Arduino ile Çizgi İzleyen Robot Yapımı: Devre Şeması ve Tam Kod Kılavuzu

Arduino ile Çizgi İzleyen Robot Yapımı: Devre Şeması ve Tam Kod Kılavuzu

Çizgi izleyen robotlar; endüstriyel fabrikalarda lojistik taşıma yapan AGV (Automated Guided Vehicle) araçlarından hastane içi malzeme transfer robotlarına, TEKNOFEST ve MEB Robot yarışmalarına kadar otonom robotik dünyasının temel direğidir.

Bu projede; zemine çizilmiş siyah çizgiyi beyaz arka plan üzerinde kızılötesi sensörleriyle takip eden, virajları diferansiyel motor kontrolüyle yumuşakça dönen ve rotasından şaşmayan 2WD Çizgi İzleyen Robotu sıfırdan inşa edeceğiz.

Proje boyunca; kızılötesi optik yansıma prensibini, L298N motor sürücüsüyle DC motor hızını (PWM) ayarlamayı, sensör kalibrasyonunun inceliklerini ve hatasız çalışan Arduino kodlarını adım adım öğreneceksiniz.

🎯 Çizgi İzleme Prensibi: Kızılötesi Optik Yansıma Nasıl Çalışır?

Çizgi izleyen robotların gözleri olan TCRT5000 veya benzeri kızılötesi (IR) sensörler, insan gözünün göremediği dalga boyunda bir kızılötesi ışık yayar ve zeminden geri yansıyan ışığı fototransistörle toplar:

Robotumuz bu iki sensörden gelen anlık 0 ve 1 verilerini mikrosaniyeler mertebesinde karşılaştırarak hangi motoru hızlandıracağına veya yavaşlatacağına karar verir.

🧰 Gerekli Donanım ve Malzeme Listesi

⚡ Devre Bağlantı Şeması ve Pin Tablosu

Çizgi izleyen robotlarda motorların çektiği parazitik akımların Arduino'yu resetlemesini önlemek için bağlantıların sağlam ve ortak toprak (GND) hattının eksiksiz olması şarttır.

Pin Bağlantı Tablosu:

🔧 Sensör Kalibrasyonu ve Montaj Püf Noktaları

Robotun çizgiden çıkmadan akıcı bir şekilde ilerlemesi %80 oranında sensör montajına ve kalibrasyonuna bağlıdır:

🧠 Hareket Mantığı (Algoritma Tablosu)

💻 Hatasız ve Açıklamalı Arduino C++ Kodu

Aşağıdaki kod diferansiyel sürüş mimarisine sahiptir. Virajlara girildiğinde içte kalan tekerleği durdurup dıştaki tekerleği döndürerek robotun savrulmadan dönmesini sağlar:

/* * RobotKodla.com - 2WD Çizgi İzleyen Robot Kaynak Kodu * TCRT5000 Çift Sensör & L298N Motor Sürücü Entegrasyonu */ // Sensör Pin Tanımlamaları
const int solSensor = 2;
const int sagSensor = 3; // L298N Motor Sürücü Yön Pinleri
const int motorSol1 = 4;
const int motorSol2 = 5;
const int motorSag1 = 6;
const int motorSag2 = 7; // L298N Motor Hız (PWM) Pinleri
const int solHizPin = 9;
const int sagHizPin = 10; // Motor Hız Değerleri (0 - 255 arası)
// Zemin kayganlığına ve pil voltajına göre 130 - 200 arası ayarlayabilirsiniz
const int duzHiz = 160;
const int donusHiz = 180; void setup() { // Sensör pinleri GİRİŞ olarak ayarlanır pinMode(solSensor, INPUT); pinMode(sagSensor, INPUT); // Motor kontrol pinleri ÇIKIŞ olarak ayarlanır pinMode(motorSol1, OUTPUT); pinMode(motorSol2, OUTPUT); pinMode(motorSag1, OUTPUT); pinMode(motorSag2, OUTPUT); pinMode(solHizPin, OUTPUT); pinMode(sagHizPin, OUTPUT); // İlk açılışta motorlar durdurulur ve 2 saniye piste koyma süresi verilir motorlariDurdur(); delay(2000);
} void loop() { // Sensörlerden verileri oku // Dijital sensörler siyah çizgide HIGH (1), beyaz zeminde LOW (0) verir int solDurum = digitalRead(solSensor); int sagDurum = digitalRead(sagSensor); // DURUM 1: İki sensör de beyaz zeminde -> Çizgi tam ortada, düz git if (solDurum == LOW && sagDurum == LOW) { ileriGit(duzHiz); } // DURUM 2: Sol sensör siyah çizgide -> Robot sağa kaçmış, sola dön else if (solDurum == HIGH && sagDurum == LOW) { solaDon(donusHiz); } // DURUM 3: Sağ sensör siyah çizgide -> Robot sola kaçmış, sağa dön else if (solDurum == LOW && sagDurum == HIGH) { sagaDon(donusHiz); } // DURUM 4: İki sensör de siyah çizgide -> Bitiş çizgisi veya kavşak, dur else if (solDurum == HIGH && sagDurum == HIGH) { motorlariDurdur(); }
} // ================= HAREKET FONKSİYONLARI ================= void ileriGit(int hiz) { // Sol motor ileri digitalWrite(motorSol1, HIGH); digitalWrite(motorSol2, LOW); analogWrite(solHizPin, hiz); // Sağ motor ileri digitalWrite(motorSag1, HIGH); digitalWrite(motorSag2, LOW); analogWrite(sagHizPin, hiz);
} void solaDon(int hiz) { // Sol motor durur veya hafif geri döner (hızlı dönüş için) digitalWrite(motorSol1, LOW); digitalWrite(motorSol2, HIGH); analogWrite(solHizPin, hiz / 2); // Sağ motor tam hız ileri döner digitalWrite(motorSag1, HIGH); digitalWrite(motorSag2, LOW); analogWrite(sagHizPin, hiz);
} void sagaDon(int hiz) { // Sol motor tam hız ileri döner digitalWrite(motorSol1, HIGH); digitalWrite(motorSol2, LOW); analogWrite(solHizPin, hiz); // Sağ motor durur veya hafif geri döner digitalWrite(motorSag1, LOW); digitalWrite(motorSag2, HIGH); analogWrite(sagHizPin, hiz / 2);
} void motorlariDurdur() { digitalWrite(motorSol1, LOW); digitalWrite(motorSol2, LOW); analogWrite(solHizPin, 0); digitalWrite(motorSag1, LOW); digitalWrite(motorSag2, LOW); analogWrite(sagHizPin, 0);
}

🛠️ En Sık Karşılaşılan Sorunlar ve Çözüm Rehberi

🚀 Projeyi Bir Sonraki Seviyeye Taşıyın: PID Kontrol

Temel 2 sensörlü çizgi izleyen robot projesini tamamladıktan sonra; 5'li veya 8'li QTR-8A analog sensör dizisi entegre ederek oransal-türevsel (PID) algoritmasına geçiş yapabilirsiniz. PID kontrolü sayesinde robot virajlarda zikzak çizmek yerine bir yarış arabası gibi pürüzsüz ve yüksek hızda çizgiyi takip edecektir.