Robot de linie care folosește microcontrolerul 8051

Robotul care urmărește linia este o mașină care urmează o linie, poate fi o linie neagră sau o linie albă. Practic, două tipuri de roboți care urmăresc linia sunt: ​​unul este următorul liniei negre care urmează linia neagră și al doilea este următorul liniei albe care urmează linia albă. Adeptul de linie simte de fapt linia și o traversează. În proiectele noastre anterioare, am realizat un robot de linie neagră folosind arduino, dar de data aceasta vom face urmăritor de linie albă folosind microcontrolerul 8051. În acest tutorial, vom aborda, de asemenea, modul de realizare a unei plăci de circuite imprimate pentru robotul de linie la domiciliu la un preț redus.

Conceptul robotului Line Follower

Conceptul de liniar este legat de lumină. Am folosit comportamentul luminii la suprafața alb-negru. Când lumina cade pe o suprafață albă, aceasta se reflectă aproape complet și, în cazul suprafeței negre, lumina este absorbită de suprafața neagră. Acest comportament explicat al luminii este utilizat în acest robot de linie.

În acest proiect de robot de urmărire a liniei am folosit emițătoare IR și receptoare IR numite și diode foto pentru trimiterea și primirea luminii. IR transmite lumini infraroșii. Când razele infraroșii cad pe suprafața albă, acestea sunt reflectate înapoi și captate de fotodiodă și generează unele modificări de tensiune. Când lumina IR cade pe suprafața neagră, lumina este absorbită de suprafața neagră și nu razele se reflectă înapoi, astfel încât dioda foto nu a primit lumină sau raze. Aici, în acest robot care urmărește linia, atunci când senzorul detectează suprafața albă, atunci microcontrolerul primește 0 ca intrare și când detectează microcontrolerul de linie neagră primește 1 ca intrare.

Explicația circuitului

Putem împărți întregul robot de linie în diferite secțiuni, cum ar fi secțiunea senzorului, secțiunea de control și secțiunea șoferului.

Secțiunea senzorului: Această secțiune conține diode IR, potențiometru, comparator (Op-Amp) și LED-uri. Potențiometrul este utilizat pentru setarea tensiunii de referință la un terminal al comparatorului și senzorii IR detectează linia și asigură o schimbare a tensiunii la al doilea terminal al comparatorului. Apoi comparatorul compară ambele tensiuni și generează un semnal digital la ieșire. Aici în acest circuit am folosit doi comparatori pentru doi senzori. LM358 este folosit ca comparator. LM358 a încorporat două amplificatoare opționale cu zgomot redus.

Secțiunea de control: microcontrolerul 8051 este utilizat pentru controlul întregului proces al robotului de linie. Ieșirile comparatoarelor sunt conectate la pinul P0.0 și P0.1 din 8051. 8051 citește aceste semnale și trimite comenzi către circuitul driverului pentru a conduce urmăritorul de linie.

Secțiunea driver: Secțiunea driver constă în driverul motorului și două motoare de curent continuu. Driverul motorului este utilizat pentru acționarea motoarelor, deoarece microcontrolerul nu furnizează suficientă tensiune și curent motorului. Așa că am adăugat un circuit de conducător auto pentru a obține suficientă tensiune și curent pentru motor. Microcontrolerul trimite comenzi către acest driver de motor și apoi acționează motoare.

Funcționarea robotului Line Follower folosind 8051

Robotul care urmărește linia detectează linia albă utilizând senzorul și apoi trimite semnale către microcontroler. Apoi microcontrolerul acționează motorul în funcție de ieșirea senzorilor.

Aici, în acest proiect, folosim două perechi de senzori IR. Să presupunem că apelăm senzorul stâng și cel drept al senzorului IR, apoi ambii senzori stânga și dreapta nu simt nimic sau linia neagră, apoi robotul merge înainte.

Și când senzorul din stânga detectează linia albă, atunci robotul rotește partea stângă.

iar atunci când senzorul stâng detectează linia albă, atunci robotul se rotește spre partea dreaptă până când ambii senzori ajung pe linia neagră sau nu simt nimic.

Și când ambii senzori intră pe linia albă, robotul se oprește.

Circuitul robotului de urmărire a liniei 8051

Circuitul este foarte simplu pentru acest robot de linie. Ieșirea comparatoarelor este conectată direct la pinul P0.0 și P0.1 al microcontrolerului. Și pinul de intrare al șoferului motorului 2, 7, 10 și 15 este conectat la pinul P2.3, P2.2, P2.1 și respectiv P2.4. Și un motor este conectat la pinul de ieșire al driverului 3 și 6 al motorului și un alt motor este conectat la 11 și 14.

Explicație de programare

În primul rând, în program definim pinul de intrare și de ieșire. Și apoi în funcția principală verificăm intrările și trimitem ieșirea în funcție de intrări la pinul de ieșire pentru motorul de acționare. Pentru verificarea pinului de intrare am folosit instrucțiunile „if”.

Există patru condiții în această linie. Am folosit doi senzori și anume senzor stâng și senzor drept.

Intrare	Ieșire	Mișcarea robotului
Senzor stâng	Senzor drept	Motor stânga	Motor dreapta
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Redirecţiona
0	1	1	0	0	0	Obligatoriu Dreapta
1	0	0	0	1	0	Vireaza la stanga
1	1	0	0	0	0	Stop

Am scris programul în conformitate cu condițiile din tabelul de mai sus. Pentru a înțelege conceptul, consultați codul complet al acestui robot de linie bazat pe 8051 din partea de jos a acestei pagini.

Aspect PCB

Iată aspectul PCB pentru robotul de linie conceput în software-ul Dip Trace.

În acest aspect PCB am proiectat o placă de circuit pentru urmăritorul de linie și 2 stick-uri pentru plasarea senzorilor IR. Consultați aici tutorialul pas cu pas pentru a face robotul de linie de pe PCB: Cum să faceți un PCB acasă