Robot 53

Elektronika

Obr. 1. Hlavní schéma.

                 Použité součástky: 
                    uP Atmel AVR 90s8535                1x
                    ss motory Igarashi 6W               2x
                    můstek pro ss motory L 293D         1x
                    invertor 74hct14                    1x
                    u-spínač                            3x
                    led                                 2x
                    IR diody                           11x
                    Fototranzistor                      9x
                    Akumulátory Ni Cd 1600mAh          10x


                    Maximální odběr:                    2A

Čidla

Čidla pro snímání čáry

Pro snímání čáry používáme čidla se dvěma snímacími fototranzistory ve speciálním pouzdře.

Jejich uspořádání je nastíněno na obr.2

Obr. 2. Snímače čáry.

Princip je tento: Podle polohy čáry se mění množství světelného toku, který se odrazí do snímacích tranzistorů. Fototranzistor je zapojen v napěťovém děliči a jeho výstupní napětí je zpracováváno A/D převodníkem. Po vyfiltrování se hodnota v procesoru zkalibruje do rozsahu 0-63. Nyní máme k dispozici hodnoty zhruba tohoto průběhu:

Obr. 3. Výstupy ze snímačů čáry.

Nyní uděláme rozdíl hodnot z levého a pravého čidla a ten použijeme jako odchylku v PI regulátoru, který nastavuje žádané hodnoty rychlostí motorů.

Obr. 4. Regulační obvod motorů.

Čidla pro snímání otáček motorů

Inkrementální snímače slouží ke zjištění rychlosti otáčení kola motoru. K vysvětlení jejich principu použijeme obrázek.

Obr. 5. Princip infra-snímače.

Infra-dioda vysílá světelný paprsek, který se může odrazit k infra-transistoru jen pokud dojde k odrazu od světlého povrchu na vnitřní straně kola. Uvnitř kola se střídají bílé a černé pásky, a proto při otáčení kola vzniká na kolektoru infra-transistoru pulsující signál, jehož frekvence je úměrná rychlosti otáčení kola. Pokud chceme kromě otáček snímat i směr otáčení, je nutné mít u každého kola dva infra-snímače s uspořádáním, které je na obr.6.

Obr. 6. Rozmístění dvou Infra snímačů.

Pokud použijeme uspořádání podle Obr.6, pak po upravení schittovým invertorem dostaneme signály s časovými průběhy, které jsou na obr.7. Na tomto obrázku je vidět, že při příchodu hrany prvního signálu a1 se druhý signál a2 nachází v logické úrovni, která odpovídá směru otáčení. Pokud test směru provádíme při nástupné i sestupné hraně mění se logická úroveň, která odpovídá jednomu směru. Práce se oběma hranami signálu a1, je tedy náročnější, ale umožňuje lepší přesnosti výsledků.

Obr. 7. Časové průběhy .

Nyní již máme signály s klasickými logickými úrovněmi, které obsahují všechny potřebné informace a je nutno se rozhodnout jakou metodou je zpracovávat. To můžeme provést pomocí dvou základních principů: měření frekvence nebo měření periody. Při měření frekvence se měří počet impulsů během konstantní doby. Při měření periody se měří počet impulsů hodinového signálu během trvání jedné logické úrovně. V našem projektu používáme princip měření periody kvůli podstatně větší přesnosti. Pro řízení rychlosti se v současné době používá P regulátor se Tvz 2,5ms.

Čidla pro detekci překážky

Pro detekci překážky používáme zapojení, které obsahuje vf osilátor s IR diodou, příjímací fototranzistor a fázový zavěs. Fázový závěs testuje zda frekvence modulovaná na tranzistoru je stejná jako frekvence oscilátoru. Toto schema je použito třikrát, dvě diody jsou ve směru jízdy a jedna na straně.

Konstrukce

Mechanická konstrukce robota je převážně ze stavebnice Merkur a její detaily není vkusné v technické zprávě zmiňovat.

Algoritmy

Nejsou

V Brně 21.4.2002
Zigáček, Vrbka

[Naspäť] [Obsah] [Domov]