Вот уже год как я занимаюсь робототехникой. Вначале были простенькие BEAM- букашки на микриках, далее line – трейсеры на l293, сумоисты – толкатели на логике. И вот наконец решил построить что –то более серьёзное – робот пылесос! Но, как известно серьёзному роботу нужен хороший мозг, из всех доступных вариантов самым подходящим является Микроконтроллер.
Сначала я хотел приобрести ARDUINO в качестве мозга, а также сенсоры и датчики POLOLY. Но далее посчитав во сколько мне всё это с доставкой обойдётся – понял что собрать всё это самому будет намного дешевле.
Вот из чего сейчас состоит мой набор модулей:
1. Контроллер (основной модуль).
На плате основного модуля находится стабилизатор напряжения на 5В, напряжение питания 7.4 – 12В, микроконтроллер ATmega16 (вместо него можно установить ATmega32 или 644). Порты A, B, C и D контроллера выведены на штыревые разъёмы. В верхней части платы расположен разъём для подключения ISP программатора. Для подключения питания остальных модулей, на плате имеется группа разъёмов (+ -).
Принципиальная схема:
2. Драйвер коллекторных двигателей.
Драйвер является посредником между электродвигателем и контроллером. Устройство выполнено на микросхеме l298N, что обеспечивает возможность использовать двигатели с током до 2 ампер, в случае использования драйвера на всю мощность, на него необходимо установить радиатор.
Я специально не стал применять в схеме различные инверторы, призванные сэкономить порты контроллера, дабы упростить схему. Питание двигателей подаётся на винтовой клемник расположенный в нижней части платы. Запитать двигатели можно также от основного источника, для этого нужно установить перемычку JMP1.
Таблица: Управление двигателями.
ENABLE1 (2)
INPUT1 (3)
INPUT2 (4)
MOTOR 1(2)
0
Что угодно
Что угодно
0
0
стоп
1
1
0
1
0
В одну сторону
1
0
1
0
1
В другую сторону
1
1
1
1
1
стоп
1
0
0
0
0
стоп
3. ISP программатор.
В данное время для прошивки контроллера я использую простой ISP программатор – 5 проводков с LTP порта. Надо сказать что при моём достаточно грубом обращении с ним за 2 месяца эксплуатирования я не сжёг ещё не одного пина LTP порта.
4. Модуль связи с компьютером RS232 – UART.
Ну а здесь всё по дата щиту, а я лишь сделал разводку платы.
5. Инфракрасный датчик препятствий.
Датчик препятствий состоит из 2-х частей:
— собственно сам датчик на базе ИК приёмника SM3374 (аналог TSOP1836) и ИК светодиода.
— генератор, подающий импульсы ножной частоты на ИК светодиод, но о нём ниже.
Я разделил этот модуль на две части специально, для того чтобы можно было использовать TSOP, отдельно, в качестве приёмника для связи с контроллером по RC5.
Схема:
Подстрочный резистор R2 служит для управления яркостью ИК диода.
Из-за простоты, разводку платы я делать не стал и собрал этот модуль на макетке.
6. Модуль генератора импульсов для засветки инфракрасных TSOP –ов.
Генератор собран на микросхеме NE555:
Частота устанавливается с помощью построечного резистора R1.
К генератору можно подключить до трёх датчиков.
Для подключения ИК бампера к управляющей плате используется разъем PLS6. К нему подведены выходы датчиков и вход сброса 555-го таймера и шины питания. Активный уровень сигнала сброса – нулевой. Вход сброса отключает генерацию несущей частоты.
В архиве так же приложена схема и разводка платы сдвоенного генератора на микросхеме NE556, на случай если понадобится генерировать сигнал для засветки TSOP – ов разной частоты.
Печатные платы модулей сделаны ЛУТ методом.
Вот простой пример использования этих модулей:
Платформа взята от танка на дистанционном управлении. После подачи напряжения на контроллер, робот едет вперёд, обнаружив перед собой препятствие, ИК датчиком, отъезжает назад, разворачивается на 100 градусов и едет дальше, пока не обнаружит другое препятствие.
Автор: Феофанов Иван
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Контроллер (основной модуль)IC3
МК AVR 8-битATmega161
ATmega32 или ATmega644VR1
Линейный регуляторLM7805CT1
VD1
Выпрямительный диод1N40041
HL1
Светодиод1
Cr1
Кварцевый резонатор16 МГц1
L1
Катушка индуктивности10 мкГн1
C1
Электролитический конденсатор100 мкФ1
C2, C3, C11, C12
Конденсатор0.1 мкФ4
C4
Электролитический конденсатор47 мкФ1
C9, C10
Конденсатор22 пФ2
R1
Резистор360 Ом1
R2
Резистор10 кОм1
Резистор1 кОм3
Драйвер коллекторных двигателей
Драйвер электродвигателейL2981
VD1-VD8
Диод Шоттки1N58188
VD9
Выпрямительный диод1N40041
HL1
Светодиод1
C1
Электролитический конденсатор1000 мкФ1
C2-C6
Конденсатор0.1 мкФ5
R1-R6
Резистор100 кОм6
R7
Резистор360 Ом1
ISP программатор
Резистор150 Ом4
Модуль связи с компьютером RS232 – UARTIC3
ИС RS-232 интерфейсаMAX232E1
C1-C4
Конденсатор0.1 мкФ4
Инфракрасный датчик препятствий
ИК приёмникSM33741
Аналог TSOP1836HL1
ИК светодиод1
C1
Электролитический конденсатор10 мкФ1
R1
Резистор220 Ом1
R2
Подстроечный резистор1 кОм1
Модуль генератора импульсовIC1
Программируемый таймер и осцилляторNE555D1
HL1
Светодиод1
C1
Конденсатор1 нФ1
C2
Конденсатор10 нФ1
C3
Конденсатор0.1 мкФ1
R1
Подстроечный резистор10 кОм1
R2
Резистор20 кОм1
R3
Резистор360 Ом1
R4-R7
Резистор4.7 кОм4
Модуль генератора импульсов (2 вариант)IC
Программируемый таймер и осцилляторNE5561
HL1
Светодиод1
C1, C3
Конденсатор1 нФ2
C2, C4
Конденсатор10 нФ2
C5
Электролитический конденсатор1 мкФ1
R1, R3
Подстроечный резистор10 кОм2
R2, R4
Резистор20 кОм2
R5
Резистор360 Ом1
R6-R11
Резистор4.7 кОм6
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- robo_modul.rar (83 Кб)
- Тестовая прошивка.rar (1 Кб)