123
Главная » 2012 » Январь » 5 » ФАЗБОТ НА МИКРОСХЕМЕ
01:47
ФАЗБОТ НА МИКРОСХЕМЕ


Фазбот - это робот, управляемый фазовым методом, с любого пульта дистанционного управления нажатием любой кнопки! Алгоритм управления позволяет поворачивать робота вправо или влево, что вполне достаточно для объезда препятствий. Робот снабжён тактильным датчиком, который предотвращает столкновение с предметами, фотосенсорами для движения за источником света. С помощью переключателя режимов можно задавать варианты поведения, например поиск источника света. Всего в алгоритме робота заложено 4 режима поведения.


Робот с фазированным управлением отлично подходит для организации соревнований, например слалом или движение по строго заданной траектории. Для выполнения этих на первый взгляд простых задач от вас потребуются навыки в управлении роботом и ловкость.
$CUT$


***



 1.ВИДЕОТЕСТЫ РОБОТА.


Через панель навигации видеоплеера можно избирательно выбрать необходимый видеофрагмент. Панель навигации доступна после запуска видео, справа внизу значок пиктограммы. Перед запуском каждого видеофрагмента автоматически выводится его название в верхнем левом углу. В нижней части окна проигрывателя слева название плейлиста и количество сгруппированных видеофрагментов.

На видео.1 показано управление роботом от пульта дистанционного управления.
На видео.2 поиск источника света фазботом. В этом режиме робот едет по кругу ищет свет и передвигается за источником света.
На видео.3 робот движется за светом от фонарика, маневрирует. Когда источник света отсутствует робот останавливается.
На видео.4 тактильный датчик-ус обнаруживает препятствие, затем робот поворачивает в сторону.


Видеофайлы 1-4




ВСЕ РОБОТЫ на канале DROID1020 !!! подпишись и смотри. Переход по ссылке жми!
ALL ROBOTS on the DROID1020 channel! ! ! be signed and look. Transition according to the link





 2.ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ.


На фото.1 показано как робот будет выглядеть после сборки. Фазбот способен передвигаться двумя способами: непрерывное движение и с рысканьем как насекомое. Первый тип передвижения происходит без вашего участия. Для того чтобы робот двигался по второму типу вам необходимо перейти в режим управления ПДУ и непрерывно удерживать любую кнопку на пульте. Тогда импульсы с генератора будут поступать непосредственно на драйверы моторов вызывая их поочерёдное включение и выключение.


Фото.1 нажимайте фото для увеличения.

 1. Алгоритм управления с ПДУ. Переведите переключатель режимов в положение как на фото.2(A). На корпусе робота размещены два светодиода, которые поочерёдно зажигаются. Если нажать кнопку управления (пду) когда светиться правый светодиод, робот повернёт вправо. Если нажать кнопку пду когда светится левый, светодиод, то робот повернёт влево. С пульта управления подаются две команды: поворот вправо и влево, и выполняются реверсированием моторов. Нажатие на кнопку пульта вызывает мгновенную реакцию и крутой поворот в соответствующую сторону. Это позволяет быстро развернуть робота, избежать столкновений с преградами.
 
 2. Алгоритм поиска источника света. Переведите переключатель режимов в положение как на фото.2(B). После включения питания робот едет по кругу и ищет свет. Если в этот момент посветить на него фонариком, то робот будет двигаться в направлении источника света. Установка переключателей в положение фото.2(C) вызовет движение робота по кругу в противоположном направлении. При освещении фототранзисторов он вновь будет двигаться в направлении источника света.
 
 3. Алгоритм движение за источником света. Переведите переключатель режимов в положение как на фото.2(D). В этом режиме робот неподвижен пока на его фототранзисторы не будет поступать достаточно света. Стоит осветить их фонариком, как робот будет передвигаться в сторону источника света. С помощью фонарика можно управлять траекторией движения робота.
 
