Proiectul ales de mine este un robot de tip line following, mai exact foloseste senzori si un motor pentru a urmari o linie neagra pe un fundal alb.
Am ales fix acest proiect pentru ca mereu m-au atras robotii de genul acesta mai ales cand vedeam pe internet cat de micutzi si rapizi pot deveni si astfel am decis ca vreau si eu sa fac versiunea mea amatoriceasca de acest tip de robot. De asemenea, pe langa partea de navigare as dori sa implementez si un sistem giroscopic pentru miscari mult mai smooth. Daca nu devine foarte complicat ma gandesc sa-i implementez si un sistem de luminite sa-l faca mai dragut.
Consider ca este util intrucat o sa ma treaca prin conceptele studiate la laboratoare si la curs si pentru ca o sa am un proiect hardware pe care o sa-l pot pune in CV.
Robotul va avea 2 senzori cu care va putea urmarii o linie neagra. Modul prin care se va deplasa va fi folosind 2 motoare care comunica printr-un driver si care sunt conectate catre 2 roti pozitionate in spatele masinii, in fata va fi o biluta de metal care se poate misca in toate directiile. Arduino-ul o sa fie conectat si la un MPU6050 pentru a avea input legat de miscarile masinii si pentru a creea miscari mult mai smooth sau mai bune in functie de context. Arduino-ul o sa fie alimentat la baterie.
Componenta | Protocol | Datasheet | De unde |
---|---|---|---|
Driver Motor L298N | PWM | Datasheet | Optimus Digital |
Accelerometru cu 3 axe ADXL345 | I2C | Datasheet | Optimus Digital |
Senzor IR Pololu QTR-MD-05A | ADC | Site | Optimus Digital |
Breadboard | tot Optimus | ||
Fire | tot Optimus | ||
Schelet robot | Unchiul meu | ||
4 x 1,5v baterii | De prin casa | ||
Arduino Uno r3 | Arduino | Dintr-un set | |
2x motor reductor 3-6V | DataSheet | Optimus Digital |
Componentă | Pin/Conexiune | Legătură/Interfață | Funcție/Descriere |
---|---|---|---|
Atmega324P | PC0 (ADC0) | Senzor linie 1 | Citire valoare analogică |
Atmega324P | PC1 (ADC1) | Senzor linie 2 | Citire valoare analogică |
Atmega324P | PC2 (ADC2) | Senzor linie 3 | Citire valoare analogică |
Atmega324P | PC3 (ADC3) | Senzor linie 4 | Citire valoare analogică |
Atmega324P | PC4 (ADC4/SDA) | ADXL345 (SDA) | Comunicație I2C – date |
Atmega324P | PC5 (ADC5/SCL) | ADXL345 (SCL) | Comunicație I2C – ceas |
Atmega324P | PD5 | ENA (L298N) | Semnal PWM motor stânga |
Atmega324P | PD6 | ENB (L298N) | Semnal PWM motor dreapta |
Atmega324P | PD2, PD3 | IN1, IN2 (L298N) | Control direcție motor stânga |
Atmega324P | PD4, PD7 | IN3, IN4 (L298N) | Control direcție motor dreapta |
L298N | OUT1, OUT2 | Motor A | Motor stânga – semnale de putere |
L298N | OUT3, OUT4 | Motor B | Motor dreapta – semnale de putere |
L298N | VS | Baterie 1 x 9V | Alimentare pentru motoare |
L298N | VSS | +5V | Alimentare logică driver |
Senzori IR (CNY70/QTR) | Semnal analogic | A0–A3 (sau ADC0–ADC3) | Reflectanță – detectare linie |
ADXL345 | VDD_IO, VS | +3.3V sau +5V | Alimentare accelerometru |
ADXL345 | GND | GND comun | Masă comună sistem |
Senzori + L298N + MCU | GND | GND comun | Referință masă |
Codul aplicatiei controleaza un robot autonom capabil sa urmeze o linie folosind patru senzori IR analogici si un accelerometru ADXL345 pentru a ajusta viteza in functie de inclinarea terenului. Motorul stang si cel drept sunt controlate printr-un driver L298N conectat la pinii digitali ai microcontrolerului, folosind semnale PWM pentru ajustarea vitezei.
Fisierul principal al aplicatiei este 'main.c
', care contine codul firmware-ului pentru controlul robotului line follower. Toate functiile periferice sunt implementate direct, fara librarii externe, folosind registrele microcontrolerului ATmega328P. Programul este organizat modular, cu functii separate pentru fiecare componenta hardware: motoare, UART, I2C, ADC si accelerometru.
pwm_init() motor_forward() motor_left() motor_right() motor_stop() uart_init(ubrr) uart_putchar() i2c_init() i2c_start(), i2c_stop(), i2c_write(), i2c_read_ack(), i2c_read_nack()4 adxl345_write(reg, value) adxl345_read_xyz(x, y, z) adxl345_init() adc_init() read_adc(channel) follow_line() main()
Aplicatia a fost dezvoltata pe WSL si programul a fost incarcat prin sistem de operare Windows folosind toolchain-ul GNU AVR. Am utilizat un editor de text (VS Code) impreună cu urmatoarele unelte:
* 'Compilator
': avr-gcc
* 'Uploader
': avrdude
* 'Platforma hardware
': Arduino Uno R3 cu microcontroler ATmega328P
* 'Terminal serial pentru debugging
': Serial Monitor Arduino IDE
Compilarea si programarea s-au realizat prin urmatoarele comenzi:
avr-gcc -mmcu=atmega328p -DF_CPU=16000000UL -Os -o main.elf main.c -Wl,-u,vfprintf -lprintf_flt -lm avr-objcopy -O ihex -R .eeprom main.elf main.hex avrdude -c arduino -p m328p -P COM5 -b 115200 -U flash:w:C:\Users\40731\Desktop\main.hex:i
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
4/30 ora 1:01 - am facut inceputurile
4/30 15:48 - am schimbat diagrama cu senzorul si accelometru si am cumparat de ce mai aveam nevoie Jaja Bless -38 lei
5/17 ora 3:00 - am sters schema din kicad si am refacut-o
5/18 ora 15:00 - ultimele retusuri pe hardware
5/26 ora 1:49 - am schimbat pinii pe schema hardware, adaugat software-ul, retusat facut putin mai dragut si adaugat codul in download