Uzaktan kumanda yeteneklerine sahip, Arduino tabanlı otonom robot. Kızılötesi sensör. Yakınlaştırma modu

Robotikte sensörler en önemli rollerden birini oynar. Robot çeşitli sensörler kullanarak algılar çevre ve içinde gezinebilirsiniz. Canlı bir organizmaya benzetilecek olursa bunlar duyu organlarıdır. Sıradan bir ev yapımı robot bile en basit sensörler olmadan tam olarak çalışamaz. Bu yazımızda bir robota takılabilecek her türlü sensöre ve bunların kullanımının kullanışlılığına detaylı bir şekilde bakacağız.

Dokunsal sensörler

Dokunsal sensörler, robota kendisiyle diğer nesneler arasında ortaya çıkan temaslara (kuvvetlere) yanıt verme yeteneği verir. çalışma alanı. Tipik olarak bu sensörler donatılmıştır endüstriyel manipülatörler ve robotların yanı sıra tıbbi kullanım. Dokunsal sensörlerle donatılmış makineler, ayrıntılara dikkat edilmesi gereken işlevler olan montaj ve inceleme işlemlerini etkin bir şekilde gerçekleştirir.

Üreticiler, modern insansı robotlar geliştirirken, makinelerin daha "canlı" olmasını, etraflarındaki dünya hakkındaki bilgileri kelimenin tam anlamıyla dokunarak algılayabilmesini sağlamak için onları bu sensörlerle donatıyor.

Optik sensörler

Bir robot inşa ederken optik sensörler olmadan yapamazsınız. Onların yardımıyla cihaz etrafındaki her şeyi "görecek". Bu sensörler bir fotodirenç kullanarak çalışır. Yansıma sensörü (yayıcı ve alıcı), örneğin tekerlekli bir robotun çizilen bir çizgi boyunca hareket etmesine veya bir engelin yakınlığını belirlemesine olanak tanıyan yüzeydeki beyaz veya siyah alanları algılamanıza olanak tanır. Işık kaynağı genellikle lensli bir kızılötesi LED'dir ve dedektör bir fotodiyot veya fototransistördür.

Video kameralar özel ilgiyi hak ediyor. Aslında bunlar robot gözler. Görüntü işleme alanında teknolojinin gelişmesiyle birlikte bu tip sensörler artık yaygın olarak kullanılmaktadır. Anladığınız gibi, robotların yanı sıra video kameralar için pek çok uygulama var: yetkilendirme sistemleri, görüntü tanıma, güvenlik faaliyetleri durumunda hareket algılama vb.

Ses sensörleri

Bu sensörler, bir engele olan mesafeyi birkaç santimetreden birkaç metreye kadar ölçerek robotların uzayda güvenli hareket etmesi için kullanılır. Bunlar arasında bir mikrofon (sesi, sesi ve gürültüyü kaydetmenizi sağlar), yakındaki nesnelere olan mesafeyi ölçen sensörler olan telemetreler ve diğer ultrasonik sensörler bulunur. KM özellikle robotiğin hemen hemen tüm dallarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ultrasonik sensörün çalışması ekolokasyon prensibine dayanmaktadır. Şu şekilde çalışıyor: Cihazın hoparlörü belirli bir frekansta ultrasonik bir darbe yayar ve mikrofona dönene kadar geçen süreyi ölçer. Ses tespit cihazları, nesnelerden yansıyan yönlü ses dalgaları yayar ve bu sesin bir kısmı sensöre geri gönderilir. Bu durumda böyle bir geri dönüş sinyalinin varış zamanı ve yoğunluğu, en yakın nesnelere olan mesafe hakkında bilgi taşır.

Otonom su altı araçları için ağırlıklı olarak su altı sonar teknolojileri kullanılırken, karada sonar teknolojileri çoğunlukla bu sensörlerin menzili sınırlı olduğundan yalnızca yakın çevrede çarpışmayı önlemek için kullanılıyor.

