Détection de ligne

I-Principe général de fonctionnement

La carte permet de savoir où se trouve exactement le mobile par rapport à la ligne blanche. Pour cela, on envoie un signal lumineux lors de sa réflexion sur la ligne blanche la carte le réceptionne. Ce signal lumineux est ensuite converti en un signal électrique. Ce dernier est ensuite amplifié et filtré. Une fois amplifié, il est comparé à une tension référence. Si il est supérieur à la tension référence un niveau haut logique est envoyé vers la carte commande sinon un niveau bas est envoyé.
Schéma de principe de la Détection de ligne

II-Description du fonctionnement

1.Emission du signal lumineux

Le signal lumineux est émis grâce à huit leds. Ce signal est émis à une fréquence de 2KHz soit toutes les 0,5 secondes. La fréquence d’émission est générée par le NE555.
  • calcul de la fréquence d’émission :
    f = 1.44/[(R1+R2)*C]
  • calcul du courant traversant les leds :
    I = (10-tension aux bornes des leds)/R

2.Réception du signal

Le signal réfléchi est réceptionné par un des huit phototransistors. Ce signal lumineux est ensuite converti en un signal électrique grâce aux résistances associées à chaque phototransistor.
Réception du signal

3.Amplification du signal électrique

Le signal électrique produit lors de la réception est amplifié grâce à un amplificateur opérationnel monté en amplificateur de tension.

Amplification du signal électrique

Calcul de l’amplification :
  • A = (Vs/Ve) = [(R+R’)/R’]*[1+(f1/f)]/[1+(f2/f)]
  • Avec f1 = 1/(2*Pi*R’*C) et f2 = 1/(2*Pi*(R+R’)*C

4.Filtrage et lissage du signal amplifié :

Le signal amplifié est filtré grâce à une diode zener (ici une Bat 85) afin de ne garder que la composante continue du signal. Après ce filtrage, on lisse le signal grâce à une résistance et un condensateur montés en parallèle. Le lissage permet d’obtenir une tension continue.

Filtrage et lissage du signal amplifié

5.Comparaison de la tension continue avec la tension référence

La tension référence est générée avec un pont diviseur de tension. Pour régler cette tension, on la visualise à l’oscilloscope lors d’une réception et on la positionne le plus judicieusement possible grâce au potentiomètre. Cette tension ainsi que la tension amplifiée sont envoyées en entrée du comparateur. Si la tension amplifiée est plus grande que la tension référence, on trouve un 1 logique en sortie du comparateur ; Dans le cas contraire on trouve un 0.Ce résultat est ensuite inversé grâce à un trigger de Schmitt 4093.On visualise également l’état de la sortie du comparateur grâce à une led. Une fois inversé le signal logique est envoyé vers la carte commande.

Comparaison de la tension continue avec la tension référence

6.Tensions générées par la carte

La carte nécessitant du +5V, du +10V et du –5V, on génère ces tensions directement sur la carte.
  • Le +10V est réalisé grâce à un régulateur de tension 7805 :
  • Le +10V est réalisé grâce à un régulateur de tension 7805
  • Le +5V est également réalisé avec un régulateur 7805 :
  • Le +5V est également réalisé avec un régulateur 7805
  • Le –5V est lui réalisé grâce a un MAX764 :
  • Le –5V est lui réalisé grâce a un MAX764