- Line Follower Robot의 개념
- 회로 설명
- 8051을 이용한 Line Follower Robot의 작업
- 8051 기반 라인 팔로워 로봇 회로
- 프로그래밍 설명
- PCB 레이아웃
라인 추종자 로봇 은 라인을 따라가는 기계로, 블랙 라인 또는 화이트 라인이 될 수 있습니다. 기본적으로 두 가지 유형의 라인 팔로워 로봇은 하나는 검은 색 라인을 따르는 검은 색 라인 팔로워이고 두 번째는 흰색 라인을 따르는 흰색 라인 팔로워입니다. 선 추종자는 실제로 선을 감지하고 그 위로 실행합니다. 이전 프로젝트에서 우리는 arduino를 사용하여 블랙 라인 팔로워 로봇을 만들었지 만 이번에는 8051 마이크로 컨트롤러를 사용하여 화이트 라인 팔로워 를 만들 것입니다. 이 튜토리얼에서는 가정에서 저렴한 가격으로 라인 팔로워 로봇 용 인쇄 회로 기판 을 만드는 방법도 다룹니다.
Line Follower Robot의 개념
라인 추종자의 개념은 빛과 관련이 있습니다. 우리는 흑백 표면에서 빛의 동작을 사용했습니다. 빛이 흰색 표면에 떨어지면 거의 완전히 반사되고 검은 색 표면의 경우 검은 색 표면에 빛이 흡수됩니다. 이 설명 된 빛의 동작은이 라인 팔로워 로봇 에서 사용됩니다.
이 라인 팔로워 로봇 프로젝트에서 우리는 빛을 송수신하기 위해 포토 다이오드라고도 불리는 IR 송신기 와 IR 수신기를 사용했습니다. IR은 적외선을 전송합니다. 적외선이 흰색 표면에 떨어지면 다시 반사되어 포토 다이오드에 포착되어 전압 변화가 발생합니다. IR 빛이 검은 색 표면에 떨어지면 빛은 검은 색 표면에 흡수되고 광선은 반사되지 않으므로 포토 다이오드는 빛이나 광선을받지 않습니다. 여기이 라인 팔로워 로봇에서 센서가 흰색 표면을 감지하면 마이크로 컨트롤러가 0을 입력으로 받고 검은 색 라인 마이크로 컨트롤러가 입력으로 1을 얻습니다.
회로 설명
라인 팔로워 로봇 전체를 센서 부, 제어부, 드라이버 부 등 다양한 부분으로 나눌 수 있습니다.
센서 섹션: 이 섹션에는 IR 다이오드, 전위차계, 비교기 (Op-Amp) 및 LED가 포함됩니다. 전위차계는 비교기의 한 단자에서 기준 전압을 설정하는 데 사용되며 IR 센서는 라인을 감지하고 비교기의 두 번째 단자에서 전압 변화를 제공합니다. 그런 다음 비교기는 두 전압을 비교하고 출력에서 디지털 신호를 생성합니다. 이 회로에서 우리는 두 개의 센서에 대해 두 개의 비교기를 사용했습니다. LM358은 비교기로 사용됩니다. LM358에는 두 개의 저잡음 연산 증폭기가 내장되어 있습니다.
제어 섹션: 8051 마이크로 컨트롤러는 라인 팔로워 로봇의 전체 프로세스를 제어하는 데 사용됩니다. 비교기의 출력은 핀 번호 P0.0 및 8051의 P0.1에 연결됩니다. 8051은 이러한 신호를 읽고 드라이버 회로에 명령을 전송하여 라인 팔로워를 구동합니다.
드라이버 섹션: 드라이버 섹션은 모터 드라이버와 2 개의 DC 모터로 구성됩니다. 모터 구동기는 마이크로 컨트롤러가 모터에 충분한 전압과 전류를 공급하지 않기 때문에 모터 구동에 사용됩니다. 그래서 모터에 충분한 전압과 전류를 얻기 위해 모터 드라이버 회로를 추가했습니다. 마이크로 컨트롤러는이 모터 드라이버에 명령을 보낸 다음 모터를 구동합니다.
8051을 이용한 Line Follower Robot의 작업
라인 팔로워 로봇은 센서를 이용하여 화이트 라인을 감지하여 마이크로 컨트롤러에 신호를 보냅니다. 그런 다음 마이크로 컨트롤러는 센서의 출력에 따라 모터를 구동합니다.
이 프로젝트에서는 두 개의 IR 센서 쌍을 사용합니다. IR 센서 쌍의 왼쪽 센서와 오른쪽 센서를 호출한다고 가정하면 왼쪽과 오른쪽 센서가 아무것도 감지하지 않거나 검은 선을 감지하면 로봇이 앞으로 나아갑니다.
그리고 왼쪽 센서가 흰색 선을 감지하면 로봇이 왼쪽으로 돌립니다.
왼쪽 센서가 흰색 선을 감지하면 두 센서가 모두 검은 색 선에 도달하거나 표면이 감지되지 않을 때까지 로봇이 오른쪽으로 회전합니다.
두 센서가 모두 흰색 선에 오면 로봇이 멈 춥니 다.
8051 기반 라인 팔로워 로봇 회로
이 라인 팔로워 로봇의 회로는 매우 간단합니다. 비교기의 출력은 마이크로 컨트롤러의 P0.0 및 P0.1 핀 번호에 직접 연결됩니다. 그리고 모터 드라이버의 입력 핀 2, 7, 10, 15는 각각 핀 번호 P2.3, P2.2, P2.1 및 P2.4에 연결됩니다. 그리고 하나의 모터는 모터 드라이버 3과 6의 출력 핀에 연결되고 다른 모터는 11과 14에 연결됩니다.
프로그래밍 설명
프로그램에서 먼저 입력 및 출력 핀을 정의합니다. 그리고 주요 기능에서는 입력을 확인하고 입력에 따른 출력을 모터 구동 용 출력 핀으로 보냅니다. 입력 핀을 확인하기 위해 "if"문을 사용했습니다.
이 라인 팔로워에는 네 가지 조건이 있습니다. 우리는 두 개의 센서, 즉 왼쪽 센서와 오른쪽 센서를 사용했습니다.
입력 |
산출 |
로봇의 움직임 |
||||
왼쪽 센서 |
오른쪽 센서 |
왼쪽 모터 |
오른쪽 모터 |
|||
LS |
RS |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
앞으로 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
우회전 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
왼쪽으로 돌아 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
중지 |
위의 표 조건에 따라 프로그램을 작성했습니다. 개념을 이해하려면이 페이지 하단에있는이 8051 기반 라인 팔로워 로봇의 전체 코드를 참조하십시오.
PCB 레이아웃
다음은 Dip Trace Software로 설계된 라인 팔로워 로봇 의 PCB 레이아웃 입니다.
이 PCB 레이아웃에서 우리는 라인 팔로워 용 회로 기판과 IR 센서 배치 용 스틱 2 개를 설계했습니다. PCB에서 라인 팔로워 로봇을 만드는 단계별 자습서: 집에서 PCB를 만드는 방법