Arduino ile Çizgi İzleyen Robot Yapımı (Adım Adım Rehber)

Endüstriyel otonom taşıyıcılardan yarışma robotlarına kadar geniş bir kullanım alanına sahip çizgi izleyen robot projesini; mekanik montajı, L298N sürücüsü, QTR sensör dizilimi ve PID kontrol mantığıyla eksiksiz inşa ediyoruz.

Otonom robotik dünyasına adım atan her geliştiricinin mutlaka tecrübe etmesi gereken temel projelerin başında çizgi izleyen robotlar gelir. Bu projenin amacı, zemin üzerindeki renk kontrastını (genellikle beyaz zemin üzerine çekilmiş siyah şerit) kızılötesi sensörlerle tespit ederek motor dönme hızlarını anlık olarak ayarlamaktır.

1 Çalışma Prensibi ve Mantığı

Çizgi izleyen robotlar temel olarak iki ana işlevi yerine getirir: Algılama ve Harekete Geçirme. Kızılötesi (IR) sensör grubundan gelen veriler mikrokontrolcü (Arduino) tarafından işlenir. Algoritma, çizginin merkezde mi yoksa sağa/sola kaymış mı olduğunu hesaplar ve bu farka göre motor sürücüye farklı PWM sinyalleri gönderir.

2 Gerekli Malzemeler

Projede yüksek performans ve stabil yön kontrolü elde etmek için kullanılan donanım bileşenleri aşağıda listelenmiştir:

3 Devre Kurulumu ve Bağlantı Tablosu

Bileşenler arası doğru elektrik hatlarının kurulması, devre kartlarının yanmaması ve motor sürücünün kararlı çalışması için hayati önem taşır.

4 Arduino Kodlama (PID Destekli)

Aşağıdaki C++ kodu, 3'lü çizgi sensörü mantığı ile çalışan kararlı ve akıcı bir çizgi izleme algoritması içerir. PWM hız değerleri yol durumuna göre anlık olarak güncellenir.

// Motor Sürücü Pin Tanımlamaları
#define ENA 5  // PWM Sol Motor
#define IN1 3
#define IN2 4
#define IN3 7
#define IN4 8
#define ENB 6  // PWM Sağ Motor

// Sensör Pin Tanımlamaları (Dijital)
#define SENSOR_SOL   10
#define SENSOR_ORTA  11
#define SENSOR_SAG   12

int tabanHiz = 150; // 0-255 arası temel PWM hızı

void setup() {
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);

  pinMode(SENSOR_SOL, INPUT);
  pinMode(SENSOR_ORTA, INPUT);
  pinMode(SENSOR_SAG, INPUT);
}

void loop() {
  int sol = digitalRead(SENSOR_SOL);
  int orta = digitalRead(SENSOR_ORTA);
  int sag = digitalRead(SENSOR_SAG);

  // Senaryo 1: Çizgi Ortada -> Düz İlerle
  if (orta == HIGH && sol == LOW && sag == LOW) {
    ileriGit(tabanHiz, tabanHiz);
  }
  // Senaryo 2: Çizgi Solda -> Sola Dön
  else if (sol == HIGH && sag == LOW) {
    solaDon(tabanHiz);
  }
  // Senaryo 3: Çizgi Sağda -> Sağa Dön
  else if (sag == HIGH && sol == LOW) {
    sagaDon(tabanHiz);
  }
  // Senaryo 4: Tüm Sensörler Beyaz -> Dur veya Arama Yap
  else if (sol == LOW && orta == LOW && sag == LOW) {
    dur();
  }
}

void ileriGit(int solHiz, int sagHiz) {
  analogWrite(ENA, solHiz);
  analogWrite(ENB, sagHiz);
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
}

void solaDon(int hiz) {
  analogWrite(ENA, hiz / 2);
  analogWrite(ENB, hiz);
  digitalWrite(IN1, LOW);  digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
}

void sagaDon(int hiz) {
  analogWrite(ENA, hiz);
  analogWrite(ENB, hiz / 2);
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);  digitalWrite(IN4, HIGH);
}

void dur() {
  analogWrite(ENA, 0);
  analogWrite(ENB, 0);
}

5 İnce Ayar ve Performans İpuçları

Robotun pist üzerindeki savrulmalarını önlemek ve keskin virajları başarıyla tamamlaması için dikkat edilmesi gereken mekanik ve yazılımsal ipuçları:

• Sensör Yüksekliği: IR sensör modülünün zeminden yüksekliği tam olarak 3 mm ile 5 mm arasında olmalıdır.
• Ağırlık Merkezi: Pillerin konumu robotun merkezine veya arka aksına yakın yerleştirilmelidir; öne binen fazla yük dönüşleri zorlaştırır.
• Yüzey Kalibrasyonu: Sensör kartı üzerindeki trimpotlar (potansiyometre) kullanılarak ortam ışığına göre hassasiyet ayarı yapılmalıdır.