Sonik konum belirleyicilere alternatif diğer cihazlar arasında radarlar, lazerler ve lidarlar bulunur. Bu tür telemetre, ses yerine bir engelden yansıyan lazer ışınını kullanır. Bu sensörler, aracın trafikle daha verimli bir şekilde başa çıkmasına olanak sağladığı için otonom araçların geliştirilmesinde daha yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Pozisyon sensörleri

Bu tip sensörler esas olarak sürücüsüz araçlarda, endüstriyel robotlarda ve kendi kendini dengeleme gerektiren cihazlarda kullanılır. Konum sensörleri arasında GPS (küresel konumlandırma sistemi), yer işaretleri (işaret ışığı görevi görür), jiroskoplar (dönüş açısını belirler) ve ivmeölçerler bulunur. GPS, mesafeyi, zamanı ölçen ve robotun uzaydaki konumunu belirleyen bir uydu navigasyon sistemidir. GPS karada, havada ve denizde insansızlaşmaya izin veriyor Araçlar rotanızı bulun ve bir noktadan diğerine kolayca geçin.

Jiroskoplar robotikte de yaygın bir şeydir. Herhangi bir cihazın dengelenmesinden ve stabilize edilmesinden sorumludurlar. Ve bu parçanın nispeten ucuz olması nedeniyle herhangi bir ev yapımı robota kurulabilir.

İvmeölçer, robotun hareket halindeki bir cismin ivmesini ölçmesine olanak tanıyan bir sensördür. dış kuvvetler. Bu cihaz, belirli bir eksen boyunca hareket edebilen ve cihaz gövdesine yaylarla bağlanan devasa bir gövdeye benziyor. Böyle bir cihaz sağa doğru itilirse, yük kılavuz boyunca eksen merkezinin soluna doğru hareket edecektir.

Eğim sensörleri

Bu sensörler robotlarda eğimin kontrol edilmesi, dengenin sağlanması ve cihazın dönmesinin önlenmesinin gerekli olduğu yerlerde kullanılır. pürüzlü yüzey. Hem analog hem de dijital arayüzlerle mevcuttur.

Kızılötesi sensörler

Robotlarda yakınlığı tespit etmek için kullanılan en erişilebilir ve en basit sensör türü. Kızılötesi sensör bağımsız olarak kızılötesi dalgalar gönderir ve yansıyan sinyali yakalayarak önünde bir engelin varlığını belirler.

"İşaret" modunda bu sensör, robotun işaret ışığının yaklaşık yönünü ve mesafesini belirleyebileceği sabit sinyaller gönderir. Bu, robotu her zaman bu işaretin yönünü takip edecek şekilde programlamanıza olanak tanır. Bu sensörün düşük maliyeti, hemen hemen her şeye kurulmasına olanak tanır. ev yapımı robotlar ve böylece onları engellerden kaçma yeteneğiyle donatın.

Sıcaklık sensörleri

Sıcaklık sensörü - bir tane daha kullanışlı cihaz modern cihazlarda sıklıkla kullanılır. Otomatik sıcaklık ölçümü için kullanılır. farklı ortamlar. Bilgisayarlarda olduğu gibi robotlarda da cihaz, işlemcinin sıcaklığını kontrol etmek ve zamanında soğutmak için kullanılır.

Robotikte kullanılan ve robotun daha becerikli, manevra kabiliyeti yüksek ve üretken olmasını sağlayan en temel sensörlerin tümüne baktık.

Bu makalede, Xboard v2.0 kullanılarak robottan kaçan basit bir engelin nasıl oluşturulacağı gösterilmektedir. Bu kart küçük akıllı robotlar için çok uygundur çünkü kompakttır, dört DC motor kontrolörüne sahiptir, USB aracılığıyla flaşlanabilir ve diğer birçok özelliğe sahiptir. Öğrenmesi ve kullanması da çok kolaydır. xAPI, PWM, LCD ekran, uzaktan kumanda vb. ile çalışma gibi karmaşık yazılım sorunlarını çözmek için tasarlanmış bir dizi C işlevidir. Yeni başlayanlar için çok iyi ve kolay. Tasarımı açıktır yani Xboard v2.0'ı satın almak istemiyorsanız kendiniz de yapabilirsiniz.

Robotumuzun amacı basit: engellerden kaçınarak herhangi bir yere hareket etmeniz gerekiyor. Görev basittir ve robot bunu tamamen bağımsız olarak gerçekleştirir. Sensörlerden gelen bilgileri okuyan, karar veren ve motorları kontrol eden bir beyne sahiptir.

