AlphaBot: Linienverfolger kalibrieren

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider

Inhalt des 9. Termins

• Ich stelle Euch den Sensor "Linienverfolger" vor.
• Wir kalibrieren den Sensor.
• Wir lesen die Messwerte ein.
• Wir programmieren einen 2-Punkt-Regler, um einer Linie zu folgen.

Quelltext

Kalibrierung

/* Sensorbibliothek hinzufügen */
#include "TRSensors.h"

#define NUM_SENSORS 5

/* Die Sensoren 1..5 sind an die analogen Eingänge 0..4 angeschlosse */
TRSensors trs =   TRSensors();       // Handle zum Sensor
unsigned int Messwerte[NUM_SENSORS]; // Meswert Array

/* Ports festlegen */
int IN1 = A1;
int IN2 = A0;
int IN3 = A2;
int IN4 = A3;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200); // Achtung hohe Geschwindigkeit für den seriellen Monitor
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  Serial.println("Kalibrierung startet für 10s...");
  for (int i = 0; i < 400; i++)                  // Die Kalibrierung dauert ca. 10s
  {
    trs.calibrate();                             // alle Sensoren 10x auslesen
  }
  Serial.println("Kalibrierung beendet");
  
  // Ausgabe der Minimalwerte während der Kalibrierung
  for (int i = 0; i < NUM_SENSORS; i++)
  {
    Serial.print(trs.calibratedMin[i]);
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println(); 

     // Ausgabe der Maximalwerte während der Kalibrierung
  for (int i = 0; i < NUM_SENSORS; i++)
  {
    Serial.print(trs.calibratedMax[i]);
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println();
  
  delay(1000);
  
  Serial.println("SETUP beendet");

}

void loop() {
   /* Messwertdarstellung */
    unsigned int position = trs.readLine(Messwerte);
    for (unsigned char i = 0; i < NUM_SENSORS; i++)
    {
      Serial.print(Messwerte[i]);
      Serial.print('\t');
    }
    Serial.print('\n'); // Serial.println(position); Zusätzliche Anzeige des gewichteten Mittelwerts
}

Linienverfolger

/* Sensorbibliothek hinzufügen */
#include "TRSensors.h"

#define NUM_SENSORS 5

/* Die Sensoren 1..5 sind an die analogen Eingänge 0..4 angeschlosse */
TRSensors trs =   TRSensors();       // Handle zum Sensor
unsigned int Messwerte[NUM_SENSORS]; // Meswert Array

/* Ports festlegen */
int IN1 = A1;
int IN2 = A0;
int IN3 = A2;
int IN4 = A3;
int ENA = 5;  // Motoren Ports
int ENB = 6;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200); // Achtung hohe Geschwindigkeit für den seriellen Monitor
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);
  analogWrite(ENA,0);
  analogWrite(ENB,0);

  Serial.println("Kalibrierung startet für 10s...");
  for (int i = 0; i < 400; i++)                  // make the calibration take about 10 seconds
  {
    trs.calibrate();                             // reads all sensors 10 times
  }
  Serial.println("Kalibrierung beendet");
  
  // Ausgabe der Minimalwerte während der Kalibrierung
  for (int i = 0; i < NUM_SENSORS; i++)
  {
    Serial.print(trs.calibratedMin[i]);
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println(); 

     // Ausgabe der Maximalwerte während der Kalibrierung
  for (int i = 0; i < NUM_SENSORS; i++)
  {
    Serial.print(trs.calibratedMax[i]);
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println();
  
  delay(1000);
  
  Serial.println("SETUP beendet");

}

void loop() {
    unsigned int position = trs.readLine(Messwerte); // Istwert auslesen
    Serial.println(position);                        // Ausgabe des Istwertes: 2000 = Mitte

    if(position > 2000) {  // Linie ist rechts
      analogWrite(ENA,0);
      analogWrite(ENB,80); // Fahre nach rechts
    }
    else{                  // Linie ist links
      analogWrite(ENA,80); // Fahre nach links
      analogWrite(ENB,0);
    }
}

Abb. 1: Motorenbezeichnung in Fahrtrichtung

Hausaufgaben bis zum 10. Termin

• Bastelt Euch einen Rundkurs.
• Folgt der Linie auf dem Rundkurs.
• Ist eine Fahrt in beide Richtungen möglich?

Hinweise:

• Einen Artikel zum Linienverfolger findet Ihr hier.
• Die Jumper von Block F müssen alle links gesetzt sein.

Musterlösung

• Tipp 1
• Tipp 2
• Lösung

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