123
Главная » 2012 » Март » 2 » СВЕТОЦИКЛ ИЗ ТРОНа
03:01
СВЕТОЦИКЛ ИЗ ТРОНа


СВЕТОЦИКЛ - это высокоманёвренный двухколёсный транспорт из фильма "ТРОН НАСЛЕДИЕ". В фильме светоцикл цифровая самосборная по квантовой проекции, конструкция. Чтобы составить представление о светоцикле, рекомендуется посмотреть фильм с потрясающими видео и световыми эффектами, невиданными прежде виртуальными декорациями.


 

Чтобы у вас дома появился светоцикл из научно-фантастического фильма выполните сборку по доступным в статье инструкциям. Приведённые здесь инструкции для сборки светоцикла доступны для понимания не требуют больших затрат или использования уникальных элементов в конструкции.

Светоцикл можно запустить тремя способами, после запуска мотора включается красивая световая подвеска колёс. При движении по прямой светоцикл устойчив и способен объехать незначительные препятствия, уклоны. Если происходит столкновение с непреодолимой преградой мотор светоцикла автоматически отключается!
$CUT$

 

 

***

 

 1.ВИДЕОТЕСТЫ СВЕТОЦИКЛА.

 

 


На video1, video2 показано движение светоцикла с ускорением. Светоцикл набирает скорость только на определённом расстоянии от места старта.
На video3 показан альтернативный запуск кинетической раскруткой колеса с ускорением. Для придания ускорения светоциклу приводное колесо удерживается в воздухе в течении 1-2 сек.  
На video4 показан запуск светоцикла раскруткой колеса в ручную. Для этого быстрым движением руки придаётся ускорение колесу и светоцикл включается.
На video5, video6 показан кинетический способ запуска светоцикла без ускорения. Это необычный способ запуска, когда светоцикл достаточно просто толкнуть вперёд и он поедет. Но этот способ не позволяет светоциклу развивать максимальную скорость.
На video7, video8 запуск светоцикла нажатием кнопки. Светоцикл можно запустить нажатием кнопки "On". На печатной плате рядом расположены две кнопки первая "On" мгновенно запускает мотор, а вторая "Off" быстро выключает. 
На video9, video10 показана автоматическая остановка при столкновении с непреодолимой преградой. После остановки выключается подсветка и робот переходит в дежурный режим.
 

 

Видеофрагменты 1-10

 

 

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.

 

 

 

 После включения питания общим выключателем питания светоцикл переходит в режим ожидания. В этом режиме он неподвижен, и два светодиода красного цвета свечения мигают. Привести светоцикл в движение можно несколькими способами, которые будут перечислены далее.
 
  • Кратковременное нажатие кнопки "Engine" на корпусе включает мотор и приводит светоцикл в движение. Нажатие кнопки "stop" быстро останавливает светоцикл.
  • Раскрутка вала мотора рукой в одно движение приводит к запуску мотора и движению светоцикла. Столкновение с непреодолимой преградой вызывает торможение вала мотора и его остановку.
  • Запуск светоцикла толкающим движением вперёд также приводит к запуску мотора светоцикла.

 

 

 

Электрическая схема светоцикла реагирует не только на раскрутку вала мотора его включением, но и на его торможение соответственно выключением. Нужно отметить, что выключение торможением, например при столкновении с преградой происходит не сразу, а с небольшой задержкой. Почему выбран именно такой алгоритм работы светоцикла? По фильму светоцикл врезающийся в препятствие разлетается на кусочки, наш так не может, поэтому автоматически останавливается символизируя выход их игры.

После запуска мотора одновременно включается яркая подсветка обоих колёс изнутри, а индикаторные светодиоды красного цвета свечения гаснут. Подсветка создаёт красивый эффект, который проявляется как в затемнённых помещениях, так и при дневном свете.
 
На фото.1 показан светоцикл в сборке. На фото.2 показан светоцикл без батарейки.  Светоцикл передвигается по твёрдой поверхности, разгоняясь на протяжённых участках пути. То есть с места старта светоцикл не успевает набрать необходимую скорость. Для увеличения стартовой скорости можно приподнять заднее приводное колесо удерживая его некоторое время, затем опустить светоцикл на трассу. После этого он будет передвигаться по треку на порядок быстрее.

В архиве прилагается трасса для светоцикла. Она состоит из пяти частей, из которых нужно собрать длинный трек, где можно проводить соревнования. На финише рекомендуется установить коробки или любые другие препятствия с эффектом амортизации при столкновении.
 

 

Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.1.
Фото.2.