Robot oluştururken gelecekte işinize yarayacak çeşitli temel teknikleri öğreneceksiniz.

Robotun mekanik kısmı

Robot, bir robotik mağazasından satın alınabilecek yüksek kaliteli bir metal kasaya monte edilmiştir. Robot iki dişli motor tarafından tahrik edilir doğru akım 200 RPM. Diferansiyel aktarım sistemi kullanır ve ön tarafında tek bir tekerlek bulunur. Tekerlekler doğrudan motor miline bağlıdır.

Motorlar, şaftın yakınındaki dişe vidalanan bir somun kullanılarak şasiye bağlanır.

Xboard v2.0, cıvatalar, somunlar ve standlar içeren birlikte verilen montaj kiti kullanılarak monte edilir. Xboard v2.0, montaj delikleri kasadaki deliklerle çakışacak şekilde yapılmıştır.

Diferansiyel dişli

Diferansiyel şanzıman, iki tekerleği kullanarak hareket ve kontrol sağlar. Bisiklet veya arabadaki gibi direksiyona gerek yoktur. Aracı (veya robotu) döndürmek için sol ve sağ tekerlekler aynı hızda döner. farklı hızlar. Bu yüzden buna diferansiyel iletim denir. Örneğin sağ tekerlek soldan daha hızlı dönüyorsa robot sola döner.

Resim bunu daha net gösteriyor.

Böylece robotun hareket ettirilmesi ve kontrol edilmesi, xAPI kullanılarak kolaylıkla yapılabilen iki motorun kontrol edilmesiyle gerçekleştirilir. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi aşağıdaki bağlantılardan okuyun:
http://xboard.extremeelectronics.co.in/Motor1.htm
http://xboard.extremeelectronics.co.in/Motor2.htm

Makaleler, motoru saat yönünde veya saat yönünün tersine nasıl çalıştıracağınızı anlatır. MotorA sağ motordur, MotorB ise sol motordur. Motorlarla nasıl çalışılacağını gösteren kod parçacıkları.

Robotun ileri hareketi:

Robotun geriye doğru hareketi:

Sola dönüş:
MotorA(MOTOR_CW,255); // sağ motor saat yönünde (CW) maks. hız (255)
MotorB(MOTOR_CW,255); // sol motor saat yönünde (CW) maks. hız (255)

Sağa dönüş:
MotorA(MOTOR_CCW,255); // sağ motor saat yönünün tersine (CCW) maks. hız
MotorB(MOTOR_CCW,255); // sol motor saat yönünün tersine (CCW) maks. hız (255)

Bağlantıya tıklayarak MotorA ve MotorB hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Sensörler

Temassız sensörler, robotun yolundaki engelleri tespit etmesine yardımcı olur. Sensörler IR vericilerini ve IR alıcılarını içerir. IR LED, insan gözünün göremediği, IR spektrumunda ışık yayan bir IR vericisi olarak kullanılır. IR alıcısı bu ışınları alır.

IR sensörü

Bir IR sensörü, bir IR alıcısı, bir IR vericisi ve birkaç dirençten oluşur. Diyagram aşağıda gösterilmiştir. Robotun ön kısmına bu sensörlerden üçünün takılmasına ihtiyacımız var.

Gördüğünüz gibi sensörün iki pimi var: güç ve çıkış. Sensör çıkışı, engele olan mesafeye ve engelin türüne bağlı olarak 0 ila 5V arasında bir voltaja sahip olabilir. Yakında bir engel olduğunda voltaj 5V'a yaklaşır.

Derecelendirme R1 150Ohm, R2 22kOhm. Renk kodu yukarıdaki şemada gösterilmiştir. Direnç değerleri çok önemlidir, bu nedenle yalnızca belirtilen değerdeki dirençleri kullanın. IR alıcısının siyah (yarı saydam) renkli olan kısa pimi pozitif pimdir. Bu bir hata değil, bu şekilde bağlayın.

IR alıcısı ve IR vericisi, IR vericisinden gelen IR ışınları engellere çarpacak ve IR alıcısına geri yansıtılacak şekilde kurulmalıdır. Onların doğru konum resimde gösterilmiştir.

