8051 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके लाइन फॉलोअर रोबोट

लाइन फॉलोअर रोबोट एक मशीन है जो एक लाइन का अनुसरण करती है, यह एक काली रेखा या एक सफेद रेखा हो सकती है। मूल रूप से दो प्रकार के लाइन फॉलोवर रोबोट हैं: एक ब्लैक लाइन फॉलोवर है जो ब्लैक लाइन का अनुसरण करता है और दूसरा व्हाइट लाइन फॉलोअर है जो व्हाइट लाइन है। लाइन फॉलोअर वास्तव में लाइन को होश करता है और उस पर दौड़ता है। हमारे पिछले प्रोजेक्ट्स में, हमने arduino का उपयोग करके एक ब्लैक लाइन फॉलोवर रोबोट बनाया है, लेकिन इस बार हम 8051 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके व्हाइट लाइन फॉलोअर बनाने जा रहे हैं । इस ट्यूटोरियल में, हम यह भी बताएंगे कि कम कीमत में घर पर लाइन फॉलोअर रोबोट के लिए एक मुद्रित सर्किट बोर्ड कैसे बनाया जाए ।

लाइन फॉलोअर रोबोट की अवधारणा

लाइन फॉलोअर की अवधारणा प्रकाश से संबंधित है। हमने काले और सफेद सतह पर प्रकाश के व्यवहार का उपयोग किया है। जब सफेद सतह पर प्रकाश गिरता है तो यह लगभग पूर्ण रूप से परावर्तित हो जाता है और काली सतह के मामले में प्रकाश काली सतह द्वारा अवशोषित हो जाता है। इस लाइन फॉलोअर रोबोट में प्रकाश के इस समझाया व्यवहार का उपयोग किया जाता है ।

इस लाइन फॉलोअर रोबोट परियोजना में हमने IR ट्रांसमीटर और IR रिसीवर का उपयोग किया है, जिसे प्रकाश भेजने और प्राप्त करने के लिए फोटो डायोड भी कहा जाता है। IR अवरक्त रोशनी पहुंचाता है। जब अवरक्त किरणें सफेद सतह पर गिरती हैं, तो यह वापस परावर्तित होती है और फोटोडायोड द्वारा पकड़ी जाती है और कुछ वोल्टेज परिवर्तन उत्पन्न करती है। जब IR प्रकाश काली सतह पर गिरता है तो प्रकाश काली सतह द्वारा अवशोषित होता है और किरणें वापस परावर्तित नहीं होती हैं, इसलिए फोटो डायोड को कोई प्रकाश या किरण नहीं मिली। यहाँ इस लाइन फॉलोअर रोबोट में जब सेंसर सफ़ेद सतह को महसूस करता है तो माइक्रोकंट्रोलर को इनपुट के रूप में 0 मिलता है और जब होश में ब्लैक लाइन माइक्रोकंट्रोलर को इनपुट के रूप में 1 मिलता है।

सर्किट स्पष्टीकरण

हम पूरी लाइन फॉलोअर रोबोट को विभिन्न वर्गों में विभाजित कर सकते हैं जैसे सेंसर सेक्शन, कंट्रोल सेक्शन और ड्राइवर सेक्शन।

सेंसर सेक्शन: इस सेक्शन में IR डायोड, पोटेंशियोमीटर, कम्पैरिलेटर (Op-Amp) और LED का है। पोटेंशियोमीटर का उपयोग तुलनित्र के एक टर्मिनल और IR सेंसर लाइन पर संदर्भ वोल्टेज की स्थापना के लिए किया जाता है और तुलनित्र के दूसरे टर्मिनल पर वोल्टेज में बदलाव प्रदान करता है। तब तुलनित्र दोनों वोल्टेज की तुलना करता है और आउटपुट पर एक डिजिटल सिग्नल उत्पन्न करता है। यहां इस सर्किट में हमने दो सेंसर के लिए दो तुलनित्र का उपयोग किया। LM358 को तुलनित्र के रूप में उपयोग किया जाता है। LM358 में दो निम्न शोर वाले ऑप-इनबिल्ट हैं।

नियंत्रण खंड: 8051 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग लाइन फॉलोअर रोबोट की पूरी प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। तुलनित्रों के आउटपुट पिन नंबर P0.0 और 8051 के P0.1 से जुड़े होते हैं। 8051 इन संकेतों को पढ़ता है और ड्राइवर सर्किट को लाइन फॉलोअर को कमांड भेजता है।

