Robô seguidor de linha usando microcontrolador 8051

Robô seguidor de linha é uma máquina que segue uma linha, pode ser uma linha preta ou branca. Basicamente, dois tipos de robôs seguidores de linha são: um é seguidor de linha preta que segue a linha preta e o segundo é seguidor de linha branca que segue a linha branca. O seguidor de linha realmente sente a linha e corre sobre ela. Em nossos projetos anteriores, criamos um robô seguidor de linha preta usando o arduino, mas desta vez faremos um seguidor de linha branca usando o microcontrolador 8051. Neste tutorial, também cobriremos como fazer uma placa de circuito impresso para um robô seguidor de linha em casa a um preço baixo.

Conceito de robô seguidor de linha

O conceito de seguidor de linha está relacionado à luz. Usamos o comportamento da luz na superfície preta e branca. Quando a luz incide sobre uma superfície branca, ela reflete quase totalmente e, no caso de uma superfície negra, a luz é absorvida pela superfície negra. Este comportamento explicado da luz é usado neste robô seguidor de linha.

Neste projeto de robô seguidor de linha, usamos Transmissores IR e receptores IR também chamados de diodos fotográficos para enviar e receber luz. IR transmite luzes infravermelhas. Quando os raios infravermelhos incidem sobre a superfície branca, eles são refletidos de volta e capturados pelo fotodiodo, gerando algumas mudanças de voltagem. Quando a luz infravermelha incide sobre a superfície negra, a luz é absorvida pela superfície negra e os raios não são refletidos de volta, então o foto diodo não recebeu nenhuma luz ou raios. Aqui neste robô seguidor de linha, quando o sensor detecta a superfície branca, o microcontrolador obtém 0 como entrada e quando detecta o microcontrolador da linha preta obtém 1 como entrada.

Explicação do circuito

Podemos dividir todo o robô seguidor de linha em várias seções, como seção de sensor, seção de controle e seção de driver.

Seção do sensor: esta seção contém diodos IR, potenciômetro, comparador (Op-Amp) e LEDs. O potenciômetro é usado para definir a tensão de referência em um terminal do comparador e os sensores IR detectam a linha e fornecem uma mudança na tensão no segundo terminal do comparador. Em seguida, o comparador compara as duas tensões e gera um sinal digital na saída. Aqui neste circuito usamos dois comparadores para dois sensores. LM358 é usado como comparador. O LM358 tem dois amplificadores op de baixo ruído embutidos.

Seção de controle: o microcontrolador 8051 é usado para controlar todo o processo do robô seguidor de linha. As saídas dos comparadores são conectadas ao pino número P0.0 e P0.1 do 8051. O 8051 lê esses sinais e envia comandos para o circuito do driver para o seguidor de linha de comando.

Seção do driver: a seção do driver consiste do driver do motor e dois motores CC. O driver do motor é usado para acionar motores porque o microcontrolador não fornece tensão e corrente suficientes para o motor. Portanto, adicionamos um circuito de driver de motor para obter tensão e corrente suficientes para o motor. O microcontrolador envia comandos a este driver de motor e, em seguida, aciona os motores.

Trabalho do robô seguidor de linha usando 8051

O robô seguidor de linha detecta a linha branca usando o sensor e envia sinais ao microcontrolador. Em seguida, o microcontrolador aciona o motor de acordo com a saída dos sensores.

Aqui neste projeto, estamos usando dois pares de sensores IR. Suponha que estejamos chamando o sensor esquerdo e o sensor direito do par de sensores IR, então os sensores esquerdo e direito não detectam nada ou linha preta e o robô segue em frente.

E quando o sensor esquerdo detecta a linha branca, o robô vira para o lado esquerdo.

e quando o sensor esquerdo detecta a linha branca, o robô vira para o lado direito até que ambos os sensores cheguem à linha preta ou não detecte nada na superfície.

E quando os dois sensores entrarem na linha branca, o robô para.

Circuito de robô seguidor de linha baseado em 8051

O circuito é muito simples para este robô seguidor de linha. A saída dos comparadores é conectada diretamente ao pino número P0.0 e P0.1 do microcontrolador. E os pinos de entrada 2, 7, 10 e 15 do driver do motor são conectados no número de pinos P2.3, P2.2, P2.1 e P2.4 respectivamente. E um motor é conectado no pino de saída do acionador de motor 3 e 6 e outro motor é conectado em 11 e 14.

Explicação de programação

No programa, em primeiro lugar, definimos o pino de entrada e saída. E então, na função principal, verificamos as entradas e enviamos a saída de acordo com as entradas para o pino de saída do motor de acionamento. Para verificar o pino de entrada, usamos declarações “if”.

Existem quatro condições neste seguidor de linha. Usamos dois sensores: sensor esquerdo e sensor direito.

Entrada	Resultado	Movimento do Robô
Sensor Esquerdo	Sensor Direito	Motor Esquerdo	Motor Direito
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	frente
0	1	1	0	0	0	Vire à direita
1	0	0	0	1	0	Vire a esquerda
1	1	0	0	0	0	Pare

Escrevemos o programa de acordo com as condições da tabela acima. Veja o código completo deste robô seguidor de linha baseado em 8051 na parte inferior desta página para entender o conceito.

Layout PCB

Aqui está o layout do PCB para o robô seguidor de linha projetado no software Dip Trace.

Neste layout de PCB, projetamos uma placa de circuito para o seguidor de linha e 2 sticks para a colocação de sensores IR. Confira aqui o tutorial passo a passo para fazer o robô seguidor de linha no PCB: Como fazer um PCB em casa