Līnijas sekotāja robots, izmantojot mikrokontrolleru 8051

Līnijas sekotājs Robots ir mašīna, kas seko līnijai, tā var būt melna vai balta līnija. Būtībā divu veidu līniju sekotāju roboti ir: viens ir melnās līnijas sekotājs, kas seko melnajai līnijai, un otrs ir baltās līnijas sekotājs, kas seko baltajai līnijai. Līnijas sekotājs faktiski sajūt līniju un pārskrien tai pāri. Iepriekšējos projektos mēs esam izveidojuši melnās līnijas sekotāja robotu, izmantojot arduino, bet šoreiz mēs izveidosim baltās līnijas sekotāju, izmantojot 8051 mikrokontrolleru. Šajā apmācībā mēs arī aplūkosim, kā mājās par zemu cenu izgatavot drukāto shēmu līnijas sekotāja robotam.

Līnijas sekotāja robota jēdziens

Līnijas sekotāja jēdziens ir saistīts ar gaismu. Mēs izmantojām gaismas uzvedību uz melnbaltās virsmas. Gaismai nokrītot uz baltas virsmas, tā gandrīz pilnībā atspoguļosies un melnas virsmas gadījumā gaismu absorbē melnā virsma. Šī izskaidrotā gaismas uzvedība tiek izmantota šajā līnijas sekotāja robotā.

Šajā līnijas sekotāja robotu projektā gaismas sūtīšanai un saņemšanai esam izmantojuši IR raidītājus un IR uztvērējus, kurus dēvē arī par fotodiodēm. IR pārraida infrasarkanās gaismas. Kad infrasarkanie stari nokrīt uz baltas virsmas, tie tiek atstaroti atpakaļ un noķerti ar fotodiodu un rada dažas sprieguma izmaiņas. Kad infrasarkanā gaisma nokrīt uz melnas virsmas, gaisma tiek absorbēta melnā virsmā, nevis stari atstarojas, tāpēc foto diode nesaņēma gaismu vai starus. Šajā līnijas sekotāja robotā, kad sensors uztver balto virsmu, mikrokontrolleris iegūst 0 kā ievadi un, kad uztver melnās līnijas mikrokontrolleris, tiek ievadīts 1.

Ķēdes skaidrojums

Mēs varam sadalīt visu līnijas sekotāja robotu dažādās sadaļās, piemēram, sensora sekcijā, vadības sadaļā un vadītāja sadaļā.

Sensoru sadaļa: Šajā sadaļā ir IR diodes, potenciometrs, komparators (Op-Amp) un gaismas diodes. Potenciometru izmanto, lai iestatītu standartspriegumu salīdzinātāja vienā spailē, un infrasarkanie sensori uztver līniju un nodrošina sprieguma izmaiņas pie salīdzinājuma otrā spailes. Tad salīdzinātājs salīdzina abus spriegumus un ģenerē ciparu signālu izejā. Šeit šajā ķēdē mēs izmantojām divus salīdzinātājus diviem sensoriem. LM358 tiek izmantots kā salīdzinājums. LM358 ir iebūvēts divi zema trokšņa Op-amp.

Vadības sadaļa: 8051 mikrokontrolleru izmanto, lai kontrolētu visu līnijas sekotāja robota procesu. Komparatoru izejas ir savienotas ar kontaktu numuriem P0.0 un P0.1 no 8051. 8051 nolasa šos signālus un nosūta komandas vadītāja ķēdei, lai vadītu līnijas sekotāju.

Vadītāja sekcija: Vadītāja sekciju veido motora vadītājs un divi līdzstrāvas motori. Motora vadītāju izmanto motoru vadīšanai, jo mikrokontrolleris nepiegādā motoram pietiekamu spriegumu un strāvu. Tāpēc mēs pievienojām motora draivera ķēdi, lai iegūtu pietiekamu spriegumu un strāvu motoram. Mikrokontrolleris nosūta komandas šim motora vadītājam, un pēc tam tas virza motorus.

Līnijas sekotāja robota darbība, izmantojot 8051

Līnijas sekotājs robots uztver balto līniju, izmantojot sensoru, un pēc tam nosūta signālus mikrokontrollerim. Pēc tam mikrokontrolleris darbina motoru atbilstoši sensoru izejai.

Šajā projektā mēs izmantojam divus IR sensoru pārus. Pieņemsim, ka mēs saucam par kreiso sensoru un labo IR sensora pāri, tad gan kreisais, gan labais sensori neko nejūt vai melno līniju, tad robots virzās uz priekšu.

Kad kreisais sensors uztver balto līniju, tad robots pagriežas pa kreisi.

un, kad kreisais sensors uztver balto līniju, robots pagriežas uz labo pusi, līdz abi sensori nonāk melnā līnijā vai nejūt neko virsmu.

Un, kad abi sensori nonāk baltā līnijā, robots apstājas.

8051 bāzes līnijas sekotāju robotu shēma

Šim līnijas sekotāja robotam shēma ir ļoti vienkārša. Salīdzinātāju izeja ir tieši savienota ar mikrokontrollera tapu skaitu P0.0 un P0.1. Motora vadītāja ieejas tapas 2, 7, 10 un 15 ir savienotas ar tapām attiecīgi P2.3, P2.2, P2.1 un P2.4. Viens motors ir pievienots motora vadītāja 3 un 6 izejas tapā, un cits motors ir pievienots pie 11 un 14.

Programmēšanas skaidrojums

Programmā vispirms mēs definējam ievades un izvades tapu. Pēc tam galvenajā funkcijā mēs pārbaudām ieejas un nosūta izvadi atbilstoši ieejām motora piedziņas izejas tapā. Lai pārbaudītu ievades tapu, mēs izmantojām “if” priekšrakstus.

Šajā līnijas sekotājā ir četri nosacījumi. Mēs izmantojām divus sensorus, proti, kreiso un labo sensoru.

Ievade	Rezultāts	Robota kustība
Kreisais sensors	Labais sensors	Kreisais motors	Labais motors
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Uz priekšu
0	1	1	0	0	0	Nogriezieties pa labi
1	0	0	0	1	0	Pagriezies pa kreisi
1	1	0	0	0	0	Apstājies

Mēs esam uzrakstījuši programmu atbilstoši iepriekšminētajiem tabulas nosacījumiem. Lai saprastu jēdzienu, skatiet šī 8051 bāzes līnijas sekotāja robota pilno kodu šīs lapas apakšdaļā.

PCB izkārtojums

Šeit ir līnijas sekotāja robota PCB izkārtojums, kas izstrādāts programmatūrā Dip Trace.

Šajā PCB izkārtojumā mēs esam izstrādājuši shēmas plates līnijas sekotājam un 2 spieķi infrasarkano sensoru ievietošanai. Pārbaudiet šeit soli pa solim sniegto apmācību, lai izveidotu līnijas sekotāja robotu uz PCB: kā padarīt PCB mājās