使用ATMega8微控制器的線路機(jī)器人電路

你有沒(méi)有做過(guò)自己的機(jī)器人？這里有一個(gè)非常簡(jiǎn)單和容易的機(jī)器人。在這個(gè)項(xiàng)目中，我將解釋如何使用單片機(jī)設(shè)計(jì)和建造一個(gè)跟線機(jī)器人。跟線機(jī)器人是一個(gè)基本的機(jī)器人，它沿著一條有特定寬度的線（通常是淺色表面上的一條黑線）指示的特定路徑前進(jìn)。

跟線機(jī)器人的電路原理

該電路主要由8051單片機(jī)、兩個(gè)紅外傳感器、電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC（嵌入在一個(gè)模塊中）組成。線路跟隨者機(jī)器人需要機(jī)械地安排底盤。我使用了一個(gè)四輪驅(qū)動(dòng)的丙烯酸底盤。兩個(gè)紅外傳感器被安裝在機(jī)器人的前部，二極管朝向地球。

當(dāng)機(jī)器人被放置在固定的路徑上時(shí)，它通過(guò)檢測(cè)線來(lái)跟蹤路徑。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向取決于兩個(gè)傳感器的輸出。當(dāng)兩個(gè)傳感器在路徑線上時(shí)，機(jī)器人向前移動(dòng)。如果左邊的傳感器遠(yuǎn)離直線，機(jī)器人就向右移動(dòng)。同樣地，如果右邊的傳感器遠(yuǎn)離路徑，機(jī)器人就會(huì)朝左邊移動(dòng)。每當(dāng)機(jī)器人遠(yuǎn)離其路徑時(shí)，就會(huì)被紅外傳感器檢測(cè)到。

你知道遙控間諜機(jī)器人電路是如何工作的嗎？

紅外傳感器由板上的紅外發(fā)射器和紅外接收器組成。當(dāng)車輛在黑線上移動(dòng)時(shí)，紅外射線不斷被黑色表面吸收，沒(méi)有反射的射線，使輸出很高。每當(dāng)機(jī)器人移動(dòng)到白色表面時(shí)，它就開(kāi)始反射紅外射線，使輸出變低。因此，根據(jù)紅外傳感器的輸出，微控制器指示電機(jī)改變其方向。

線性跟蹤機(jī)器人電路圖

電路中的元件

8051微控制器

8051微控制器的開(kāi)發(fā)板（優(yōu)先）。

10KΩ 電阻器 X 2

10μF電容

11.0592MHz晶體

33pF 電容 X 2

按鈕

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(L298N)

帶電機(jī)的機(jī)器人底盤

紅外傳感器 x 2

如何設(shè)計(jì)一個(gè)跟線機(jī)器人？

 該電路由8051微控制器、紅外傳感器（帶紅外發(fā)射器和紅外接收器）、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、帶4個(gè)輪子和4個(gè)電機(jī)的機(jī)器人底盤、電池座組成。

8051微控制器是項(xiàng)目的主要組成部分。它是一個(gè)8位的微控制器，有32個(gè)可編程的I/O引腳。它有許多外圍功能，如可編程的UART，兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，兩個(gè)中斷，外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)等。

 機(jī)器人的直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC與控制器連接。由于控制器的輸出最大為5V，電流非常小，它不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因此，為了放大這一電壓，使用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC。L298N可以驅(qū)動(dòng)高達(dá)36伏的電機(jī)，并且可以提供3A的驅(qū)動(dòng)電流。

驅(qū)動(dòng)器IC有15個(gè)引腳，通常采用多瓦15封裝。這些IC在市場(chǎng)上很容易買到，作為模塊。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入連接到PORT2的P2.0、P2.1、P2.2和P2.3引腳。

兩個(gè)紅外傳感器連接到微控制器的P2.6和P2.7引腳。安排好底盤，將機(jī)器人車的四個(gè)輪子連接到電機(jī)上，而電機(jī)又連接到微控制器上。

紅外傳感器的設(shè)計(jì)

紅外傳感器電路主要由紅外發(fā)射器和紅外接收器組成。紅外發(fā)射器類似于一個(gè)LED。它的工作電壓約為1.4V。因此，為了保護(hù)它，一個(gè)150Ω的電阻與它串聯(lián)，并連接在正向偏壓上。紅外接收器被連接在反向偏壓中，一個(gè)10KΩ的電阻被放在VCC和接收器之間。輸出是在電阻和紅外接收器之間進(jìn)行的。

由于這是一個(gè)模擬輸出，我們可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的比較器集成電路（如LM358）將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字高電平和低電平。本項(xiàng)目中使用的紅外傳感器模塊使用相同的配置，其電路圖如下所示。

紅外傳感器的工作原理

紅外發(fā)射器連續(xù)發(fā)射紅外射線。當(dāng)紅外發(fā)射器在黑色表面時(shí)，這些射線被表面吸收，當(dāng)它在白色表面時(shí)，這些射線被反射。當(dāng)沒(méi)有收到紅外射線時(shí)，紅外接收器有最大的電阻，來(lái)自VCC的電壓流經(jīng)電阻。在輸出引腳，電壓約為5V。

隨著接收器接收到的紅外射線的強(qiáng)度增加，電阻值下降，發(fā)生反向斷路。因此，通過(guò)電阻的電壓是接地的。因此，在輸出引腳，它將產(chǎn)生0V的電壓。

線路跟蹤機(jī)器人車輛電路工作

首先用黑色膠帶在淺色的表面上畫(huà)出路徑。

將機(jī)器人放在地板上。

現(xiàn)在給電路通電。

機(jī)器人在指定的路徑上移動(dòng)。

當(dāng)它移出路徑時(shí)，傳感器檢查并自動(dòng)調(diào)整機(jī)器人。

線路跟蹤機(jī)器人電路應(yīng)用

這可以用在沒(méi)有司機(jī)的汽車系統(tǒng)中，并增加一些功能，如障礙物檢測(cè)。

這也可用于工業(yè)和國(guó)防應(yīng)用。

線路跟蹤機(jī)器人的局限性

跟線機(jī)器人需要2-3英寸寬的線。

如果繪制的黑線強(qiáng)度低，它可能無(wú)法正常移動(dòng)。

紅外傳感器有時(shí)也會(huì)吸收周圍環(huán)境的紅外射線。因此，機(jī)器人可能以不適當(dāng)?shù)姆绞揭苿?dòng)。