- Linjaseuraajarobotin käsite
- Piirin selitys
- Linjaseuraajarobotin käyttö 8051: llä
- 8051-pohjainen linjaseuraajan robottipiiri
- Ohjelmoinnin selitys
- Piirilevyn asettelu
Linjaseuraaja robotti on kone, joka seuraa linjaa, se voi olla musta tai valkoinen viiva. Pohjimmiltaan kahden tyyppisiä linjaseurantarobotteja ovat: yksi on mustan viivan seuraaja, joka seuraa mustaa viivaa, ja toinen on valkoista viivaa, joka seuraa valkoista viivaa. Linjan seuraaja todella tunnistaa linjan ja aja sen yli. Aikaisemmissa projekteissamme olemme tehneet mustan viivan seuraajarobotin arduinolla, mutta tällä kertaa aiomme tehdä valkoisen viivan seuraajaa käyttämällä 8051-mikrokontrolleria. Tässä opetusohjelmassa käsitellään myös, kuinka tehdä piirilevy linjaseuraajarobotille kotona edulliseen hintaan.
Linjaseuraajarobotin käsite
Linjaseuraajan käsite liittyy valoon. Olemme käyttäneet valon käyttäytymistä mustavalkoisella pinnalla. Kun valo putoaa valkoiselle pinnalle, se heijastuu melkein kokonaan ja mustan pinnan tapauksessa musta pinta absorboi valoa. Tätä selitettyä valon käyttäytymistä käytetään tässä linjaseuraajarobotissa.
Tässä linjaseuraajarobottihankkeessa olemme käyttäneet IR-lähettimiä ja IR-vastaanottimia, joita kutsutaan myös valodiodeiksi valon lähettämiseen ja vastaanottamiseen. IR lähettää infrapunavaloja. Kun infrapunasäteet putoavat valkoiselle pinnalle, ne heijastuvat takaisin ja kiinni fotodiodilla ja aiheuttavat joitain jännitemuutoksia. Kun infrapunavalo putoaa mustalle pinnalle, musta pinta absorboi valoa eikä säteet heijasta takaisin, joten valodiodi ei saanut valoa tai säteitä. Tässä linjaseuraajarobotissa, kun anturi havaitsee valkoisen pinnan, mikro-ohjain saa 0 tuloksi ja kun aistit mustan viivan mikrokontrolleri saa 1 tuloksi.
Piirin selitys
Voimme jakaa koko linjaseuraajarobotin eri osioihin, kuten anturiosaan, ohjausosaan ja kuljettajaosaan.
Anturiosa: Tämä osa sisältää infrapunadiodit, potentiometrin, komparaattorin (Op-Amp) ja LEDit. Potentiometriä käytetään vertailujännitteen asettamiseen vertailijan yhdelle liittimelle ja IR-anturit havaitsevat linjan ja antavat jännitteen muutoksen vertailijan toisessa liittimessä. Sitten vertailija vertaa molempia jännitteitä ja tuottaa digitaalisen signaalin lähdössä. Tässä piirissä käytimme kahta anturia varten kahta komparaattoria. LM358: ta käytetään vertailijana. LM358 on rakentanut kaksi hiljaista Op-vahvistinta.
Ohjausosa: 8051-mikrokontrolleria käytetään ohjaamaan koko seuraajarobotin prosessia. Komparaattorien lähdöt on kytketty 8051: n pinneihin P0.0 ja P0.1. 8051 lukee nämä signaalit ja lähettää komennot ohjainpiirille käyttöjohdon seuraajalle.
Kuljettajan osa: Kuljettajan osa koostuu moottorin ohjaimesta ja kahdesta tasavirtamoottorista. Moottorin ohjainta käytetään moottoreiden ajamiseen, koska mikro-ohjain ei anna riittävästi jännitettä ja virtaa moottorille. Joten lisäsimme moottorin ohjainpiirin saadaksemme tarpeeksi jännitettä ja virtaa moottorille. Mikrokontrolleri lähettää komentoja tälle moottoriohjaimelle ja sitten moottoreille.
Linjaseuraajarobotin käyttö 8051: llä
Linjaseuraajarobotti tunnistaa valkoisen viivan anturin avulla ja lähettää sitten signaalit mikro-ohjaimelle. Sitten mikro-ohjain käyttää moottoria antureiden lähdön mukaan.
Tässä projektissa käytämme kahta IR-anturiparia. Oletetaan, että soitamme IR-anturin pariksi vasemmalle ja oikealle anturille, sitten sekä vasen että oikea anturi eivät tunne mitään tai mustaa viivaa ja sitten robotti liikkuu eteenpäin.
Ja kun vasen anturi havaitsee valkoisen viivan, robotti kääntyy vasemmalle puolelle.
ja kun vasen anturi havaitsee valkoisen viivan, robotti kääntyy oikealle puolelle, kunnes molemmat anturit tulevat mustalle viivalle tai eivät tunne mitään pintaa.
Ja kun molemmat anturit tulevat valkoisella viivalla, robotti pysähtyy.
8051-pohjainen linjaseuraajan robottipiiri
Piiri on hyvin yksinkertainen tälle linjaseuraajarobotille. Komparaattorien lähtö on kytketty suoraan mikrokontrollerin pin-numeroihin P0.0 ja P0.1. Ja moottorin kuljettajan tulotapit 2, 7, 10 ja 15 on kytketty vastaavasti pin-numeroihin P2.3, P2.2, P2.1 ja P2.4. Ja yksi moottori on kytketty moottorin ohjainten 3 ja 6 ulostulotappiin ja toinen moottori on kytketty 11 ja 14.
Ohjelmoinnin selitys
Ohjelmassa määritellään ensinnäkin tulo- ja lähtönasta. Ja sitten päätoiminnossa tarkistamme tulot ja lähetämme lähdön tulojen mukaan lähtömoottorille moottorin ajamiseksi. Syöttötapin tarkistamiseen käytimme ”if” -lausekkeita.
Tässä linjaseuraajassa on neljä ehtoa. Olemme käyttäneet kahta anturia eli vasenta ja oikeaa anturia.
Tulo |
Tuotos |
Robotin liike |
||||
Vasen anturi |
Oikea anturi |
Vasen moottori |
Oikea moottori |
|||
LS |
RS |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Eteenpäin |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Käänny oikealle |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Käänny vasemmalle |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Lopettaa |
Olemme kirjoittaneet ohjelman yllä olevien taulukon ehtojen mukaisesti. Katso tämän 8051-pohjaisen linjaseurantarobotin täydellinen koodi tämän sivun alalaidasta käsitteen ymmärtämiseksi.
Piirilevyn asettelu
Tässä on piirikorttien asettelu linjaseuraajarobotille, joka on suunniteltu Dip Trace -ohjelmistoon.
Tässä piirilevyasettelussa olemme suunnitelleet piirilevyn linjan seuraajalle ja 2 sauvaa infrapuna-antureiden sijoittamista varten. Tarkista täältä vaiheittainen opetusohjelma, jotta voit tehdä linjaseuraajarobotin piirilevylle: Kuinka tehdä piirilevy kotona