- แนวคิดของ Line Follower Robot
- คำอธิบายวงจร
- การทำงานของ Line Follower Robot โดยใช้ 8051
- วงจรหุ่นยนต์ผู้ติดตามตามสาย 8051
- คำอธิบายการเขียนโปรแกรม
- เค้าโครง PCB
Line follower Robotเป็นเครื่องจักรที่เดินตามเส้นอาจเป็นเส้นสีดำหรือเส้นสีขาว โดยทั่วไปหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายสองประเภทคือหนึ่งคือผู้ติดตามเส้นสีดำซึ่งตามหลังเส้นสีดำและตัวที่สองคือผู้ติดตามเส้นสีขาวซึ่งตามเส้นสีขาว ผู้ติดตามไลน์จะสัมผัสได้ถึงไลน์และวิ่งข้ามมัน ในโครงการก่อนหน้านี้เราได้ทำเส้นสีดำสาวกหุ่นยนต์โดยใช้ Arduino แต่ตอนนี้เวลาที่เรากำลังจะทำให้สีขาวสายลูกศิษย์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ในบทช่วยสอนนี้เราจะพูดถึงวิธีการสร้างแผงวงจรพิมพ์สำหรับหุ่นยนต์ผู้ติดตามไลน์ที่บ้านในราคาประหยัด
แนวคิดของ Line Follower Robot
แนวคิดของผู้ติดตามสายเกี่ยวข้องกับแสง เราได้ใช้พฤติกรรมของแสงที่พื้นผิวขาวดำ เมื่อแสงตกบนพื้นผิวสีขาวมันจะสะท้อนเกือบเต็มและในกรณีที่พื้นผิวสีดำแสงจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวสีดำ พฤติกรรมที่อธิบายของแสงนี้ใช้ในหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายนี้
ในโครงการหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายนี้เราได้ใช้ เครื่องส่งสัญญาณIRและตัวรับสัญญาณ IRหรือที่เรียกว่าโฟโต้ไดโอดสำหรับส่งและรับแสง IR ส่งแสงอินฟราเรด เมื่อรังสีอินฟราเรดตกลงบนพื้นผิวสีขาวจะสะท้อนกลับและจับโดยโฟโตไดโอดและสร้างการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าบางอย่าง เมื่อแสง IR ตกกระทบพื้นผิวสีดำแสงจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวสีดำและไม่สะท้อนกลับดังนั้นไดโอดภาพถ่ายจึงไม่ได้รับแสงหรือรังสี ที่นี่ในหุ่นยนต์ผู้ติดตามบรรทัดนี้เมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับพื้นผิวสีขาวไมโครคอนโทรลเลอร์จะได้รับ 0 เป็นอินพุตและเมื่อตรวจจับไมโครคอนโทรลเลอร์สายสีดำจะได้รับ 1 เป็นอินพุต
คำอธิบายวงจร
เราสามารถแบ่งหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายทั้งหมดออกเป็นส่วนต่างๆเช่นส่วนเซ็นเซอร์ส่วนควบคุมและส่วนคนขับ
ส่วนเซนเซอร์: ส่วนนี้ประกอบด้วย IR diodes, potentiometer, Comparator (Op-Amp) และ LED's โพเทนชิออมิเตอร์ใช้สำหรับตั้งค่าแรงดันอ้างอิงที่เทอร์มินัลเดียวของเครื่องเปรียบเทียบและเซ็นเซอร์ IR ตรวจจับเส้นและให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วที่สองของเครื่องเปรียบเทียบ จากนั้นเครื่องเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าทั้งสองและสร้างสัญญาณดิจิตอลที่เอาต์พุต ในวงจรนี้เราใช้ตัวเปรียบเทียบสองตัวสำหรับเซ็นเซอร์สองตัว LM358 ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบ LM358 มี Op-amp เสียงรบกวนต่ำในตัว
ส่วนควบคุม:ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ใช้สำหรับควบคุมกระบวนการทั้งหมดของหุ่นยนต์ผู้ติดตามสาย เอาท์พุตของเครื่องเปรียบเทียบเชื่อมต่อกับหมายเลขพิน P0.0 และ P0.1 ของ 8051 8051 อ่านสัญญาณเหล่านี้และส่งคำสั่งไปยังวงจรขับเพื่อขับตามสาย
