Op Amper kullanan Basit Çizgi İzleyen Araç Devresi

Makale, karmaşık Arduino veya mikrodenetleyiciler kullanmadan sadece birkaç op amfi ve birkaç başka bileşen kullanarak, aynı zamanda çizgi izleyici araç olarak da bilinen basit bir çizgi izleyici araç devresini açıklıyor.

Çizgi İzleyen Araç Nedir

Çizgi izleyen araç, zemine çizilen veya gömülü beyaz bir çizgiyi algılayarak çalışan bir Otomatik Kılavuzlu Araç (AGV) biçimidir. Dedektörlerden gelen sinyal, motorlu tekerleklere otomatik olarak dönme ve hatta göre ayarlama yapma komutu vererek aracın hattı takip ettiği izlenimini verir. Dolayısıyla isim satırı takipçisi.

Temelde dedektörler şu şekildedir: LDR'ler gibi foto dirençler veya yarı iletkenler gibi ışık dedektörleri fotoğraf diyotları veya foto transistörler .

Birkaç tane böyle ışık dedektörleri beyaz çizgiden yansıyan ışığı algılayan ve transistörlü bir devreyi veya op amp tabanlı karşılaştırıcıları anahtarlayan, sırayla aracın tekerlek motorlarını yerdeki beyaz çizginin dönüşleri ve eğrilerine göre manevra yapmak için kontrol eden kullanılır.

Pencere Karşılaştırıcılarını Kullanma

Önerilen hat takipçisi araç devresinde, birkaç tane kullandık op amp karşılaştırıcıları motorları dengeleme eylemine dahil ediyordu.

Operasyon amfileri pencere olarak düzenlenmiştir paylaşanlar . Adından da anlaşılacağı gibi, bir pencere karşılaştırıcısı, dedektörlerden gelen giriş sinyalini 'pencere' eşiklerini oluşturan iki aşırı voltaj referansıyla karşılaştırır. Giriş sinyali seviyesi bu 'pencere' referans eşikleri içinde olduğu sürece, her iki işlem amperinin çıkışı, çıkışları boyunca yüksek mantığı korur.

Bununla birlikte, giriş sinyalinin referans eşiklerini geçme eğiliminde olduğu bir durumda, ilgili op amp çıkışı düşük hale gelir ve bu da işlem amperlerinin karşıt çıkışlarına neden olur. Bu dengesizlik, çıkış cihazlarının yükleri uygun şekilde değiştirerek durumu düzeltmesini ister.

Devre Nasıl Çalışır?

Aşağıdaki hat izleyen aracın devre şemasına bakarsak, pencere komparatörleri olarak yapılandırılmış iki op amfi görebiliriz.

Op amperleri IC LM358 veya LM324'ten olabilir

Üst op amp, üst eşik sınırını kontrol etmek için kablolanır, alt op amp ise alt eşik sınırını kontrol etmek için bağlanır.

Op amp A1'in ters çevirici girişi ve op amp A2'nin ters çevirmeyen girişi, sabit referans voltajı ile sıkıştırılır.

Op amp A1'in ters çevirmeyen girişi ve op amp A2'nin ters çevirme girişi birbirine bağlanır ve ışık detektörlerinden gelen giriş sinyalindeki varyasyonları algılamak için kullanılır.

Işığa duyarlı cihazlar gibi davranan iki Işığa Bağlı Direnç, LDR1 ve LDR2, üzerlerindeki beyaz çizgiden yansıyan ışığı düzgün bir şekilde alacak şekilde ışık dedektörleri olarak konumlandırılmıştır.

LDR'lerdeki ışık yeterince yüksek ve tekdüze olduğu sürece, LDR1 pozitif çizgi ile bağlı olduğu için A1'in pini3 pimi2'den daha yüksek kalır. Bu, çıktısının yüksek olmasına neden olur.

Aynı şekilde, A2'nin pini6, toprak hattı ile LDR2 bağlantısı nedeniyle piminden5 daha aşağıda tutulur ve bu, A2'nin çıkışının yüksek kalmasını sağlar.

Diğer bir deyişle, LDR'ler tekdüze olarak yandığında, her iki op amfinin ters çevirmeyen (+) girişleri, çıkışlarının yüksek olmasına neden olan ters çeviren (-) girişlerinden daha yüksek tutulur.

Her iki çıkış yüksek olduğunda, transistör sürücüleri ilgili motorların eşit şekilde çalışmasını sağlar ve bu da aracın düz bir hat üzerinde sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlar.

Araç Hattı Nasıl İzler

Eğri beyaz bir çizgiyle karşılaşıldığında, LDR'lerden biri, devrenin A noktasında ışıkta bir farka neden olarak çizgiden sapar. Bu daha sonra ilgili op amp çıkışının düşmesine ve ilgili motorun anlık olarak durmasına neden olur.

Bu durumda, hala çalışır durumda olan diğer yan motor, aracı çizginin bükülme açısına doğru dönmeye zorlar, bu da gölgeli LDR'yi beyaz çizginin aydınlatılmış bölgesine geri getirir. Bu gerçekleştiğinde, her iki motor da tekrar çalışır hale gelir ve aracın normal çalışmasını sağlar.

Bükülen beyaz çizgilerden gelen hafif değişikliklere yanıt olarak sol / sağ motorlar arasında yukarıdaki otomatik AÇMA / KAPATMA, aracı beyaz çizgiye göre ayarlama ve manevra yapmaya zorlar.

