Un robot avoider és molt similar al meu projecte anterior "Line Follower Robot". Aquest robot basat en microcontroladors 8051 detecta una vora i l’evita girant o aturant-se. Vegem com podem dissenyar fàcilment un robot per evitar l'avantguarda.
Concepte de Edge Avoider Robot
El concepte de robot Edge Avoider és el mateix que el seguidor de línia. En aquest tipus de robots, generalment fem servir el comportament de la llum a la superfície en blanc i negre. Quan la llum cau sobre una superfície blanca, es reflecteix gairebé completament i, en cas de superfície negra, la llum és absorbida per la superfície negra. Aquest comportament de la llum s'utilitza en un robot seguidor de línia i en un robot d'evasió de vores.
Aquí hem utilitzat el transmissor i el receptor IR també anomenats díodes fotogràfics que s’utilitzen per enviar i rebre llum. L’IR transmet llums infraroges. Quan els raigs infrarojos cauen sobre qualsevol superfície excepte superfícies negres o molt fosques, es reflecteixen cap enrere i són capturats pel fotodiode i generen alguns canvis de voltatge. Quan la llum IR cau sobre la superfície negra, la llum és absorbida per la superfície negra i no es reflecteixen cap raig, de manera que el díode fotogràfic no rep ni llum ni raigs.
Aquí, en aquest robot Edge Avoider, quan el sensor detecta la superfície blanca, el microcontrolador obté 0 com a entrada i quan detecta que el controlador de línia negra obté 1 com a entrada.
Diagrama de circuits i explicació de treball
Podem dividir el projecte Edge Avoider Robot en tres seccions diferents que són la secció del sensor, la secció de control i la secció del controlador.
Secció del sensor: aquesta secció conté díodes IR, potenciòmetre, comparador (Op-Amp) i LED. El potenciòmetre s’utilitza per configurar el voltatge de referència en un terminal del comparador i s’utilitzen sensors IR per detectar la línia i proporcionar un canvi de voltatge en el segon terminal del comparador. A continuació, el comparador compara ambdues tensions i genera un senyal digital a la sortida. Aquí, en aquest circuit, fem servir dos comparadors per a dos sensors. LM 358 s’utilitza com a comparador. LM358 ha incorporat dos amplificadors operatius de baix soroll.
Secció de control: el microcontrolador 8051 s'utilitza per controlar tot el procés del robot seguidor de línia. Les sortides dels comparadors estan connectades al número de pin P0.0 i P0.1 de 8051. 8051 llegeix aquests senyals i envia ordres al circuit del controlador per conduir el seguidor de línia.
Secció de controlador: la secció de controlador consta de controlador de motor i dos motors de corrent continu. El controlador de motor s’utilitza per conduir motors perquè el microcontrolador no subministra prou tensió i corrent per accionar el motor. Per tant, afegim un circuit de controlador de motor per obtenir prou tensió i corrent per al motor. El microcontrolador envia ordres a aquest controlador de motor i després acciona motors.
Treball
El funcionament d’aquest robot avoider és força interessant i igual que el seguidor de línia, però hi ha diferències en les operacions després de detectar les entrades. En aquest robot, quan detecta la superfície blanca, va cap endavant i quan qualsevol dels sensors o ambdós sensors no detecta cap senyal o superfície negra, s’atura i es mou cap enrere i canvia la seva direcció i, si torna a detectar la superfície blanca, no passa cap endavant.
Es mostra un diagrama de circuits per a aquest robot que evita les vores. La sortida dels comparadors està connectada directament al número de pin P0.0 i P0.1 del microcontrolador. I el pin d’entrada 2, 7, 10 i 15 del conductor del motor està connectat al pin número P2.3, P2.2, P2.1 i P2.4 respectivament. I un motor està connectat al pin de sortida del controlador de motors 3 i 6 i un altre motor està connectat a les 11 i 14.
En primer lloc, a la programació hem definit pins d'entrada i sortida. I després, a la funció principal, vam comprovar les entrades i enviar la sortida en conseqüència als pins de sortida per accionar el motor. Hi ha quatre condicions en aquest avoider de vora que llegim utilitzant el microcontrolador 8051. Hem utilitzat dos sensors: el sensor esquerre i el dret.
Condicions:
|
Entrada |
Sortida |
Moviment del robot |
||||
|
Sensor esquerre |
Sensor dret |
Motor esquerre |
Motor dret |
|||
|
LS |
RS |
LM1 |
LM2 |
RM1 |
RM2 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Endavant |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Aturar / tornar / Gireu a la dreta |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Aturar / tornar / girar a l'esquerra |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
ATURAR / tornar / girar a l'esquerra |
Tenim un programa escrit segons les condicions de la taula anterior.
Disseny de PCB
