PICO के साथ लाइन फॉलोअर रोबोट: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

इससे पहले कि आप एक ऐसा रोबोट बनाने में सक्षम हों जो सभ्यता को समाप्त कर सके, जैसा कि हम जानते हैं, और मानव जाति को समाप्त करने में सक्षम है। आपको सबसे पहले साधारण रोबोट बनाने में सक्षम होना चाहिए, जो जमीन पर खींची गई रेखा का अनुसरण कर सकते हैं, और यह वह जगह है जहां आप हम सभी को समाप्त करने की दिशा में अपना पहला कदम उठाएंगे >।<

सबसे पहले, रोबोट का अनुसरण करने वाली एक पंक्ति एक रोबोट है जो जमीन पर एक रेखा का अनुसरण करने में सक्षम है, और यह रेखा आमतौर पर एक सफेद पृष्ठभूमि पर खींची गई एक काली रेखा होती है या इसके विपरीत; और ऐसा इसलिए है क्योंकि रोबोट के लिए काले और सफेद जैसे अत्यधिक विपरीत रंगों के बीच अंतर बताना आसान है। जहां रोबोट अपने रंग के आधार पर अपना कोण बदलता है।

आपूर्ति

1. पिको

2. टू-व्हील ड्राइव रोबोट चेसिस, जिसमें निम्नलिखित हैं:

   • एक्रिलिक चेसिस
   • पहियों और एन्कोडर के साथ 2 डीसी मोटर
   • धातु गतिरोध के साथ ढलाईकार पहिया
   • 4 चैनल बैटरी धारक
   • कुछ पेंच और नट
   • चालु / बंद स्विच
3. L298N मोटर चालक मॉड्यूल
4. 2 लाइन ट्रैकर सेंसर
5. 7.4 वी बैटरी

चरण 1: डीसी मोटर्स की तैयारी

आप इस प्रोजेक्ट को आसान बनाने के लिए टू-व्हील-ड्राइव "2WD" चेसिस का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि यह आपकी खुद की चेसिस बनाने में समय और मेहनत बचाता है। परियोजना के इलेक्ट्रॉनिक्स पर ध्यान केंद्रित करने के लिए आपको अधिक समय देना।

आइए डीसी मोटर्स से शुरू करें, क्योंकि आप सेंसर की रीडिंग के आधार पर अपने रोबोट की गति और दिशा को नियंत्रित करने के लिए मोटर्स का उपयोग करने जा रहे हैं। पहली बात यह है कि मोटर्स की गति को नियंत्रित करना शुरू करना है, जो कि इनपुट वोल्टेज के सीधे आनुपातिक है, जिसका अर्थ है कि आपको गति बढ़ाने के लिए वोल्टेज बढ़ाना होगा और इसके विपरीत।

पीडब्लूएम "पल्स चौड़ाई मॉडुलन" तकनीक नौकरी के लिए आदर्श है, क्योंकि यह आपको अपने इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस (मोटर) पर जाने वाले औसत मूल्य को समायोजित और अनुकूलित करने की अनुमति देती है। और यह डिजिटल सिग्नल "हाई" और "लो" का उपयोग करके एनालॉग वैल्यू बनाने के लिए काम करता है, बहुत तेज दर से 2 सिग्नल के बीच बारी-बारी से। जहां "एनालॉग" वोल्टेज पीडब्लूएम अवधि के दौरान मौजूद डिजिटल हाई से डिजिटल लो सिग्नल के बीच के प्रतिशत पर निर्भर करता है।

कृपया ध्यान दें कि हम PICO को सीधे मोटर से नहीं जोड़ सकते, क्योंकि मोटर को न्यूनतम 90mA की आवश्यकता होती है जिसे PICO के पिन द्वारा नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, और इसीलिए हम L298N मोटर ड्राइवर मॉड्यूल का उपयोग करते हैं, जो हमें दोनों को भेजने की क्षमता देता है। मोटर्स के लिए पर्याप्त करंट और इसकी ध्रुवता को बदलें।

अब, इन चरणों का पालन करते हुए, मोटर के प्रत्येक टर्मिनल में एक तार मिलाप करें:

1. मोटर के टर्मिनल पर थोड़ी मात्रा में मिलाप फ्यूज करें
2. वायर टिप को मोटर टर्मिनल के ऊपर रखें और इसे सोल्डरिंग आयरन से तब तक गर्म करें जब तक कि टर्मिनल पर सोल्डर पिघल कर तार से जुड़ न जाए, फिर सोल्डरिंग आयरन को हटा दें और कनेक्शन को ठंडा होने दें।
3. दोनों मोटरों के शेष टर्मिनलों के साथ पिछले चरणों को दोहराएं।

चरण 2: L298N मोटर चालक मॉड्यूल का उपयोग करना

L298N मोटर चालक मोटर में PICO से आने वाले सिग्नल को बढ़ावा देने और इससे गुजरने वाली धारा की ध्रुवीयता को बदलने की क्षमता है। आपको उस गति और दिशा दोनों को नियंत्रित करने देता है जिस पर आपकी मोटरें घूमती हैं।

L298N पिन आउट्स

1. डीसी मोटर ए का पहला टर्मिनल
2. डीसी मोटर ए का दूसरा टर्मिनल
3. जहाज पर 5v नियामक जम्पर। यदि आप 12v से अधिक के मोटर आपूर्ति वोल्टेज को जोड़ रहे हैं, तो इस जम्पर को हटा दें, ताकि वोल्टेज नियामक कठोर न हो।
4. मोटर आपूर्ति वोल्टेज में। अधिकतम 35v है, और यदि आप 12v से अधिक का उपयोग कर रहे हैं तो वोल्टेज नियामक को हटाना न भूलें।
5. जीएनडी
6. 5 वी आउटपुट। यह आउटपुट वोल्टेज नियामक से आता है यदि यह अभी भी जुड़ा हुआ है, और यह आपको अपने पीआईसीओ को मोटर के समान स्रोत से बिजली देने की क्षमता देता है।
7. डीसी मोटर ए सक्षम जम्पर। यदि यह जम्पर जुड़ा है, तो मोटर आगे या पीछे पूरी गति से चलेगी। लेकिन, अगर आप गति को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो बस जम्पर को हटा दें और इसके बजाय पीडब्लूएम पिन कनेक्ट करें।
8. In1, यह करंट की ध्रुवता को नियंत्रित करने में मदद करता है, और इस प्रकार, मोटर A के लिए रोटेशन की दिशा।
9. 2 में, यह वर्तमान की ध्रुवीयता को नियंत्रित करने में मदद करता है, और इस प्रकार, मोटर ए के लिए रोटेशन की दिशा।

10. 3 में, यह वर्तमान की ध्रुवीयता को नियंत्रित करने में मदद करता है, और इस प्रकार, मोटर बी के लिए रोटेशन की दिशा।

11. 4 में, यह वर्तमान की ध्रुवीयता को नियंत्रित करने में मदद करता है, और इस प्रकार, मोटर बी के लिए रोटेशन की दिशा।
12. डीसी मोटर बी सक्षम जम्पर। यदि यह जम्पर जुड़ा है, तो मोटर आगे या पीछे पूरी गति से चलेगी। लेकिन, अगर आप गति को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो बस जम्पर को हटा दें और इसके बजाय पीडब्लूएम पिन कनेक्ट करें।

डीसी मोटर बी का पहला टर्मिनल

डीसी मोटर बी का दूसरा टर्मिनल

L298N ड्राइवर मोटर में जितने पिन हैं, उसका उपयोग करना मुश्किल लगता है। लेकिन, यह वास्तव में काफी आसान है, और यह साबित करते हैं कि एक कार्यशील उदाहरण के साथ, जहां हम इसका उपयोग अपने दोनों मोटर्स की रोटेशन दिशा को नियंत्रित करने के लिए करते हैं।

PICO को मोटर चालक से इस प्रकार कनेक्ट करें "आपको ऊपर चित्र मिलेगा":

