Выбор электронных элементов

1) Принцип работы датчика границы основан на свойстве поверхностей по-разному отражать падающий на них свет. Черные или темные поверхности отражают свет намного хуже, чем белые или светлые.

Улавливая отраженный свет, мы определяем тип поверхности, находящейся под датчиком. Для изготовления датчика границы мы используем фототранзистор и яркий светодиод. На приведенном рисунке изображена конструкция датчика. Светодиод и фототранзистор направлены в сторону исследуемой поверхности. Расстояние до поверхности зависит от силы свечения светодиода и чувствительности фототранзистора. Обычно оптимальное расстояние равно 1-1,5 см. Использование фототранзистора обусловлено тем, что скорость его срабатывания высока и достаточна даже при очень быстром движении робота. Фоторезисторы имеют невысокую скорость срабатывания, и ее может быть недостаточно при высокой скорости движения робота. Схема датчика очень проста, состоит непосредственно из фототранзистора, светодиода и ограничивающих резисторов. При срабатывании фототранзистора на выходе формируется сигнал низкого уровня, который и подается на один из свободных входов микроконтроллера.

)   Два бампера позволяют зафиксировать столкновение с препятствием, при этом закрепленный на бампере магнит приближается к геркону и тот срабатывает на замыкание. Геркон - электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита контакты замыкаются.

)   Шаговый электродвигатель - это электромеханическое устройство, преобразующее сигнал управления в угловое перемещение ротора с фиксацией его в заданном положении. Современные шаговые двигатели являются, по сути, синхронными двигателями без пусковой обмотки на роторе, что объясняется частотным пуском шагового двигателя. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. Отличительная особенность шаговых двигателей - это возможность осуществлять позиционирование без датчика обратной связи по положению.

Преимущества шаговых двигателей по сравнению с синхронными двигателями, является:

· Экономичная цена шаговых двигателей, в среднем в 1,5-2 раза ниже синхронных аналогов;

·   Более высокий момент в удержании и на низких оборотах при одинаковой массе;

·   Возможность осуществлять позиционирование без датчика обратной связи.

Недостатки шаговых двигателей:

· Падение момента на больших скоростях;

·   Пропуск шагов при управлении без датчика обратной связи. Пропуск шагов обычно наблюдается на больших скоростях или при резких изменениях нагрузки.

На рис.1 показана последовательность импульсов в точках A,B,C,D. Импульсы должны быть одинаковые, но сдвинутые по фазе на четверть периода. На рис.2 показан один из этих импульсов в увеличенном масштабе, а также форма напряжения на соответствующей обмотке двигателя. Участок 1 кривой должен быть более - менее ровным и напряжение там не должно превышать 1-2В. Участок 2 может быть более сложной формы, при вращении двигателя на нем появляются дополнительные выбросы и провалы, но для всех четырех обмоток форма кривой должна быть примерно одинаковой.

)   Использование ЖКИ индикатора необходимо для отображения режима работы платформы, а также информацию о пройденном пути. Данный ЖКИ включен по 8-ми проводной схеме. RS используется для передачи команды сброса и установки параметров дисплея, Е обеспечивает тактирование линии для передачи данных дисплею.