 4. Алгоритм при столкновении с предметом. Переключатель режимов может быть установлен в любом положении. Если робот приближается к объекту, расположенный впереди тактильный датчик переключается от соприкосновения с ним. На двигатели робота поступает сигнал на реверс валов. Робот отъезжает назад разворачиваясь более чем на 90 градусов, затем продолжает движение вперёд в другом направлении.


Фото.2.

Переключение режимов выполняют с помощью микроблокового двухсекционного переключателя размещённого в передней части печатной платы. Светодиоды расположенные на печатной плате играют роль сигнальных индикаторов обратной связи для отслеживания моментов управления роботом. Питание схемы робота осуществляется от трёх батареек типоразмера "AAA" ("мизинчиковые") или аккумуляторов аналогичного размера суммарным напряжением 4,5 вольта.  Включение-выключение робота осуществляется с помощью выключателя размещённого на печатной плате сзади.




Фото.3.нажимайте для просмотра в полном размере
КОМПОНЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РОБОТА

1. Клемник винтовой двухсекционный. Разъём для подключения мотора M2.
2. Мотор M2 (QX-FF-130-14230).
3. Силовая рама (стеклотекстолит).
4.Винт для фиксации силовой рамы. Фиксирует соединение силовой рамы (с моторами) с основной печатной платой.
5. Передняя правая и левая опора из металлической скрепки.
6. Фототранзистор ФТ2К (позиция VT4).
7. Микропереключатель с металлической полоской.
8. Термоусадочная трубка.
9.Блоковый двухсекционный микровыключатель. Переключатель режимов.
10. Резонансный фотоприёмник TSOP1736.
11.
Фототранзистор ФТ2К (позиция VT5).
12.Тактильный ус. Изготовлен из скрепки. Обнаружение объектов при столкновении.
13.Светодиоды красного цвета свечения диаметром корпуса 3мм.
14.Мотор M1 (QX-FF-130-14230).
15.Резиновый протектор на валу мотора для увеличения сцепления с поверхностью.
16.Клемник винтовой двухсекционный. Разъём для подключения мотора M12.
17.Силовая рама.
18.Провод "питание 4,5В" от футляра для батареек.
19.Клемник винтовой двухсекционный. Подключение источника питания.
20.Микропереключатель трёхвыводной. Выключатель питания.


На фото.4 показаны некоторые компоненты из списков компонентов конструкции робота. Все обозначенные номера смотрите по списку выше.


Фото.4.


  3.ПРИНЦИП РАБОТЫ.

Принципиальная схема робота показана на рис.1.  Инфракрасный сигнал принимается и выделяется резонансным фотомодулем DA1 работающем на частоте 36кГц. На элементах DD1.1,DD1.2 выполнен низкочатотный генератор с визуальным контролем импульсов на светодиодах HL1,HL2. Для управления моторами M1,M2 использованы мощные составные транзисторы VT6-VT13 включенные по схеме парафазного усилителя. Реакцию на тактильное прикосновение определяют транзисторы VT2,VT3 работающие в режиме электронных ключей управляемых слабыми токами. Источник питания набор из трёх гальванических элементов типоразмера "AA” или "AAA” общим напряжением 4,5 вольта.


Рис.1.Нажимайте фото для увеличения.



  4.ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ.

Печатная плата изготовлена из односторонне фольгированного листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Размеры печатной платы 80х63мм. Ссылка на архив с чертежами и разводкой под ЛУТ размещена в конце статьи. Список радиокомпонентов приведён в таблице.1.

Монтаж радиокомпонентов выполняется по приведённому чертежу на рис.2. Все резисторы отечественные или импортного производства мощностью 0,125Вт. Номиналы резисторов и конденсаторов должны соответствовать указанным на схеме. Конденсатор C7 на печатную плату не устанавливать! 

Футляр для батареек типоразмера "AAA". При отсутствии разъёмов XT1,XT2,XT3 можно не устанавливать. В этом случае выводы от моторов M1,M2 и выводы от источника питания запаивают непосредственно в отверстия для разъёмов.