 

 

К особенностям светоцикла следует отнести способность огибать объекты с плавными или округлыми формами при движении. Это объясняется формой используемых материалов для изготовления переднего и заднего колеса. 

 

 

 

Продольная устойчивость при движении светоцикла обеспечивается образованными спилами О-образыми краями заднего приводного колеса. По сути светоцикл скользит на этих О-образных краях. Так как все элементы (особенно батарея) расположены симметрично относительно центра, то светоцикл устойчив при движении или поворотах.
 

Фото.3.
КОМПОНЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РОБОТА

1.Переднее неподвижное колесо.
2.Кнопка "Engine" (запуск двигателя).
3.Кнопка "Stop" (стоп)
4.Микровыключатель питания.
5.Клип-разъём для 9 вольтовой батарейки.
6.Отверстие крепежа батарейки.
7.Батарейка напряжением 9 вольт.
8.Мотор (расположен внутри колеса)
9.Заднее неподвижное колесо.
10.
Светодиоды индицирующие режим ожидания.
 
Примечание.1. батарейка закрепляется клип-разъёмом достаточно крепко, поэтому нет необходимости использовать отверстие для крепежа батарейки.
 
Примечание.2. при движении переднее колесо проскальзывает. Нижняя часть переднего колеса покрыта прозрачным скотчем и обеспечивает повышенное скольжение. Заднее колесо опирается на ось мотора с резиновым протектором для улучшения сцепления с поверхностью.


Фото.3 нажимайте фото для просмотра в полном размере




 3.ПРИНЦИП РАБОТЫ.
 
Электрическая схема представлена на рис.1. Схема полностью выполнена на триггере составленного из транзисторов VT1,VT2 . Для тех кто не знает что это такое, привожу определение. Триггер-это схема с двумя или более устойчивыми состояниями. Под действием входных сигналов триггер может переключаться из одного устойчивого состояния в другое.

В данной схеме триггер не только переключается из одного состояния в другое, но ещё используется как токовый детектор. Далее разберём как это работает. Сразу после включения источника питания выключателем SA1 на триггер (транзисторы vT1,VT2) поступает напряжение питания 9 вольт. В одно плечо (коллектор VT1) триггера в качестве нагрузки включены светодиоды HL1,HL2,  а в другое (коллектор VT2) мотор M1. Так как сопротивление обмотки мотора ниже чем суммарное сопротивление светодиодов HL1,HL2 на резисторе R4 происходит падение напряжения. Иначе говоря на базовом выводе транзистора VT1 окажется более низкий потенциал чем на базовом выводе VT2. А так как одновременно транзисторы VT1 и VT2 не могут быть открыты (это следует из схемы соединений), отрицательным потенциалом откроется VT1. В этом состоянии через переход транзистора VT1 эмиттер-коллектор течёт ток, светодиоды HL1,HL2 включены. А мотор M1 выключен.

Светодиоды HL1,HL2 соединены последовательно через токоограничительный резистор R1. Обратите внимание, светодиод HL2 мигающий, поэтому его периодическое включение и выключение зависимо включает-выключает обычный светодиод HL1. В результате оба мигают. В этот момент светоцикл находится в режиме ожидания. Режим световых вспышек у светодиодов HL1,HL2 позволяет более экономично расходовать ресурс батареи в режиме ожидания.

При вращении/раскрутки вала мотора M1 рукой или толканием светоцикла вперёд, на правом по схеме выводе (вывод2) мотора появляется некоторый потенциал. Напомню, что любой мотор способен работать как генератор тока при раскрутке вала. Поэтому положительный потенциал с вывода мотора поступает на базу транзистора VT3 и открывает его.
 
Рис.1.Электрическая схема. Нажимайте рисунок для увеличения.
Через открывшийся переход транзистора VT3 эмиттер-коллектор начинает протекать ток. Тут же зажигаются светодиоды HL3,HL4. Одновременно конденсатор C1 быстро заряжается через открытый переход транзистора VT3. В момент от начала зарядки на левой по схеме обкладки конденсатора C1 появляется отрицательный потенциал, который является следствием протекающего зарядного тока. Этот потенциал открывает транзистор VT2. Открывшийся транзистор VT2 блокирует поступающим  положительным потенциалом через резистор R4 на базу транзистор VT1 и одновременно подключает мотор M1. А светодиоды HL1,HL2 гаснут так как транзистор VT1 оказывается в закрытом состоянии. Таким образом происходит переключение, всё просто!

