Paprasta linijos sekėjo transporto priemonės grandinė, naudojant op amperus

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Straipsnyje paaiškinta paprasta linijos sekimo transporto priemonės grandinė, dar vadinama linijiniu sekimo aparatu, naudojant tik keletą op amperų ir keletą kitų komponentų, nenaudojant sudėtingų „Arduino“ ar mikrovaldiklių.

Kas yra linija sekanti transporto priemonė

Linija sekanti transporto priemonė yra automatinės vairuojamos transporto priemonės (AGV) forma, kuri važiuoja aptikdama ant žemės nubrėžtą ar įdėtą baltą liniją. Detektorių signalas liepia varomiesiems ratams automatiškai pasisukti ir sureguliuoti pagal liniją, susidarant įspūdį, kad transporto priemonė važiuoja linija. Taigi vardo sekėjas.



Iš esmės detektoriai yra foto rezistoriai, tokie kaip LDR arba puslaidininkiniai šviesos detektoriai, tokie kaip fotodiodai arba fototransistoriai .

Pora tokių šviesos detektoriai yra naudojami atspindint baltosios linijos atspindėtą šviesą ir perjungiant tranzistorines grandines arba op ampero pagrindu veikiančius palygintuvus, kurie savo ruožtu valdo transporto priemonės ratų variklius manevruoti pagal žemės linijos posūkius ir kreives.



„Window Comparators“ naudojimas

Siūlomoje transporto priemonės sekimo grandinėje mes panaudojome porą op amp lygintuvai įtraukė variklius į balansavimo veiksmą.

Op amperai yra suklastoti kaip langas dalintojai . Kaip rodo pavadinimas, langų palygintuvas palygina detektorių įvesties signalą su dviem kraštutinėmis įtampos nuorodomis, kurios sudaro „lango“ slenksčius. Kol įėjimo signalo lygis neviršija šio „lango“ atskaitos slenksčio, abiejų opų stiprintuvų išėjimai palaiko aukštą logiką savo išėjimuose.

Tačiau tuo atveju, jei įvesties signalas linkęs peržengti atskaitos ribas, atitinkamas op stiprintuvo išėjimas tampa žemas, todėl op amperų išėjimai yra priešingi. Šis disbalansas skatina išvesties įrenginius ištaisyti situaciją, tinkamai perjungiant apkrovas.

Kaip veikia grandinė

Remdamiesi žemiau esančios linijos sekėjo transporto priemonės schema, galime pamatyti du op amperus, sukonfigūruotus kaip langų kompartoriai.

Op amperai gali būti iš IC LM358 arba LM324

Viršutinis op stiprintuvas yra laidinis, kad būtų galima valdyti viršutinę slenksčio ribą, o apatinis op stiprintuvas yra prijungtas valdyti apatinę slenksčio ribą.

Operacinio stiprintuvo A1 invertuojantis įvestis ir op amp A2 neinvertuojantis įėjimas yra užfiksuotas fiksuota atskaitos įtampa

Neįvirkščioji op amp A1 įvestis ir inverterinė op amp A2 įvestis yra susieti ir naudojami šviesos detektorių įvesties signalo svyravimams pajusti.

Du nuo šviesos priklausantys rezistoriai, LDR1 ir LDR2, veikiantys kaip šviesai jautrūs įtaisai, yra išdėstyti kaip šviesos detektoriai, kad jie atspindėtą šviesą iš baltos linijos gautų vienodai.

Kol LDR šviesa yra pakankamai didelė ir tolygi, A1 pin3 išlieka aukštesnis už pin2, nes LDR1 yra pritvirtinta teigiama linija. Tai lemia aukštą jo produkciją.

Panašiai A2 kaištis6 laikomas žemiau nei jo pin5 dėl LDR2 ryšio su įžeminimo linija, ir tai leidžia A2 išėjimui išlikti aukštai.

Kitaip tariant, kai LDR yra vienodai apšviesti, abiejų op stiprintuvų neinvertuojantys (+) įėjimai laikomi aukščiau nei jų invertuojantys (-), todėl jų išėjimai tampa aukšti.

Kai abu išėjimai yra aukšti, tranzistorių vairuotojai palaiko atitinkamus variklius tolygiai, o tai atitinkamai leidžia transporto priemonei sklandžiai važiuoti tiesia linija.

Kaip transporto priemonė laikosi linijos

Kai susiduriama su kreive baltąja linija, viena iš LDR nukrypsta nuo linijos, sukeliančios šviesos skirtumą grandinės A taške. Vėliau dėl to sumažėja atitinkama op stiprintuvo išvestis ir trumpam sustabdomas atitinkamas variklis.

Šioje situacijoje kitas vis dar veikiantis šoninis variklis priverčia transporto priemonę pasukti link linijos lenkimo kampo, o tai užtemdytą LDR grąžina į apšviestą baltos linijos sritį. Kai taip atsitinka, abu varikliai vėl pradeda veikti, kad transporto priemonė galėtų važiuoti normaliai.

Aukščiau nurodytas automatinis įjungimo / išjungimo perjungimas kairiajame / dešiniajame variklyje reaguojant į šviesos svyravimus iš lenkiamų baltų linijų verčia transporto priemonę toliau reguliuotis ir manevruoti pagal baltą liniją.

Kaip sukonstruoti transporto priemonę

Viename iš ankstesnių mano įrašų sužinojome, kaip a paprasta nuotoliniu būdu valdoma transporto priemonė būtų galima pastatyti naudojant tik kelis variklius, pritvirtintus prie stačiakampės lentos galinio krašto, ir porą manekeno ratų priekiniame lentos krašte.

