רובוט עוקב קו באמצעות מיקרו-בקר 8051

רובוט העוקב אחר הקו הוא מכונה העוקבת אחר קו, יכול להיות שזה קו שחור או קו לבן. ביסודו של דבר שני סוגים של רובוטים עוקבים אחר קווים הם: האחד הוא העוקב אחר השחור השחור העוקב אחר השחור השחור והשני הוא העוקב אחר השורות הלבנות העוקב אחר הקו הלבן. חסיד הקו ממש חש בקו ודרס אותו. בפרויקטים הקודמים שלנו, יצרנו רובוט עוקב שחור עם ארדואינו, אך הפעם אנו מייצרים חסיד קווים לבנים באמצעות מיקרו-בקר 8051. במדריך זה נסקור גם כיצד להכין לוח מעגלים מודפסים לרובוט עוקב קו בבית במחיר נמוך.

קונספט של רובוט עוקב קו

מושג של חסיד קווים קשור לאור. השתמשנו בהתנהגות האור במשטח שחור ולבן. כאשר האור נופל על משטח לבן הוא יחזיר כמעט מלא ובמקרה של משטח שחור האור נקלט במשטח שחור. התנהגות מוסברת זו של האור משמשת ברובוט העוקב אחר הקו.

בכך פרויקט רובוט עוקב קו השתמשנו IR משדרים ו IR מקלטים נקראים גם דיודות תמונה עבור שליחה והקבלה של אור. IR משדר אורות אינפרא אדום. כאשר קרני אינפרא אדום נופלות על משטח לבן, הוא מוחזר לאחור ונלכד על ידי פוטודיודה ויוצר כמה שינויים במתח. כאשר אור IR נופל על משטח שחור האור נספג על ידי המשטח השחור ולא קרניים משתקפות לאחור, ולכן דיודת הצילום לא קיבלה שום אור או קרניים. כאן ברובוט העוקב אחר השורה כאשר החיישן חש משטח לבן אז המיקרו-בקר מקבל 0 כקלט וכאשר הוא חוש שמיקרו-השורה השחור מקבל 1 כקלט.

הסבר מעגל

אנו יכולים לחלק את כל רובוט העוקבים אחר חלקים שונים כמו קטע חיישנים, קטע בקרה ומקטע נהג.

קטע חיישן: קטע זה מכיל דיודות IR, פוטנציומטר, קומפרטר (מגבר אופ) ומנורות LED. פוטנציומטר משמש להגדרת מתח התייחסות במסוף אחד של המשווה וחיישני IR חשים את הקו ומספקים שינוי במתח במסוף השני של המשווה. ואז משווה משווה בין שני המתחים ויוצר אות דיגיטלי בפלט. כאן במעגל זה השתמשנו בשני משווים לשני חיישנים. LM358 משמש כמשווה. ל- LM358 שני מגברים אופטיים עם רעש נמוך.

קטע בקרה: מיקרו-בקר 8051 משמש לבקרת כל התהליך של הרובוט העוקב אחר הקו. הפלטים של המשווים מחוברים למספר הסיכה P0.0 ו- P0.1 של 8051. 8051 קורא את האותות הללו ושולח פקודות למעגל הנהג לעוקב קו הכונן.

קטע נהג: קטע הנהג כולל נהג מנועי ושני מנועי DC. נהג מנוע משמש להנעת מנועים מכיוון שמיקרו-בקר אינו מספק מספיק מתח וזרם למנוע. אז הוספנו מעגל נהג מנוע כדי לקבל מספיק מתח וזרם עבור המנוע. מיקרו-בקר שולח פקודות לנהג המנוע הזה ואז הוא מניע מנועים.

עבודה של רובוט עוקב קו באמצעות 8051

רובוט העוקב אחר קו חוש בקו לבן באמצעות חיישן ואז שולח אותות למיקרו-בקר. ואז המיקרו-בקר מניע את המנוע בהתאם לפלט החיישנים.

כאן בפרויקט זה אנו משתמשים בשני זוג חיישני IR. נניח שאנחנו קוראים לחיישן השמאלי ולחיישן הימני של חיישן ה- IR זוג, ואז שני חיישנים שמאל וימין לא מרגישים דבר או קו שחור ואז הרובוט מתקדם.

וכשהחיישן השמאלי חש קו לבן אז הרובוט פונה לצד שמאל.

וכאשר החיישן השמאלי חש קו לבן אז הרובוט פונה לצד ימין עד ששני החיישנים מגיעים בקו שחור או לא מרגיש שום דבר במשטח.

וכששני החיישנים מגיעים לקו לבן, הרובוט עוצר.

מעגל רובוטים עוקבים אחר קו 8051

המעגל פשוט מאוד עבור הרובוט העוקב אחר הקו. פלט המשווים מחובר ישירות למספר הסיכה P0.0 ו- P0.1 של המיקרו-בקר. וסיכת הקלט 2, 7, 10 ו- 15 של נהג המנוע מחוברת במספר סיכה P2.3, P2.2, P2.1 ו- P2.4 בהתאמה. ומנוע אחד מחובר בסיכת הפלט של נהג המנוע 3 ו -6 ומנוע אחר מחובר בשעה 11 ו -14.

הסבר על תכנות

בתוכנית קודם כל אנו מגדירים סיכת קלט ופלט. ואז בפונקציה הראשית אנו בודקים כניסות ושולחים פלט על פי כניסות לסיכת פלט להנעת מנוע. לבדיקת סיכת קלט השתמשנו בהצהרות "אם".

בעוקב השורה הזה ישנם ארבעה תנאים. השתמשנו בשני חיישנים כלומר חיישן שמאלי וחיישן ימני.

קֶלֶט	תְפוּקָה	תנועת הרובוט
חיישן שמאלי	חיישן ימני	מנוע שמאלי	מנוע נכון
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	קָדִימָה
0	1	1	0	0	0	פנה ימינה
1	0	0	0	1	0	פונה שמאלה
1	1	0	0	0	0	תפסיק

כתבנו את התוכנית על פי תנאי הטבלה לעיל. ראה את הקוד השלם של רובוט עוקב-שורה זה מבוסס 8051 בתחתית עמוד זה כדי להבין את הרעיון.

פריסת PCB

להלן פריסת ה- PCB לרובוט עוקב הקווים שתוכנן בתוכנת Dip Trace.

בפריסת PCB זו תכננו לוח מעגלים לעוקב קו ו -2 מקלות להצבת חיישני IR. בדוק כאן את ההדרכה שלב אחר שלב כדי להפוך את הרובוט לעוקב הקווים ב- PCB: כיצד ליצור PCB בבית