Для переключения состояния триггера (включения-выключения мотора) можно использовать кнопки SB1,SB2. Каждая из кнопок при кратковременном нажатии подключает к базовым выводам (через резисторы R2,R4) транзисторов VT1,VT2 отрицательный потенциал. В результате происходит очень быстрое переключение триггера из одного состояния в другое. То есть один из транзисторов VT1,VT2 будет закрыт, а другой открыт. Соответственно мотор будет включен или выключен, а светоцикл поедет или остановиться.


 4.ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ.
 
Печатная плата изготовлена из односторонне фольгированного листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Размеры печатной платы 135х35мм. Ссылка на архив с чертежами и разводкой под ЛУТ генератора размещена в конце статьи. Список радиокомпонентов приведён в таблице.1.


Таблица.1.Список радиокомпонентов.



 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.Изготовление печатной платы.
 
Изготовление печатной платы начните с перевода контуров печатной платы. Чертёж контура печатной платы находится в архиве. Перевод можно выполнить через копировальную бумагу или непосредственным приклеиванием чертежа-шабллона или переводом размеров с помощью линейки и карандаша (рис.2) .

Рис.2.Нажимайте рисунок для увеличения.

Подготовьте односторонний лист стеклотекстолита размерами 135x35мм. Предварительно зачистите фольгированную поверхность стеклотекстолита, промойте и высушите. Выполняйте перевод по известной методике ЛУТ, рисунка токоведущих дорожек. Проведите травление в растворе и промывку печатной платы.

После изготовления печатной платы выполните лужение токоведущих дорожек. Распечатайте сборочный (монтажный) чертёж из архива. Вырезайте его по контуру и наклейте на поверхность изготовленной печатной платы используя сухой клеевой карандаш.

2.Монтаж радиокомпонентов.
 
На первом этапе выполните монтаж всех радиокомпонентов кроме клипсы-разъёма для подключения 9 вольтовой батарейки. Монтаж рекомендуется проводить в следующем порядке: резисторы, конденсаторы, транзисторы, светодиоды, выключатели питания, мотор.

Обратите внимание на монтаж транзисторов КТ814 (позиции VT1,VT2). Корпус каждого из транзисторов располагают горизонтально предварительно выгнув все три вывода под углом 90º. Рекомендуется для гибки выводов использовать инструмент. например монтажные плоскогубцы. Проследите, чтобы при монтаже края корпуса не выходили за край (периметр) печатной платы, иначе установить переднее колесо будет невозможно!

 
Фото.4.Нажимайте фото для увеличения.

3.Изготовление и монтаж клип-разъёма.
 
Подключение батарейки к печатной плате осуществляется через клип-разъём. Перед тем как провести монтаж необходимо подготовить клип-разъём.

Возьмите клип-разъём (фото.5) снимите с него кожух бокорезами или плоскогубцами. Чтобы прикрепить клип-разъём разогните канцелярскую скрепку (фото.6) в пруток, разрежьте на две половинки, зачистите наждачной бумагой концы и залудите.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.5.
Фото.6.
 
Паяйте отрезки скрепки на позиции GB1 "+","-" (фото.7). На фото.8 показано стрелками место пайки с противоположной стороны печатной платы.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.7.
Фото.8.

Концы скрепки согните в кольцо (фото.9, фото.10) и запаяйте с противоположной стороны к контактной площадке.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.9.
Фото.10.
 
Припаивайте клипсу-разъём к скрепке-кольцу прижимая как можно ближе к печатной плате (фото.11,фото.12). Это условие необходимо соблюсти иначе после общей сборки будет сложно установить батарейку.  Также необходимо припаять клип-разъём строго по центру (вид сверху), в этом случае батарейка тоже будет располагаться по центру.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.11.
Фото.12.


4.Подключение мотора.
 
Мотор подключается на позиции XTM2 (фото.13). Выводы от мотора не стоит делать короткими, чтобы не осложнить установку и монтаж в колесе.

ВНИМАНИЕ! Полярность подключения мотора имеет большое значение. Обратите внимание на фото.13. У мотора два провода один красного, другой чёрного цвета. Их необходимо паять так как на фото.13, в левое отверстие -красный провод, а в правое-чёрный.
 
Фото.13.Нажимайте фото для увеличения.
 
После подключения мотора проведите тестирование всей конструкции. Включите светоцикл общим выключателем питания. Раскрутите вал мотора рукой, мотор должен включиться, если затормозить вал мотора, то мотор должен выключиться. На видео ниже показано как необходимо провести тестирование мотора.
 
Видеотест запуска-остановки мотора

 

Если мотор не включается раскруткой и не выключается торможением вала рукой, значит вы допустили ошибку в монтаже. Проведите проверку на правильность монтажа всех радиокомпонентов (особенно транзисторов), проверьте качество пайки, а так же возможные замыкания между токоведущими дорожками печатной платы.
 

