Robot inseguitore di linea che utilizza un microcontrollore 8051

Line follower Robot è una macchina che segue una linea, può essere una linea nera o una linea bianca. Fondamentalmente due tipi di robot che seguono la linea sono: uno è il seguace della linea nera che segue la linea nera e il secondo è il seguace della linea bianca che segue la linea bianca. Il follower di linea rileva effettivamente la linea e ci passa sopra. Nei nostri progetti precedenti, abbiamo realizzato un robot inseguitore di linea nera usando arduino, ma questa volta realizzeremo un seguace di linea bianca usando il microcontrollore 8051. In questo tutorial, tratteremo anche come realizzare un circuito stampato per robot line follower a casa a basso prezzo.

Concetto di robot inseguitore di linea

Il concetto di seguace di linea è legato alla luce. Abbiamo utilizzato il comportamento della luce sulla superficie in bianco e nero. Quando la luce cade su una superficie bianca, si rifletterà quasi completamente e in caso di superficie nera la luce viene assorbita dalla superficie nera. Questo comportamento della luce spiegato viene utilizzato in questo robot inseguitore di linea.

In questo progetto di robot inseguitore di linea abbiamo utilizzato trasmettitori IR e ricevitori IR chiamati anche fotodiodi per inviare e ricevere luce. IR trasmette luci a infrarossi. Quando i raggi infrarossi cadono sulla superficie bianca, vengono riflessi indietro e catturati dal fotodiodo e generano alcune variazioni di tensione. Quando la luce IR cade sulla superficie nera, la luce viene assorbita dalla superficie nera e non i raggi vengono riflessi, quindi il fotodiodo non ha ricevuto luce o raggi. Qui in questo robot inseguitore di linea quando il sensore rileva la superficie bianca, il microcontrollore ottiene 0 come input e quando rileva il microcontrollore con linea nera riceve 1 come input.

Spiegazione del circuito

Possiamo dividere l'intero robot inseguitore di linea in varie sezioni come la sezione del sensore, la sezione di controllo e la sezione del driver.

Sezione sensore: questa sezione contiene diodi IR, potenziometro, comparatore (amplificatore operazionale) e LED. Il potenziometro viene utilizzato per impostare la tensione di riferimento su un terminale del comparatore ei sensori IR rilevano la linea e forniscono una variazione di tensione al secondo terminale del comparatore. Quindi il comparatore confronta entrambe le tensioni e genera un segnale digitale in uscita. Qui in questo circuito abbiamo usato due comparatori per due sensori. LM358 è utilizzato come comparatore. LM358 ha integrato due amplificatori operazionali a basso rumore.

Sezione di controllo: il microcontrollore 8051 viene utilizzato per controllare l'intero processo del robot inseguitore di linea. Le uscite dei comparatori sono collegate al pin numero P0.0 e P0.1 di 8051. 8051 legge questi segnali e invia comandi al circuito di pilotaggio al follower della linea di pilotaggio.

Sezione driver: la sezione driver è composta dal driver del motore e da due motori CC. Il driver del motore viene utilizzato per azionare i motori perché il microcontrollore non fornisce abbastanza tensione e corrente al motore. Quindi abbiamo aggiunto un circuito di pilotaggio del motore per ottenere una tensione e una corrente sufficienti per il motore. Il microcontrollore invia i comandi a questo driver del motore e quindi aziona i motori.

Funzionamento del robot inseguitore di linea utilizzando 8051

Il robot inseguitore di linea rileva la linea bianca utilizzando il sensore e quindi invia i segnali al microcontrollore. Quindi il microcontrollore aziona il motore in base all'uscita dei sensori.

Qui in questo progetto stiamo usando due coppie di sensori IR. Supponiamo di chiamare il sensore sinistro e il sensore destro della coppia di sensori IR, quindi entrambi i sensori sinistro e destro non rilevano nulla o la linea nera, quindi il robot si sposta in avanti.

E quando il sensore sinistro rileva la linea bianca, il robot gira a sinistra.

e quando il sensore sinistro rileva la linea bianca, il robot gira a destra finché entrambi i sensori non raggiungono la linea nera o non rilevano nulla sulla superficie.

E quando entrambi i sensori si trovano sulla linea bianca, il robot si ferma.

8051 Circuito robot inseguitore di linea basato

Il circuito è molto semplice per questo robot seguace di linea. L'uscita dei comparatori è direttamente collegata al numero di pin P0.0 e P0.1 del microcontrollore. E il pin di ingresso del driver del motore 2, 7, 10 e 15 è collegato rispettivamente al numero di pin P2.3, P2.2, P2.1 e P2.4. E un motore è collegato al pin di uscita del driver del motore 3 e 6 e un altro motore è collegato a 11 e 14.

Spiegazione della programmazione

Nel programma definiamo innanzitutto i pin di input e output. E poi nella funzione principale controlliamo gli input e inviamo l'output in base agli input al pin di output per il motore di azionamento. Per controllare il pin di input abbiamo usato le istruzioni "if".

Ci sono quattro condizioni in questo follower di linea. Abbiamo utilizzato due sensori, ovvero il sensore sinistro e il sensore destro.

Ingresso	Produzione	Movimento del robot
Sensore sinistro	Sensore destro	Motore sinistro	Motore destro
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Inoltrare
0	1	1	0	0	0	Girare a destra
1	0	0	0	1	0	Gira a sinistra
1	1	0	0	0	0	Fermare

Abbiamo scritto il programma in base alle condizioni della tabella sopra. Vedere il codice completo di questo robot inseguitore di linea basato su 8051 in fondo a questa pagina per comprendere il concetto.

Layout PCB

Ecco il layout PCB per il robot line follower progettato in Dip Trace Software.

In questo layout PCB abbiamo progettato un circuito stampato per inseguitore di linea e 2 stick per il posizionamento dei sensori IR. Controlla qui il tutorial passo passo per realizzare il robot line follower su PCB: Come realizzare un PCB a casa