Robot seguidor de línea con microcontrolador 8051

El robot seguidor de línea es una máquina que sigue una línea, puede ser una línea negra o una línea blanca. Básicamente, dos tipos de robots seguidores de línea son: uno es el seguidor de línea negra que sigue la línea negra y el segundo es el seguidor de línea blanca que sigue a la línea blanca. El seguidor de línea en realidad siente la línea y la recorre. En nuestros proyectos anteriores, hicimos un robot seguidor de línea negra usando arduino, pero esta vez vamos a hacer un seguidor de línea blanca usando el microcontrolador 8051. En este tutorial, también cubriremos cómo hacer una placa de circuito impreso para un robot seguidor de línea en casa a bajo precio.

Concepto de robot seguidor de línea

El concepto de seguidor de línea está relacionado con la luz. Hemos utilizado el comportamiento de la luz en una superficie en blanco y negro. Cuando la luz cae sobre una superficie blanca, se refleja casi por completo y en el caso de la superficie negra, la luz es absorbida por la superficie negra. Este comportamiento explicado de la luz se utiliza en este robot seguidor de línea.

En este proyecto de robot seguidor de línea hemos utilizado transmisores de infrarrojos y receptores de infrarrojos también llamados fotodiodos para enviar y recibir luz. IR transmite luces infrarrojas. Cuando los rayos infrarrojos caen sobre una superficie blanca, se reflejan y son atrapados por el fotodiodo y generan algunos cambios de voltaje. Cuando la luz IR incide sobre la superficie negra, la luz es absorbida por la superficie negra y los rayos no se reflejan, por lo que el fotodiodo no recibió luz ni rayos. Aquí, en este robot seguidor de línea, cuando el sensor detecta una superficie blanca, el microcontrolador obtiene 0 como entrada y cuando detecta, el microcontrolador de línea negra obtiene 1 como entrada.

Explicación del circuito

Podemos dividir todo el robot seguidor de línea en varias secciones como la sección del sensor, la sección de control y la sección del controlador.

Sección del sensor: esta sección contiene diodos IR, potenciómetro, comparador (amplificador operacional) y LED. El potenciómetro se utiliza para configurar el voltaje de referencia en el terminal único del comparador y los sensores de infrarrojos detectan la línea y proporcionan un cambio de voltaje en el segundo terminal del comparador. Luego, el comparador compara ambos voltajes y genera una señal digital en la salida. Aquí en este circuito usamos dos comparadores para dos sensores. LM358 se utiliza como comparador. El LM358 tiene incorporados dos amplificadores operacionales de bajo ruido.

Sección de control: el microcontrolador 8051 se utiliza para controlar todo el proceso del robot seguidor de línea. Las salidas de los comparadores están conectadas al pin número P0.0 y P0.1 de 8051. El 8051 lee estas señales y envía comandos al circuito del controlador para impulsar el seguidor de línea.

Sección del controlador: la sección del controlador consta de un controlador de motor y dos motores de CC. El controlador de motor se utiliza para impulsar motores porque el microcontrolador no suministra suficiente voltaje y corriente al motor. Entonces agregamos un circuito de controlador de motor para obtener suficiente voltaje y corriente para el motor. El microcontrolador envía comandos a este controlador de motor y luego impulsa los motores.

Funcionamiento del robot seguidor de línea con 8051

El robot seguidor de línea detecta la línea blanca mediante el uso de un sensor y luego envía señales al microcontrolador. Luego, el microcontrolador impulsa el motor de acuerdo con la salida de los sensores.

Aquí en este proyecto estamos usando dos pares de sensores IR. Supongamos que estamos llamando al sensor izquierdo y al sensor derecho del par de sensores IR, luego los sensores izquierdo y derecho no detectan nada o la línea negra y luego el robot avanza.

Y cuando el sensor izquierdo detecta una línea blanca, el robot gira hacia el lado izquierdo.

y cuando el sensor izquierdo detecta la línea blanca, el robot gira hacia el lado derecho hasta que ambos sensores llegan a la línea negra o no detecta ninguna superficie.

Y cuando ambos sensores aparecen en línea blanca, el robot se detiene.

Circuito de robot seguidor de línea basado en 8051

El circuito es muy simple para este robot seguidor de línea. La salida de los comparadores está conectada directamente al pin número P0.0 y P0.1 del microcontrolador. Y el pin de entrada 2, 7, 10 y 15 del controlador del motor está conectado en el pin número P2.3, P2.2, P2.1 y P2.4 respectivamente. Y un motor está conectado en el pin de salida del controlador de motor 3 y 6 y otro motor está conectado en 11 y 14.

Explicación de programación

En el programa, en primer lugar, definimos el pin de entrada y salida. Y luego, en la función principal, verificamos las entradas y enviamos la salida de acuerdo con las entradas al pin de salida para impulsar el motor. Para verificar el pin de entrada usamos declaraciones "if".

Hay cuatro condiciones en este seguidor de línea. Hemos utilizado dos sensores, a saber, el sensor izquierdo y el sensor derecho.

Entrada	Salida	Movimiento del robot
Sensor izquierdo	Sensor derecho	Motor Izquierdo	Motor derecho
LS	RS	LM1	LM2	RM1	RM2
0	0	1	0	1	0	Adelante
0	1	1	0	0	0	Girar a la derecha
1	0	0	0	1	0	Girar a la izquierda
1	1	0	0	0	0	Detener

Hemos escrito el programa de acuerdo con las condiciones de la tabla anterior. Consulte el código completo de este robot seguidor de línea basado en 8051 en la parte inferior de esta página para comprender el concepto.

Diseño de PCB

Aquí está el diseño de PCB para el robot seguidor de línea diseñado en el software Dip Trace.

En este diseño de PCB, hemos diseñado una placa de circuito para el seguidor de línea y 2 palos para colocar sensores IR. Consulta aquí el tutorial paso a paso para hacer el robot seguidor de línea en PCB: Cómo hacer un PCB en casa