ÇİZGİ İZLEYEN ROBOT    

 
 

Çizgi izleyen robot belirli bir yolu otonom olarak takip edebilen robottur. Bu yol siyah zemin üzerinde beyaz  renkte ya da beyaz zemin üzerinde siyah renkte olabilir. 

Çizgi izleyen robotlar yarışma ve hobi amaçlı robotlar olmasına rağmen, geliştirildikleri takdirde endüstride sürekli belli bir yolda malzeme taşımak için ya da dükkanlar, kafeler gibi alanlarda benzer amaçlarla kullanılabilir.

Çizgi izleyen robotlarda önemli olan çizgiyi kaybetmemeyi sağlayacak düzgün kontrol ve hızdır.

Aşağıdaki şema bir çizgi izleyen robotun nasıl çalıştığını basitçe göstermektedir.
çizgi izleyen robot şema

Giriş Üniteleri:

Giriş üniteleri beyaz zemin üzerindeki siyah çizgiyi ya da siyah zemin üzerindeki beyaz çizgiyi ayırt edebilmek için kullanılan elemanlardan oluşmaktadır. Çizgi izleyen robotlarda en sık kullanılan sensör CNY70 kontrast sensörleridir.

CNY70 sensörüCNY70 kontrast sensörü içerisinde bir adet fotodiyot ve bir adet fototransistör bulunur. Fotodiyot 950 nm dalga boyunda bir ışık yayar. ( IR ışık ). Fototransistörün base'i bu IR ışığın zemine çarpıp geri yansımasıyla tetiklenir. Bu şekilde siyah ve beyaz zeminlerde IR ışığın geri yansıması farklı olacağından CNY70 kontrast sensörü ile siyah ve beyaz renklerin ayırt edilmesi sağlanmış olur. 

CNY70 kontrast sensörü analog sinyaller üretir. Analog sinyallerin mikrodenetleyicide işlenmesi için bu sinyaller 74HC14 schmitt triger çevirici kullanılarak digital sinyallere çevirilir. CNY70 kontrast sensörü siyah renk algıladığında analog sinyal değeri 0 V olmaktadır. 74HC14 schmitt triger çevirici ile bu analog sinyal lojik 0 değerine çevirilerek mikrodenetleyiciye gönderilir. CNY70 kontrast sensörü beyaz rengi algıladığında ise analog sinyal değeri 5 V olur ve 74HC14 schmitt triger çevirici bu değeri lojik 1 değerine çevirip mikrodenetleyicisiye gönderir.

Karar Verme Ünitesi:
Kullanılan mikrodenetleyici çizgi izleyen robotun karar verme ünitesidir. 74HC14 schmitt triger çeviriciden alınan sinyaller PIC16F84 mikrodenetleyicisinin giriş portlarına gönderilir. PIC16F84 mikrodenetleyicisi bu sinyalleri yazılan programa göre işler ve çizginin yerini belirleyerek motor çıkışlarına uygun sinyalleri gönderir.

Çıkış Ünitesi:
Çizgi izleyen robotlarda genellikle 2 adet DC motor kullanılır. Bu DC motorları kontrol edebilmek için PIC16F84 mikrodenetleyicisinin motor çıkışları bir motor sürücü devreye bağlanır. DC motorlar darlington transistörlerden kurulan H köprüsü devresi ile ya da L293 gibi bir motor sürücü entegre devre ile de kontrol edilebilir. L293 motor sürücü entegre devresi kullanımı kolay olduğundan dolayı daha çok tercih edilmektedir. L293 motor sürücü entegre devre kendi içinde iki adet H köprüsü barındırır. L293 motor sürücü entegre devre hakkında detaylı bilgi için datasheet indirebilirsiniz. Aşağıdaki şema motor sürüşünü göstermektedir.

Çizgi izleyen robot motor sürüşü

ÇİZGİ İZLEYEN ROBOT  YAPIMI

Robotun amacı
Çizgi izleyen robotlar beyaz zemin üzerindeki siyah çizgiyi ya da siyah zemin üzerindeki beyaz çizgiyi takip etmek amacıyla tasarlanır. Öncelikle çizgi izleyen robotunuzu çalıştıracağınız zemin ve çizgi rengini belirleyin. Bu yazıda daha sık kullanıldıkları için siyah zemin üzerinde beyaz çizgiyi takip eden bir çizgi izleyen robot anlatılacaktır.

Amaca uygun sensör belirlenmesi

qrd1114 kontrast sensörü

Çizgi izleyen robotlarda siyah ve beyaz rengi ayırt edebilmek için kullanılabilecek bir kaç farklı sensör vardır. Bunlardan ilki LDR yani ışığa duyarlı dirençlerdir. LDR ve led kullanarak yapılacak bir sensör devresi ile ışık zemine yansıtılır ve zeminden geri yansıyan ışığa göre LDR' nin değişen direnci kullanılarak siyah ve beyaz renk ayırt edilir. Ancak LDR' nin sensör olarak kullanılması için değişen direnç değerinin programda işlenmesi gerekir. LDR nin sensör olarak kullanımı gerek sensör devresinin hazırlanması gerekse kontrol açısından diğer sensör seçeneklerine göre daha teferruatlı olduğundan çok tercih edilmez. 

