Robot suiveur de ligne utilisant le microcontrôleur 8051

Le robot suiveur de ligne est une machine qui suit une ligne, cela peut être une ligne noire ou une ligne blanche. Fondamentalement, deux types de robots suiveurs de ligne sont: l'un est le suiveur de ligne noire qui suit la ligne noire et le second est le suiveur de ligne blanche qui suit la ligne blanche. Le suiveur de ligne détecte réellement la ligne et la passe dessus. Dans nos projets précédents, nous avons créé un robot suiveur de ligne noire en utilisant Arduino, mais cette fois, nous allons créer un suiveur de ligne blanche en utilisant le microcontrôleur 8051. Dans ce tutoriel, nous aborderons également comment fabriquer une carte de circuit imprimé pour robot suiveur de ligne à la maison à bas prix.

Concept de robot suiveur de ligne

Le concept de suiveur de ligne est lié à la lumière. Nous avons utilisé le comportement de la lumière à la surface en noir et blanc. Lorsque la lumière tombe sur une surface blanche, elle se reflète presque complètement et en cas de surface noire, la lumière est absorbée par la surface noire. Ce comportement expliqué de la lumière est utilisé dans ce robot suiveur de ligne.

Dans ce projet de robot suiveur de ligne, nous avons utilisé des émetteurs IR et des récepteurs IR également appelés photodiodes pour envoyer et recevoir de la lumière. IR transmet des lumières infrarouges. Lorsque les rayons infrarouges tombent sur une surface blanche, ils sont réfléchis et capturés par la photodiode et génèrent des changements de tension. Lorsque la lumière infrarouge tombe sur une surface noire, la lumière est absorbée par la surface noire et non les rayons réfléchis, de sorte que la photodiode n'a reçu aucune lumière ni aucun rayon. Ici, dans ce robot suiveur de ligne, lorsque le capteur détecte une surface blanche, le microcontrôleur obtient 0 comme entrée et lorsque le microcontrôleur de ligne noire détecte 1 comme entrée.

Explication du circuit

Nous pouvons diviser l'ensemble du robot suiveur de ligne en différentes sections telles que la section de capteur, la section de commande et la section de pilote.

Section capteur: Cette section contient des diodes IR, un potentiomètre, un comparateur (ampli-op) et des LED. Le potentiomètre est utilisé pour régler la tension de référence à une borne du comparateur et les capteurs IR détectent la ligne et fournissent un changement de tension à la deuxième borne du comparateur. Ensuite, le comparateur compare les deux tensions et génère un signal numérique en sortie. Ici, dans ce circuit, nous avons utilisé deux comparateurs pour deux capteurs. Le LM358 est utilisé comme comparateur. Le LM358 a intégré deux amplificateurs opérationnels à faible bruit.

Section de contrôle: le microcontrôleur 8051 est utilisé pour contrôler l'ensemble du processus du robot suiveur de ligne. Les sorties des comparateurs sont connectées aux numéros de broches P0.0 et P0.1 de 8051. 8051 lit ces signaux et envoie des commandes au circuit d'attaque pour entraîner le suiveur de ligne.

Section Driver: La section Driver comprend un pilote de moteur et deux moteurs CC. Le pilote de moteur est utilisé pour entraîner les moteurs car le microcontrôleur ne fournit pas suffisamment de tension et de courant au moteur. Nous avons donc ajouté un circuit de pilote de moteur pour obtenir suffisamment de tension et de courant pour le moteur. Le microcontrôleur envoie des commandes à ce pilote de moteur, puis il entraîne les moteurs.

Fonctionnement du robot suiveur de ligne utilisant 8051

Le robot suiveur de ligne détecte la ligne blanche à l'aide d'un capteur, puis envoie des signaux au microcontrôleur. Ensuite, le microcontrôleur entraîne le moteur en fonction de la sortie des capteurs.

Ici, dans ce projet, nous utilisons deux paires de capteurs IR. Supposons que nous appelons le capteur gauche et le capteur droit de la paire de capteurs infrarouges, alors les capteurs gauche et droit ne détectent rien ou une ligne noire, puis le robot avance.

Et lorsque le capteur gauche détecte une ligne blanche, le robot tourne le côté gauche.

et lorsque le capteur gauche détecte une ligne blanche, le robot se tourne vers la droite jusqu'à ce que les deux capteurs atteignent une ligne noire ou ne détectent rien de surface.

Et lorsque les deux capteurs arrivent sur la ligne blanche, le robot s'arrête.

Circuit de robot suiveur de ligne basé sur 8051

Le circuit est très simple pour ce robot suiveur de ligne. La sortie des comparateurs est directement connectée aux numéros de broches P0.0 et P0.1 du microcontrôleur. Et la broche d'entrée 2, 7, 10 et 15 du pilote de moteur est connectée aux broches numéro P2.3, P2.2, P2.1 et P2.4 respectivement. Et un moteur est connecté à la broche de sortie du pilote de moteur 3 et 6 et un autre moteur est connecté à 11 et 14.

Explication de la programmation

Dans le programme, nous définissons tout d'abord les broches d'entrée et de sortie. Et puis dans la fonction principale, nous vérifions les entrées et envoyons la sortie en fonction des entrées à la broche de sortie pour entraîner le moteur. Pour vérifier la broche d'entrée, nous avons utilisé des instructions «if».

Il y a quatre conditions dans ce suiveur de ligne. Nous avons utilisé deux capteurs à savoir le capteur gauche et le capteur droit.

Contribution	Production	Mouvement du robot
Capteur gauche	Capteur droit	Moteur gauche	Moteur droit
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Vers l'avant
0	1	1	0	0	0	Tournez à droite
1	0	0	0	1	0	Tournez à gauche
1	1	0	0	0	0	Arrêtez

Nous avons écrit le programme selon les conditions du tableau ci-dessus. Voir le code complet de ce robot suiveur de ligne basé sur 8051 au bas de cette page pour comprendre le concept.

Disposition PCB

Voici la disposition du PCB pour le robot suiveur de ligne conçu dans le logiciel Dip Trace.

Dans cette configuration de PCB, nous avons conçu une carte de circuit imprimé pour le suiveur de ligne et 2 bâtons pour placer des capteurs IR. Consultez ici le tutoriel pas à pas pour réaliser le robot suiveur de ligne sur PCB: Comment faire un PCB à la maison