Једноставно линијско следљиво коло кола помоћу опционих појачала

У чланку је објашњено једноставно коло следиоца линије, такође познато као возило за праћење линија, које користи само неколико опцијских појачала и неколико других компоненти, без употребе сложених Ардуина или микроконтролера.

Шта је возило с линијским следбеником

Возило које прати линију је облик аутоматског вођеног возила (АГВ) које се покреће откривањем беле линије повучене или уграђене на тлу. Сигнал детектора наређује моторизованим точковима да се аутоматски окрећу и подешавају у складу са линијом, стварајући утисак да возило следи линију. Отуда следбеник имена.

У основи су детектори у облику фото отпорници као што су ЛДР или полупроводнички детектори светлости као што су фото диоде или фото транзистори .

Пар таквих детектори светлости користе се за детекцију рефлектоване светлости од беле линије и пребацивање транзисторисаног кола или компаратора заснованих на опционим појачалима, који заузврат контролишу моторе точкова возила за маневрисање у складу са завојима и кривинама беле линије на земљи.

Коришћење упоредних прозора

У предложеном кругу возила с следбеним редовима користили смо неколико оп компаратора појачала је укључивао моторе у балансирање.

Оперативна појачала постављена су као прозор деоничари . Као што и само име говори, компаратор прозора упоређује улазни сигнал са детектора са две референце екстремног напона које чине прагове „прозора“. Све док је ниво улазног сигнала унутар овог референтног прага „прозора“, излаз оба оперативна појачала одржава високу логику на својим излазима.

Међутим, у случају да улазни сигнал тежи да пређе референтни праг, релевантан опцијски излаз постаје низак, што резултира супротстављеним излазима из опцијских појачала. Ова неравнотежа подстиче излазне уређаје да исправљају ситуацију одговарајућим пребацивањем терета.

Како круг функционише

Позивајући се на шему кола возила за праћење линија испод, можемо видети два опциона појачала конфигурисана као упоређивачи прозора.

Оперативна појачала могу бити са ИЦ ЛМ358 или ЛМ324

Горње опционо појачало је ожичено за контролу горње граничне вредности, док је доње опционо појачало повезано за контролу доње граничне вредности.

Инвертујући улаз оп амп А1 и неинвертујући улаз оп амп А2 су стегнути фиксним референтним напоном

Неинвертујући улаз опционог појачавача А1 и инверзни улаз опционог појачала А2 повезани су заједно и користе се за детекцију варијација улазног сигнала са детектора светлости.

Два отпорника зависна од светлости, ЛДР1 и ЛДР2, који делују као уређаји осетљиви на светлост, постављени су као детектори светлости, тако да на њима равномерно примају одбијену светлост од беле линије.

Све док је светло на ЛДР-овима адекватно високо и уједначено, пин3 од А1 остаје виши од свог пин2, будући да је ЛДР1 повезан позитивном линијом. То доводи до тога да његова производња иде високо.

Исто тако, пин6 А2 се држи ниже од пин5 због ЛДР2 везе са земаљском линијом, а то омогућава да излаз А2 остане висок.

Другим речима, када су ЛДР равномерно осветљени, неинвертујући (+) улази оба опциона појачала држе се више него њихови инвертујући (-) улази због чега њихови излази иду високо.

Са оба излаза високи, драјвери транзистора одржавају да одговарајући мотори раде једнолико, што у складу с тим омогућава возилу да несметано ради преко праве линије.

Како возило прати линију

Када се наиђе на кривудаву белу линију, један од ЛДР-а одступа од линије узрокујући разлику у светлости у тачки А кола. То последично доводи до тога да релевантан опцијски излаз опада и тренутно заустављање релевантног мотора.

У овој ситуацији, други бочни мотор који још увек ради, приморава возило да се окрене према углу савијања линије, што враћа осенчени ЛДР у осветљени део беле линије. Када се то догоди, оба мотора поново раде, што омогућава возилу нормално рад.

Горње аутоматско пребацивање УКЉ / ИСКЉУЧЕНО преко левог / десног мотора као одговор на промене светлости од белих линија које савијају приморава возило да настави да се прилагођава и маневрише у складу са белом линијом.

Како направити возило

У једном од мојих ранијих постова сазнали смо како а једноставно возило на даљинско управљање могао да се направи помоћу само неколико мотора причвршћених за задњу ивицу правоугаоне плоче и пар лажних точкова на предњој ивици плоче.

