Робот-трассер V4 на Arduino Nano: продвинутая линия с PID и кастомным PCB

Компоненты и материалы

• Кастомный PCB (JLCPCB) — служит шасси — 1 шт.
• Arduino Nano R3 — 1 шт.
• Драйвер моторов MX1508 (mini L298N) — 1 шт.
• Микромотор-редуктор 6V — 2 шт.
• Оптические сенсоры CNY70 — 8 шт. (аналоговые входы A0–A7)
• Стабилизатор 7805 — 1 шт.
• Конденсаторы, резисторы, светодиоды SMD 1206, DIP-переключатель, тактовая кнопка, шарикоподшипник, колёса RD-34, держатель 2×14500 (3.7V Li-ion)

Инструменты

Паяльник, припой, третья рука с лупой, мультитул.

О проекте

Вторая версия робота-трассера. PCB спроектирован в EasyEDA, изготовлен JLCPCB — качество и скорость доставки впечатлили. PCB одновременно является шасси.

Алгоритм

1. Калибровка: 8 сенсоров CNY70 считываются аналогово. Диапазон нормализуется 0 (белый) – 1000 (чёрная линия).
2. Позиция: взвешенное среднее даёт позицию 0 (крайний левый) – 7000 (крайний правый). Центр = 3500.
3. Ошибка P: error = position - 3500 (диапазон -3500…+3500).
4. PID (полный): Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор сглаживает коррекцию и возвращает на трассу.
5. Память последнего сенсора: запоминается, какой крайний сенсор видел линию — используется для восстановления при потере.

Результаты

• Потребление: максимум ~200 мА.
• Робот уверенно проходит трассу, код продолжает улучшаться.
• Дополнительно: симуляция в Webots для виртуального тестирования механики и логики.

Код

Полный скетч и история коммитов на GitHub:
github.com/DrakerDG/Speed-Line-Follower-Robot

Схема

Схема интегрирована в PCB (файлы проекта в репозитории). Основные узлы: питание 7805 → 5V для логики, Li-ion → моторы через MX1508, CNY70 → A0–A7, индикация на SMD LED.