Araç Nasıl Yapılır

Daha önceki gönderilerimden birinde, basit uzaktan kumandalı araç dikdörtgen bir tahtanın arka kenarına takılı sadece birkaç motor ve tahtanın ön kenarında bir çift yapay tekerlek kullanılarak yapılabilir.

Önerilen hat izleyici araç devresi için de, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, araç için benzer bir yapı kullanıyoruz.

Düzenleme oldukça basit görünüyor, arka tekerlekler, op amp çıkışları boyunca transistör sürücüleri tarafından kontrol edilen motorlara bağlı.

Araç hattan saptığında, LDR'lerdeki ışık seviyesindeki fark, op amperlerden birini kapatarak ilgili motoru durdurur.

Bu, çalışmakta olan karşı taraftaki motoru durdurulmuş motorun yanına doğru dönmeye zorlar, yani sol taraftaki motor frenlenirse, araç aynı yönde bükme hattına göre ayarlanarak sola dönmeye zorlanacaktır.

Bu aynı zamanda op amp çıkışları ile sol / sağ motor entegrasyonunun, durdurulan motor ve hattın bükülme yönünün aracın aynı tarafında olacak şekilde uygun şekilde yapılması gerektiğini göstermektedir.

LDR'ler Nasıl Konumlandırılır

İki LDR'nin (LDR1 ve LDR2) beyaz çizgiden yansıyan ışığı eşit olarak algılaması gerektiğinden, yönelimlerinin aşağıda gösterildiği gibi çizginin uzunluğuna dik olması gerekir.

Burada aracın aynı yolda belirlenmiş bir çizgiyi izleyerek sağdan sola doğru gittiğini varsaydık.

LDR'lerin toplam genişliği, çizginin genişliği içinde kalmalıdır.

LDR'ler ve LED, aracın alt yüzeyine ve tercihen arka tarafa, arka tekerlek setinin hemen altına monte edilmelidir.

Belirtilen LED, seri 1K dirençli beyaz bir LED'dir. LDR'lere yakın ve merkezde konumlandırılmalı ve LDR'den gelen ışığın LDR'lere doğrudan ulaşmamasını sağlamalı, bunun yerine ışığın LDR'lere altlarındaki beyaz çizgiden yansıyarak ulaşması sağlanmalıdır.

Motor Özellikleri

Motorlar herhangi bir kalıcı mıknatıslı fırçalı tipte olabilir, ancak aracın hareketinin uygun şekilde yavaş ve sabit olmasını sağlamak için bir dişli kutusu ile donatılmalıdır.

Motorun güç değeri, aracın taşıması gereken yüke göre olmalıdır. Bu, bazı pratik deneylerle test edilebilir.

Nasıl kurulur

Bu çizgi izleyici araç devresini kurmak için, düz bir yüzeye boyanmış küçük bir beyaz çizgi şeridi veya düz yüzeye yapıştırılmış beyaz bir bant düzenlemeniz gerekecektir.

Sistemi (tekerleksiz), önceki diyagramda belirtildiği gibi hat üzerinde konumlandırın. LDR'ler ve LED satır genişliği içinde doğru şekilde ayarlanmış.

Gücü AÇIN, beyaz LED altındaki alanı parlak bir şekilde aydınlatmalıdır. Her iki motor aynı anda AÇIK konuma getirilene kadar iki ön ayarı ayarlayın.

Şimdi üniteyi hafifçe sağa kaydırın, böylece LDR1 beyaz çizgiden çıkar.

Sol motor durmalıdır. Aksi takdirde, sol motor durana kadar P1'i ayarlayın.

Ardından, LDR2'nin beyaz çizginin dışına çıkması için üniteyi hafifçe sola hareket ettirin. Bu, sağ taraftaki motoru durdurmalıdır. Aksi takdirde, sağ taraftaki motor durana kadar 10k ön ayarını ayarlayın.

Bu, kurulum prosedürlerini tamamlayacak ve artık tekerlekleri motorlara takabilir ve bu yönlendirmeli aracı, zeminde döşenmiş bir yolu otomatik olarak takip etmek için kullanabilirsiniz.

Beyaz Çizgi - Siyah Çizgi

Önerilen çizgi izleyen araç sistemi, siyah çizgi yerine zemine gömülü beyaz bir çizgiye dayanmaktadır. Siyah çizgi yerine beyaz çizgi kullanmanın avantajı aşağıdaki gibidir:

Beyaz çizgi, siyah çizgiye göre daha zarif ve nezih görünüyor.

Beyaz çizgi tabanlı çizgi izleyici, tamamen karanlıkta veya loş ortam ışıklarında bile çalışabilir.Siyah ışık tabanlı tasarımlar, normalde aracı çalışır durumda tutmak için harici bir aydınlatma gerektirir.

Beyaz çizgi tabanlı bir AGV, son derece beyaz veya beyaz çizginin rengine eşdeğer karolar dışında, döşeme renginden bağımsız olarak daha doğru çalışır.

Aracı Siyah Çizgi İzleyiciye Dönüştürme

Yukarıdaki avantajlara rağmen, kullanıcı aracın siyah bir çizgiyi takip etmesini tercih ederse, sistem, önerilen tasarımdaki birkaç hızlı modifikasyonla bunu yapmak için kolayca dönüştürülebilir.

Kullanıcı sadece op amplifikatörlerin giriş pini bağlantılarını ön ayarlarla değiştirmek veya değiştirmek ve LDR'lerle ilişkili LED'i çıkarmak için.