1.ВИДЕОТЕСТЫ РОБОТА.

На видео.1 движение робота за лучом света от фонарика. На видеофрагменте освещение светодиодов расположенных слева на корпусе робота вызывает поворот влево, а освещение расположенных справа, вызывает поворот вправо. Прямое освещение всех светодиодов вызывает движение вперёд




2.ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ.

Для обнаружения источника света в конструкции робота используются обыкновенные светодиоды, которые работают в обратном режиме. Эксперименты показывают, что обыкновенный светодиод способен генерировать небольшой ток при облучении  от источника света, например настольной лампы. Для использования светодиода как фотоэлемента необходимо усилить снимаемое с него напряжение. Именно эта идея положена в основу данного робота.

Реакция светодиода на источник света не такая как у фотодиода, она более экспоненциально (быстрее нарастает). Поэтому наведённое лучом света напряжение на выводах светодиода появляется как бы скачком, отсюда получается очень быстрая реакция на источник света. Робот быстро реагирует на источник света и быстро поворачивает. Эту особенность необходимо учитывать при управлении роботом с помощью луча света.

Обратите внимание на расположение светодиодов в передней части печатной платы. Для увеличения диаграммы направленности крайние светодиоды сориентированы под углом 45 град. что даёт возможность роботу обнаружить источник света направленный сбоку.

Высокую устойчивость конструкции обеспечивают четыре точки опоры. Из которых, две точки опоры - это оси моторов, и ещё две - это скользящие опоры выполненные из металлических скрепок. Опоры из скрепок расположены в передней и задней части печатной платы. Батарейка крепиться на двухстороннем скотче.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РОБОТА 1.Светодиоды АЛ307БМ в качестве фотоэлементов. 2.Передняя опора. 3.Разъёмы для подключения моторов. 4.Клип-разъём для подключения батарейки 9В. 5.Батарея напряжением 9В. 6.Винтовой клеммник для подключения клип-разъёма. 7.Выключатель питания. 8.Задняя опора. Примечание.1. Моторы установлены и закреплены на металлической раме.под печатной платой со стороны токоведущих дорожек. В конструкции робота используются распространённые и доступные моторы шайбообразной формы.  Технические характеристики Напряжение источника питания.................9В Количество сенсоров..........................4 Количество моторов...........................2 Ток потребления........................50-130мА фото.2.

3.ПРИНЦИП РАБОТЫ.

  Электрическая схема показана на рис.1. Под действием источника света практически все светодиоды способны вырабатывать электрический ток. Полученное напряжение может достигать 0,5 вольт при очень ярком свете и чуть меньше при среднем уровне освещённости. Этого вполне достаточно для организации алгоритма поиска света роботом. На входе схемы управления робота установлены транзисторы VT1,VT2, которые усиливают сигнал полученный от  пар светодиодов HL1,HL2 и HL3,HL4.

  Светодиоды в парах включены параллельно для того чтобы расширить диаграмму направленности робота. Иначе говоря, чтобы робот реагировал на источник света не только при лобовом освещении, но и сбоку. Когда яркий луч от фонарика попадает на корпус допустим светодиода HL1 (или HL2), то на базовом выводе транзистора VT2 появляется отрицательный потенциал, который открывает транзистор. На коллекторном выводе этого транзистора отрицательный потенциал сменяется положительным.

  Делитель на резисторах R2,R4 задаёт рабочую точку транзистора VT4.  При появлении положительного потенциала на базовом выводе транзистора VT4 он открывается. Благодаря резистору R4 транзистор VT4 работает в ключевом режиме и управляет мощным транзистором VT6. Когда транзистор VT4 открыт, то подключает базовый вывод транзистора VT6 к минусу источника питания и открывает его. Резистор R6 ограничивает базовый ток. Транзистор VT6 к левому по схеме выводу мотора M2 через переход эмиттер-коллектор подключает положительный потенциал и мотор начинает работать. Диод VD2 гасит индукционную составляющую при работе мотора M2, предохраняя таким образом транзистор VT6 от импульса повышенного обратного напряжения.

  Аналогично работает часть схемы управляемая светодиодами HL3,HL4. Только теперь включится мотор M1. Правая пара светодиодов управляет левым мотором, а левая пара светодиодов правым мотором. Таким образом, реализуется перекрёстный алгоритм управления, в результате которого схема отслеживает направление на источник света.

Таблица.1.Список радиокомпонентов.

Для успешной сборки точно следуйте инструкциям. Сборка робота выполняется печатной плате выполненной из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Помните, все чертежи архива приведены в точных размерах, подгонять или изменять размеры до  печати категорически не рекомендуется! Все необходимые для сборки чертежи находятся в архиве в конце статьи.

Монтаж радиокомпонентов проводят по чертежу монтажной платы на рис.2. Клеммник XT1 устанавливать не обязательно. Вы можете непосредственно подпаять провод питания с учётом полярности. Для подключения к батарее 9 вольт воспользуйтесь стандартным клип-разъёмом. У конденсатора на позиции C3 после монтажа следует загнуть выводы и расположить горизонтально.  Светодиоды в передней части робота, как уже было сказано выше, монтируют так: HL1,HL4 вдоль, а HL2.HL3 под углом к печатной плате. Затем все четыре светодиода рекомендуется немного отогнуть вверх.

Разъёмы для подключения моторов рекомендуется установить, так как это даёт возможность оперативно установить направление вращения валов обоих моторов. В качестве разъёмов используется пара штырьков, которые запаяны на позиции для подключения моторов. 

 Силовая рама предназначена для установки двигателей. Она изготавливается из жести взятой от любой консервной банки. При работе с жестью будьте очень осторожны! На рис.3 показан чертёж силовой рамы.  Все указанные числовые значения на чертеже даны в миллиметрах. Пунктирами обозначены места сгибов. Сгибы лучше выполнять с использованием монтажных плоскогубцев. Выгните жесть в форме горки. Когда силовая рама будет готова она должна выглядеть так же как на фото.3.

На фото.4 все токопроводящие поверхности залужены. Лужение поверхности - это покрытие тонким слоем припоя с использованием флюса. Лужение проводят для защиты токоведущих дорожек от коррозии и улучшения токопроводящих свойств. Рекомендуется проводить лужение жидким флюсом. Залудите также на силовой раме(1) те участки(2), которыми она будет припаяна к поверхности печатной платы. После правильного расположения силовой рамы(1) на поверхности печатной платы припаяйте её (фото.4).

Уважаемый читатель, теперь Вы можете заказать этого робота, и мы соберем для Вас пакет для сборки в который будет входить: печатная плата с проведенными дорожками и просверленными отверстиями под впайку радиодеталей; все необходимые радио детали(моторчики, микросхемы, транзисторы и пр); инструкция и описание; распечатки монтажной платы и печатной. ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