Кошачий лоток.

Автор: Евгений Ильин aka Stalker46
Опубликовано 27.08.2010

2010

"Очень, знаете ли, облегчает мне жизнь периодически, да..."
Каждый радиолюбитель испытал на себе счастье сидеть и болтать миску с травящим раствором.
Я мог сидеть так часами - это очень утомительно и отбирает много сил.
В один прекрасный вечер при создании еще одной печатной платы мне захотелось сделать своего "робота", который взбалтывал бы раствор - а я занимался другими делами - вот действительно жизнь облегчает! Да и чтобы робот взбалтывал или быстро, или медленно, в зависимости от команд пользователя.
Решение пришло быстро - взять семисегментный индикатор, который будет показывать режим скорости взбалтывания раствора, две тактовых кнопочки - одна будет увеличивать скорость взбалтывания - другая будет кнопкой сброса reset.
В качестве элементной базы я выбрал микроконтроллер Attiny2313 - пожалуй, самый распространенный и доступный МК из всех AVR семейства Tiny. Логика работы прибора проста - мы нажимаем на кнопку, показания на индикаторе увеличились на 1 и шаговый двигатель начинает вращаться быстрее.
Для управления ШД маломощными сигналами микроконтроллера нужен специальный драйвер, который можно изготовить или на рассыпухе - транзисторах, резисторах и диодах, а можно не заморачиваясь применить микросхему сборки транзисторов Дарлингтона, это набор составных транзисторов, залитых эпоксидным компаундом. Нам нужно всего лишь четыре таких сборки, поэтому подойдет любая ULN20**, ULN28**. Я же поставил ULN2004A, т.к. именно она оказалась под рукой. В этой микросхеме находится семь сборок транзисторов, поэтому нам хватает с головой. Кстати, и не надо лепить защитные диоды от противо-ЭДС шагового двигателя - они уже имеются в составе этой микросхемы.
Ну а далее, с микросхемы сборки Дарлингтона достаточно усиленные для подачи сигналы подаются на шаговый двигатель. В результате схема обрела вот такой вид:

В качестве ШД я использовал широкодоступный униполярный ЕМ-201.

Но, пока что хватит теории и давайте уже поскорей перейдем к практике.
Корпус нашего "робота" сделан из ДСП и ДВМ материалов. Особо заморачиваться на корпусе тут не требуется. Можно изготовить абсолютно любой корпус из любых доступных материалов, у меня таковыми оказались дерево. На прямоугольное основание из ДВП с одной стороны делается скошенный корпус - там будет наша электроника.

На лицевой панели установлен выключатель питания установки, двухразрядный семисегментный индикатор (только такой нашел), две тактовые кнопки и светодиод, показывающий наличие питания всей электронной начинки.
Шаговый двигатель и система "тряски" раствора аналогична работе поршневой системы.
Только вместо шатуна - полоска листового металла, роль коленчатого вала - круг, надетый на ось ШД, а роль поршня - сама ванночка с травящим раствором, коим может оказаться хлорное железо, раствор медного купороса с солью, азотная кислота, и т.д.
Фотография установки в процессе сборки:

Это лицевая панель, на ней размещен выключатель питания, две тактовые кнопки. Лицевая панель легко снимается, надо всего лишь открутить четыре болта.
Вот в этой коробочке находится вся необходимая для установки электроника.
Пока электроники там нет, я решил сфотографировать механическую часть привода:

Вот вы спросите, а что это за желтая штучка на круглой подставке? А это всего лишь пробка от бутылки, приклеенная к подложке CD-диска. Вот фото крупнее:

Ну а сейчас показываю электронную начинку этого лотка. Разъема тут два - и оба PLS - один это разъем на шаговый двигатель, другой - на семисегментный индикатор.
Плата получилась маленькой, благодаря чему я могу просто поставить ее к стенке устройства, и она не будет мешать "коленчатому валу". Да, а ведь если ось ШД зацепится о провод, то последний может оторваться. Так что надо быть осторожным, и подводить провода, не оставляя "ежиков" - сплошной путаницы проводов.
Шлейф уходит на индикатор, кстати, на фотографии 2 разряда. На плате уже установлены тогоограничительные резисторы для включения каждого сегмента индикатора.
МК программируется на любом другом устройстве, т.к. я не предусмотрел здесь разъем ISP. А он и не нужен - это, во-первых, лишние затраты на разъем, а во-вторых он занимает место.
Но, я думаю, найти устройство с панелью для этого МК труда не составит.

Как только программа была записана во Flash-память программ, микроконтроллер был вставлен в dip-soсket панель для микросхем, после чего лицевая панель закрылась и внутренности "робота" стали недоступны. Нам же оставалось только нажимать на кнопочки, выведенные на лицевую панель платформы.
На эту конструкцию есть все же ограничение по весу ванночки с раствором. Дело в том, что в этом проекте я применил маломощный униполярный шаговый двигатель EM-201, поэтому рекомендуется ставить ванночку с раствором, общим весом не более 250гр. В процессе эксплуатации тактовые кнопочки, залитые клеем, отказали, и пришлось заменить их на более надежные кнопочные переключатели, рассчитанные на более высокую мощность. Чертеж печатной платы, а так же исходные коды для программирования микроконтроллера, вы найдете в приложении, в конце статьи.
Фотография готового устройства:

Вот и все, готовая робототизированная платформа стала пригодна к частому использованию радиолюбителем. Надеюсь, что такое устройство будет "облегчать жизнь" и вам! Удачи в сборке!

Файлы:
Печатная плата в формате SL 4.0.
Прошивка МК с исходником.

Вопросы, как обычно, складываем тут.