- Koncepcia robota sledovača liniek
- Vysvetlenie obvodu
- Práca robota sledovača liniek pomocou 8051
- Obvod robota sledovača čiary 8051
- Vysvetlenie programovania
- Rozloženie DPS
Robot sledujúci čiaru je stroj, ktorý sleduje čiaru, môže to byť čierna čiara alebo biela čiara. V zásade sú to dva typy robotov na sledovanie čiary: jeden je sledovač čiernej čiary, ktorý sleduje čiernu čiaru, a druhý je sledovač bielej čiary, ktorý sleduje bielu čiaru. Sledovač čiary skutočne sníma čiaru a prechádza ju. V našich predchádzajúcich projektoch sme vyrobili robota sledovača čiernej čiary pomocou arduina, ale tentokrát urobíme sledovač bielej čiary pomocou mikrokontroléra 8051. V tomto výučbe sa budeme venovať aj tomu, ako si vyrobiť dosku s plošnými spojmi pre robota sledovača liniek doma za nízku cenu.
Koncepcia robota sledovača liniek
Koncept sledovača čiary súvisí so svetlom. Použili sme správanie svetla na čiernobielom povrchu. Keď svetlo dopadne na biely povrch, bude sa takmer úplne odrážať a v prípade čierneho povrchu bude svetlo absorbované čiernym povrchom. Toto vysvetlené správanie svetla sa používa v tomto robotovi na sledovanie línie.
V tomto projekte robotov sledujúcich riadok sme na vysielanie a príjem svetla použili IR vysielače a IR prijímače, ktoré sa tiež nazývajú fotodiódy. IR prenáša infračervené svetlá. Keď infračervené lúče dopadnú na biely povrch, odrazí sa späť a zachytí sa fotodiódou a generuje určité zmeny napätia. Keď infračervené svetlo dopadá na čierny povrch, svetlo je absorbované čiernym povrchom a lúče sa neodrážajú späť, takže fotodióda neprijímala žiadne svetlo alebo lúče. Tu v tomto riadku sledujúci robot, keď senzor sníma biely povrch, dostane mikrokontrolér ako vstup 0 a keď sníma mikrokontrolér čiernej čiary 1 ako vstup.
Vysvetlenie obvodu
Celý robot sledovača čiary môžeme rozdeliť na rôzne sekcie, ako sú sekcia senzorov, kontrolná sekcia a sekcia ovládačov.
Sekcia senzora: Táto sekcia obsahuje IR diódy, potenciometer, komparátor (Op-Amp) a LED diódy. Potenciometer sa používa na nastavenie referenčného napätia na jednej svorke komparátora a infračervené snímače snímajú vedenie a poskytujú zmenu napätia na druhej svorke komparátora. Potom komparátor porovnáva obe napätia a na výstupe generuje digitálny signál. Tu v tomto obvode sme použili dva komparátory pre dva snímače. LM358 sa používa ako komparátor. LM358 má zabudované dva operačné zosilňovače s nízkym šumom.
Kontrolná sekcia: Mikrokontrolér 8051 sa používa na riadenie celého procesu robota sledovača linky. Výstupy komparátorov sú pripojené k pinom číslo P0.0 a P0.1 na čísle 8051. 8051 číta tieto signály a odosiela príkazy do obvodu vodiča po sledovači hnacej linky.
Sekcia budiča : Sekcia budiča pozostáva z budiča motora a dvoch jednosmerných motorov. Ovládač motora sa používa na pohon motorov, pretože mikrokontrolér nedodáva motoru dostatočné napätie a prúd. Pridali sme teda obvod vodiča motora, aby sme dostali dostatok napätia a prúdu pre motor. Mikrokontrolér odosiela príkazy tomuto ovládaču motora a potom poháňa motory.
Práca robota sledovača liniek pomocou 8051
Robot sledovača čiary sníma bielu čiaru pomocou snímača a potom vysiela signály do mikrokontroléra. Potom mikrokontrolér poháňa motor podľa výstupu snímačov.
Tu v tomto projekte používame dva páry infračervených senzorov. Predpokladajme, že voláme ľavý a pravý snímač IR snímača na Pair, potom ľavý aj pravý snímač necíti nič alebo čiernu čiaru, potom sa robot pohne dopredu.
A keď ľavý senzor zaznamená bielu čiaru, robot sa otočí ľavou stranou.
a keď ľavý snímač zaznamená bielu čiaru, robot sa otočí na pravú stranu, kým sa obidva snímače nedostanú k čiernej čiare alebo nezistia nič na povrchu.
A keď sa oba snímače dostanú na bielu čiaru, robot sa zastaví.
Obvod robota sledovača čiary 8051
Obvod je pre tohto robota sledovača liniek veľmi jednoduchý. Výstup komparátorov je priamo spojený s pinom číslo P0.0 a P0.1 mikrokontroléra. A vstupné kolíky vodiča 2, 7, 10 a 15 vodiča sú pripojené k číslu pinov P2.3, P2.2, P2.1 a P2.4. A jeden motor je pripojený na výstupný kolík budiča 3 a 6 a druhý motor je pripojený na 11 a 14.
Vysvetlenie programovania
V programe najskôr definujeme vstupný a výstupný pin. A potom v hlavnej funkcii skontrolujeme vstupy a pošleme výstup podľa vstupov na výstupný kolík pre pohon motora. Na kontrolu vstupného kolíka sme použili výroky „if“.
V tomto sledovači riadkov sú štyri podmienky. Použili sme dva snímače, a to ľavý snímač a pravý snímač.
|
Vstup |
Výkon |
Pohyb robota |
||||
|
Ľavý senzor |
Pravý snímač |
Ľavý motor |
Pravý motor |
|||
|
LS |
RS |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Vpred |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Odbočiť doprava |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Odbočiť vľavo |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Prestaň |
Program sme napísali podľa vyššie uvedených podmienok tabuľky. Na pochopenie tejto koncepcie nájdete kompletný kód tohto robota na sledovanie liniek na základe 8051 v spodnej časti tejto stránky.
Rozloženie DPS
Tu je rozloženie plošných spojov pre robota sledovača liniek navrhnuté v softvéri Dip Trace Software.
V tomto usporiadaní DPS sme navrhli dosku plošných spojov pre sledovače liniek a 2 palice na umiestnenie infračervených senzorov. Tu si pozrite podrobný návod, ako vyrobiť robota sledovača liniek na DPS: Ako si vyrobiť DPS doma