5.Установка и монтаж переднего и заднего колеса.
 
Для изготовления переднего и заднего колеса вам потребуется четыре одинаковых пластиковых баночки из-под бахил синего цвета (фото.14). Баночка (фото.15) состоит из двух разъединяющихся частей, которые мы условно назовём Top (верхняя часть) и Bottom (нижняя часть). Важно, чтобы диаметр bottom-части был 47мм. Так как именно на этот диаметр рассчитана конструкция светоцикла. Для сборки одного колеса потребуется две одинаковых bottom-части.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.14.
Фото.15.
 
Для соединения bottom-частей с печатной платой используйте клеевой пистолет(1) и термоплавкий клей(2) (фото.16). Монтаж колёс начнём с переднего колеса. Возьмите одну половинку переднего колеса, установите его как показано на фото.17. Залейте термоплавким клеем соприкасающийся области колеса и печатной платы (показано белой стрелкой на фото.17).
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.16.
Фото.17.
 
Дождитесь пока термоплавкий клей полностью застынет. И приложите вторую bottom-половинку с другой стороны колеса. Для соединения двух bottom-половинок используйте обыкновенный прозрачный скотч (фото.18). Отрежьте полоску прозрачного скотча и проведите соединение половинок по периметру колеса (фото.19). Во время обмотки скотчем колеса плотно придерживайте обе половинки не давая им разойтись.

На первый взгляд способ соединения половинок колеса скотчем может показаться ненадёжным, но это не так. Соединение достаточно надёжно! Кроме того скотч позволяет переднему колесу скользить в месте соприкосновения с поверхностью при движении вперёд.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.18.
Фото.19.
 
Приступаем к сборке и монтажу заднего колеса и установке мотора. В заднем колесе устанавливается мотор валом вниз. Для соприкосновения с поверхностью вал должен выходить из под колеса, поэтому вам предстоит выполнить спил нижней кромки колеса. Выполните разметку bottom-половинки карандашом по фото.20. Выполните спил нижней кромки на расстоянии от центра 15мм. Спил можно выполнить ножовкой по металлу или другим инструментом. После проведения спила удалите разметку от карандаша с помощью стёрки. Чтобы нижняя кромка была ровной отрежьте неровные места бокорезами, а затем загладьте нагретым паяльником. Не забудьте потом очистить жало паяльника от налипшей пластмассы.

Обратите внимание на область половинки колеса обозначенную двумя стрелками (фото.20). Это пропил боковой стенки, канавка глубиной не более 1,5мм ! Его необходимо выполнить иначе совместить печатную плату и заднее колесо будет сложно.
 
Найдите на печатной плате место подпайки провода идущего от мотора и выполните изолирование(1) с помощью изоляционной ленты (фото.21). Затем разогните металлическую канцелярскую скрепку в пруток. Оберните пруток вокруг изолированного участка и закрутите концы(2) на два оборота (фото.21).
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.20.
Фото.21.
 
Залейте внутреннюю часть заднего колеса в области показанной белыми стрелками на фото.22. Установите на залитую термопластичным клеем концы скрученной скрепки (фото.26). Удерживайте печатную плату до тех пор пока разогретый клей не застынет.

Залейте центральную область половинки колеса термопластичным клеем. Внимание! корпус мотора не должен быть грязным или масляным, его необходимо очистить в области склеивания. Установите мотор перпендикулярно внутри будущего колеса, так как показано на фото.23. Удерживайте с некоторым нажимом пока клей не застынет. Затем залейте все области рядом с мотором для того чтобы укрепить его на этой позиции.
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.22.
Фото.23.
 
На фото.24 показано правильное расположение и наклон мотора в корпусе колеса. Обратите внимание на то, что мотор расположен не строго вертикально, а с некоторым наклоном. На вал мотора необходимо надеть протектор. Протектор устраняет прокрутку (проскальзывание) вала мотора при контакте с поверхностью передвижения. В качестве протектора используйте резиновый колпачок от нового гелиевого стержня (фото.25).
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.24.
Фото.25.
 
Вал мотора не должен выходит за края спила более чем на 2мм. Такое расположение края вала мотора (с протектором) обеспечивает устойчивость светоцикла, поэтому нужно его строго придерживаться (фото.26).

Приступаем к соединению половинок заднего колеса. В отличие от способа соединений частей переднего колеса, соединение половинок заднего колеса будет комбинированным. Соедините половинки и проверьте, чтобы вал мотора не выходил более чем на 2мм за край спила колеса (фото.27).
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.26.
Фото.27.
 
