurang gulong ay nakakabit sa mga motor na kinokontrol ng mga driver ng transistor sa mga output ng op amp.

Kapag ang sasakyan ay lumihis mula sa linya, ang pagkakaiba sa antas ng ilaw sa mga LDR ay papatayin ang isa sa mga op amp, na humihinto sa nauugnay na motor.

Pinipilit nito ang kabaligtaran na motor na may pagpapatakbo, upang lumiko patungo sa gilid ng huminto na motor, ibig sabihin kung ang kaliwang bahagi ng motor ay preno, mapipilitang lumiko ang sasakyan patungo sa kaliwa, inaayos ang linya ng baluktot, sa parehong direksyon.

Iminumungkahi din nito na ang kaliwa / kanang pagsasama ng motor sa mga output ng op amp ay dapat na naaangkop na gawin na ang direksyon ng baluktot ng linya at ang motor na hinihinto ay nasa parehong bahagi ng sasakyan.

Paano Posisyon ang mga LDR

Dahil ang dalawang LDRs (LDR1 at LDR2) ay dapat na maunawaan ang sumasalamin na ilaw mula sa puting linya nang pantay, ang kanilang oryentasyon ay dapat na patayo sa haba ng linya, tulad ng ipinakita sa ibaba.

Dito, ipinapalagay namin ang sasakyan na tumatakbo mula pakanan hanggang kaliwa, sumusunod sa isang nakalatag na linya sa parehong landas.

Ang kabuuang lapad ng LDR ay dapat na mahulog sa loob ng lapad ng linya.

Ang mga LDR at ang LED ay dapat na mai-install sa ibabang ibabaw ng sasakyan, at mas mabuti sa likurang bahagi, sa ilalim lamang ng likuran ng gulong.

Ang ipinahiwatig na LED ay isang puting LED na may isang serye ng 1K risistor. Dapat itong nakaposisyon malapit sa mga LDR at sa gitna, na tinitiyak na ang ilaw mula sa LDR ay hindi direktang maabot ang mga LDR, sa halip na ang ilaw ay dapat na maabot ang mga LDR sa pamamagitan ng pagmuni-muni mula sa puting linya sa ilalim nila.

Mga Detalye ng Motor

Ang mga motor ay maaaring maging anumang permanenteng magnet na brush na uri, ngunit dapat itong nilagyan ng gear box upang matiyak na ang paggalaw ng sasakyan ay naaangkop na mabagal at matatag.

Ang rating ng kuryente ng motor ay dapat na ayon sa pagkarga na dapat dalhin ng sasakyan. Maaari itong masubukan sa pamamagitan ng ilang praktikal na eksperimento.

Paano Mag-set up

Upang mai-set up ang circuit ng sasakyan ng tagasunod na linya na ito, kakailanganin mong ayusin ang isang maliit na guhit ng puting linya na ipininta sa isang patag na ibabaw, o isang puting tape na natigil sa patag na ibabaw.

Iposisyon ang system (nang walang gulong) sa linya, tulad ng ipinahiwatig sa nakaraang diagram, tulad ng LDRs at ang LED wastong nababagay sa loob ng lapad ng linya.

Lumipat sa ON power, ang puting LED ay dapat na maliwanagan ang lugar sa ilalim nito ng maliwanag. Ayusin ang dalawang mga preset hanggang ang parehong mga motor ay nakabukas ON nang sabay-sabay.

Ngayon ilipat ang unit nang bahagya sa kanan upang ang LDR1 ay lumipat mula sa puting linya.

Dapat huminto ang kaliwang motor. Kung hindi nito ayusin ang P1 hanggang sa tumigil ang kaliwang motor.

Susunod, ilipat ang bahagyang yunit sa kaliwa upang ang LDR2 ay lumipat mula sa puting linya. Dapat itong ihinto ang kanang bahagi ng motor. Kung hindi nito ayusin ang 10k preset hanggang ang kanang bahagi ng motor ay tumigil lamang.

Makukumpleto nito ang mga naka-set up na pamamaraan at ngayon ay maaari mong mai-install ang mga gulong sa mga motor at gamitin ang gabay na sasakyan na ito upang awtomatikong sundin ang isang inilatag na track sa lupa.

White Line vs Itim na Linya

Ang iminungkahing sistema ng sasakyan ng tagasunod na linya ay batay sa isang puting linya na naka-embed sa lupa, sa halip na isang itim na linya. Ang bentahe ng paggamit ng isang puting linya sa halip na isang itim na linya ay ang mga sumusunod:

Ang puting linya ay mukhang mas matikas at disente kumpara sa itim na linya.

Ang tagasunod sa linya na batay sa puting linya ay maaaring gumana kahit sa kabuuang kadiliman o malabo na mga ilaw sa paligid. Karaniwang nangangailangan ng mga disenyo ng ilaw na ilaw na ilaw na nangangailangan ng isang panlabas na pag-iilaw upang mapanatili ang pagpapatakbo ng sasakyan.

Ang isang puting linya batay sa AGV ay gumagana nang mas tumpak anuman ang kulay ng tile, maliban sa mga tile na labis na puti o katumbas ng kulay ng puting linya.

Ang pag-convert sa Sasakyan sa isang Tagasunod sa Itim na Linya

Sa kabila ng mga kalamangan sa itaas, kung mas gusto ng gumagamit ang sasakyan na sundin ang isang itim na linya, kung gayon ang sistema ay madaling mabago upang gawin ito sa pamamagitan ng ilang mabilis na pagbabago sa iminungkahing disenyo.

Ang gumagamit ay upang palitan o palitan lamang ang mga koneksyon ng input pin ng mga op amp sa mga preset, at alisin ang LED na nauugnay sa LDRs.