Schlauer Roboter mit Arduino

Autoren: Ibrahim El-Jaber Nsangou Pekariekouo, Franck Bakofa Njanpouop

Gruppe: 2.3

Betreuer: Prof. Schneider

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Einleitung

Im Rahmen des GET-Fachpraktikums sollen Studenten ein Mechatronisches Projekt erstellen und durchführen. Wir haben uns dafür entschieden, ein Hindernis vermeidenden Roboter zu bauen und mit Hilfe von Arduino programmiert werden. Ziel unseres Projekts ist es einen Roboter zu bauen, der eine schwarze oder weiße Linie verfolgen und gleichzeitig Hindernisse auf seinen Weg, wenn es gibt, vermeiden kann.

Anforderungen

Um den Erfolg unseres Projekts zu gewährleisten, müssen die unter genannte Anforderungen erfüllen werden:

• Mini Auto Design mit 4 Reifen und 4 Getriebemotoren.
  
• System mit einem Schalter ein-/ausschalten.
  
• Der Roboter soll mit Hilfe Infrarot-Liniensensor entlang einer Linie fahren können.
  
• Der Roboter soll in der Lage sein, Hindernisse mit Hilfe Ultraschalsensoren zu erkennen.
  
• Der Roboter soll Hindernisse auf seinen Weg ausweichen können.
  
• Anzeige der Status auf einem integrierten Display (I2C LCD).
  

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Der IR-Sensor besteht aus einer Infrarot LED und einem nebeneinander angeordneten Fototransistor.Die LED wirkt wie ein Sender und der Fototransistor wie ein Empfänger. Die Infrarot-LED sendet Infrarotlicht aus, d.h. Licht, das eine längere Wellenlänge (oder niedrigere Frequenz) hat und für das menschliche Auge unsichtbar ist. Trifft dieses Licht auf eine weiße Fläche, wird es reflektiert und prallt auf den Fototransistor,dann leuchtet eine LED. Trifft es dagegen auf eine schwarze Oberfläche, absorbiert das Material den größten Teil des Lichts und erreicht nicht den Fototransistor.Wir haben diese besondere Eigenschaft der IR-Sensor benutzt,damit unserer Roboter eine "schwarze/weiße" Linie folgen kann.

Das Bild zeigt die Bedingungen, die erfüllen sollen ,damit den Roboter die Linie folgt.

Damit unser Roboter die schwarze Linie folgt, haben wir einen 5-Kanal-Infrarotdetektor ITR2001 Sensor verwendet. Dieser Sensor erkennt nicht die schwarze Oberfläche,da den größten Teil des Infrarotlichts,das gesendet wird,wird von der Oberfläche/Material absorbiert. Wir haben uns vier Bedingungen gestellt,damit der roboter die Linie folgt.

• Wenn der dritte IR-Sensor genau auf der schwarzen und die anderen auf weißen Oberfläche stehen, muss der Roboter weiter geradeaus fahren.
  

• Wenn der zweite IR-Sensor auf der schwarzen Oberfläche und die anderen auf weißen Oberfläche stehen, muss der Roboter für eine Weile nach links abbiegen, so dass der dritte IR-Sensor sich wieder auf der schwarzen Fläche befinden.
  

• Wenn der vierte IR Sensor auf der schwarzen Oberfläche und die anderen auf weißen Oberfläche stehen, muss der Roboter für eine Weile nach recht abbiegen, so dass der dritte IR-Sensor sich wieder auf der schwarzen Fläche befinden.
  

• Wenn alle fünf IR Senoren sich genau auf der schwarze Oberfläche befinden, muss der Roboter stehenbleiben. Ist dieser Bedingung nicht erfüllt, muss der Roboter einfach weiter fahren bis man das System mit dem Schalter ausschalten
  

Das Bild zeigt den funktionalen Systementwurf.
Es erläutert die Vorgehensweisen,die den Roboter nutzt,um Abstände zu messen und Hindernisse auszuweichen.

Schaltung:

Verbindung der Bauteile.

Verbindung der LinenSensor.

Literatur

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