ما هو متتبع الخط ( Line Follower ) ؟
الدرس الأول : تعريفه وسنسوراته
السلام عليكم ورحمه الله وبركاته
تعريف متتبع الخط :
هو روبوت ( سيارة ) تمشي على خط له لون مميز مختلف عن باقي لون الارض ويظل متتبعا له حتى نهاية المسار المرسوم له .. واذا خرج عن المسار يحاول العوده له مره اخرى .. ويستخدم بعض السنسورات حتى يستطيع تمييز لون الخط عن باقي ألون الارض
هو روبوت ( سيارة ) تمشي على خط له لون مميز مختلف عن باقي لون الارض ويظل متتبعا له حتى نهاية المسار المرسوم له .. واذا خرج عن المسار يحاول العوده له مره اخرى .. ويستخدم بعض السنسورات حتى يستطيع تمييز لون الخط عن باقي ألون الارض
هناك انواع عديده من السنسورات ولكنها تعمل بنفس المبدأ .. حيث ان كل السنسورات تعمل اما بمدأ انعكاس الضوء او تغير المقاومة تبعا لمدى الضوء المعكوس وسنشرح ذلك بالتفصيل
1- المقاومات الضوئية ( LDR )
وهي عباره عن مقاومة عادية لكنها تتأثر بالضوء فإذا اشتد الضوء قلت المقاومة واصبح مرور التيار اسهل واذا حجب عنها الضوء اصبحت في اكبر مقاومة لها واصبح مرور التيار فيها صعب .
كيف يمكن استخدامها :
يتم وضع ليد ابيض بجوار المقاومة في اسفل السيارة فإذا كان الخط أبيض فإن الضوء سينعكس كليا ع المقاومة وتصبح المقاومة اقل ما يمكن . واذا كان الخط أسود فإن الضوء سيمتص معظمه وينعكس جزء بسيط منه وعندها المقاومة ستقل بنسبه كبيره .. وكذلك الألوان التي بين الابيض والاسود .. حيث ان عند التجربه ستجد ان كل لون له مقاومة معينه حسب مدى انعكاس الضوء على سطحه
يتم وضع ليد ابيض بجوار المقاومة في اسفل السيارة فإذا كان الخط أبيض فإن الضوء سينعكس كليا ع المقاومة وتصبح المقاومة اقل ما يمكن . واذا كان الخط أسود فإن الضوء سيمتص معظمه وينعكس جزء بسيط منه وعندها المقاومة ستقل بنسبه كبيره .. وكذلك الألوان التي بين الابيض والاسود .. حيث ان عند التجربه ستجد ان كل لون له مقاومة معينه حسب مدى انعكاس الضوء على سطحه
كيف يمكن قياس المقاومة :
في هذه الحال لن يتم قياس المقاومة سوف يتم وضع المقاومة الضوئية في دائرة تدعى Voltage divider والتي تتكون من مقاومتين متصلتين ع التوالي احدهما ستكون المقاومة الضوئية والاخرى ستكون مقاومة معلومه ثابته .. ويتم توصيل احد المقاومتين بمصدر باور والاخرى بالارضي ويتم اخد سلك بين المقاومتين .. فإذا تم قياس فرق الجهد بين السلك والارضي سنجده انه يتبع القانون الاتي Vout=Vin* R2/R1+R2
وبما ان هنالك مقاومة ثابته اذا سيظل الجهد المتولد من السلك ثابت حتى يحدث فرق في الالوان حينها ستتغير قيمة المقاومة الضوئية وحينها سيتغير الجهد
في هذه الحال لن يتم قياس المقاومة سوف يتم وضع المقاومة الضوئية في دائرة تدعى Voltage divider والتي تتكون من مقاومتين متصلتين ع التوالي احدهما ستكون المقاومة الضوئية والاخرى ستكون مقاومة معلومه ثابته .. ويتم توصيل احد المقاومتين بمصدر باور والاخرى بالارضي ويتم اخد سلك بين المقاومتين .. فإذا تم قياس فرق الجهد بين السلك والارضي سنجده انه يتبع القانون الاتي Vout=Vin* R2/R1+R2
وبما ان هنالك مقاومة ثابته اذا سيظل الجهد المتولد من السلك ثابت حتى يحدث فرق في الالوان حينها ستتغير قيمة المقاومة الضوئية وحينها سيتغير الجهد
ما عيوب هذا السنسور :
هذه السنسور حساس جدا لأي مؤثر ضوئي لذلك في المسابقات يتم عزله جيدا عن ضوء الشمس وعن اي مصدر ضوئي اخر
هذه السنسور حساس جدا لأي مؤثر ضوئي لذلك في المسابقات يتم عزله جيدا عن ضوء الشمس وعن اي مصدر ضوئي اخر
--------------------------------------------------------------------------------------
2- ال Photo diode :
2- ال Photo diode :
هو عباره عن دايود عادي ولكنه لا يعمل ك دايود الا اذا كان هنالك مصدر ضوئي .. وتستخدم معه ليدات ال IR .. فإذا كان هنالك خط ابيض سينعكس الضوء كليا ويتم فتح الدايود فيمر التيار والعكس اذا كان خط اسود
مميزات هذا السنسور :
انه له حالتان فقط اما انه يمرر التيار كليا او لا يمرره كليا .. ع عكس المقاومة الضوئية
انه له حالتان فقط اما انه يمرر التيار كليا او لا يمرره كليا .. ع عكس المقاومة الضوئية
عيوبه :
انه يتأثر ايضا بضوء الشمس حيث ان ضوء الشمس تحتوي على نسبه من ضوء ال IR ... ومن عيوبه ايضا انه لا يمكن استخدامه في المسابقات التي تحتوي على الوان غير الابيض او الاسود ... لأنه يعتبر الابيض والاصفر والاحمر والاخضر كلهم عاكسين للضوء حتى لو بنسبه بسيطه .. والاسود والازرق والكحلي وغيره يعتبر اسود ويعتبرو غير عاكسين للضوء
انه يتأثر ايضا بضوء الشمس حيث ان ضوء الشمس تحتوي على نسبه من ضوء ال IR ... ومن عيوبه ايضا انه لا يمكن استخدامه في المسابقات التي تحتوي على الوان غير الابيض او الاسود ... لأنه يعتبر الابيض والاصفر والاحمر والاخضر كلهم عاكسين للضوء حتى لو بنسبه بسيطه .. والاسود والازرق والكحلي وغيره يعتبر اسود ويعتبرو غير عاكسين للضوء
كيف يمكن استخدامه :
يتم توصيل ليد IR بجوار السنسور .. ويتم توصيل مصدر باور على طرف ال Photo diode وتوصيل الطرف الاخر على المتحكم ..