चालक खंड: चालक खंड में मोटर चालक और दो डीसी मोटर शामिल हैं। मोटर चालक का उपयोग मोटर ड्राइविंग के लिए किया जाता है क्योंकि माइक्रोकंट्रोलर मोटर को पर्याप्त वोल्टेज और करंट की आपूर्ति नहीं करता है। इसलिए हमने मोटर के लिए पर्याप्त वोल्टेज और करंट प्राप्त करने के लिए एक मोटर चालक सर्किट जोड़ा। माइक्रोकंट्रोलर इस मोटर चालक को कमांड भेजता है और फिर यह मोटरों को चलाता है।

8051 का उपयोग कर लाइन फॉलोवर रोबोट का कार्य करना

लाइन फॉलोअर रोबोट सेंसर का उपयोग करके सफेद लाइन को महसूस करता है और फिर माइक्रोकंट्रोलर को सिग्नल भेजता है। फिर माइक्रोकंट्रोलर सेंसर के आउटपुट के अनुसार मोटर चलाता है।

यहाँ इस परियोजना में हम दो IR सेंसर जोड़ी का उपयोग कर रहे हैं। मान लीजिए हम IR सेंसर जोड़ी के बाएं सेंसर और दाएं सेंसर को बुला रहे हैं, तो बाएं और दाएं दोनों सेंसर कुछ भी नहीं या ब्लैक लाइन समझ लेते हैं, फिर रोबोट आगे बढ़ता है।

और जब लेफ्ट सेंसर को सफ़ेद लाइन आती है तो रोबोट बाईं ओर मुड़ता है।

और जब बाईं सेंसर सफ़ेद लाइन आती है तो रोबोट दाईं ओर मुड़ जाता है जब तक कि दोनों सेंसर ब्लैक लाइन पर नहीं आते हैं या कुछ भी सतह पर होश नहीं रखते हैं।

और जब दोनों सेंसर सफेद लाइन पर आते हैं, तो रोबोट बंद हो जाता है।

8051 आधारित लाइन फॉलोवर रोबोट सर्किट

इस लाइन फॉलोवर रोबोट के लिए सर्किट बहुत सरल है। तुलनित्रों का आउटपुट सीधे माइक्रोकंट्रोलर के पिन नंबर P0.0 और P0.1 से जुड़ा होता है। और मोटर चालक का इनपुट पिन 2, 7, 10 और 15 क्रमशः पिन नंबर P2.3, P2.2, P2.1 और P2.4 से जुड़ा है। और एक मोटर मोटर चालक 3 और 6 के आउटपुट पिन पर और दूसरी मोटर 11 और 14 से जुड़ी है।

प्रोग्रामिंग स्पष्टीकरण

कार्यक्रम में सबसे पहले हम इनपुट और आउटपुट पिन को परिभाषित करते हैं। और फिर मुख्य फ़ंक्शन में हम इनपुट की जांच करते हैं और ड्राइविंग मोटर के आउटपुट पिन के इनपुट के अनुसार आउटपुट भेजते हैं। इनपुट पिन की जाँच के लिए हमने “if” स्टेटमेंट का उपयोग किया।

इस लाइन फॉलोअर में चार शर्तें हैं। हमने दो सेंसर अर्थात् बाएं सेंसर और दाएं सेंसर का उपयोग किया है।

इनपुट	उत्पादन	रोबोट का आंदोलन
लेफ्ट सेंसर	सही सेंसर	वाम मोटर	सही मोटर
रास	रुपये	LM1	LM2	आरएम १	RM2
०	०	1	०	1	०	आगे
०	1	1	०	०	०	दायें मुड़ो
1	०	०	०	1	०	बांए मुड़िए
1	1	०	०	०	०	रुकें

हमने उपरोक्त तालिका स्थितियों के अनुसार कार्यक्रम को लिखा है। अवधारणा को समझने के लिए इस पृष्ठ के निचले भाग में इस 8051 आधारित लाइन फॉलोवर रोबोट का पूरा कोड देखें।

पीसीबी लेआउट

यहां डिप ट्रेस सॉफ्टवेयर में डिज़ाइन किए गए लाइन फॉलोअर रोबोट के लिए पीसीबी लेआउट है ।

इस पीसीबी लेआउट में हमने लाइन फॉलोअर के लिए एक सर्किट बोर्ड और आईआर सेंसर रखने के लिए 2 स्टिक डिजाइन किए हैं। पीसीबी पर लाइन फॉलोवर रोबोट बनाने के लिए यहां स्टेप ट्यूटोरियल स्टेप ट्यूटोरियल देखें: घर पर पीसीबी कैसे बनाएं