Sensör çıkışı AVR mikro denetleyici ADC'sine bağlanır. ADC, voltajı 0'dan 1024'e kadar 10 bitlik dijital değere dönüştürür. Yani ADC'den gelen değere göre sensörün önünde engel olup olmadığını öğrenebilirsiniz. Xboard v2.0 ADC ile çalışmak basittir ve bağlantıda açıklanmıştır.

Sensörü ADC0'a bağlarsak aşağıdaki işlevi kullanarak ondan bilgi alabiliriz:
int sensör_değeri;
sensör_değeri=ReadADC(0); //Kanal numarası 0'ı oku

Yukarıdaki şemada belirtilen dirençler kullanıldığında sensör_değeri, sensörün önünde herhangi bir engel olmadığında yaklaşık 660, engel yaklaşık 15 cm olduğunda 745, engelin 6 cm'den daha yakın olması durumunda ise değer 1023 olur. Bu maksimum değerdir ve engel daha da yaklaşsa bile değer artmaz.

Lütfen bu değerlerin engelin türüne göre değişebileceğini unutmayın. Bazı nesneler IR ışınlarını diğerlerinden daha iyi veya daha kötü yansıtır. Bazı nesneler IR ışınlarını çok zayıf yansıtır ve tespit edilemez. Bu sonuçlar avuç içi engel olarak kullanılarak elde edildi. Örneğin IR ışınları, kapılar gibi koyu renklere boyanmış ahşap tarafından zayıf şekilde yansıtılır.

IR sensörlerini birleştirme ve bağlama

Robotun ön kısmına monte edilen devre tahtasına üç IR sensörü monte edilmiştir. Bir sensör kartın ortasına, diğer ikisi ise sırasıyla sağ ve sol tarafa yerleştirilmiştir.

Öncelikle breadboard istenilen büyüklükte kesilir. Bu küçük bir demir testeresi kullanılarak yapılabilir.

Şimdi montaj için iki delik açmanız gerekiyor. Daha sonra kartı kasaya monte etmek için vidaları, somunları ve ayırıcıları kullanabiliriz. Delikleri birkaç saniyede açmak için elektrikli matkap kullandım, ancak eğer yoksa el matkabı kullanabilirsiniz.

Tahtanın diğer tarafında, devre tahtası ile kasa arasında biraz boşluk bırakmak için vidaların üzerine ara parçalar yerleştirdik.

Artık geliştirme kartı kasaya takılabilir

Lütfen 22k Ohm sabit dirençler yerine trim dirençleri kullandığımı unutmayın. Ancak 22k Ohm sabit dirençler kullanmalısınız. Ekmek tahtası standart 8 pinli konnektör kullanılarak Xboard v2.0'a bağlanır. Xboard v2.0, sensörler için 8 pinli bir konnektöre sahiptir. Bu konnektörde ayrıca sensörler için +5V ve GND pinleri bulunur. Pinout'u aşağıda gösterilmiştir.

Sağ sensörü ADC0'a, orta sensörü ADC 1'e ve sol sensörü ADC 2'ye bağlayın. Sensörler hazır ve şimdi onları test etmeye devam edebilirsiniz.

IR Sensör Testi

Aşağıda üç sensörden gelen değeri okuyan ve LCD'de görüntüleyen küçük bir test programı bulunmaktadır. Programın nasıl çalıştığını anlamak için xAPI kullanarak LCD ekranla etkileşim kurma makalesini okuyun.

#include "avr/io.h" #include "util/delay.h" #include "lcd.h" void InitADC() ( ADMUX=(1

Programı Xboard v2.0'da derleyin ve flaşlayın. Bundan sonra LCD ekranı ve sensör kartını bağlayın. Ekran aşağıda gösterildiği gibi üç sensörden gelen değerleri göstermelidir.

Sensörlerden birinin yakınına bir engel getirdiğinizde ondan gelen değerin artması gerekir, engele çok yaklaştığınızda ise 1023'e çıkacaktır. Sensörlerin içinde engel olmadığında değerlerini yazın. önlerinde ve engel ondan yaklaşık 15 cm uzakta olduğunda. Robot programını yapılandırmak için bu değerlere ihtiyacınız olacak.

Ayrıca ATmega32 (veya ATmega16) mikrodenetleyici donanım yazılımını flaş etmeye ve onu kısa sürede çalışır hale getirmeye hazır bir HEX dosyası da sağladım.

