Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
Как видно, совершенство достигается не тогда, когда уже нечего прибавить, но когда уже ничего нельзя отнять.
Antoine de Saint-Exupery
Русский | Українська



На правах рекламы:



Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Статьи :: Робот-жук

Робот-жук

Предлагаемый набор NM7010 МАСТЕР КИТ позволит радиолюбителю собрать занимательного робота, который своим поведением и внешним видом чем-то напоминает жука: это настоящий робот, снабженный двумя инфракрасными фотоэлектрическими сенсорами, обнаруживающими препятствия; электромоторами с мостовыми схемами управления и светодиодной индикацией. Управляет роботом микроконтроллер AT90S2313 с необходимым для нормальной работы программным обеспечением.

Набор, безусловно, будет интересен и полезен для знакомства с основами робототехники и получения опыта сборки и настройки микропроцессорных устройств, а также начинающим программистам, для знакомства с основами программирования микроконтроллеров.

На плате предусмотрено место для установки модуля радиоуправления МК324, что позволяет при желании управлять роботом вручную по радиоканалу на частоте 433 МГц.

Робот-жук

Общий вид устройства представлен на рис. 1, схема электрическая принципиальная - на рис. 2.

Особенностью робота является принцип движения: вместо колес использованы оси двух микроэлектродвигателей постоянного тока, без использования редуктора и колес. Для поддержки устройства в горизонтальном состоянии дополнительно устанавливается небольшое пассивное колесо. Такой механизм накладывает ограничения на поверхность, по которой он будет перемещаться. Линолеум, пластик и ламинированный паркет (а в некоторых случаях и хорошо подогнанный штучный паркет) - самые подходящие покрытия для перемещения робота-жука. Совершенно непроходимой поверхностью является ковролин, асфальт, земля и т.п. Для повышения проходимости и увеличения скорости нужно надеть на валы двигателей трубочки: используйте для этого

Робот-жукРобот-жук

изоляцию от толстого провода, также подойдут кембрик или термоусадная трубка соответствующего диаметра. Подбирая колеса от игрушечных машин или случайных пластмассовых изделий, не стоит увеличивать диаметр более 5-7 мм - это заметно увеличит потребляемый ток и сильно изменит поведение робота.

В состав фотосенсоров входят свето-диоды HL1, HL2, фототранзисторы HT1, HT2 и микросхемы DDI, DD2 - в качестве которых используются декодеры тонального сигнала с ФАПЧ - LM567, обладающие очень хорошей чувствительностью и избирательностью.

У этих микросхем есть встроенный генератор, усиленный сигнал которого и подается на ИК светодиод. Отраженный сигнал попадает на фототранзистор и через регулятор чувствительности R3 и R4 на вход микросхемы LM567, а на ее выходе появляется сигнал логического нуля. Каждый канал настроен на свою частоту - так, чтобы отраженный свет левого канала не мешал правому и наоборот. Частоту настройки приема каждого канала определяет зависимость f0=1/(1,1 R C), где элементы R,C, соответственно R7, C7 для правого канала и R8, C8 для левого.

Применение микросхем LM567 позволило заметно разгрузить микроконтроллер. Все обслуживание фотодатчиков происходит аппаратно, а на DD3 приходят готовые сигналы прерывания, запускающие разворот влево или вправо от препятствия.

Конструктивно робот выполнен на одной печатной плате из фольгированно-

го стеклотекстолита. Двигатели так же установлены на плате с помощью проволочных стяжек. Монтажная схема, а также чертежи печатной платы (вид сверху и снизу) приведены на рис. 3, рис. 4 и рис. 5, соответственно.

Перечень компонентов для самостоятельной сборки приведен в таблице 1.

порядок сборки

Устанавливают на плату все резисторы, не лишним будет предварительный контроль номиналов тестером (при его наличии) - это позволит избежать грубых ошибок. Установите конденсаторы, затем дроссель L1 и колодку под микросхему DD3, Включатель питания S1 и джампер J3. В зависимости от квалификации и личных предпочтений, паять можно как по отдельности каждый элемент, так и группами по несколько штук.

Приступают к установке полупроводников, на плате в качестве подсказки, изображены профили корпусов транзисторов и светодиодов. Вначале диоды VD1-VD8, затем транзисторы. Установите BC337 -Q1, Q2, Q3, Q5, Q7, Q9, потом BC327 -Q4, Q6, Q8, Q10. Светодиоды HL3, HL4, HL5, HL6. Установите микросхемы DD1, DD2. После установки, настоятельно рекомендуется тщательно проверить правильность монтажа по схеме.

Светодиоды HL1, HL2 и фототранзисторы HT1 HT2 устанавливают на достаточно длинных выводах, допускающих изгиб для выбора направления излучения и приема ИК сигналов, но так, чтобы они

Робот-жук

не выступали за торец платы, т.е. заподлицо, иначе во время маневров эти элементы могут задевать предметы и терять настройку. Желательно фототранзисторы установить снизу платы, как показано на рисунке 6, это позволит повысить чувствительность ИК радара и защитит фототранзисторы от засветки внешним светом.

Двигатели крепятся на плате стяжками из луженого провода. Перемычки закрепляются при помощи пайки. Чтобы правильно установить двигатели - цветные метки (ЦМ) возле выводов двигателя, должны быть сориентированы вперед по ходу движения робота. Постарайтесь, что бы углы наклона осей каждого двигателя с платой были одинаковые, если углы будут заметно отличаться, то при движении вперед один из двигателей будет обгонять другой, и движение будет происходить по дуге. До окончания настройки, не закрепляйте двигатели «намертво», возможно придется менять полярность их включения или углы наклона. Устанавливают отсек питания.

В хвостовой части платы имеется вырез для опорного колеса, подберите для него шарик или бусинку диаметром около 9 мм. И закрепите его на оси из толстой проволоки (подойдет обрезок вывода диода). Нельзя применять резиновые шарики и колеса не круглой формы, так как они будут сильно тормозить при разворотах. Если подходящего колеса не нашлось, то можно попытаться спаять опорную «корзинку» из трех толстых проводов.




<< Предыдущая статья
«Нильс Бор.Часть пятая»
Следующая статья >>
«Робот-жук.Продолжение»









При использовании любых материалов с сайта обратная ссылка на сайт Микропроцессоры и микроконтроллеры обязательна.