Robô seguidor de linha de velocidade V4

Componentes e suprimentos

PCB personalizado JLCPCB

Arduino Nano R3

Mini H Bridge L298N (MX1508)

6V Mini Motor Metal Gearbox

CNY70

Regulador linear (7805)

Capacitor eletrolítico

LED azul SMD 1206

1206 SMD LED verde

Resistor SMD 1206 (220 ohms)

Resistor SMD 1206 (10k ohms)

Resistor SMD 1206 (330 ohms)

40 Pin Cabeçalho Masculino

40n Pin Header Female

Circuitos DIP switch 2

SparkFun Botão de pressão 12 mm

Capacitor SMD 1206 (0,1 uF)

Lançador de bola com 3/8

RD-34 Rodas

Bateria 14500 3,7 V

Suporte de bateria, AA x 2

Ferramentas e máquinas necessárias

Ferro de soldar (genérico)

Arame de solda, sem chumbo

Ferramenta manual de ajuda, com lupa

Multiferramenta, chave de fenda

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto

Este é o meu segundo robô seguidor de linha (versão 4). Ao contrário do anterior, fiz o design do circuito impresso com EasyEDA. Este circuito impresso atua como o chassi do robô. A fabricação de placas de circuito impresso vem sendo realizada pela JLCPCB e devo dizer que superou minhas expectativas com qualidade impressionante e entrega em tempo recorde.

O vídeo a seguir mostra o resultado final do protótipo no qual incluí os modelos 3D projetados no TinkerCAD.

No vídeo a seguir, apresento os testes realizados com o Mini Motor Driver (MX1508).

No próximo vídeo mostro os testes com os 8 sensores CNY70. Esses sensores são medidos analogicamente, através das portas A0 a A7 do Arduino Nano. Eu uso um algoritmo inicial para calibrar os sensores normalizando a faixa de 0 a 1000, onde 0 representa o fundo branco e 1000 a linha preta. Ao concluir a calibração, ele entra no loop e inicia o ciclo de leitura, calculando a posição de 0 a 7000, que representa o sensor esquerdo para o sensor direito respectivamente. Este valor de posição é usado para calcular o erro proporcional P. O intervalo de P é -3500 (esquerda) a 3500 (direita), com 0 sendo o valor central. O algoritmo memoriza o valor da posição do último sensor (esquerdo ou direito) que detectou a linha preta, com o objetivo de utilizar estes dados para ações de frenagem e recuperação de linha.

O teste final com o circuito 95% montado, é mostrado no vídeo a seguir. Um último teste de amperagem com um consumo máximo de 200mA.

Esta é a última versão do circuito impresso do robô, pronto para ser fabricado no JLCPCB.

Este é o unboxing.

Na reta final e já com o total de peças, apresento a montagem do meu primeiro Speed Follower Robot.

Por fim e com muito esforço já tenho o protótipo totalmente construído, mostro abaixo como carregar o código (Code Load Mode), como testar os sensores e claro os testes na pista. Muito feliz com a operação, o código de teste consegue controlar muito bem o código. Usei um algoritmo PID (completo) para suavizar as correções e recuperar o curso da linha. Como tudo pode ser melhorado, continuarei a brincar com o código para obter uma versão mais eficiente.

Como complemento, fiz a simulação deste robô na aplicação Webots. Ainda está em processo de melhoria, mas compartilho este vídeo para que vocês possam apreciar uma forma de realizar testes mecânicos e lógicos (Código) para controlar um robô em um ambiente virtual e que ajuda a entender o funcionamento de um robô construído fisicamente.

Código

Código para controlar o Robô Seguidor de Linha de Velocidade V4

https://github.com/DrakerDG/Speed-Line-Follower-Robot/commit/12a807aed92c570dce12452064a5d6fe5053cb71

Esquemas

Homem de Ferro Sensor de obstáculo simples com Arduino

Processo de manufatura

impressao 3D

Sistema de controle de automação

Tecnologia industrial