장애물 우회 라인트레이서

소개

하드웨어와 프로그램 모두 직접 제작했습니다.
압축파일에 간략한 동작동영상, 프로그램 소스, 작품사진, 회로도, 데이터시트
부품리스트, 논문과 최종보고서 모든게 다 있습니다.
제가 직접 만들었기에 회로도를 볼 줄 아시면 제작 가능합니다.

본 작품은 ATMEGA8535를 사용하여 라인위의 장애물을 우회하는 라인트레이서입니다.
일반적인 라인트레이서는 단순히 라인만 따라가도록 설계 되어있습니다. 이러한 라인트레이서
는 예기치 못한 장애물이 라인위에 놓이게 될 경우 장애물의 유무를 전혀 감지 못한 채
부딪히고 말 것입니다. 이점을 보안하고자 전방과 측방에 장애물 감지 센서를 추가하여
라인위가 안정적인지를 판단하여 우회하는 라인트레이서를 구현해 보기로 하였습니다.

총 9쌍의 적외선 센서를 사용하여 5쌍은 흰바닥위 검정 라인을 감지할 수 있도록 하였고,
나머지 4쌍은 각각 ‘전방’, ‘우전방’, ‘우측앞’, ‘우측뒤’ 이렇게 위치하여 장애물
우회시 사용되도록 하였습니다. 먼저, 전방센서에 장애물이 감지가 되면 다음 ‘우전방’ 센서
에 감지될 때까지 좌회전을 하고 그 후 직진을 하여 장애물의 좌측을 지나도록한 다음(이 과정
에서 ‘우측앞’ 센서도 지나게 됨) 마지막 ‘우측뒤’ 센서가 장애물을 완전히 지났을 때 우회
전을 하여 장애물 우회를 마치고 라인감지 센서를 재작동시켜서 라인을 따라가게끔 하였습니다.

현재는 우회할 수 있는 장애물크기와 우회방향에 제한이 있지만 센서추가와 함께 장애물을 지
날 때의 센서 값을 더욱 잘 활용한다면 좀더 체계적으로 장애물을 우회할 수 있을 거라 생각합
니다.

목차

< 서론 >
1. 배경
2. 작품 목적 및 개요

< 본 론 >
1. 전체 시스템의 구성
2. 부분별 작동 원리
(1) 마이크로 컨트롤러부
(2) 센서부
(3) 모터부
3. 차체 디자인 및 회로도 작성
4. 부품 구입 및 제작
(1) 차체 제작
(2) 하드웨어 제작
5. 프로그램 작성

< 결론 >
1. 문제점 및 개선책
2. 작품 후기

< 참고 문헌 및 자료 >

< 부 록 >
◎ 회로도
◎ DATA SHEET

본문내용

< 본 론 >

<그림> 시스템 구성도
1. 전체 시스템의 구성

센서는 빛을 쏘고 그 빛이 반사되어 오는 양을 감지하여 라인과 바닥 그리고 물체의 명암을 감지하는 적외선 센서를 사용하기로 하였고, 그리고 라인트레이서를 움직여야할 구동부에는 DC 모터를 사용하기로 하였습니다.
5쌍의 적외선 센서를 이용하여 바닥에 그려진 라인을 감지하고, 4쌍은 장애물 감지에 사용합니다.
센서들로부터 인식되어진 데이터를 이용하여 마이크로 컨트롤러가 좌,우 모터 속도를 제어하여 라인을 따라가거나 장애물을 우회하는 동작을 구현하게 됩니다.

2. 부분별 작동 원리
(1) 마이크로 컨트롤러부
ATMEGA8535는 AVR RISC 구조의 CMOS 타입 8[bit] 마이크로 컨트롤러로 단일 클록 사이클 내에 한 명령을 실행 할 수 있고, 보다 많은 주변장치들이 내장되어 있습니다. ATMEGA8535의 핀 구조는 다음과 같으며, 40 PIN DIP-타입으로 구성되어 있습니다.
.
.
.
(1) 프로그램 소스

1) kang.h 소스

#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define DRIVE 1
#define AVOID 2
#define L_FIND 3

unsigned char Mode = DRIVE;
.
.
.
< 결 론 >

1. 문제점 및 개선책

- 우선적으로 제작 경험이 없어서 바디 제작부터 시간이 많이 걸렸습니다. 생각한 디자인에 맞춰 자르기도 어려웠지만 각 부품들을 연결하는 볼트의 구멍을 맞추는 일도 만만치 않았습니다.
- 하드웨어 완성 후 프로그램을 작성할 때 센서가 빛에 민감하기 때문에 장애물을 우회하는 부분에서 원하던 데로 잘 움직이지 않았던 점이 가장 힘들었습니다.
- 이 작품은 우회할 수 있는 장애물이 한정되어 있고 한 방향으로만 우회를 하지만 센서의 배치를 더 늘리고 다양한 알고리즘을 잘 활용한다면 어떠한 장애물이라도 쉽게 피해갈수 있을거라 생각합니다.

참고자료

· 1. 내손으로 만드는 원격 제어로봇 - 진영사 <조창호, 주종대, 박종우 외 공저>
· 2. 서울대 기계설계자동화공학과
· 2004년 2학기‘마이크로로봇 강의노트’ < 이진형 교수님 >
· 3. 아주특별한 마이크로 로봇 만들기 - 베스트북 < 권한조 >
· 4. 마이크로프로세서 AVR8535 - 일진사 < 박권서 >