자동제어 실험(2) 라인트레이서 제어.

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1 자동제어 실험(2) 라인트레이서 제어

2 차 례 1.라인트레이서의 정의와 동작원리 라인트레이서란 무엇인가? 라인트레이서의 작동원리 라인트레이서 제작을 위한 준비
차 례 1.라인트레이서의 정의와 동작원리 라인트레이서란 무엇인가? 라인트레이서의 작동원리 라인트레이서 제작을 위한 준비 라인트레이서 제작 과정 납땜 지도 로봇주행에 영향을 미치는 요소 로봇형태 경기장 제작 및 예시 계측기 대회 규정 2.실습 Kit의 구성과 제작

3 라인트레이서란 무엇인가? 라인트레이서=Line+Tracer

4 Line tracer Line tracer
Line tracer 를 구현하는 algorithm도 간단하다. 쉽게 개발할 수 있기 때문에 많은 응용 분야를 갖고 있다. 라인 스캐너(Line Scanner)라고도 하며, 우리말로는 줄달음 차라고 하는 자율 이동 로봇을 말한다. 라인 트레이서의 기본적인 동작 원리는 주어진 주행선을 센서로 검출하여 목적위치까지 이동하는 자율이동 로봇이다. 라인 트레이서는 검은 바탕의 흰선 또는 흰 바탕의 검은 선을 따라 이동하는 로봇으로 공장이나 병원 등에서 물건을 싣고 주행하는 로봇으로 실용화되었다. 이 로봇은 차체(몸체) 전후방에 설치된 적외선 센서를 이용하여 바닥과 주행선을 구분하여 주행선을 따라 이동한다.

5 적외선 센서의 작동원리 발광부와 수광부로 이루어진 적외선 센서가 반사된 빛을 감지하여 물체의 유무와 거리를 인식

6 Line tracer 의 기본 원리 Line tracer의 기본 원리
바닥에 적외선 센서를 부착하여, 반사되어 들어오는 광량으로 라인을 구분한다. 센서 로봇의 이동방향 오른쪽 센서로 입력을 받으면 왼쪽 바퀴의 속도를 올리고 왼쪽 센서로 입력을 받으면 오른쪽 바퀴의 속도를 올린다. 결과적으로 로봇은 라인을 따라서 주행하게 된다. 모터 고속 저속

7 Line tracer의 기본 원리 순서도 시작 끝 센서와 모터 초기화 센서 값 입력 센서 값 왼쪽으로 턴 직진 오른쪽으로 턴
정지 왼쪽 그 외 정지라인 오른쪽

8 라인트레이서 제작을 위한 준비 1. 로봇 관련 기초 지식의 습득 2. 로봇제작 공구 준비 3. 로봇제작에 필요한 부품의 이해
로봇의 기초 개념, 로봇 기계 요소, 로봇 전기 전자 기초, 기초 전기 개념 및 회로, 기본 전자 부품 이해, 전자 공작, 로봇 제어의 기초, 로봇에 대한 문제해결 능력 2. 로봇제작 공구 준비 니퍼, 롱노우즈, 드라이버, 인두기, 납흡입기, 인두기 받침대, 스트리퍼 등 3. 로봇제작에 필요한 부품의 이해 저항, 세라믹 콘덴서, 트랜지스터, 가변저항, LED, 적외선센서, IC소켓, IC, 슬라이드 스위치 등

9 라인트레이서 제작 과정 회로부 제작 기구부 제작 로봇주행

10 로봇주행에 영향을 미치는 요소 로봇의 무게 중심 바퀴의 재질 바퀴 축의 길이 건전지의 소모량 좌우 모터의 균형
자연광과 조명의 밝기 센서부와 회로부의 분리 부드러운 고무재질, 스폰지 재질 사용 경기장에 따른 바퀴 축의 길이 조정 모터박스 속의 모터 교환 건전지 사이즈 교환

11 로봇 형태

12 로봇 형태

13 로봇형태

14 경기장 제작 1. 재료 - 흰색 포맥스판(가로, 세로1m, 두께 1.5mm ) 4장 - 검은색 절연테이프(폭 2cm 이하) 2. 제작 방법 - 컴퍼스, 자, 각도기를 이용하여 원호(200Ø～400Ø), 코스각(40°～90°)을 가진 직선, 곡선 등을 그린다. - 검은색 절연테이프를 붙여 경기장을 완성한다.

15 경기장 예시 <2004 전국대회 경기장> <2005 전국대회 경기장>

16 계측기 1/100초 까지 기록 측정 센서를 이용하여 자동 측정

17 대회 규정 1. 심사는 로봇의 공작상태와 주행기록 및 지필고사를 합산하여 고득점 순으로 등위를 정한다.
- 공작점수(20점) : 부품의 정렬상태, 납땜의 상태 등 제작의 견고성 상태, 제작과정의 성실성, 제작의 창의성 등 - 주행기록(60점) : 완주 성공한 참가자에 한하여 부가되는 점수로 최저 공인 기록을 60점 만점으로 하고 등위별로 2점씩 차감하여 점수를 부여한다. - 지필고사(20점) : 로봇과학에 대한 학습 능력 평가 2. 주행기록 측정은 2회 주행기록 중 좋은 기록을 공인기록으로 한다. 3. 동점자 처리 - 제1순위 : 주행기록, 지필고사, 공작점수 순 - 제2순위 : 저학년 우선

18 1. 실습Kit의 구성 ATMEGA 8 MPU 기반 라인트레이서 블록 도 주요 기능 적외선 센서 부 : 라인을 검출한다.
모터 구동 부 : 좌,우 가 독립적으로 구동 되어 원하는 방향으로 이동 한다. RS232 : PC와 통신을 한다. 입력 부 : 스위치를 통한 입력. ATMEGA 8 MPU 기반 라인트레이서 블록 도 Left Wheel PWM OUT UART +5V Pull-UP +5V Right Wheel PWM OUT ISP 적외선 센서 6 Port 입력 ATMEGA8 (MPU) VCC 66ch –AD IN RESET PD2~7 LM317 (Regulator IC) 9V 5V +5V Pull-Down Switch 1,2

19 2. 회로도

20 MPU부 전원 및 ISP 부

21 좌우DC모터 PWM구동부 조작입력 스위치1,2 및 직렬통신부

22 센서입력 및 Pull Up/Down부

23 3. 회로 제작 1. 부품 기판에 꽂기 부품을 꽂을 때는 그 부품의 기호와 규격 또는 방향이 바뀌는 일이 없도록 모든 부품을 하나하나 확인하며 바르게 꽂아야 한다. 2. 납땜 순서 인두의 끝을 구리판과 부품의 다리가 함께 닿도록 가볍게 댄다. - 땜납을 인두 끝의 밑에 조금씩 밀어 넣는다. - 땜납이 녹으면서 구리판에 퍼지면 납을 뗀다. - 땜납을 먼저 떼고, 인두도 뗀다.

24 4. PCB 디자인 뒷면 윗면