In dieser Lektion verwandeln Sie Ihren OSOYOO V3 Robot Car in einen autonomen Linienfolge-Roboter.
Mithilfe eines 5-Kanal-Infrarot-Liniensensors kann der Roboter die Position einer schwarzen Linie auf einem hellen Untergrund erkennen und seine Richtung kontinuierlich anpassen, um auf der Spur zu bleiben.
Das Verfolgen von Linien gehört zu den grundlegendsten Technologien in der mobilen Robotik und bei fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Es bietet eine hervorragende Einführung in sensorgestützte Navigation und Echtzeit-Entscheidungsfindung.
Jeder Liniensensor besteht aus zwei Komponenten: einer Infrarot-LED (Sender) und einem Infrarot-Fototransistor (Empfänger).
Die Infrarot-LED sendet kontinuierlich unsichtbares Infrarotlicht in Richtung Boden.
Die Menge des reflektierten Infrarotlichts hängt von der Oberflächenfarbe ab: Weiße Oberfläche und Schwarze Oberfläche. Weiße Oberflächen reflektieren den größten Teil des Infrarotlichts. Dies führt zu:
Starkes Reflexionssignal
Sensor erkennt HOHE Reflexion
Ausgangszustand des Empfängers ändert sich
Schwarze Oberflächen absorbieren den größten Teil des Infrarotlichts. Dies führt zu:
Schwaches Reflexionssignal
Sensor erkennt NIEDRIGE Reflexion
Ausgangszustand des Empfängers ändert sich
Dieser Unterschied ermöglicht es dem Roboter, zwischen der schwarzen Spur und dem weißen Hintergrund zu unterscheiden.
4Hardware-Installation
Schritt 1: Beginnen Sie mit dem in Lektion 1 montierten Roboter. Wenn Sie bereits Lektion 2 und Lektion 3 abgeschlossen haben, lassen Sie das Fahrzeug einfach so wie es ist.
Schritt 2: Entfernen Sie die M3-Inbusschraube am oberen Chassis. Befestigen Sie das 5-Kanal-Liniensensormodul mit M3-Kunststoffschrauben, Abstandshaltern und Muttern an der Vorderseite des unteren Chassis.
Wichtige Hinweise
Die Sensorköpfe müssen nach unten zeigen.
Die Sensoren müssen sich unter dem unteren Chassis befinden.
Das blaue Potentiometer auf dem Sensor muss in der Aussparung an der Vorderseite des unteren Chassis positioniert sein.
Halten Sie einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Sensoren und dem Boden ein.
Schritt 3: Verbinden Sie den GND–VCC-Pin des Liniensensormoduls mit dem GND–5V des OSOLINK WIFI/BLE I/O-Shields; verbinden Sie die Pins IR1, IR2, IR3, IR4, IR5 mit A0, A1, A2, A3, D13 über ein 7-poliges 25 cm Buchse-zu-Buchse-Kabel wie im Foto unten gezeigt (Wichtig: Entfernen Sie KEINE bereits in Lektion 1 verlegten Kabel):
Schritt 4: Setzen Sie das obere Chassis wieder auf und ziehen Sie alle Befestigungsschrauben fest.
2. Code herunterladen: Laden Sie den Beispielcode für Lektion 4 hier herunter. Entpacken Sie den Inhalt — Sie erhalten eine Datei v3car-lesson4.ino im Ordner v3car-lesson4. Öffnen Sie das Sketch v3car-lesson4.ino in der Arduino IDE.
3. Board und Port auswählen: Verbinden Sie das OSOYOO Basic Board (kompatibel mit Arduino UNO) über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer (Wichtig: Stellen Sie sicher, dass der Netzschalter des Roboter-Autos ausgeschaltet und der Akku getrennt ist, bevor Sie das Board mit dem PC verbinden). Starten Sie die Arduino IDE. Navigieren Sie zu Werkzeuge > Board und wählen Sie Arduino Uno. Gehen Sie dann zu Werkzeuge > Port und wählen Sie den entsprechenden seriellen Port. Falls Sie unsicher sind, prüfen Sie den Geräte-Manager Ihres Betriebssystems.
4. Code hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche „Hochladen” (Pfeil-Symbol), um das Sketch zu kompilieren und auf das OSOYOO Basic Board zu übertragen.
6Sensorkalibrierung
Eine ordnungsgemäße Kalibrierung ist entscheidend für eine zuverlässige Linienverfolgung.
Kalibrierungsablauf
Schalten Sie den Roboter ein und halten Sie das Roboter-Auto fest.
Platzieren Sie den Sensor über einer schwarzen Linie auf weißem Untergrund.
Stellen Sie das Potentiometer auf dem Sensor mit einem kleinen Schraubenzieher ein.
Beobachten Sie die Kontrollleuchte (LED).
Oberfläche
Kontrollleuchte
Weißer Hintergrund
AUS
Schwarze Spur
AN
7Auto testen
Zeichnen Sie eine schwarze Linie auf einen weißen Untergrund und platzieren Sie den mittleren Sensor über der schwarzen Linie. Schalten Sie den Roboter ein und beobachten Sie das Fahrverhalten.
Empfohlene Spurspezifikationen
Spurbreite: 20–30 mm
Hoher Kontrast zwischen Linie und Hintergrund
Glatte Oberfläche
Erwartetes Verhalten
Der Roboter folgt der Linie automatisch.
Der Roboter korrigiert seine Richtung, wenn er nach links oder rechts abdriftet.
Der Roboter bleibt auf der Spur ausgerichtet.
8Fehlerbehebung
1. Roboter erkennt die Linie nicht
Überprüfen Sie:
Sensorverkabelung
Sensorhöhe
Sensorkalibrierung
Akkuspannung
2. Roboter verliert die Spur häufig
Mögliche Ursachen:
Spur ist zu schmal
Kurven sind zu eng
Sensorempfindlichkeit zu gering
3. Roboter dreht sich zu stark
Mögliche Ursachen:
Ungleichmäßige Sensorkalibrierung
Sensormodul schräg montiert
Oberflächenreflexionen beeinflussen die Erkennung
4. Störung durch Umgebungslicht
Starkes Sonnenlicht kann Infrarotsensoren beeinflussen.
Für optimale Leistung:
Test in Innenräumen durchführen
Direktes Sonnenlicht vermeiden
Stark reflektierende Oberflächen vermeiden
Infrarot-Liniensensoren arbeiten am zuverlässigsten unter kontrollierten Lichtverhältnissen.
