روبات تعقیب کننده خط Line Follower
طرح: روباتی که خطی سیاه به عرض 1.8cm را در زمینه سفید شناسایی کرده و دنبال کند.
اصول کار بسیار ساده است، به این صورت که دو حس گر خط سیاه
در طرفین خط وجود دارد. به عنوان مثال فرض کنید خط به سمت
راست می چرخد. با توجه به حرکت رو به جلو روبات سنسور
سمت راست وارد خط شده و چرخش به راست را تشخیص
می دهد .در نتیجه روبات مسیر خود را اصلاح کرده و به حرکت
ادامه می دهد.
با وارد شدن سنسور به خط سیاه
جهت چرخش تشخیص داده می شود
بلوک دیاگرام اولیه روبات به صورت زیر است:
همینطور که به سادگی از روی شکل قابل برداشت است، سنسورهای خط اطلاعات لازم را در مورد
دریافت کرده و آنها را به قسمت کنترل/ فرمان ارسال می کنند.
در قسمت کنترل/ فرمان با توجه به اطلاعات دریافت شده از سنسورها، فرمانهای مناسب برای
چرخش موتورها فراهم می شود. در ادامه هر یک از بخشها شرح داده خواهد شد.
سنسورها:
وظیفه سنسورها دریافت اطلاعات از محیط،شناسایی خط و تبدیل آنها به علائم و سیگنالهای الکترونیکی مناسب برای قسمت کنترل/ فرمان می باشد.خروجی مدار سنسورها ولتاژ و مطابق استاندارد TTL خواهد بود.
ساختار سنسورها:
سنسورها با توجه به شکل روبرو از یک
فوتوسل(Photocell) به عنوان گیرنده و یک دیود
نورانی (LED) به عنوان فرستنده تشکیل شده اند. شکل
زیر مدار اولیه برای راه اندازی و بایاس سنسورها را
نشان می دهد.
فرستنده گیرند
فرستنده پرتوهای نورانی را به سطح می فرستد و بازتابش آن ها از سطح توسط گیرنده (فوتوسل)
جذب می شود.با توجه به تفاوت میزان پرتو بازگشتی از دو سطح سفید و سیاه، که در سطح سیاه
کمتر از سطح سفید است، ولتاژ خروجی در دو سطح متفاوت خواهد بود.در محیط تاریک مقاومت
فوتوسل زیاد و در محیط روشن کم می شود. با توجه به این مطلب ، و با توجه به مدار شکل بالا ، با
قرار گرفتن سنسور روی خط سیاه ، بازتابش نور کاهش یافته و مقاومت فوتوسل افزایش می یابد. در
نتیجه ولتاژ خروجی (دو سر فوتوسل) افزایش یافته و وجود خط تشخیص داده می شود. البته لازم به
ذکر است که فرستنده و گیرنده که در کنار یکدیگر قرار خواهند گرفت از لحاظ نوری از یکدیگر
ایزوله شده اند.در عمل خروجی اولیه سنسورها در محیط سفید حدود 0.8 تا 2 ولت و در محیط سیاه
حدود 3 تا 4 ولت بود. فوتوسلها در محیط سیاه حداکثر 80KΩ تا 100KΩ مقاومت نشان
می دهند.ولتاژ خروجی در این مرحله باید ترمیم و تصحیح شده تا سازگار با IC های TTL در قسمت
کنترل/ فرمان باشد.
سنسور CNY70:
این سنسور به صورت یک بسته حاوی دو عدد سنسور مادون قرمزاست. یک سنسور فرستنده و
سنسور دیگر گیرنده می باشد.برای اینکه روبات شما بهتر کار کن د بهتر است بجای استفاده از دو
سنسور مادون قرمز به صورت مجزا از این packeg سنسور استفاده کنید.در این سنسور پایه های
بلندتر در هر سمت سمت آند و پایه های کوتاه تر سمت کاتد است.
با استفاده از این نوع سنسور میزان خطاها تا حد قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
آی سی :ULN2803
آیسی ULN2803 حاوی بافر NOT است پایه 9 آن تغذیه منفی و پایه 18 آن تغذیه مثبت است.جریان خروجی آن در حدود 500 میلی آمپر است.
رگولاتور 7805:
رگولاتور LM7805 یک تنظیم کننده ولتاژ است.زمانیکه ولتاژ پایه ورودی آن در حدود 2 تا 2.5 ولت بیشتر از 5 ولت باشد.،ولتاژ تنظیم شده 5 ولت را در خروجی ایجاد می کند.
نحوه اتصال سنسور CNY 70 به آپ امپ : LM 324
خروجی سنسور به پایه ورودی مثبت آپ امپ متصل شده و به ورودی منفی مقایسه کننده ولتاژ رفرنس اعمال می کنیم . که همین عملیات را بر روی هر سه سنسور انجام می دهیم
آی سی LM 317 برای کنترل دور موتور :
هر گاه دور موتورها زیاد باشد از طریق مدار زیر ولتاژ را کم کرده و در نتیجه موتور را کنترل
میکنیم.البته ما در این پروژه از روش ولتاژ استفاده کردیم که از روش فرکانس هم می توان استفاده
کرد.
نقشه مدار :
برنامه روبات :
عکس از مراحل ساخت :
1 2
3 4
5 6
7 8
10