روبوت أتباع الخط باستخدام متحكم 8051

روبوت أتباع الخط هو آلة تتبع خطًا ، قد يكون خطًا أسود أو خطًا أبيض. نوعان أساسيان من روبوتات متابعة الخطوط هما: أحدهما يتبع الخط الأسود الذي يتبع الخط الأسود والثاني هو تتبع الخط الأبيض الذي يتبع الخط الأبيض. يستشعر متابع الخط في الواقع الخط ويدهسه. في مشاريعنا السابقة ، صنعنا روبوتًا تابعًا للخطوط السوداء باستخدام اردوينو ، لكن هذه المرة سنقوم بعمل متابع للخط الأبيض باستخدام متحكم 8051. في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نغطي أيضًا كيفية صنع لوحة دوائر مطبوعة لروبوت تتبع الخط في المنزل بسعر منخفض.

مفهوم روبوت أتباع الخط

يرتبط مفهوم تابع الخط بالضوء. لقد استخدمنا سلوك الضوء على السطح الأسود والأبيض. عندما يسقط الضوء على سطح أبيض فإنه ينعكس بالكامل تقريبًا وفي حالة السطح الأسود يمتص الضوء بواسطة السطح الأسود. يتم استخدام هذا السلوك الموضح للضوء في روبوت أتباع الخط هذا.

في هذا المشروع تابعا الروبوت خط استخدمنا IR الارسال و IR استقبال وتسمى أيضا الثنائيات الصورة لارسال واستقبال الضوء. ينقل IR أضواء الأشعة تحت الحمراء. عندما تسقط الأشعة تحت الحمراء على سطح أبيض ، فإنها تنعكس مرة أخرى ويلتقطها الثنائي الضوئي وتولد بعض التغييرات في الجهد. عندما يسقط ضوء الأشعة تحت الحمراء على السطح الأسود ، يمتص السطح الأسود الضوء ولا تنعكس الأشعة مرة أخرى ، لذلك لم يتلق الصمام الثنائي الضوئي أي ضوء أو أشعة. هنا في هذا الخط الروبوت المتابع عندما يستشعر المستشعر سطحًا أبيض ، يحصل المتحكم الدقيق على 0 كمدخل وعندما يستشعر متحكم الخط الأسود يحصل على 1 كمدخل.

شرح الدائرة

يمكننا تقسيم روبوت متابعة الخط بالكامل إلى أقسام مختلفة مثل قسم المستشعر وقسم التحكم وقسم السائق.

قسم المستشعر: يحتوي هذا القسم على صمامات ثنائية الأشعة تحت الحمراء ، ومقياس جهد ، ومقارن (Op-Amp) و LED. يتم استخدام مقياس الجهد لتحديد الجهد المرجعي عند طرف المقارنة الواحد ومستشعرات الأشعة تحت الحمراء تستشعر الخط وتوفر تغييرًا في الجهد عند الطرف الثاني للمقارن. ثم يقارن المقارنة بين الفولتية ويولد إشارة رقمية عند الخرج. هنا في هذه الدائرة استخدمنا مقارنين لاثنين من أجهزة الاستشعار. يستخدم LM358 كمقارن. LM358 يحمل في ثناياه عوامل اثنين من الضوضاء منخفضة الضوضاء Op-amp.

قسم التحكم: يستخدم متحكم 8051 للتحكم في كامل عملية روبوت أتباع الخط. يتم توصيل مخرجات المقارنة برقم التعريف P0.0 و P0.1 من 8051. يقرأ 8051 هذه الإشارات ويرسل الأوامر إلى دائرة السائق لقيادة متابع الخط.

قسم السائق: يتكون قسم السائق من سائق المحرك واثنين من محركات التيار المستمر. يتم استخدام سائق المحرك لمحركات القيادة لأن المتحكم الدقيق لا يوفر جهدًا وتيارًا كافيًا للمحرك. لذلك أضفنا دائرة سائق محرك للحصول على جهد كافي وتيار للمحرك. يرسل الميكروكونترولر أوامر إلى سائق المحرك هذا ثم يقود المحركات.

عمل روبوت أتباع الخط باستخدام 8051

يستشعر روبوت أتباع الخط الخط الأبيض باستخدام المستشعر ثم يرسل إشارات إلى متحكم دقيق. ثم يقوم المتحكم الدقيق بتشغيل المحرك وفقًا لإخراج أجهزة الاستشعار.

هنا في هذا المشروع نستخدم زوج من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء. لنفترض أننا ندعو المستشعر الأيسر والمستشعر الأيمن لزوج مستشعر الأشعة تحت الحمراء ، ثم لا يشعر المستشعران الأيمن والأيسر بأي شيء أو خط أسود ثم يتحرك الروبوت للأمام.

وعندما يستشعر المستشعر الأيسر خطًا أبيض ، يستدير الروبوت إلى اليسار.

وعندما يشعر المستشعر الأيسر بخط أبيض ، يتحول الروبوت إلى الجانب الأيمن حتى يأتي كلا المستشعرين على خط أسود أو لا يستشعر أي سطح

وعندما يأتي كلا المستشعرين على خط أبيض ، يتوقف الروبوت.

8051 حلبة روبوت أتباع الخط المستندة

الدائرة بسيطة للغاية بالنسبة لروبوت تتبع الخط هذا. يتم توصيل خرج المقارنات مباشرة برقم التعريف P0.0 و P0.1 للميكروكونترولر. ويتم توصيل دبوس إدخال سائق المحرك 2 و 7 و 10 و 15 برقم التعريف P2.3 و P2.2 و P2.1 و P2.4 على التوالي. ويتم توصيل محرك واحد عند طرف خرج محرك المحرك 3 و 6 ومحرك آخر متصل عند 11 و 14.

شرح البرمجة

في البرنامج أولاً ، نحدد دبوس الإدخال والإخراج. ثم في الوظيفة الرئيسية نتحقق من المدخلات ونرسل المخرجات وفقًا للمدخلات إلى دبوس الإخراج لمحرك القيادة. لفحص دبوس الإدخال ، استخدمنا عبارات "if".

هناك أربعة شروط في هذا السطر التابع. لقد استخدمنا حساسين هما المستشعر الأيسر والمستشعر الأيمن.

إدخال	انتاج |	حركة الروبوت
المستشعر الأيسر	المستشعر الصحيح	اليسار موتور	المحرك الصحيح
LS	RS	إل إم 1	LM2	رينجيت ماليزي 1	رينجيت ماليزي 2
0	0	1	0	1	0	إلى الأمام
0	1	1	0	0	0	انعطف يمينا
1	0	0	0	1	0	انعطف لليسار
1	1	0	0	0	0	قف

لقد كتبنا البرنامج وفقًا لشروط الجدول أعلاه. شاهد الكود الكامل لروبوت المتابعين المبني على الخط 8051 في أسفل هذه الصفحة لفهم المفهوم.

تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

فيما يلي تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لروبوت تتبع الخط المصمم في برنامج Dip Trace.

في تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا ، قمنا بتصميم لوحة دائرة لمتابع الخط و 2 عصا لوضع مستشعرات الأشعة تحت الحمراء. تحقق هنا من البرنامج التعليمي خطوة بخطوة لإنشاء روبوت تابع الخط على PCB: كيفية صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في المنزل