ส่วนไดรเวอร์: ส่วน ไดรเวอร์ประกอบด้วยตัวขับมอเตอร์และมอเตอร์กระแสตรงสองตัว ตัวขับมอเตอร์ใช้สำหรับขับเคลื่อนมอเตอร์เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์จ่ายแรงดันและกระแสให้มอเตอร์ไม่เพียงพอ ดังนั้นเราจึงเพิ่มวงจรขับมอเตอร์เพื่อให้ได้แรงดันและกระแสเพียงพอสำหรับมอเตอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่งคำสั่งไปยังไดรเวอร์มอเตอร์จากนั้นจึงขับมอเตอร์
การทำงานของ Line Follower Robot โดยใช้ 8051
หุ่นยนต์ผู้ติดตามสายตรวจจับเส้นสีขาวโดยใช้เซ็นเซอร์จากนั้นส่งสัญญาณไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ จากนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์จะขับเคลื่อนมอเตอร์ตามเอาต์พุตของเซ็นเซอร์
ในโครงการนี้เราใช้เซ็นเซอร์ IR สองคู่ สมมติว่าเราเรียกเซ็นเซอร์ซ้ายและเซ็นเซอร์ขวาของเซ็นเซอร์ IR คู่จากนั้นเซ็นเซอร์ทั้งซ้ายและขวาจะรู้สึกว่าไม่มีอะไรหรือเส้นสีดำจากนั้นหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
และเมื่อเซ็นเซอร์ด้านซ้ายตรวจจับเส้นสีขาวหุ่นยนต์ก็เลี้ยวซ้าย
และเมื่อเซ็นเซอร์ด้านซ้ายตรวจจับเส้นสีขาวหุ่นยนต์จะหันไปทางด้านขวาจนกว่าเซ็นเซอร์ทั้งสองจะมาที่เส้นสีดำหรือตรวจจับพื้นผิว
และเมื่อเซ็นเซอร์ทั้งสองมาบนเส้นสีขาวหุ่นยนต์จะหยุด
วงจรหุ่นยนต์ผู้ติดตามตามสาย 8051
วงจรเป็นเรื่องง่ายมากสำหรับหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายนี้ เอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบเชื่อมต่อโดยตรงกับหมายเลขพิน P0.0 และ P0.1 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ และขาอินพุตของมอเตอร์ขับ 2, 7, 10 และ 15 เชื่อมต่อที่หมายเลขพิน P2.3, P2.2, P2.1 และ P2.4 ตามลำดับ และมอเตอร์หนึ่งตัวเชื่อมต่อที่ขาเอาต์พุตของตัวขับมอเตอร์ 3 และ 6 และมอเตอร์อีกตัวเชื่อมต่อที่ 11 และ 14
คำอธิบายการเขียนโปรแกรม
ในโปรแกรมก่อนอื่นเรากำหนดพินอินพุตและเอาต์พุต จากนั้นในฟังก์ชันหลักเราจะตรวจสอบอินพุตและส่งเอาต์พุตตามอินพุตไปยังขาเอาต์พุตสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน สำหรับการตรวจสอบพินอินพุตเราใช้คำสั่ง“ if”
ผู้ติดตามบรรทัดนี้มีเงื่อนไขสี่ประการ เราใช้เซ็นเซอร์สองตัวคือเซ็นเซอร์ซ้ายและเซ็นเซอร์ขวา
|
อินพุต |
เอาต์พุต |
การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ |
||||
|
เซ็นเซอร์ซ้าย |
เซ็นเซอร์ขวา |
มอเตอร์ซ้าย |
มอเตอร์ขวา |
|||
|
LS |
อาร์เอส |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
ส่งต่อ |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
เลี้ยวขวา |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
เลี้ยวซ้าย |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
หยุด |
เราได้เขียนโปรแกรมตามเงื่อนไขตารางด้านบน ดูรหัสทั้งหมดของหุ่นยนต์ผู้ติดตามตามสาย 8051 ที่ด้านล่างของหน้านี้เพื่อทำความเข้าใจแนวคิด
เค้าโครง PCB
นี่คือ เค้าโครง PCBสำหรับหุ่นยนต์ผู้ติดตามสายที่ออกแบบในซอฟต์แวร์ Dip Trace
ในรูปแบบ PCB นี้เราได้ออกแบบแผงวงจรสำหรับ Line follower และ 2 แท่งสำหรับวางเซ็นเซอร์ IR ดูบทช่วยสอนทีละขั้นตอนเพื่อสร้างหุ่นยนต์ผู้ติดตามบน PCB: วิธีสร้าง PCB ที่บ้าน