Construirea unui robot - Schema electronica

Am atasat o schema electronica a unui robot care poate fi folosit la meciuri de Sumo, urmarire de linie, labirint, deplasare la intamplare cu evitarea obstacolelor intalnite in cale, etc.

Dupa cum se vede de pe schema, componenta principala o reprezinta controllerul Nemesis, care este un PIC micro 16F88 cu un "boot loader" pre-programat. De ce am ales acest controller? In primul rand pentru ca este usor de programat in limbaj Basic, apoi pentru ca mediul de programare se descarca gratuit de pe internet impreuna cu documentatia aferenta si se pot gasi o gramada de exemple de folosire in forumul de pe site-ul firmei producatoare, Kronos Robotics (www.kronosrobotics.com). Un alt criteriu reprezinta pretul de numai $12.95. Un PIC 16F88 se poate cumpara intre 4 si 8 dolari, in functie de magazin. Dar aveti nevoie de un programator (cel mai ieftin e in jur de $40) si de un compilator (in limbaj Basic cel mai ieftin e $99 sau pentru limbaj de asamblare se poate descarca gratuit). De fapt, si pentru programarea lui Nemesis aveti nevoie de un adaptor de nivel logic pentru portul serial. (Vezi schema Adaptor)

A doua componenta importanta este integratul SN754410E, fabricat de Texas Instruments, care este un "Quad Half H-Bridge", cu care se pot comanda 2 motoare de curent continuu sau un motor pas-cu-pas. Costa in jur de 2 dolari si se poate comanda la magazinele de import de piese electronice. Fiecare motor are 2 pini de comanda plus un pin de enable, care poate fi oscilat cu o frecventa crescatoare pentru un efect de accelerare sau descrescatoare pentru un efect de incetinire. Interesant este ca daca ambii pini de comanda sunt 1 logic si pinul de enable tot 1 logic, motorul este franat electronic.

Piesa U1 este un "Photo IC" PNA4613, 40KHz, fabricat de Panasonic. Este un senzor infrarosu, sensibil la un semnal modulat pe o frecventa de 40KHz, care se gaseste in mai toate aparatele electronice care folosesc telecomanda - video, TV, DVD, etc. In aceasta schema, senzorul este folosit pentru mai multe scopuri, in functie de necesitati. In principal este folosit la detectarea oponentului, dar se pate folosi si pentru a telecomanda robotul sau pentru a primi mesaje sau comenzi de la un alt robot. Dupa cum vedeti in schema, la stanga si la dreapta lui U1 se afla cate un LED infrarosu, pe lungimea de unda de 940nm, in capsula de 5mm. Aceste LED-uri sunt comandate de portul 6 al controllerului, care poate fi setat ca Pulse Width Modulation pentru generarea unui semnal cu frecventa de 40KHz. Din semireglabilul R3 se regleaza curentul care trece prin LED pentru reglarea distantei la care obstacolele vor fi detectate. Din cauza ca exista un singur port pentru comanda a 2 LED-uri, am conectat fiecare LED la un port diferit al controllerului, selectand din program care LED va fi activ. Am folosit 2 LED-uri pentru a avea detectectia obstacolelor pe stanga-centru-dreapta.

Se mai observa in scema 2 grupuri de LED-Fototranzistori infrarosii, care sunt recuperate dintr-un video casetofon stricat. Fototranzistorii sunt in capsula de 3 mm, cu lungimea de unda de 940nm. Pentru realizarea acestui montaj aveti nevoie de 2 LED-uri infrarosii in capsula de 3 mm. (LED-ul din aparatul video era de 5 mm si l-am folosit la detectia obstacolelor impreuna cu cel recuperat din telecomanda aparatului). Se pot cumpara senzori incapsulati in plastic, in capsule de diverse marimi si forme, pentru 2-4 dolari bucata. Din semireglabilul R6 se regleaza sensibilitatea senzorilor (intre 1 si 2 cm). Acesti senzori detecteaza trecerea de pe negru (high) pe alb (low) si sunt folositi pentru detectarea marginii ringului de Sumo sau a unei linii negre pe fond alb - la urmarire de linie.

Regulatorul de tensiune este de tip "low dropout" LM 2940. Se poate folosi si un regulator de tip 7805 dar atunci montajul trebuie alimentat la 7,5-9V.

Motoarele sunt de curent continuu, recuperate dintr-o jucarie electrica (masina telecomandata) sau video casetofon, etc. Trebuie sa fiti atenti ca firele de alimentare ale motoarelor sa fie rasucite si motoarele sa aibe condensatori ceramici de decuplare de 0.1uF montati direct pe motor astfel: unul intre cele doua fire, unul de la un fir la carcasa si altul de la celalalt fir la carcasa.

Astept intrebarile si comentariile voastre.

In urmatoarea parte a tutorialului voi atasa si discuta un program de deplasare la intamplare cu evitarea obstacolelor.

Ro-Bot-X