<はじめに>
はじめて作ったライントレーサについて書いていきます。
回路図通りに作れば動きますが今見ると不安な設計なのであまり作成を勧められません。
<回路図>
モータを一つ動かす回路です。
実際にライントレーサを作る場合はこの回路を2個作る必要があります。
部品は投稿日現在で秋葉原で買えるようです。
ここでは車体については特に説明しませんが、
駆動輪2つで前輪が全方位に動くものかキャタピラタイプが簡単だと思います。
コースは黒地に白ラインを想定した設計です
<センサ>
回路図からセンサ回路だけ切り取りました。
センサにはフォトリフレクタを使用します。
フォトリフレクタはLEDとフォトトランジスタが一体になっている反射型のセンサです。
LEDの反射光の強さが白と黒の時で変わるのでラインの検地ができます。
センサが黒を見ているときはLEDの反射が弱まります。
そのためフォトトランジスタに流れる電流が小さくなりコレクタの電位が上がります。
これにより駆動回路に電流が流れていきます。
センサが白を見ているときはLEDの反射が強くなります。
そのためフォトトランジスタに流れる電流が大きくなりコレクタの電位が下がります。
これにより駆動回路に電流が流れにくくなります。
コレクタの電位は白のラインにどれくらいセンサがかかっているかで変わってきます。
この辺の詳細な説明は後日行います。
<駆動回路>
センサがラインを検知したとき電流が流れにくくなると説明しました。
言い方を変えればセンサにラインがかかっていないほど電流が流れることとなります。
この電流はトランジスタのベースに流れます。
トランジスタは電流を増幅する素子です。
流れた電流にベースに流れた電流に比例した電流をコレクタからエミッタに流そうとします(もちろんオームの法則を満たしている条件下で)。
資料によってはスイッチのようなものとありますが今はその理解で問題ありません(ベース電流をたくさん流すとそのような挙動になります)。
トランジスタが2段繋がっていますがこれはダーリントン接続と言います。
センサの電流を1段目で増幅し2段目のトランジスタに入れます。
これにより大きな電流をモータに流すことができます。
<動作>
昔に設計したものなので動画はありませんが簡単に挙動を説明します。
またセンサとモータの関係は左のセンサが左のモータ、右のセンサが右のモータに対応しています。
①両センサがラインを検知していないとき
このとき左右のモータが回ります。
回転数に差がなければ真っすぐ進みます。
②左のセンサがラインを検知したとき
左のセンサがラインを検知したということは車体が右によっている状態です。
左に曲がる挙動をすることとなります。
左側のモータの回転数が下がります。
そのために車体がセンサがラインを検知しなくなるまで左に曲がります。
③右のセンサがラインを検知したとき
右のセンサがラインを検知したということは車体が左によっている状態です。
右に曲がる挙動をすることとなります。
右側のモータの回転数が下がります。
そのために車体がセンサがラインを検知しなくなるまで右に曲がります。
①〜③を繰り返すことでこのライントレーサは線をたどるように動きます。
<おわりに>
簡易的なライントレーサの回路について説明しました。
この回路には以下の問題があります
・急なカーブが曲がれない
・モータをオンオフしているだけなのでカクカクした動きになる
次回以降対策したものやさらに簡易的な回路を書いていこうと思います。