Ekranda metin yoksa potansiyometreyi kullanarak kontrastı ayarlayın.

Sensörler beklendiği gibi çalışmıyorsa bağlantıları kontrol edin. IR LED'lerin çalışmasını kontrol etmek için Handicam veya kamera gibi herhangi bir dijital kamera kullanın. cep telefonu. İnsan gözünün göremediği IR ışınları kamera tarafından açıkça görülebilir. LED'ler IR ışınları yaymıyorsa bağlantıları kontrol edin.

Yazılım bölümü

Programın görevi sensör değerlerini okumak, karar vermek ve iki motoru kontrol etmektir. Böylece robot, yolundaki her şeyin etrafından dolaşarak odanın içinde dolaşacak.

RTHRES, CTHRES ve LTHRES olmak üzere üç sabit tanımladık: //Sensör Tetiklemesi İçin Eşik Değerleri #define RTHRES 195 #define CTHRES 275 #define LTHRES 195

Sabit değerleri girilen değerlerdir. Bunların zaten yazılması gerekiyor. Bunların nasıl elde edileceği yukarıda açıklanmıştır. Sensör değeri bu eşiğe yaklaştığında program bunu bir engel olarak algılar. Lütfen yukarıda gösterilen değerlerin sizinkine karşılık gelmeyebileceğini unutmayın. Bu iyi.

Program, motor alt sisteminin ve ADC alt sisteminin başlatılmasıyla başlar: MotorInit(); InitADC();

Daha sonra robotu ileri doğru hareket ettirmeye başlıyoruz. Bu, işlevleri çağırarak yapılır. MotorA ve MotorB. İlk argüman gerekli yöndür: MOTOR_STOP MOTOR_CW MOTOR_CCW

İkinci argüman gerekli hızdır. Değeri 0 ila 255 arasında değişebilir. Tam hızda hareket etmek için 25,5'i kullanırız.

Daha detaylı bilgi xAPI kullanarak motorla çalışmayla ilgili bilgileri Xboard v2.0 belgelerinde bulabilirsiniz.

Robotumuz ilerlemeye başladıktan sonra sonsuz döngüye girerek robotun önünde herhangi bir engel olup olmadığını kontrol ediyoruz. Cevabınız evet ise robot döner.

Projenin donanım yazılımını ve kaynak kodunu aşağıdan indirebilirsiniz.

Mekanizma çalışma sensörleri - dijital veya analog cihazlar ek araç birimlerinin çalışması hakkında bilgi iletmek. GPS/GLONASS araç izleme sisteminde kullanılır. Mekanizmanın ne kadar süre çalıştığını, nerede çalıştığını, mekanizma açıkken ne kadar kilometre yapıldığını, her çalışma saati için kaç litre yakıt harcandığını bilmenizi sağlar.

Dönme veya hareket sensörü. Dönen veya hareketli mekanizmaları kontrol etmek için GPS/GLONASS izleme sistemlerinde kullanılır. Temel olarak dönme sensörü beton kamyonlarını kontrol etmek için kullanılır. Dönme sensörü, beton kamyonunun tüm boşaltma işlemlerini izlemenize ve "mikser" açıkken kat edilen mesafeyi kontrol etmenize olanak tanır. Dönme sensörü aynı zamanda inşaat vinçlerinde de kullanılır. Vinç miline monte edildiğinde vincin iş yoğunluğunu kontrol etmek kolaydır. Dönme sensörü aynı zamanda belediye araçlarında da kum serpme araçlarında konveyör bandının hızını kontrol etmek ve dönüşlerini saymak için kullanılabilir.
Mekanizma gerçek çalışma sensörü. Uydu izleme sistemlerinde özel ekipmanların çalışmasının izlenmesi amacıyla kullanılır. Hareketli parçaya monte edilir ve ekipmanın ne kadar verimli kullanıldığını izlemenizi sağlar. Sensör, örneğin bir ok gibi kaldırma anını ve süresini belirlemenize ve ekipmanınızın ne kadar süre kullanıldığını öğrenmenize olanak tanır.
Eğim sensörü. Eğim açısı sensörünün kurulumu ve yapılandırılması kolaydır. Eğim açısı sensörü, kaldırma mekanizmasına sahip araçları izlemek için kullanılır. Onun yardımıyla bir kamyon vincinin, ekskavatörün verimliliğini izleyebilir ve çöp toplama ekipmanındaki yüklü konteynırların sayısını sayabilirsiniz.