Siūlomai transporto priemonės linijos sekimo grandinei taip pat pritaikome panašią transporto priemonės konstrukciją, kaip parodyta aukščiau pateiktame paveikslėlyje.

Išdėstymas atrodo gana paprastas, galiniai ratai pritvirtinti varikliais, kuriuos tranzistorių vairuotojai valdo per op amp išėjimus.

Transporto priemonei nukrypus nuo linijos, šviesos lygio skirtumas ant LDR išjungia vieną iš veikimo stiprintuvų, sustabdydamas atitinkamą variklį.

Tai priverčia priešingą veikiantį šoninį variklį pasukti sustabdyto variklio šono link, ty jei kairės pusės variklis stabdomas, transporto priemonė bus priversta pasukti į kairę, prisitaikydama prie lenkimo linijos, ta pačia kryptimi.

Tai taip pat rodo, kad kairiojo / dešiniojo variklio integravimas su veikimo stiprintuvo išėjimais turėtų būti atliekamas tinkamai, kad linijos lenkimo kryptis ir sustabdomas variklis būtų toje pačioje transporto priemonės pusėje.

Kaip nustatyti LDR

Kadangi manoma, kad abi LDR (LDR1 ir LDR2) vienodai pajunta atspindėtą baltos linijos šviesą, jų orientacija turėtų būti statmena linijos ilgiui, kaip parodyta žemiau.

Manėme, kad transporto priemonė važiuoja iš dešinės į kairę, eidama nustatyta linija tuo pačiu keliu.

LDR bendras plotis turėtų patekti į linijos plotį.

LDR ir šviesos diodai turėtų būti montuojami ant apatinio transporto priemonės paviršiaus, pageidautina, ant galinės pusės, tiesiai po galinių ratų komplektu.

Nurodytas šviesos diodas yra baltas šviesos diodas su serijiniu 1K rezistoriumi. Jis turi būti pastatytas arti LDR ir centre, užtikrinant, kad šviesa iš LDR nepasiektų tiesiogiai LDR, o šviesa turėtų pasiekti LDR atspindėdama nuo baltos linijos po jomis.

Variklio specifikacijos

Varikliai gali būti bet kokio tipo nuolatinio magneto šepečiu, tačiau juose turėtų būti įrengta pavarų dėžė, užtikrinanti, kad transporto priemonė judėtų tinkamai lėtai ir tolygiai.

Variklio galia turėtų atitikti apkrovą, kurią turėtų gabenti transporto priemonė. Tai galima patikrinti atlikus keletą praktinių eksperimentų.

Kaip nustatyti

Norėdami nustatyti šią transporto priemonės linijos sekėjo grandinę, turėsite sutvarkyti mažą baltos linijos juostelę, nudažytą ant lygaus paviršiaus, arba baltą juostelę, užklijuotą ant lygaus paviršiaus.

Padėkite sistemą (be ratų) virš linijos, kaip nurodyta ankstesnėje schemoje, kad LDR ir LED yra teisingai sureguliuoti linijos pločio viduje.

Įjunkite maitinimą, baltas šviesos diodas turėtų ryškiai apšviesti plotą po juo. Sureguliuokite du išankstinius nustatymus, kol abu varikliai bus įjungti vienu metu.

Dabar šiek tiek perstumkite įrenginį į dešinę, kad LDR1 judėtų iš baltos linijos.

Kairysis variklis turėtų sustoti. Jei jis to nepadaro, sureguliuokite P1 tol, kol kairysis variklis tiesiog sustos.

Tada šiek tiek pajudinkite įrenginį kairėje, kad LDR2 judėtų iš baltos linijos. Tai turėtų sustabdyti dešinės pusės variklį. Jei jis to nepadaro, sureguliuokite iš anksto nustatytą 10 k, kol dešinės pusės variklis tiesiog sustos.

Tai užbaigs nustatymo procedūras ir dabar jūs galite montuoti ratus ant variklių ir naudoti šią vairuojamą transporto priemonę, kad automatiškai važiuotumėte nutiestu takeliu ant žemės.

Baltoji linija ir juoda linija

Siūloma linijos sekėjų transporto priemonės sistema yra pagrįsta balta, o ne juoda linija, įdėta ant žemės. Baltos, o ne juodos linijos naudojimo pranašumas yra toks:

Balta linija atrodo elegantiškesnė ir padoresnė, palyginti su juoda linija.

Baltos linijos linijos sekėjas gali dirbti net esant tamsai ar silpnam aplinkos apšvietimui. Jei norite, kad transporto priemonė būtų eksploatuojama, juodos šviesos pagrindu sukurtas dizainas paprastai reikalauja išorinio apšvietimo.

Baltos linijos AGV veikia tiksliau, neatsižvelgiant į plytelių spalvą, išskyrus ypač baltas arba lygiavertes baltos linijos spalvoms.

Transporto priemonės pavertimas juodosios linijos sekėju

Nepaisant aukščiau išvardytų pranašumų, jei vartotojas nori, kad transporto priemonė laikytųsi juodos linijos, tada sistemą būtų galima lengvai transformuoti, atlikus keletą greitų siūlomo dizaino pakeitimų.

Vartotojas, norėdamas tiesiog pakeisti arba pakeisti op amperų įvesties kaiščių jungtis su išankstiniais nustatymais ir pašalinti LED, susietą su LDR.




Pora: 50 W sinusinės bangos UPS grandinė Kitas: paaiškintos pagrindinės elektroninės grandinės - pradedančiųjų elektronikos vadovas