123
Главная » 2012 » Январь » 22 » БЛУЖДАЮЩИЙ РОБОТ С УПРАВЛЕНИЕМ
19:18
БЛУЖДАЮЩИЙ РОБОТ С УПРАВЛЕНИЕМ


Блуждающий робот имеет всего один вертикально расположенный двигатель, который используется для передвижения и обхода препятствий. При включении питания робот передвигается в случайном направлении до тех пор, пока не встретит препятствие. Боковая панель робота упирается в препятствие и сообщает новое направление движения за счет приложения усилия от оси двигателя.


Робот перемещается с большой скоростью и обладает высокой маневренностью. В любую из сторон робот передвигается по траектории повторяющей дугу. Изменение направления передвижения дистанционно осуществляется реверсированием вала мотора. Для управления можно использовать любой пульт дистанционного управления или фонарик. Кроме того во время движения робот сам меняет направление движения, например от воздействия ламп дневного освещения. В конструкции робота установлен детектор понижения напряжения источника питания. При снижении напряжения в результате разрядки батарейки включается сигнальный светодиод красного цвета свечения.
$CUT$


***


 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. После включения питания робот начинает передвигаться по случайной траектории. Его направление передвижения определяется воздействием помех от ламп дневного освещения (люминесцентных) или дневного солнечного света.
На видео.2. На видео показано управление роботом с помощью пульта дистанционного управления. При нажатии кнопки ПДУ, робот изменяет направление движения и  включается светодиод зелёного цвета свечения сигнализируя о приёме ик-сигнала.
На видео.3. Высокая чувствительность робота к свету позволяет управлять или воздействовать лучом фонарика. Не обязательно точно направлять световой луч фонарика на робота, направление его движения всё равно измениться ввиду повышенной чувствительности.
На видео.4. Показано маневрирование при котором робот проходит через две кегли на входе и выходе из манёвра. Маневрирование осуществляется с помощью ПДУ.
На видео.5. Хорошо видна реакция детектора понижения напряжения. Светодиод красного цвета свечения сигнализирует о разрядке батарейки или падении напряжения.


Видеофрагменты 1-5




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. показан робот в сборке. К конструктивным особенностям следует отнести расположение элемента питания (батареи)  по центру. Этим достигается повышенное сцепление вала мотора с поверхностью и некоторый эффект баланса.

Печатная плата робота используется не только для монтажа радиокомпонентов, но и для монтажа опор и установки мотора. Особенность расположения мотора в том, что он установлен на печатной плате вертикально с наклоном под небольшим углом около 30-35 градусов. Из особенностей конструкции следует отметить обратный монтаж конденсаторов, которые также играют роль опор. При передвижении робот опирается на один или несколько опорных конденсаторов и ось мотора.



Фото.1 нажимайте фото для увеличения.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Габариты (длина,ширина).........................................70х70мм
Ток потребления в режиме передвижения.................150мА
Источник питания.....................................................батарейка типа 6F22 напряжением 9 вольт
Реверс направления передвижения..........................есть
Индикатор разрядки батарейки................................есть
Управление по ик-каналу.........................................есть
Реакция на источник света.......................................есть

Траектория передвижения робота прямая или по дуге. Направление передвижения зависит от внешних воздействий: солнечного или люминесцентного цвета, ик-излучения и сил действующих на корпус  робота.  При перемещении по любой гладкой поверхности робот может изменять направление передвижения из-за различного уровня освещённости на участках этой поверхности или направленного излучения. В качестве источника ик-излучения подойдёт пульт управления от  любого телевизора или музыкального центра. Так как опорные части робота постоянно находятся в движении, то при  столкновении с препятствием направление передвижения робота тоже может измениться.

В конструкции робота установлен детектор понижения напряжения источника питания. При снижении напряжения в результате разрядки батарейки до 5,3 вольт включается сигнальный светодиод красного цвета свечения.


 КОМПОНЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РОБОТА

1. Клипса-разъём.
2. Светодиод индикаторный включается во время приёма ик- сигнала.
3. Крепёжная п-образная скоба.
4. Батарея типа 6F22 напряжением 9 вольт.
5. Фотоприёмник TSOP1736
6. Выводы одного из опорных конденсаторов.
7. Разъём для подключения мотора.
8. Выключатель питания.
9.
Светодиод красного цвета свечения сигнализирует о понижении напряжения до 5,3В.
10.Микросхема стабилизатор напряжения на 5 вольт.

Примечание.1. Конденсаторы большой ёмкости 1000мкф (C1,C4,C5,C6) установлены с противоположной стороны и одновременно выполняют функцию опоры.

Фото.2.Нажимайте фото для просмотра в полном размере.