LDR den sonra bir diğer sensör seçeneği de QRD1114 yansımalı sensörlerdir. QRD1114 siyah bir hazne içerisine yerleştirilmiş bir infra-red yayıcı diyot ve bir adet NPN fototransistörden oluşur. Diyotun yaydığı ışık zemin üzerinde yansıyarak fototransistörü tetikler. Beyaz zeminde yansıyan ışık siyah zeminden daha fazla olacağından renklerin ayırımı sağlanır ve analog sinyal alınır. QRD1114 algılaması iyi ve kullanımı kolay bir sensördür. Ancak hem biraz pahalı olduğundan hem de her yerde kolaylıkla temin edilemediğinden CNY70 kontrast sensörleri QRD1114 sensörlere göre daha sık kullanılır. 

CNY70 sensörlerde de QRD1114 lerde olduğu gibi bir fotodiyot ve bir fototransistör bulunur. Siyah ve beyaz rengin ayırımı fotodiyotun yaydığı ışığın yüzeye çarparak fototransistörü tetiklemesi ile gerçekleştirilir. CNY70 kontrast sensörü beyaz renk algıladığında 5V seviyesinde siyah renk algıladığında ise 0 volt seviyesinde bir analog sinyal verir. Bu yazıda 3 adet CNY70 sensörün kullanıldığı bir çizgi izleyen robot alatılacaktır.

Algoritma düzenlemek
çizgi izleyen robot algoritmaYandaki şekilde 3 sensörlü bir çizgi izleyen robotun pist üzerindeki durumları basitçe gösterilmektedir. Buna göre:

A) Çizgi izleyen robotun en sol sensörü çizgi üzerindedir. Yani çizgi izleyen robot yolun sağ tarafındadır. Bu nedenle çizgi izleyen robotun piste doğru yönelmesi için sağ motorun ileriye doğru çalışması sol motorun ise bu esnada durması gerekmektedir.

B) Çizgi izleyen robotun en sağ sensörü çizgi üzerindedir. Yani çizgi izleyen robot yolun sol tarafındadır. Bu nedenle çizgi izleyen robotun piste doğru yönelmesi için sol motorun ileriye doğru çalışması sağ motorun ise bu esnada durması gerekmektedir.

C) Çizgi izleyen robotun orta sensörü çizgi üzerindedir. Yani çizgi izleyen robotun pist üzerindeki konumu doğrudur. İki motor da ileri doğru sürülmelidir.

Robotun mekanik tasarımı
Çizgi izleyen robotlar mekanik açıdan çeşitli uygulamalara müsait robotlardır. Sumo robotlardaki gibi sınırlar yoktur. Ama en çok kullanılan mekanik düzeneklerden biri arkadan iki adet dc redüktörlü motorla itişi sağlanan sistemdir. Bu tasarımda robotun ön orta kısmına yerleştirilecek bir sarhoş tekerlek ise dönüş kolaylığı sağlayacaktır. Robotun gövdesini tasarlarken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta da robotta kullanılacak olan motorlara uygun bir gövde tasarlanmasıdır. Hem motorların yerleştirilmesi için gerekli vida ya da kravat delikleri belirlenmeli hem de motorların gücüne uygun ağırlıkta bir gövde tasarlanmalıdır.

Çizgi İzleyen Robot Devre Şeması

Elektronik Devre Tasarımı

Yanda çizgi izleyen robotunuzda kullanabileceğiniz bir devre şeması verilmiştir. DevrePIC16F84A mikrodenetleyicisi ile kontrol edilen 3 CNY70 kontrast sensörlü bir çizgi izleyen robot devresidir.
 

Robotun programının yazılması
ASM , C veya Pic Basic Pro gibi programlama dillerinden birinde çizgi izleyen robotunuzun programını yazabilirsiniz. Özellikle programcılığa yeni başlayanlar için Pic Basic Pro daha uygun bir dildir. Çünkü üst seviye bir dil olduğundan komutları ve döngüleri daha kolay kavranabilir. Programın akış diyagramı aşağıdadır.

çizgi izleyen robot flowchart

Parçaları birleştirmek ve robotu denemek
Son aşamaya geldiğinizde öncelikle robotunuzun tekerleklerini ve motorlarını gövdenin üzerine yerleştirip sabitleyin. Daha sonra sensörlerinizin ve ana devrenizin konumlandırmasını yapın ve sensörler ile motorların ana devreye bağlantılarını yapın. Robotunuzun voltaj beslemesi için alkaline kalem pil kullanmanız en uygunudur. Herşeyi monte ettikten sonra siyah çadır bezinden oluşan zeminin üzerine beyaz elektrik bandı ile çizgi izleyen robotunuzu denemek istediğiniz pisti çizin ve robotunuzu deneyin. Eğer robotunuz pisti düzgün takip etmiyor ise hatanın kaynağını tespit etmek  robot tasarımı ve yapımı kısmında belirtilen noktaları  kontrol edin

 (KAYNAK: www.Robotiksistem .com)

 

Cizgi_İzleyen_Robot_Yapimi.pdf (1905464)

cizgi-izleyen-robot.pdf (0)

 
 

© NEOR 2015 Tüm Hakları Saklıdır.

Ücretsiz web sitesi oluşturun!

ile bir site kur

  • Tamamen ÜCRETSİZ
  • Yüzlerce tasarım
  • Son derece kolay

Bu website Webnode ile oluşturulmuştur. Bugün ücretsiz kendi siteni oluştur!