Немного предыстории (возможно её кто то тут уже читал).
В далёком 2010г., на подработке было очень много свободного времени и я начал немного интересоваться электроникой. В мои руки попала замечательная книга Д.Хейзермана "Как самому построить робот". Читал её с большим интересом, пытался попутно понять логику работы элементов, блоков и робота в целом. Загорелся идеей построить нечто похожее, но в немного меньшем масштабе, начал делать кое какие наброски схемы, продумывать логику движения и прочие детали. Спустя какое то время бросил это дело и позабыл о нём. И вот недавно, сам того не ожидая вернулся к этой идее вновь, решил что нужно довести до конца и сделать все более продуманным. Начал фактически в нуля, переработал основную часть схемы да и шасси для робота выбрал другое. Теперь хочу поделиться тем что уже есть и мыслями о том что возможно будет делаться.
Фантазия на названия у меня не очень развита))) да и есть некоторая тяга ко всему Советскому, по этому робота решил назвать Изделие-1.
Начать наверное следует с общей философии для данного устройства:
1.Основной идеей служит построение робота без применения программируемых узлов, а значит чисто на логических элементах;
2.Схемы необходимо разрабатывать так чтоб образовывались блоки, соединяемые плоским кабелем, таким образом появляется возможность проектирования дополнительных блоков расширяющих возможности робота.
Основная задача для данного механизма: осуществлять свободное перемещения в пределах помещения без физического контакта с объектами в помещении.
Шасси: изначально планировалось использовать обычную платформу от машинки, развернутую наоборот, чтоб поворотные колёса были сзади, но потом решил купить платформу для робота с Алиэкспресса. Платформа танкового типа, имеет 4 редуктора и 4 колеса. Что самое главное она симметричная спереди и сзади. Это добавило несколько интересных решений в логике движения и схемотехнике.
Логика движения: логику задают 4 датчика и их расположение + конструкция шасси добавляет одну особенность. Так при одновременном срабатывании 2х датчиков по курсу движения (как такового переда и зада нет) что свидетельствует о достаточно большом препятствии, робот меняет направление движения на противоположное. При одновременном срабатывании датчиков с одной стороны (слева или справа), робот должен случайным образом выбрать в какую сторону ему повернуть. Вся остальная логика довольно простая, срабатывает левый датчик, поворачиваем вправо и т.д.
Схема: Базовый вариант робота предполагает наличие на борту 4х блоков таких как блок дешифратора, блок выбора направления, блок генерации и индикации , блок драйвера и питания. На данный момент полностью готовы схемы первых 2х блоков, единственное что не проставлены все связи, однако всё это уже работает в протеусе.
Блок-1: Дешифратор
Наверное правильней было бы назвать не дешифратор, а какой ни будь перешифратор, потому что в данном блоке присутствует как дешифратор на входы которого поступают сигналы датчиков, так и шифратор выходы которого идут к моторам. Дешифратор состоит из микросхемы К155ИД3 (U1), а шифратор состоит из 8 микросхем (U2-U9), таких как: ЛА3, ТМ2, ЛН1, ЛЛ1, ЛЕ4, ЛИ1.
Блок-2: Выбора направления
Данный блок обеспечивает работу функции смены направления движения на противоположное. Реализовано это на 2х микросхемах К555КП16 (U10-U11) и триггера ТМ2 (U12:A). Именно к этому блоку подключаются датчики, сигналы которых через U10 идут по плоскому кабелю на вход дешифратора U1, а выходы шифратора идут к микросхеме U11 и уже от нее сигналы проходят к драйверу моторов. Также к этому блоку предусмотрена возможность подключения пульта управления, проводного или дистанционного
Блок-3: Генерации и индикации
Данный блок находится в разработке. По плану должен включать в себя 3 генератора частоты 1Гц, 1кГц и 36кГц реализованные на таймерах 555. Будет присутствовать звуковая индикация функции Стоп, а также световая индикация сигналов датчиков. Когда буду продумывать схему, то возможно добавятся еще какие то индикаторы.
Блок-4: Драйвер и питание
Ну тут все относительно просто, блок будет содержать в себе 2 дайвера L293D и микросхемы контроля заряда батареи. Делаться он будет в самую последнюю очередь. Питание планирую осуществлять с помощью литиевых аккумуляторов 18650. Точное количество пока не знаю, но минимум 2 шт, 1 на логику, 1 на моторы. Однако я пока без понятия сколько будет потреблять такая куча микросхем, так что нужно будет продумать возможность подключения дополнительных банок для большей автономности.
Сборка:
Изначально планировал делать 2х сторонние платы (на 1 сторону все не влезет), даже развёл несколько вариантов. Однако мой скромный опыт не позволяет вытравить с достаточной точность такие сложные платы. К тому же всплыл нюанс о котором я не подозревал, все отверстия предполагались быть металлизированными, но как это сделать в домашних условия? Заказал на Алиэкспрессе специальные медные клепки для таких целей. После проверок выяснилось что для панелек и всякой мелочи типа конденсаторов и резисторов, эти клепки подходят, а вот ножки разъемов в них уже не лезут. Много времени потратил на поиск решения. Думал даже у китайцев заказать готовые платы, но потом выяснилось что цена с доставкой сильно кусается, да и минимальное количество заказа 5 плат, куда другие девать учитывая что это единичный проект. В итоге плюнул на все и решил собрать на макетной плате. В этом есть как + так и -. К + можно отнести то что при изменении схемы, всё это легко перепаивается. К - относится большая трудоёмкость монтажа. Сейчас начал постепенно паять первый блок
Выглядит конечно по колхозному, но мне думаю этого хватит)
Тему эту создал для того, чтоб просто поделиться своим проектом, может кому ни будь подобное интересно, тогда с удовольствием отвечу на вопросы. Да и по мере сборки возникают некоторые вопросы которые буду тут спрашивать, чтоб не создавать миллион тем и всё будет в куче.
07.02.2022 - Добавил файл проекта в Proteus 8.13