 3.ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Электрическая схема показана на рис.1. Схема управления мотором построена на микросхеме DD1. Микросхема содержит шесть логических элементов с повышенной нагрузочной способностью. Для управления юлой на дистанции используется резонансный фотомодуль DA1. При отсутствии ик-сигнала на выходе 3 фотоприёмника установлен высокий логический уровень, который заряжает конденсатор C3. Элементы DD1.1DD1.2 инвертируют его в низкий логический уровень на входах DD1.3,DD1.4. НА базу транзистора VT2 поступает высокий логический уровень, а на базу транзистора VT3 через инвертор DD1.6 низкий логический уровень. Транзисторы открываются, и вал мотора M1 вращается в одном направлении. А транзисторы VT1 и VT4 находятся в запертом состоянии. При появлении ик-излучения, например, от пульта дистанционного управления телевизора, на выходе фотоприёмника DA1 появляется серия отрицательных импульсов, которые быстро разряжают конденсатор C3. Логические элементы DD1.1 и DD1.2 переключаются в противоположное состояние и происходят два одновременных события. Во-первых, появившийся высокий уровень на выходе элемента DD1.1 включает пьезоизлучатель HA1 и раздаётся звуковой сигнал. Во-вторых, высокий уровень на выходе элемента DD1.2 переключит элементы DD1.3-DD1.6 в противоположное состояние. Теперь на базу транзистора VT2 поступает низкий логический уровень, а на базу транзистора VT3 высокий логический уровень, поэтому транзисторы закрываются. А транзисторы VT1,VT4 напротив открываются, вал мотора M1 меняет своё направление вращения, и юла передвигается в противоположную сторону. Авторство на статью принадлежит © [url=http://www.servodroid.ru]SERVODROI.RU -Робототехника для начинающих своими руками[/url]. Если Вы читаете это сообщение пожалуйста, [url=http://www.servodroid.ru]сообщите нам[/url].

  Электрическая схема показана на рис.1. Схема управления мотором построена на микросхеме DD1. Микросхема содержит шесть логических элементов с повышенной нагрузочной способностью. Для управления роботом на дистанции используется фотомодуль DA1. При отсутствии ик-сигнала на выходе 3 фотоприёмника установлен высокий логический уровень, который заряжает конденсатор C3. Элементы DD1.1,DD1.2 инвертируют его в низкий логический уровень на входах DD1.3,DD1.4. На базу транзистора VT2 поступает высокий логический уровень, а на базу транзистора VT3 через инвертор DD1.6 низкий логический уровень. Транзисторы открываются, и вал мотора M1 вращается в одном направлении. А транзисторы VT1 и VT4 находятся в запертом состоянии.


Рис.1.Электрическая схема. Нажать фото для увеличения.


При появлении ик-излучения, например, от пульта дистанционного управления телевизора, на выходе фотоприёмника DA1 появляется серия отрицательных импульсов, которые быстро разряжают конденсатор C3. Логические элементы DD1.1 и DD1.2 переключаются в противоположное состояние и происходят два одновременных события. Во-первых, появившийся высокий уровень на выходе элемента DD1.1 включает пьезоизлучатель HA1 и раздаётся звуковой сигнал.


Во-вторых, высокий уровень на выходе элемента DD1.2 переключит элементы DD1.3-DD1.6 в противоположное состояние. Теперь на базу транзистора VT2 поступает низкий логический уровень, а на базу транзистора VT3 высокий логический уровень, поэтому транзисторы закрываются. А транзисторы VT1,VT4 напротив открываются, вал мотора M1 меняет своё направление вращения, и робот передвигается в противоположную сторону.

Питание микросхемы обеспечивает стабилизатор DA2 с выходным напряжением +5 вольт. Напряжение на выходе источника питания (батарейке) контролируется с помощью детектора КР1171СП53 (DA3). При снижении напряжения источника питания до 5,3 вольта на выходе детектора DA3 установится отрицательный потенциал. Светодиод HL1 окажется подключенным к источнику питания и начнёт светиться. Если напряжение источника питания превосходит 5,3 вольта (батарейка "свежая"), то светодиод светиться не будет.



 4.ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ.

Печатная плата изготовлена из односторонне фольгированного листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Размеры печатной платы 70х70мм. Ссылка на архив с чертежами и разводкой под ЛУТ генератора размещена в конце статьи. Список радиокомпонентов приведён в таблице.1.

Монтаж конденсаторов на позициях C1,C4,C5,C6 выполняется наоборот. То есть со стороны токоведущих дорожек с пайкой выводов на рядом расположенные отверстия. Для крепления батарейки используются большие скрепки в изоляции согнутые в п-образную форму. Соблюдайте последовательность при сборке робота, мотор необходимо установить самым последним из всех компонентов.


  Таблица.1.Список радиокомпонентов.
 

Примечание.2.Пьезоизлучатель HA1 рекомендуется заменить на светодиод зелёного цвета свечения в корпусе 5мм. В этом случае после каждого нажатия кнопки на ПДУ этот светодиод будет вспыхивать. Если же замена на светодиод вас не устраивает, то при нажатии кнопки ПДУ будет раздаваться звуковой сигнал.



 5.ИНСТРУКЦИЯ ПО СБОРКЕ.


