123
Главная » 2011 » Октябрь » 12 » СВЕТОКИНЕТИК
01:31
СВЕТОКИНЕТИК


Светокинетические роботы - одно из направлений в робототехники. На практике представляет собой робота оснащённого одним или несколькими светодиодами, которые управляются в соответствии с заданным алгоритмом. В активном состоянии робот воспроизводит различные световые эффекты.


Робот приведённый в статье не только создаёт световые эффекты,  но и вращается вокруг оси, а по прошествии определённого времени автоматически выключается. Необходимым условием для демонстрации световых эффектов, является полная темнота в помещении.

Включают робота коротким нажатием на кнопку включения. Выключение как уже было сказано выше происходит автоматически по истечении некоторого времени.


***
 




 1.ВИДЕОТЕСТЫ ЗАПУСК СВЕТОКИНЕТИКА
  • На видео.1, видео.2, видео.4 показано включение светокинетика на ограниченный промежуток времени в сумерках на отражающей поверхности.
  • На видео.3 показано включение светокинетика на ограниченный промежуток времени в полной темноте.

В активном состоянии робот воспроизводит последовательную смену цветов, а затем их оттенков. Происходит процесс смены цветов проходит не быстро, поэтому приведённые видеофрагменты передают не все цветовые оттенки.

На приведённых видеофрагментах (плейлист в проигрывателе) последовательно показаны все режимы работы 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.

 
Видеофрагменты 1-4.
 

 


ВСЕ РОБОТЫ на канале DROID1020 !!! подпишись и смотри. Переход по ссылке жми!
 


 2.ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ.

Для уменьшения количества используемых радиокомпонентов и упрощения схемы, в качестве излучателя световых вспышек используется RGB-светодиод. Внутри корпуса такого светодиода находится миниатюрная микросхема, а на подложке размещены три кристалла R-red (красный), G-green (зелёный), B-blu (голубой). Поскольку этими кристаллами управляет встроенная в корпус микросхема, то при подключении источника питания к светодиоду он начинает светиться всеми цветами радуги. Собранный светокинетик с установленными батарейками показан на фото.1 (вид сверху).
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере

фото.1

фото.2
 

Включение светокинетика проводят кратковременным нажатием кнопки, выключение происходит автоматически. Смена цвета и оттенков также происходит автоматически.
 
 

 
КОМПОНЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РОБОТА


 1.Батарейки типа LR44 (1,5Вх4шт.)
 2.RGB-светодиод, многоцветный с переключением.

 3.Крепёжные П-образные скобы.
 4.Изолирующие трубочки.
 5.Кнопка канцелярская металлическая.
 6.Мотор низковольтный типа RF-300CA.

 7.Кнопка включения робота двух выводная.
 8.Сигнальный мигающий светодиод.
 9.Провод подключения мотора.

 
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Металлические кнопки используются в качестве контактных площадок для батареек.


Фото.3.нажимайте фото для просмотра в полном размере.
 
 3.ПРИНЦИП РАБОТЫ.
 

Электрическая схема представлена на рис.1. После установки батареек в отсеки робот находится в выключенном состоянии. Включают светокинетик коротким нажатием кнопки SB1. После нажатия кнопки происходит мгновенная зарядка конденсатора C2 до уровня напряжения питания. Положительная обкладка конденсатора C2 подключена непосредственно к выводу затвора полевого транзистора VT2. Поэтому при достижении порога включения сопротивление канала сток-исток этого транзистора резко падает и на стоке появляется отрицательный потенциал.


Рис.1.Принципиальная электрическая схема.
Этот потенциал поступает на вывод истока полевого транзистора VT1 и через резистор R1 на правый по схеме вывод (катод) RGB-светодиода(HL1). Анод RGB-светодиода HL1 подключен непосредственно к плюсу источника питания. Через светодиод HL1 начинает течь ток и он зажигается одним цветом. Одновременно на затвор транзистора VT1 поступает положительный потенциал. Транзистор открывается сопротивление канала сток-исток падает и через транзистор начинает течь ток. На левый по схеме вывод мотора M1 поступает отрицательный потенциал и мотор также оказывается подключенным к источнику питания. А правый по схеме вывод мотора подключен непосредственно к положительному полюсу источника питания. Поэтому вал мотора начинает вращаться.

Пока на RGB-светодиод поступает напряжение он последовательно высвечивает цвета и оттенки. В промежутках между сменой одного цвета другим присутствует небольшая пауза. В этот момент ток через светодиод становится меньше, поэтому чтобы не происходило сброса последовательности воспроизведения в схеме предусмотрен конденсатор C1. Этот конденсатор накапливает заряд во время свечения светодиода и поддерживает его при смене цвета.

Заряженный до напряжения питания конденсатор C2 постепенно разряжается через включенный параллельно резистор R2. Потенциал на его положительной обкладке уменьшается. Когда он достигнет нижнего порогового уровня, транзистор VT2 закроется. Сопротивление его канала сток-исток станет бесконечно большим и ток через него перестанет поступать на исток транзистора VT1, а также на вывод катода светодиода HL1. Светодиод перестанет светить, транзистор VT1 закроется и выключит мотор M1, робот светокинетик остановится. Чтобы светокинетик заработал снова нажмите кнопку SB1.
 
4.ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ.

Печатная плата изготовлена из односторонне фольгированного листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Размеры печатной платы 30х30мм. В качестве источника питания установлено 4 элемента LR44 по 1,5 вольта каждый, с общим напряжением 6 вольт. Ссылка на архив с чертежами и разводкой под ЛУТ размещена в конце статьи. Список радиокомпонентов приведён в таблице.1.
 

