Robot sljedbenik crte pomoću mikrokontrolera 8051

Robot sljedbenik crte je stroj koji slijedi liniju, može biti crna ili bijela crta. U osnovi su dvije vrste robota sljedbenika crte: jedan je sljedbenik crne crte koji slijedi crnu liniju, a drugi je sljedbenik bijele crte koji slijedi bijelu liniju. Sljedbenik linije zapravo osjeti liniju i pregazi je. U našim prethodnim projektima napravili smo robota za sljedbenike crne crte koristeći arduino, ali ovaj put napravit ćemo sljedbenika bijele linije pomoću 8051 mikrokontrolera. U ovom uputstvu također ćemo opisati kako kod kuće napraviti tiskanu pločicu za robota koji prati liniju po niskoj cijeni.

Koncept robota sljedbenika linija

Koncept sljedbenika crte povezan je sa svjetlošću. Koristili smo ponašanje svjetla na crno-bijeloj površini. Kad svjetlost padne na bijelu površinu, gotovo će se u potpunosti odraziti, a u slučaju crne površine, crna površina apsorbira svjetlost. Ovo objašnjeno ponašanje svjetla koristi se u ovom robotu sljedbenika linija.

U ovom projektu sljedbenika robota koristili smo IR odašiljače i IC prijemnike koji se nazivaju i foto diode za slanje i primanje svjetlosti. IC prenosi infracrveno svjetlo. Kad infracrvena zraka padne na bijelu površinu, ona se reflektira i uhvati fotodiodom te generira neke promjene napona. Kada IR svjetlost padne na crnu površinu, crna površina apsorbira svjetlost, a zrake se ne odbijaju, pa foto dioda nije primila svjetlost ili zrake. Ovdje u ovom robotu sljedbenika crte kada senzor osjeti bijelu površinu, tada mikrokontroler dobiva 0 kao ulaz, a kada osjeti mikrokontroler crne crte dobiva 1 kao ulaz.

Objašnjenje sklopa

Robota sljedbenika cijele linije možemo podijeliti na različite odjeljke poput odjeljka senzora, upravljačkog odjeljka i odjeljka vozača.

Odjeljak senzora: Ovaj odjeljak sadrži IR diode, potenciometar, komparator (Op-pojačalo) i LED diode. Potenciometar se koristi za podešavanje referentnog napona na jednom terminalu komparatora, a IR senzori osjećaju liniju i pružaju promjenu napona na drugom terminalu komparatora. Tada usporednik uspoređuje oba napona i generira digitalni signal na izlazu. Ovdje u ovom krugu koristili smo dva komparatora za dva senzora. LM358 se koristi kao komparator. LM358 ima ugrađena dva optička pojačala s malo šuma.

Upravljački odjeljak: 8051 mikrokontroler služi za upravljanje cjelokupnim postupkom robota sljedbenika linije. Izlazi komparatora povezani su s pin brojevima P0.0 i P0.1 od 8051. 8051 čita ove signale i šalje naredbe u krug vozača do sljednika pogonskog voda.

Odjeljak za pogon : Odjeljak za vozača sastoji se od motora i dva istosmjerna motora. Motorni pogon koristi se za pogon motora jer mikrokontroler ne opskrbljuje motor s dovoljno napona i struje. Tako smo dodali krug pokretača motora kako bismo dobili dovoljno napona i struje za motor. Mikrokontroler šalje naredbe ovom pokretaču motora, a zatim pokreće motore.

Rad linijskog sljedbenika pomoću 8051

Robot sljedbenik linije prepoznaje bijelu liniju pomoću senzora, a zatim šalje signale mikrokontroleru. Tada mikrokontroler pokreće motor prema izlazu senzora.

Ovdje u ovom projektu koristimo dva para IR senzora. Pretpostavimo da zovemo lijevi senzor i desni senzor para IR senzora, tada i lijevi i desni senzor ne osjećaju ništa ili crnu liniju, a robot se pomiče naprijed.

A kad lijevi senzor osjeti bijelu liniju, tada robot okreće lijevu stranu.

a kada lijevi senzor osjeti bijelu liniju, tada se robot okreće na desnu stranu dok oba senzora ne dođu na crnu liniju ili ne osjete da imaju površinu.

A kad oba senzora dođu na bijelu crtu, robot se zaustavlja.

Robotski krug zasnovan na liniji 8051

Krug je vrlo jednostavan za ovog robota sljedbenika. Izlaz komparatora izravno je povezan s pin brojevima P0.0 i P0.1 mikrokontrolera. A ulazni pin 2, 7, 10 i 15 vozača motora spojen je na pin broj P2.3, P2.2, P2.1 i P2.4. I jedan je motor spojen na izlaznom zatiču pokretača motora 3 i 6, a drugi motor je spojen na 11 i 14.

Objašnjenje programiranja

U programu prije svega definiramo ulazni i izlazni pin. A zatim u glavnoj funkciji provjeravamo ulaze i šalje izlaz prema ulazima na izlazni pin za pogonski motor. Za provjeru ulaznog pina koristili smo izjave "ako".

U ovom su sljedbeniku četiri uvjeta. Koristili smo dva senzora, naime lijevi i desni senzor.

Ulazni	Izlaz	Pokret robota
Lijevi senzor	Desni senzor	Lijevi motor	Desni motor
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Naprijed
0	1	1	0	0	0	Skrenuti desno
1	0	0	0	1	0	Skrenite lijevo
1	1	0	0	0	0	Stop

Napisali smo program prema gornjim uvjetima tablice. Pogledajte cjelovit kod ovog robota sljedbenika na liniji 8051 na dnu ove stranice da biste razumjeli koncept.

Izgled PCB-a

Evo izgleda PCB-a za robota sljedbenika linija dizajniranog u softveru Dip Trace.

U ovom rasporedu PCB-a dizajnirali smo pločicu za sljednike linija i 2 palice za postavljanje IR senzora. Pogledajte ovdje korak po korak vodič za izradu robota sljedbenika linija na PCB-u: Kako napraviti PCB kod kuće