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

1.Монтаж радиокомпонентов.


После изготовления печатной платы проверьте токоведущие дорожки на возможные замыкания. Затем выполняйте монтаж всех указанных в таблице 1 радиокомпонентов. Диоды VD1-VD5 устанавливают и запаивают в вертикальной позиции. На позицию для пьезоизлучателя HA1 паяйте светодиод зелёного цвета свечения в корпусе диаметром 5мм с учётом полярности подключения.  На позицию X2 для подключения мотора M1 паяйте штыри. Подключение мотора будет осуществляться через эти штыри.



Рис.2. Нажать фото для увеличения.


2.Монтаж конденсаторов и мотора.

Чтобы правильно выполнить сборку робота после монтажа мелких радиокомпонентов выполните монтаж опорных конденсаторов C1,C4,C5,C6. Эти конденсаторы  необходимо установить со стороны токоведущих дорожек. Продеть в отверстия (на позиции) выводы для каждого конденсатора. Затем выгнуть выводы через рядом стоящие отверстия и запаять со стороны токоведущих дорожек (рис.3). 

 Нажимайте фото для просмотра в полном размере.

Рис.3.

Рис.4.

Установку и монтаж мотора выполняйте следующим образом. С помощью клеевого пистолета термоплавкий клей равномерно размажьте по позиции отмеченной кружком и покрытый мелкой сеткой со стороны токоведущих дорожек.  Вам необходимо сделать  "горку" из клея, так чтобы после установки мотор был расположен под углом к поверхности (рис.4). Установите двигатель на позицию, и сильно прижмите к печатной плате. Через 1-2 минут термоплавкий клей застынет и мотор окажется надёжно "приварен" к печатной плате.

На фото.3 показана плата робота со стороны токоведущих дорожек. Конденсаторы (1) C1,C4,C5,C6 смонтированы со стороны токоведущих дорожек. Мотор(3) приклеен к печатной плате под углом с помощью термоплавкого клея(4).

На вал мотора обязательно нужно надеть муфту(2). Как правило такая муфта входит в комплект с мотором. Если её нет,  приобретите отдельно. Муфта обеспечивает сцепление вала мотора с поверхностью в результате этого робот быстро передвигается.



Фото.3. Нажать фото для увеличения.


3.Подключение мотора.

Провода идущие от мотора, проденьте через отверстие расположенное рядом со штыревым разъёмом для подключения мотора. Возьмите 8 выводную панельку для установки микросхемы и откусите с помощью бокорезов две секции. Припаивайте две секции от панельки к концам проводов идущим от мотора (фото.4). Пояснения к фото.4. Синяя стрелка показывает отверстие через которое необходимо продеть провода от мотора. Зелёная стрелка показывает на разъём из панельки, который припаивают к концам проводов идущих от мотора.  Красная стрелка показывает на штырьки для соединения с разъёмом (подключение мотора).

Нажимайте фото для просмотра в полном размере.

Фото.4.

Фото.5.

Подключение мотора можно выполнить иначе, припаять провода идущие от мотора непосредственно к печатной плате на позиции.


4.Монтаж крепёжных скоб для батарейки.

Чтобы во время движения батарейка не сдвигалась и не скользила по поверхности платы её нужно закрепить. Для этого приобретите длинные канцелярские скрепки в изоляции. Выгибайте скрепки с помощью инструмента в п-образную форму с размерами соответствующими размерам батарейки (ширина и толщина). Когда п-образные скобы для крепежа будут готовы, зачистите их на концах.

Найдите на чертеже монтажной платы, а затем и на самой печатной плате отверстия помеченные как A,B,C,D. Эти отверстия физически расположены рядом с батарейкой по обе стороны от неё. Установите батарейку в позицию на печатной плате. Установите п-образные скобы на свои позиции, и прижми ими батарейку. Пропаяйте концы скоб со стороны токоведущих дорожек большим количеством припоя. После этого батарейка окажется надёжно прижатой двумя крепёжными скобами и не будет смещаться при движении робота (фото.6). Серыми стрелками показаны п-образные крепёжные скобы.

 Нажимайте фото для просмотра в полном размере.

Фото.6.

Фото.7.

Фото.8.


Клипсу-разъём оденьте на батарейку и включите робота выключателем смонтированным на печатной плате. Проведите испытания установив его на поверхность с разнородным (свет-тень-свет) освещением. Проверьте реакцию на источник направленного света, посветите фонариком или настольной лампой. Проверьте реакцию на ик-излучение от пульта дистанционного управления телевизором. Нажатие кнопки ПДУ должно вызывать свечение зелёного индикаторного светодиода, как подтверждение приёма ик-сигнала, и также изменение направления передвижения по поверхности. Сборка окончена!


В архиве: чертежи в точных размерах термоклише. 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. Архив с чертежами, пароль 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: 5733 | Добавил: Droid | Теги: роботы, одномоторный робот, The wandering robot, робот с управлением, блуждающий робот, робот | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
avatar