使用ATMega8微控制器的线路机器人电路

你有没有做过自己的机器人？这里有一个非常简单和容易的机器人。在这个项目中，我将解释如何使用单片机设计和建造一个跟线机器人。跟线机器人是一个基本的机器人，它沿着一条有特定宽度的线（通常是浅色表面上的一条黑线）指示的特定路径前进。

跟线机器人的电路原理

该电路主要由8051单片机、两个红外传感器、电机和电机驱动IC（嵌入在一个模块中）组成。线路跟随者机器人需要机械地安排底盘。我使用了一个四轮驱动的丙烯酸底盘。两个红外传感器被安装在机器人的前部，二极管朝向地球。

当机器人被放置在固定的路径上时，它通过检测线来跟踪路径。机器人的运动方向取决于两个传感器的输出。当两个传感器在路径线上时，机器人向前移动。如果左边的传感器远离直线，机器人就向右移动。同样地，如果右边的传感器远离路径，机器人就会朝左边移动。每当机器人远离其路径时，就会被红外传感器检测到。

你知道遥控间谍机器人电路是如何工作的吗？

红外传感器由板上的红外发射器和红外接收器组成。当车辆在黑线上移动时，红外射线不断被黑色表面吸收，没有反射的射线，使输出很高。每当机器人移动到白色表面时，它就开始反射红外射线，使输出变低。因此，根据红外传感器的输出，微控制器指示电机改变其方向。

线性跟踪机器人电路图

电路中的元件

8051微控制器

8051微控制器的开发板（优先）。

10KΩ 电阻器 X 2

10µF电容

11.0592MHz晶体

33pF 电容 X 2

按钮

电机驱动模块(L298N)

带电机的机器人底盘

红外传感器 x 2

如何设计一个跟线机器人？

 该电路由8051微控制器、红外传感器（带红外发射器和红外接收器）、L298N电机驱动模块、带4个轮子和4个电机的机器人底盘、电池座组成。

8051微控制器是项目的主要组成部分。它是一个8位的微控制器，有32个可编程的I/O引脚。它有许多外围功能，如可编程的UART，两个8位定时器/计数器，两个中断，外部存储器访问等。

 机器人的直流电动机通过一个电机驱动IC与控制器连接。由于控制器的输出最大为5V，电流非常小，它不能驱动电机。因此，为了放大这一电压，使用了电机驱动IC。L298N可以驱动高达36伏的电机，并且可以提供3A的驱动电流。

驱动器IC有15个引脚，通常采用多瓦15封装。这些IC在市场上很容易买到，作为模块。电机驱动模块的输入连接到PORT2的P2.0、P2.1、P2.2和P2.3引脚。

两个红外传感器连接到微控制器的P2.6和P2.7引脚。安排好底盘，将机器人车的四个轮子连接到电机上，而电机又连接到微控制器上。

红外传感器的设计

红外传感器电路主要由红外发射器和红外接收器组成。红外发射器类似于一个LED。它的工作电压约为1.4V。因此，为了保护它，一个150Ω的电阻与它串联，并连接在正向偏压上。红外接收器被连接在反向偏压中，一个10KΩ的电阻被放在VCC和接收器之间。输出是在电阻和红外接收器之间进行的。

由于这是一个模拟输出，我们可以用一个简单的比较器集成电路（如LM358）将其转换为数字高电平和低电平。本项目中使用的红外传感器模块使用相同的配置，其电路图如下所示。

红外传感器的工作原理

红外发射器连续发射红外射线。当红外发射器在黑色表面时，这些射线被表面吸收，当它在白色表面时，这些射线被反射。当没有收到红外射线时，红外接收器有最大的电阻，来自VCC的电压流经电阻。在输出引脚，电压约为5V。

随着接收器接收到的红外射线的强度增加，电阻值下降，发生反向断路。因此，通过电阻的电压是接地的。因此，在输出引脚，它将产生0V的电压。

线路跟踪机器人车辆电路工作

首先用黑色胶带在浅色的表面上画出路径。

将机器人放在地板上。

现在给电路通电。

机器人在指定的路径上移动。

当它移出路径时，传感器检查并自动调整机器人。

线路跟踪机器人电路应用

这可以用在没有司机的汽车系统中，并增加一些功能，如障碍物检测。

这也可用于工业和国防应用。

线路跟踪机器人的局限性

跟线机器人需要2-3英寸宽的线。

如果绘制的黑线强度低，它可能无法正常移动。

红外传感器有时也会吸收周围环境的红外射线。因此，机器人可能以不适当的方式移动。