Таблица.1.Список радиокомпонентов.

 

Рис.2.Монтажный чертёж.
 
 
 
Все резисторы импортного или отечественного производства мощностью 0,125Вт. Оксидные (полярные) конденсаторы рекомендуется устанавливать малогабаритные. Для крепежа батареек использованы металлические канцелярские скрепки.

Порядок сборки робота прост. Сначала выполняйте монтаж радиокомпонентов, затем крепеж батареек, установку и монтаж двигателя. Далее все процессы сборки будут изложены более подробно. Сборочный чертёж светокинетика показан на рис.2. 


 
 5.МОНТАЖ RGB-СВЕТОДИОДА.

Светодиод(1) устанавливают на печатную плату(фото.4), для чертежа на рис.2 позиция HL2. После установки на позицию, выводы светодиода необходимо загнуть в сторону, так чтобы его корпус был направлен в сторону. Светодиод будет светить не вверх, а в сторону и при вращении робота освещать стены комнаты. Направление ориентации светодиода показано чёрной стрелкой.
 


Фото.4.Монтаж RGB-светодиода.

6.МОНТАЖ КРЕПЕЖНЫХ СКОБ ДЛЯ БАТАРЕЕК.

В качестве контактных элементов для батареек на печатную плату устанавливают две канцелярские кнопки(1). Их устанавливают по центру одну на позициях GB1,GB2 и вторую на позиции GB3,GB4. После установки кнопки припаивают большим количеством припоя (фото.5,6,7).
 


Фото.5.


Фото.6.

 

Фото.7.
 
 


Батарейки (4) устанавливают на металлическую кнопку(3) и прижимают П-образным крепежом(1) с изоляторами из трубочек(2). Крепёж батареек выполнен из металлической скрепки выгнутой в П-образную скобу.  В верхней части П-образную скобу немного выгибают дугой вниз (фото.5,6,7). Это необходимо для того, чтобы прижимать батарейки к контактной площадке внизу. Чтобы, боковые грани батареек не контактировали с вертикальными, П-образными креплениями, на скобу надеты изолирующие трубочки(2). П-образный крепёж, а также изолирующие трубочки хорошо видны на фото.5,6,7.

 
 
Для изготовления П-образного крепежа необходимо взять две канцелярские металлические скрепки. Выгните их в П-образную форму по чертежу рис.3. Изолирующие трубочки могут быть любые полихлорвиниловые небольшого диаметра, высотой равной высоте двух батареек установленных одна на другую.

Небольшой участок длиной 5мм от основания П-образной скобы необходимо залудить. После установки на позицию кончики скоб припаивают к печатной плате. Для облегчения процесса лужения воспользуйтесь нейтральным беспромывочным флюсом.

Рис.3.Чертёж П-образных скоб.


 7.МОНТАЖ МОТОРА.

Мотор (1) устанавливают со стороны токоведущих дорожек ориентируя валом вниз (фото.8). Для соединения с печатной платой можно использовать термоплавкий клей или клейкий двусторонний скотч(2). Но прежде чем проводить таким способом крепёж мотора, его необходимо подключить и провести проверку схемы на работоспособность.

Фото.8.Монтаж мотора.


 8.НАСТРОЙКА И ТЕСТИРОВАНИЕ.

Проверка проводится следующим образом. Установите батарейки на позиции GB1,GB2 и GB3,GB4, робот должен находится в выключенном состоянии. Батарейки размещаются на двух позициях обозначенных GB1,GB2 и GB3,GB4. Причём на каждой из позиции устанавливают по две батарейки. Нажмите кнопку SB1 должен включиться мотор, мигающий светодиод HL1 и начнёт светиться RGB-светодиод. Через некоторое время схема робота автоматически выключиться, мотор остановиться, светодиод HL1 перестанет мигать, а RGB-светодиод погаснет. Повторное нажатие кнопки SB1 снова включит робота.

Фото.9.
 
Время, в течении которого робот продолжает работать определяется сопротивлением резистора R2 и ёмкостью конденсатора C2. Чем больше ёмкость конденсатора C2 и сопротивление резистора R2, тем дольше робот будет оставаться во включенном состоянии. Сборка окончена!
 
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: 10671 | Добавил: Droid | Теги: светящийся робот, светокинетик, световой робот, Robots, роботы, робот, Robot | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 8
avatar
1 BLOCK • 14:42, 14.10.2011
Моему коту будет очень интересно, что это за штука))
avatar
2 $$$AntoN$$$ • 18:05, 06.12.2011
Да прикольная вещичка)))
avatar
3 oskol • 22:16, 12.06.2013
Не открывается архив... пишет нет файлом для извлечения?!
avatar
4 MSA-Beam-Robotics • 22:22, 12.06.2013
Пробуйте еще раз. Либо проявите активность комментируя статьи, тут такая политика на скачивание файлов )
avatar
5 Droid • 22:53, 12.06.2013
Архив проверен, ссылка рабочая, архив скачивается без проблем и нормально разархивируется. Ищите проблемы на своём компьютере, с установленным софтом.
avatar
6 oskol • 09:24, 13.06.2013
Да, действительно на работе все открывается. Вероятно дело в архиваторе.
avatar
7 Rashal • 23:00, 14.07.2013
biggrin С такими диодами можно сделать себе дискотечный прожектор. Мне понравилось. smile
avatar
8 MSA-Beam-Robotics • 23:53, 14.07.2013
тогда таких много сделать и на потолок на нточке подвесить ))) Или кучу наполу выпустить - будет световое шоу )
avatar