 Таблица.1.Список радиокомпонентов.Нажимайте для просмотра в полном размере.
 
 

 5.ИНСТРУКЦИЯ ПО СБОРКЕ РОБОТА.

Для правильной сборки придерживайтесь инструкций по сборке. Редактировать, масштабировать чертежи в архиве нельзя, так как все чертежи архива в точных размерах.



1.Изготовление печатной платы.

Печатная плата (фото.5) выполняет функцию корпуса и основания для монтажа радиокомпонентов.  Термоклише из архива, распечатайте на глянцевой бумаге. Изготовьте печатную плату по методу ЛУТ (лазерно-утюжный). После изготовления печатной платы выполните лужение токоведущих дорожек. На печатной плате необходимо просверлить отверстия  диаметром не менее 3мм. Отверстия будут необходимы для установки и крепежа силовой рамы (фото.6).



Фото.5.

Фото.6.

  Распечатайте сборочный (монтажный) чертёж (рис.2). Вырезайте его по контуру и наклейте используя сухой клеевой карандаш  на поверхность изготовленной печатной платы, со стороны установки радиокомпонентов. Это необходимо для того, чтобы легче было ориентироваться при установке радиокомпонентов на позиции. В авторском варианте такая работа не проводилась.



2.Монтаж радиокомпонентов.

  Выполните монтаж всех радиокомпонентов (фото.5) в соответствии с чертежом монтажной платы (рис.2) и списком радиокомпонентов в табл.1. Диоды VD6,VD13 устанавливайте на печатную плату вертикально. На монтажном чертеже позиции P1-P4 перемычки! Их выполняют тонким одножильным проводком взятым например от ненужной радиодетали или монтажным проводом.


Рис.2.Нажимайте фото для увеличения.


  Вывод эмиттера выходных транзисторов VT6-VT13 помечены на монтажном чертеже (рис.2) красной точкой. При отсутствии разъёмов (винтовых клемников) их можно не напаивать. Но в этом случае вам придётся припаивать выводы от моторов и футляра батарейки непосредственно к печатной плате.


Микропереключатель (позиция SF1) установите и напаивайте горизонтально со стороны токоведущих дорожек.


3.Монтаж стоек и силовой рамы.

Силовая рама будет соединяться при помощи двух стоек с печатной платой (фото.7). Каждая из стоек  состоит из винта марки M3 (1), пластиковой трубочки (2), шайбы (3) и гайки (4). На фото.7 показаны размеры пластиковой трубочки. Её длинна 15мм, диаметр 5мм. Трубочку изготавливают из подходящей части пишущего узла шариковой ручки. На фото.8 показана печатная плата с выполненным монтажом радиокомпонентов и установленными стоками.

нажимайте фото для увеличения

Фото.7.

Фото.8.

Назначение силовой рамы - установка и монтаж двигателей. Силовая рама изготовлена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5-2мм (фото.9). Чертёж силовой рамы показан на рис.3. Назначение боковых "крыльев" крепёжная часть для моторов. Боковые "крылья" прорезают и отгибают под углом примерно 40-45 градусов.  Их необходимо зафиксировать в этом положении небольшим количеством припоя (вид с торца фото.10)


 нажимайте фото для увеличения

Рис.3.

Фото.9.

С тыльной стороны (снизу) лудят поверхность "крыльев" (фото.11). Затем переворачивают силовую раму и с внешней стороны на участки для установки моторов приклеивают полоски двустороннего скотча (фото.12).


нажимайте фото для увеличения

Фото.10.

Фото.11


На внешнюю часть поверхностей (левой и правой) укладываем прямоугольники из двустороннего скотча толщиной не менее 1мм. (фото.12). Этот скотч будет удерживать моторы во время монтажа и в последующем при фиксации предотвратит проскальзывание двигателя в креплениях.

Подготовьте крепёж из металлической скрепки (она должна быть достаточной длины) по приведённой фотографии. Для этого её необходимо с начало выгнуть в линию, а затем придать необходимую форму.  Все этапы придания формы скрепки показаны на фото.13. Затем поместите скрепку на силовую раму как показано на фото.

