使用ATMega8微控制器的線(xiàn)路機器人電路

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

跟線(xiàn)機器人的電路原理

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

當機器人被放置在固定的路徑上時(shí)，它通過(guò)檢測線(xiàn)來(lái)跟蹤路徑。機器人的運動(dòng)方向取決于兩個(gè)傳感器的輸出。當兩個(gè)傳感器在路徑線(xiàn)上時(shí)，機器人向前移動(dòng)。如果左邊的傳感器遠離直線(xiàn)，機器人就向右移動(dòng)。同樣地，如果右邊的傳感器遠離路徑，機器人就會(huì )朝左邊移動(dòng)。每當機器人遠離其路徑時(shí)，就會(huì )被紅外傳感器檢測到。

你知道遙控間諜機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。當車(chē)輛在黑線(xiàn)上移動(dòng)時(shí)，紅外射線(xiàn)不斷被黑色表面吸收，沒(méi)有反射的射線(xiàn)，使輸出很高。每當機器人移動(dòng)到白色表面時(shí)，它就開(kāi)始反射紅外射線(xiàn)，使輸出變低。因此，根據紅外傳感器的輸出，微控制器指示電機改變其方向。

線(xiàn)性跟蹤機器人電路圖

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

電機驅動(dòng)模塊(L298N)

帶電機的機器人底盤(pán)

紅外傳感器 x 2

如何設計一個(gè)跟線(xiàn)機器人？

 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電機驅動(dòng)模塊、帶4個(gè)輪子和4個(gè)電機的機器人底盤(pán)、電池座組成。

8051微控制器是項目的主要組成部分。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/計數器，兩個(gè)中斷，外部存儲器訪(fǎng)問(wèn)等。

 機器人的直流電動(dòng)機通過(guò)一個(gè)電機驅動(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，它不能驅動(dòng)電機。因此，為了放大這一電壓，使用了電機驅動(dòng)IC。L298N可以驅動(dòng)高達36伏的電機，并且可以提供3A的驅動(dòng)電流。

驅動(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(mǎi)到，作為模塊。電機驅動(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(pán)，將機器人車(chē)的四個(gè)輪子連接到電機上，而電機又連接到微控制器上。

紅外傳感器的設計

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(lèi)似于一個(gè)LED。它的工作電壓約為1.4V。因此，為了保護它，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）將其轉換為數字高電平和低電平。本項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)射器連續發(fā)射紅外射線(xiàn)。當紅外發(fā)射器在黑色表面時(shí)，這些射線(xiàn)被表面吸收，當它在白色表面時(shí)，這些射線(xiàn)被反射。當沒(méi)有收到紅外射線(xiàn)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(zhù)接收器接收到的紅外射線(xiàn)的強度增加，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(xiàn)路跟蹤機器人車(chē)輛電路工作

首先用黑色膠帶在淺色的表面上畫(huà)出路徑。

將機器人放在地板上。

現在給電路通電。

機器人在指定的路徑上移動(dòng)。

當它移出路徑時(shí)，傳感器檢查并自動(dòng)調整機器人。

線(xiàn)路跟蹤機器人電路應用

這可以用在沒(méi)有司機的汽車(chē)系統中，并增加一些功能，如障礙物檢測。

這也可用于工業(yè)和國防應用。

線(xiàn)路跟蹤機器人的局限性

跟線(xiàn)機器人需要2-3英寸寬的線(xiàn)。

如果繪制的黑線(xiàn)強度低，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?chē)h(huán)境的紅外射線(xiàn)。因此，機器人可能以不適當的方式移動(dòng)。