Совместите половинки заднего колеса и скрепите их полоской прозрачного скотча (фото.28)  Затем промажьте термоплавким клеем участки показанные белыми стрелками на фото.29. Дайте клею застыть.
 
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.28.
Фото.29.
 

5.Установка/подключение батарейки.

Установить батарейку обычным способом не получиться, потому что помешает заднее колесо. Для подключения батарейки нужно использовать простой метод, о котором будет рассказано далее.

 -Установите батарейку сбоку(1) так чтобы она контактировала с клип-разъёмом (фото.30).
 -Надавливайте(2) на торец батарейки сзади, до тех пор пока её контакты не зайдут в клип-разъём (фото.30).
 -После установки, отцентрируйте батарейку так, чтобы она располагалась симметрично относительно печатной платы.
 
 
Нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.30.
Фото.31.
 
После установки батарейки на позицию включите светоцикл. Правильно, без ошибок собранный светоцикл в настройке не нуждается и начинает работать сразу. Сборка окончена!



В архиве к светоциклу: в папке "чертежи светоцикла" чертёж термоклише в точных размерах, монтажный чертёж, чертёж контура (периметр) пп светоцикла. В папке "трасса" пять фрагментов частей трассы, которые необходимо соединить последовательно. 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. 

 Скачать архив  Методика изготовления печатной платы методом ЛУТ.

 

 
 Скачать архив  Архив к светоциклу с чертежами, пароль не требуется. Размер архива 3131kb

 

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 для начинающих ! | Просмотров: 18652 | Добавил: Droid | Теги: собираем светоцикл, сборка светоцикла, ТРОН, TRON LEGACY, TRON, собрать светоцикл, lightcycle, светоцикл | Рейтинг: 4.5/4
Всего комментариев: 201 2 »
avatar
1 Администратор1997 • 13:06, 01.04.2012
классно :wow:. А работае с драйвером двигателей?
avatar
2 Droid • 18:31, 01.04.2012
Без драйверов, схема предельно простая wink
avatar
3 BLOCK • 16:05, 04.04.2012
Прикольно
avatar
4 игорь • 20:56, 07.04.2012
Мне интересно одно. как он поворачивает???
avatar
5 Droid • 22:33, 07.04.2012
Это не совсем поворот, то есть специальных поворотных механизмов или подвижных частей нет. Но светоцикл всё же поворачивает, что показано на видео. Это происходит за счёт обтекаемой формы переднего колеса и линейной формы светоцикла. По сути происходит огибание встречающихся предметов. А при некотором угле наклона на повороте светоцикл повернёт за счёт соскальзывания переднего колеса вниз. Но нужно учитывать, что угол поворота светоцикла мал.
avatar
6 Sergei3090 • 21:03, 10.04.2012
шасси просто круто придумано!!! у меня как раз двд старый валяется)))
avatar
7 {{TNT}} • 14:59, 30.04.2012
Уже все детали прикупил. Проблема только с этими колпачками от бахил: нигде таких не найду sad
avatar
9 SOTO • 19:23, 15.05.2012
В больнице искал? biggrin
avatar
8 BaRoN • 15:29, 04.05.2012
схема простая,почти все сделал cool
avatar
10 ElfAndroid • 15:23, 08.09.2012
Ни чего не понял.. за счет чего он так резко поворачивает ? оО
avatar
11 MSA-Beam-Robotics • 15:29, 08.09.2012
Читайте камментарии ниже. wink wink wink wink wink
avatar
12 ElfAndroid • 22:10, 08.09.2012
А можно подробнее? Откуда берется этот «определенный угол наклона на повороте»? Из-за чего конкретно он начнет поворот?
avatar
13 MSA-Beam-Robotics • 22:21, 08.09.2012
Там трасса по которой он едет имеет наклон,и под силой тяжести, робот заезжая на возвышенность, поворачивается в другую сторону. Тут вообщем то ничего особенного - на практике показана физика и применение некоторых схематических устройств в одном комплекте. В будущем эти знания обычно пригождаются wink
avatar
14 Megawlad • 17:17, 19.09.2012
Ещё бы голубая линия - след за ним оставалась бы. Вообще была бы круть! biggrin
avatar
15 MSA-Beam-Robotics • 17:18, 19.09.2012
Сзади то ? ))) Тогда бы денег не хватило на такого робота чтобы повторить happy
avatar
16 melloman • 21:10, 12.11.2013
а можно мотор другой взят но тип такойже ? happy
avatar
17 Droid • 14:29, 19.11.2013
можно
avatar
18 hallboy02 • 19:12, 19.10.2014
а под каким наклоном надо ставить мотор
1-10 11-12
avatar