нажимайте фото для увеличения

Фото.12.

Фото.13.


4.Монтаж моторов.

  В этой модели робота моторы установлены под углом. Установка и крепление моторов осуществляется на изготовленную вами монтажную раму. Проденьте выгнутую скрепку так как на фото.14, фото.15. На скрепку-крепёж указывают красные стрелки.

Выполните пайку мест сгибов скрепки (показано чёрными стрелками) к лужёной поверхности стеклотекстолита (фото.14, фото.15).

Зачистите и залудите боковые участки моторов с каждой стороны (фото.14 на область указывают синие стрелки). Установите моторы на наклонные поверхности так, чтобы верхняя кромка мотора была примерно на одном уровне с верхней кромкой данной поверхности. Прижмите мотор к липкой части двустороннего скотча.


нажимайте фото для увеличения

Фото.14.

Фото.15.


Предварительно зачищайте и лудите участки скрепки, предназначенные для крепежа и фиксации.
Подгибайте скрепку-крепёж плоскогубцами к боковым отлуженным частям моторов и припаивайте (фото.16). Чтобы процесс пайки прошёл быстро и без сильного нагрева моторов используйте жидкий нейтральный флюс.

После пайки скрепки к боковым частым мотора необходимо запаять часть скрепки расположенную на тыльной стороне крепёжной поверхности (фото.17). На фотографии показано как это сделать правильно.

нажимайте фото для увеличения

Фото.16.

Фото.17.

Силовая рама устанавливается под днищем робота, расширенной частью вперёд. Соединения между силовой рамой и платой выполняют длинными винтами продетыми через стойки-трубочки. До присоединения силовой рамы к печатной плате, установите  футляр для батареек на силовую раму(позиция указана на рис.3). Батарейки типоразмера "AAA" (мизинчиковые) напряжением 1,5 вольта каждая должны быть размещены в футляре. После этого зафиксируйте соединение частей робота гайками.



5.Монтаж передних опор

Равновесие всей конструкции обеспечивается с помощью четырёх точек опоры. Две из них это валы моторов, а вторые две размещённые слева и справа на силовой раме передние опоры.

Изготовьте две одинаковые передние опоры из канцелярских скрепок по фото.18. Лудите тупую поверхность скрепки удерживая её с помощью монтажных плоскогубцев. Припаяйте опоры слева и справа на углах силовой рамы (фото.19).



Фото.18. нажимайте фото для увеличения.


6.Тактильный датчик-ус

  Тактильный ус выгибайте из длинной скрепки. Затем с помощью несмываемого маркера покрасьте в чёрный цвет. Длина тактильного уса должна быть не менее ширины печатной платы плюс длина "размаха" выступающих моторов. Металлическую полоску и тактильный ус из скрепки нужно соединить при помощи термоусадочной трубки. Для этого отрежьте произвольных размеров термоусадочную трубку, наденьте её на металлическую полоску микропереключателя, затем просуньте туда скрепку-ус. Равномерно прогрейте этот отрезок термотрубки жалом паяльника. После усадки трубка надёжно обхватит и таким образом соединит металлическую полоску и скрепку-ус.   


 6.НАСТРОЙКА РОБОТА.

Если все этапы сборки выполнены верно, монтаж выполнен без ошибок, робот не требует настройки и начинает работать сразу после включения. В этом случае можно пропустить дальнейшие рекомендации по настройке.

 1. ПРОВЕРКА МИКРОСХЕМЫ НА КАЧЕСТВО ПАЙКИ. 

Рекомендуется пропаять выводы микросхемы 4,5,6,11,12,13.

 2. ПРОВЕРКА ФОТОМОДУЛЯ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ. 

