Робот-послідовник з використанням мікроконтролера 8051

Robot follower Robot - це машина, яка йде за лінією, це може бути чорна лінія або біла лінія. В основному є два типи роботів-послідовників ліній: один - послідовник чорної лінії, який слідує за чорною лінією, а другий - послідовник білої лінії, який йде за білою лінією. Послідовник рядка насправді відчуває лінію і перебігає її. У наших попередніх проектах ми створили робота-послідовника чорної лінії за допомогою arduino, але цього разу ми збираємося зробити послідовника білої лінії за допомогою мікроконтролера 8051. У цьому підручнику ми також розглянемо, як зробити друковану плату для робота-послідовника вдома за низькою ціною.

Концепція робота послідовника лінії

Концепція послідовника лінії пов'язана зі світлом. Ми використовували поведінку світла на чорно-білій поверхні. Коли світло падає на білу поверхню, воно майже повністю відбивається, а у випадку чорної поверхні світло поглинається чорною поверхнею. Це пояснюється поведінкою світла, що використовується в цьому лінійному послідовнику робота.

У цьому проекті роботів-послідовників ми використовували ІЧ-передавачі та ІЧ-приймачі, які також називаються фотодіодами для передачі та прийому світла. ІЧ-пропускає інфрачервоне світло. Коли інфрачервоні промені падають на білу поверхню, вони відбиваються назад і вловлюються фотодіодом і генерують деякі зміни напруги. Коли ІЧ-світло падає на чорну поверхню, світло поглинається чорною поверхнею, а не промені відбиваються назад, тому фотодіод не отримував ні світла, ні променів. Ось у цьому рядку робот-послідовник, коли датчик відчуває білу поверхню, тоді мікроконтролер отримує 0 як вхід, а коли відчуває чорну лінію мікроконтролер отримує 1 як вхід.

Пояснення схеми

Ми можемо розділити робота-послідовника на всі лінії на різні секції, такі як секція датчика, секція управління та секція водія.

Розділ датчика: Цей розділ містить ІЧ-діоди, потенціометр, компаратор (Op-Amp) та світлодіоди. Потенціометр використовується для встановлення опорної напруги на одному терміналі компаратора, а ІЧ-датчики відчувають лінію і забезпечують зміну напруги на другому терміналі компаратора. Потім компаратор порівнює обидві напруги і генерує цифровий сигнал на виході. Тут у цій схемі ми використовували два компаратори для двох датчиків. LM358 використовується як компаратор. LM358 має вбудований два низькошумних ОУ.

Секція управління: Мікроконтролер 8051 використовується для керування всім процесом робота лінійного послідовника. Виходи компараторів підключені до контактних номерів P0.0 і P0.1 8051. 8051 зчитує ці сигнали і відправляє команди в схему драйвера для послідовника приводної лінії.

Секція драйвера: Секція драйвера складається з драйвера двигуна та двох двигунів постійного струму. Двигун двигуна використовується для приводу двигунів, оскільки мікроконтролер не подає достатньо напруги та струму на двигун. Тож ми додали схему двигуна двигуна, щоб отримати достатню напругу та струм для двигуна. Мікроконтролер надсилає команди цьому драйверу двигуна, а потім він приводить двигуни.

Робота робота-послідовника з використанням 8051

Робот-послідовник лінії відчуває білу лінію за допомогою датчика, а потім передає сигнали мікроконтролеру. Потім мікроконтролер керує двигуном відповідно до виходу датчиків.

У цьому проекті ми використовуємо дві пари ІЧ-датчиків. Припустимо, ми називаємо лівий датчик і правий датчик пари ІЧ-датчика, тоді як лівий, так і правий датчики нічого не відчувають або чорна лінія потім робот рухається вперед.

І коли лівий датчик відчуває білу лінію, тоді робот повертається вліво.

а коли лівий датчик відчуває білу лінію, тоді робот повертається в праву сторону, поки обидва датчика не потрапляють на чорну лінію або не відчувають нічого на поверхні.

І коли обидва датчика виходять на білу лінію, робот зупиняється.

Схема роботів послідовника на базі 8051

Схема дуже проста для цього робота-послідовника. Вихід компараторів безпосередньо підключений до контактних номерів P0.0 та P0.1 мікроконтролера. А вхідні штифти 2, 7, 10 і 15 драйвера двигуна підключені під номерами P2.3, P2.2, P2.1 та P2.4 відповідно. І один двигун підключений на вихідному штифті двигуна 3 і 6, а інший двигун підключений на 11 і 14.

Пояснення програмування

У програмі перш за все ми визначаємо вхідний та вихідний штифт. І тоді в основній функції ми перевіряємо входи і надсилаємо вихід відповідно до входів на вихідний штифт для приводного двигуна. Для перевірки вхідного штифта ми використовували оператори “якщо”.

У цьому послідовнику рядків є чотири умови. Ми використовували два датчики, а саме лівий і правий.

Вхідні дані	Вихідні дані	Рух робота
Лівий датчик	Правий датчик	Лівий мотор	Правий двигун
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Вперед
0	1	1	0	0	0	Поверніть праворуч
1	0	0	0	1	0	Поверніть наліво
1	1	0	0	0	0	Стій

Ми написали програму відповідно до наведених вище таблиць. Подивіться повний код цього робота на основі лінійки 8051 внизу цієї сторінки, щоб зрозуміти концепцію.

Розкладка друкованої плати

Ось схема друкованої плати для робота-послідовника, розроблена в програмному забезпеченні Dip Trace.

У цій схемі друкованих плат ми розробили друковану плату для послідовника ліній та 2 палички для розміщення ІЧ-датчиків. Ознайомтеся тут з покроковим підручником, щоб зробити робота-послідовника рядка на друкованій платі: Як зробити друковану плату вдома