يتم توصيل ليد IR بجوار السنسور .. ويتم توصيل مصدر باور على طرف ال Photo diode وتوصيل الطرف الاخر على المتحكم ..
-------------------------------------------------------------------------------------
3- IR Transmitter & receiver
3- IR Transmitter & receiver
يعتبر مبدأ عمل هذا السنسور مشابهه لل PHoto diode .. لكن هذا الريسيفر يمكنه ان يستقبل بيانات كامله ومختلفه ( كما يحدث في ريموت التلفاز )
مميزاته :
من مميزاته انه يمكن برمجه الريسيفر بحيث لا يتأثر بأي ضوء IR اخر الا ال IR المرسل فقط حيث يتم تحديد تردد معين لل IR او كلمة معينه يتم ارسالها .. كما يحدث قي التلفاز حيث ان كل زر يقوم بوظيفه محدده
من مميزاته انه يمكن برمجه الريسيفر بحيث لا يتأثر بأي ضوء IR اخر الا ال IR المرسل فقط حيث يتم تحديد تردد معين لل IR او كلمة معينه يتم ارسالها .. كما يحدث قي التلفاز حيث ان كل زر يقوم بوظيفه محدده
عيوبه :
عيبه الوحيد انه ايضا لا يمكن استخدامه في اي الوان الا الاسود والابيض لأنه اما يخرج 0 او 1
عيبه الوحيد انه ايضا لا يمكن استخدامه في اي الوان الا الاسود والابيض لأنه اما يخرج 0 او 1
--------------------------------------------------------------------------------------
4- ال Photo transistor :
4- ال Photo transistor :
وهو مشابه تماما لل Photo diode حيث انه ترانزستور عادي لكنه لا يوصل ال Collector بال Emitter الا اذا استقبل ضوء IR
لذا فإن توصيله ومميزاته وعيوبه مثل ال PHoto diode ايضا
------------------------------------------------------------------------------------
5- الكاميرا :
5- الكاميرا :
يمكن للكاميرا بواسطه برنامج ان تفرق بين اي لون وغيره او لون محدد ودرجاته .. ويمكن لها ايضا ان تحدد الخطوط والدوائر وجميع الاشكال الهندسية
من اشهر المكتبات التي تسهل على المبرمجين برمجه الكاميرات هي ال OpenCV حيث انها بها دوال جاهزه يمكنها تحديد الخطوط والالوان وغيرها وسوف يتم شرح هذه المكتبه بشكل مفصل لاحقا
كيف يمكن استخدامها :
بعد تحديد مكان الخط يتم اخد احداثياته من الكاميرا فإذا كان في المنتصف فإن الروبوت يسير بشكل صحيح فإذا انحرفت يمينا او يسارا يدور الروبوت حتى يعود في منتصف الخط
بعد تحديد مكان الخط يتم اخد احداثياته من الكاميرا فإذا كان في المنتصف فإن الروبوت يسير بشكل صحيح فإذا انحرفت يمينا او يسارا يدور الروبوت حتى يعود في منتصف الخط
مميزات الكاميرا :
لها مدى كبير جدا من قراءات الالوان .. يمكنها تحديد الاشكال وتمييزها حيث انها يمكن استخدامها في معرفه اقرب دوران ومدى شده هذا الدوران
لها مدى كبير جدا من قراءات الالوان .. يمكنها تحديد الاشكال وتمييزها حيث انها يمكن استخدامها في معرفه اقرب دوران ومدى شده هذا الدوران
عيوبها :
صعبه قليلا في البرمجه وتحتاج الى متحكم اعلى حتى يتم تشغيل الكاميرا .. او يتم وضعها في الروبوت وايرليس
صعبه قليلا في البرمجه وتحتاج الى متحكم اعلى حتى يتم تشغيل الكاميرا .. او يتم وضعها في الروبوت وايرليس
------------------------------------------------------------------------------
في المرة القادمة بإذن الله مواضيع اخري ان شاء الله
خارج الموضوع تحويل الاكوادإخفاء الابتساماتإخفاء