Подключить параллельно резистору R10 светодиод зелёного цвета свечения так, чтобы его катод(-) был подключен к стоку полевого транзистора VT1, а анод(+) к плюсу источника питания. После включения питания (не подавайте ик-сигнал!) светодиод должен светиться. Нажмите кнопку ПУ светодиод должен гаснуть на время удержания кнопки ПУ.

Если светодиод не светиться при включении питания или не гаснет при нажатии кнопки ПДУ, то неверно напаян полевой транзистор (позиция VT1) или неисправен фотомодуль TSOP1736, возможны обрывы, короткие замыкания токоведущих дорожек в области этих радиоэлементов.

 3. ПРОВЕРКА РОБОТА ПРИ ДВИЖЕНИИ ВПЕРЁД.

Замкните секции микроблокового выключателя: для SA2.1 выводы 1 и 2 перемычкой и для SA2.2 выводы 3 и 4 также перемычкой. Робот должен двигаться вперёд. Если он не едет вперёд, а движется назад, то поменяйте подключение для моторов валы которых вращаются в противоположном направлении.

Если оба мотора не включаются, то причина в неверной установке на позиции транзисторов VT6-VT13, возможны короткие замыкания на печатной плате в цепи подключения указанных транзисторов.

 4. ПРОВЕРКА УПРАВЛЕНИЯ ОТ ПДУ.

Не убирайте перемычки установленные на секции микроблокового выключателя SA2.1 и SA2.2. Возьмите пульт от телевизора и нажимайте любую кнопку одновременно с зажиганием правого светодиода. При этом должен выключаться правый мотор. Если нажимать кнопку ПДУ при зажигании светодиода расположенного слева, то будет отключаться левый мотор. Если все проверки описанные в пунктах 1-3 выполнены, то робот будет правильно реагировать на сигнал от ПДУ.

Если этого не происходит, значит вы пропустили один из пунктов настройки (п.1-3) описанных выше.

 5. ПРОВЕРКА ПОИСКА ИСТОЧНИКА СВЕТА.

Если вы устанавливали перемычки на секции микроблокового выключателя SA2.1,SA2.2, то удалите их. Осветите лучом света, например от фонарика фототранзисторы VT4,VT5. Если освещаются оба фототранзистора, то робот едет вперёд. Если осветить только правый фототранзистор (или на него падает больше света), то робот поворачивает вправо. Если осветить только левый фототранзистор (или на него падает больше света), то робот поворачивает влево.

Если этого не происходит, то проверьте правильность установки фототранзисторов на позиции или замыканий припоем со стороны токоведущих дорожек рядом с ними.


 7.ВКЛЮЧЕНИЕ РОБОТА

Установите батарейки в футляр. Выберите один из режимов по описаниям п.2 "Характеристики и функциональность". Переведите выключатель питания в положение включено. Затем протестируйте робота на всех режимах. Сборка окончена!


Фото.19. нажимайте фото для увеличения.


 
В архиве: чертежи в точных размерах термоклише и монтажный. Преобразовывать и редактировать чертежи нельзя! После скачивания распечатайте чертежи на лазерном принтере. Термоклише распечатайте на глянцевой бумаге. Используйте термоклише для перевода рисунка на стеклотекстолит по методу ЛУТ. Пароль к архиву не требуется! Скачать архив    


Если у ВАС возникли вопросы пишите на ФОРУМЕ или в Online чат по робототехнике мы их обсудим!
автор Алексей Высоковольтный www.servodroid.ru
© Внимание! Полное либо частичное копирование материала без разрешения администрации запрещено!


Категория: Роботы среднего уровня | Просмотров: 5252 | Добавил: Droid | Теги: робот с пду, робот, поиск света роботом, универсальный робот, робот с управлением, Robots, роботы, Robot | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 3
avatar
1 Алёха2012 • 13:14, 09.01.2012
спасибо biggrin cool
avatar
2 СтРеЛоК_97 • 18:35, 21.12.2012
Здравие желаю, можно ли заказать такого робота???
avatar
3 MSA-Beam-Robotics • 21:19, 21.12.2012
Можно будет после НГ, в Январе smile
avatar