• In1 → D0
• In2 → D1
• In3 → D2
• In4 → D3

प्रत्येक युगल In1/2 और In3/4 ड्राइवर पिन के बीच एक उच्च और निम्न तर्क मान भेजकर मोटर की दिशा को नियंत्रित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप उच्च को In1 और LOW से In2 भेजते हैं तो यह मोटर को एक दिशा में घुमाता है और LOW से In1 और उच्च से In2 भेजने से मोटर विपरीत दिशा में घूमती है। लेकिन, यदि आप एक ही समय में In1 और In2 दोनों को समान उच्च या निम्न सिग्नल भेजते हैं, तो मोटरें बंद हो जाएंगी।

बैटरी के GND के साथ PICO के GND को कनेक्ट करना न भूलें, और सक्षम A और सक्षम B जंपर्स को न निकालें।

आपको इस उदाहरण का कोड ऊपर भी मिलेगा।

चरण 3: PWM को L298N ड्राइवर मॉड्यूल में जोड़ना

अब हम अपने मोटर्स की रोटेशन दिशा को नियंत्रित कर सकते हैं। लेकिन, हम अभी भी उनकी गति को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं, क्योंकि हमारे पास एक निरंतर वोल्टेज स्रोत है जो उन्हें अधिकतम शक्ति दे रहा है जो वे ले सकते हैं। और ऐसा करने के लिए, आपको अपने दोनों मोटरों को नियंत्रित करने के लिए दो PWM पिन की आवश्यकता है। दुर्भाग्य से आप, PICO में केवल 1 PWM आउटपुट है, जिसे हमें PCA9685 OWM मॉड्यूल का उपयोग करके विस्तारित करने की आवश्यकता है, और यह अद्भुत मॉड्यूल आपके PWM को 1 से 16 तक बढ़ा सकता है!

PCA9685 पिनआउट्स:

1. VCC → यह आपकी तर्क शक्ति है, अधिकतम 3-5v के साथ।
2. GND → सर्किट को पूरा करने के लिए ऋणात्मक पिन को GND से जोड़ा जाना चाहिए।
3. V+ → यह पिन बाहरी शक्ति स्रोत से आने वाली शक्ति को वितरित करता है, इसका मुख्य रूप से उन मोटरों के साथ उपयोग किया जाता है जिन्हें बड़ी मात्रा में करंट की आवश्यकता होती है और बाहरी शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है।
4. SCL → सीरियल क्लॉक पिन, जिसे आप PICO के SCL से कनेक्ट करते हैं।
5. SDA → सीरियल डेटा पिन, जिसे आप PICO के SDA से कनेक्ट करते हैं।
6. OE → आउटपुट सक्षम पिन, इस पिन का सक्रिय LOW है, जिसका अर्थ है कि जब पिन कम होता है, तो सभी आउटपुट सक्षम होते हैं, और जब यह उच्च होता है तो सभी आउटपुट अक्षम हो जाते हैं। यह एक वैकल्पिक पिन है, डिफ़ॉल्ट रूप से कम खींचा जा रहा है।

PCA9685 PWM मॉड्यूल में 16 PWM आउटपुट हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना V+, GND और PWM सिग्नल है जिसे आप दूसरों से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित कर सकते हैं। प्रत्येक PWM 25mA करंट को संभाल सकता है, इसलिए सावधान रहें।

अब वह हिस्सा आता है जहां हम अपने मोटर्स की गति और दिशा को नियंत्रित करने के लिए PCA9685 मॉड्यूल का उपयोग करते हैं, और इस प्रकार हम PICO को PCA9685 और L298N मॉड्यूल से जोड़ते हैं:

PICO से PCA9685:

1. डी२ (पीआईसीओ) एसडीए (पीसीए९६८५)
2. डी3 (पीआईसीओ) एससीएल (पीसीए9685)

PCA9685 से L298N:

1. PWM 0 (PCA9685) → In1 (L298N), मोटर A की दिशा को नियंत्रित करने के लिए
2. PWM 1 (PCA9685) → In2 (L298N), मोटर A की दिशा को नियंत्रित करने के लिए
3. PWM 2 (PCA9685) → In3 (L298N), मोटर B. की दिशा को नियंत्रित करने के लिए
4. PWM 3 (PCA9685) → In4 (L298N), मोटर B. की दिशा को नियंत्रित करने के लिए
5. PWM 4 (PCA9685) → enableA (L298N), PWM सिग्नल भेजने के लिए जो मोटर A की गति को नियंत्रित करता है।
6. PWM 5 (PCA9685) → enableB (L298N), PWM सिग्नल भेजने के लिए जो मोटर B की गति को नियंत्रित करता है।

आपको ऊपर संलग्न इन सभी भागों के लिए कोड मिलेगा।

चरण 4: लाइन ट्रैकर सेंसर का उपयोग करना

लाइन ट्रैकर बहुत सीधा है। यह सेंसर दो सतहों के बीच अंतर करने की क्षमता रखता है, जो उनके बीच के विपरीत पर निर्भर करता है, जैसे कि काले और सफेद में।

लाइन ट्रैकर सेंसर में दो मुख्य भाग होते हैं, IR LED और फोटोडायोड। यह एलईडी से आईआर प्रकाश उत्सर्जित करके और फोटोडायोड पर वापस आने वाले प्रतिबिंबों को पढ़कर रंगों को बता सकता है, फिर फोटोडायोड परावर्तित प्रकाश (एक प्रकाश "चमकदार" सतह के लिए उच्च मूल्य, और कम मूल्य के आधार पर वोल्टेज मान आउटपुट करता है) एक अंधेरे सतह के लिए)।

लाइन ट्रैकर के पिनआउट्स:

1. A0: यह एनालॉग आउटपुट पिन है, और यदि हम एनालॉग इनपुट रीडिंग (0-1023) चाहते हैं तो हम इसका उपयोग करते हैं
2. D0: यह डिजिटल आउटपुट पिन है, और यदि हम डिजिटल इनपुट रीडिंग चाहते हैं तो हम इसका उपयोग करते हैं (0-1)
3. GND: यह ग्राउंड पिन है, और हम इसे PICO के GND पिन से जोड़ते हैं
4. VCC: यह पावर पिन है, और हम इसे PICO के VCC पिन (5v) से जोड़ते हैं।
5. पोटेंशियोमीटर: इसका उपयोग सेंसर की संवेदनशीलता को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

आइए एक साधारण प्रोग्राम के साथ लाइन ट्रैकर सेंसर का परीक्षण करें जो एक काली रेखा का पता लगाने पर एक एलईडी चालू करता है, और सीरियल मॉनिटर पर सेंसर की रीडिंग को प्रिंट करते समय एक सफेद सतह का पता लगाने पर एलईडी को बंद कर देता है।

आपको इस परीक्षण का कोड ऊपर संलग्न मिलेगा।

चरण 5: सब कुछ एक साथ रखना

आखिरी चीज जो हमें करने की जरूरत है वह है सब कुछ एक साथ रखना। जैसा कि हमने उन सभी का व्यक्तिगत रूप से परीक्षण किया है और वे सभी उम्मीद के मुताबिक काम कर रहे हैं।

हम PICO, PCA9685 और L298N मॉड्यूल को वैसे ही जोड़े रखेंगे जैसे वे हैं। फिर, हम अपने मौजूदा सेटअप में लाइन फॉलोअर सेंसर जोड़ते हैं, और यह इस प्रकार है:

1. VCC (सभी लाइन ट्रैकिंग सेंसर) → VCC (PICO)
2. GND (सभी लाइन ट्रैकिंग सेंसर) → GND (PICO)
3. D0 (राइट लाइन ट्रैकर सेंसर) → A0 (PICO)
4. D0 (सेंटर लाइन ट्रैकर सेंसर) → A1 (PICO)
5. D0 (लेफ्ट लाइन ट्रैकर सेंसर) → A2 (PICO)

यह अंतिम कोड है जो आपकी कार को नियंत्रित करेगा और इसे हमारे मामले में एक सफेद पृष्ठभूमि पर एक लाइन, काली रेखा का पालन करने के लिए कहेगा।