И за предложени круг возила с следовником, користимо сличну конструкцију за возило, као што је приказано на горњој слици.

Аранжман изгледа прилично једноставно, задњи точкови су причвршћени моторима којима управљају транзисторски покретачи преко излаза на опционом појачалу.

Када возило одступи од линије, разлика у нивоу светлости на ЛДР-овима ИСКЉУЧУЈЕ једно од оперативних појачала, заустављајући одговарајући мотор.

Ово приморава супротно бочни мотор који ради да се окрене према бочној страни заустављеног мотора, што значи да ако је кочен леви бочни мотор, возило ће бити приморано да се окрене улево, прилагођавајући се линији савијања, у истом смеру.

Ово такође сугерише да интеграцију левог / десног мотора са излазима оптичког појачала треба извршити на одговарајући начин, тако да се смер савијања линије и мотор који се зауставља налазе на истој страни возила.

Како поставити ЛДР-ове

Будући да би два ЛДР-а (ЛДР1 и ЛДР2) требало да равномерно осете одбијену светлост од беле линије, њихова оријентација треба да буде окомита на дужину линије, као што је приказано доле.

Овде смо претпоставили да возило вози с десна на лево, пратећи постављену линију на истој путањи.

Укупна ширина ЛДР-ова треба да буде унутар ширине линије.

ЛДР-ови и ЛЕД диоде треба да буду инсталирани на доњој површини возила, по могућности на задњој страни, одмах испод задњег точка.

Означена ЛЕД је бела ЛЕД са серијским отпорником 1К. Мора бити постављен близу ЛДР-ова и у центру, осигуравајући да светлост из ЛДР-а не допире директно до ЛДР-ова, већ би светло требало да дође до ЛДР-а одбијањем од беле линије испод њих.

Моторне спецификације

Мотори могу бити било који са четканим трајним магнетима, али треба да буду опремљени зупчаником како би се осигурало да је кретање возила одговарајуће споро и стабилно.

Називна снага мотора треба да буде у складу са теретом који возило треба да носи. Ово се може тестирати кроз неко практично експериментисање.

Како поставити

Да бисте поставили ово коло за следбенике линија, мораћете да распоредите малу траку беле линије обојене на равној површини или белу траку залепљену на равној површини.

Поставите систем (без точкова) преко линије, као што је назначено на претходном дијаграму, тако да ЛДР-ови и ЛЕД су правилно подешени унутар ширине линије.

Укључите напајање, бела ЛЕД диода треба осветљавати подручје испод ње. Подесите две унапред подешене поставке док се оба мотора истовремено не укључе.

Сада померите јединицу мало удесно, тако да се ЛДР1 помери ван беле линије.

Леви мотор треба да се заустави. Ако се то не догоди, подесите П1 док се леви мотор једноставно не заустави.

Даље, померите јединицу мало лево тако да се ЛДР2 помери ван беле линије. Ово би требало зауставити десни бочни мотор. Ако се то не догоди, подесите 10к унапред подешених док се десни бочни мотор једноставно не заустави.

Ово ће завршити процедуре постављања и сада можете да инсталирате точкове на моторе и да користите ово вођено возило да аутоматски иде положеном трагом на земљи.

Вхите Лине вс Блацк Лине

Предложени систем возила за праћење линија заснован је на белој линији уграђеној на тлу, уместо на црној линији. Предност употребе беле линије уместо црне су следеће:

Бела линија изгледа елегантније и пристојније у поређењу са црном линијом.

Пратиоци линија засновани на белој линији могу радити чак и у потпуном мраку или пригушеном амбијенталном осветљењу. Дизајн заснован на црној светлости обично захтева спољно осветљење да би возило остало у погону.

АГВ заснован на белој линији делује тачније без обзира на боју плочица, осим код плочица које су изузетно беле или еквивалентне боји беле линије.

Претварање возила у следбеника црне линије

Упркос горе наведеним предностима, ако корисник више воли да возило прати црну линију, систем би могао лако да се трансформише тако да то учини кроз неколико брзих модификација предложеног дизајна.

Корисник само да замењује или замењује везе улазних пинова опцијских појачала са унапред подешеним поставкама и уклања ЛЕД диоду повезану са ЛДР-овима.