StavTREK'in en iyi sensörleri

Wialon yazılımı şu anda çok sayıda farklı sensörü desteklemektedir. Çeşitli üreticilerin (Rusya, Avrupa, Çin) çok sayıda modelini test ettikten sonra size en iyisini sunmaya hazırız!

Endüktif yakınlık sensörü. Dış görünüş

Sensör türleri

Peki sensör tam olarak nedir? Sensör, belirli bir olay meydana geldiğinde belirli bir sinyal üreten bir cihazdır. Başka bir deyişle, sensör belirli bir koşul altında etkinleştirilir ve çıkışında bir analog (giriş efektiyle orantılı) veya ayrık (ikili, dijital, yani iki olası seviye) sinyal görünür.

Daha doğrusu Wikipedia'ya bakabiliriz: Sensör (sensör, İngilizce sensörden) kontrol sistemlerinde bir kavramdır, birincil bir dönüştürücü, kontrollü bir miktarı kullanıma uygun bir sinyale dönüştüren bir sistemin ölçüm, sinyal verme, düzenleme veya kontrol cihazının bir elemanıdır.
Ayrıca pek çok başka bilgi de var, ancak benim bu konuyla ilgili kendi mühendislik-elektronik uygulamalı vizyonum var.

Çok çeşitli sensörler var. Yalnızca elektrikçilerin ve elektronik mühendislerinin uğraşması gereken sensör türlerini listeleyeceğim.

Endüktif. Tetik bölgesinde metal bulunmasıyla etkinleştirilir. Diğer isimler yakınlık sensörü, konum sensörü, endüktif, varlık sensörü, endüktif anahtar, yakınlık sensörü veya anahtardır. Anlamı aynıdır, karıştırmaya gerek yoktur. İngilizce'de “yakınlık sensörü” yazıyorlar. Aslında bu metal bir sensördür.

Optik. Diğer isimler fotosensör, fotoelektrik sensör, optik anahtardır. Bunlar günlük hayatta da kullanılır, bunlara “ışık sensörleri” denir.

Kapasitif. Faaliyet alanında hemen hemen her nesne veya maddenin varlığını tetikler.

Basınç. Hava veya yağ basıncı yok - kontrolöre sinyal veriliyor veya kusuyor. Bu ayrık ise. Bir sensör olabilir akım çıkışı akımı mutlak veya diferansiyel basınçla orantılıdır.

Limit anahtarları(elektrik sensörü). Bu, bir nesnenin üzerinden geçtiğinde veya ona baskı yaptığında devreye giren basit bir pasif anahtardır.

Sensörler ayrıca çağrılabilir sensörler veya başlatıcılar.

Şimdilik bu kadar yeter, yazının konusuna geçelim.

Endüktif sensör ayrıktır. Belirli bir bölgede metal mevcut olduğunda çıkışındaki sinyal görünür.

Yakınlık sensörü, indüktörlü bir jeneratöre dayanmaktadır. Dolayısıyla adı. Bobinin elektromanyetik alanında metal göründüğünde, bu alan önemli ölçüde değişir ve bu da devrenin çalışmasını etkiler.

Endüktif sensör alanı. Metal plaka salınım devresinin rezonans frekansını değiştirir

Endüktif npn sensör devresi. Aşağıdakileri gösteren işlevsel bir şema gösterilmektedir: salınım devresine sahip bir jeneratör, bir eşik cihazı (karşılaştırıcı), bir NPN çıkış transistörü, koruyucu zener diyotları ve diyotlar

Yazıdaki resimlerin çoğu bana ait değil, sonunda kaynakları indirebilirsiniz.

Endüktif sensörün uygulanması

Endüktif yakınlık sensörleri, mekanizmanın belirli bir bölümünün konumunu belirlemek için endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sensör çıkışından gelen sinyal bir denetleyiciye, frekans dönüştürücüye, röleye, başlatıcıya vb. girilebilir. Tek koşul akım ve voltajdaki tutarlılıktır.

Endüktif bir sensörün çalışması. Bayrak sağa doğru hareket eder ve sensörün hassasiyet bölgesine ulaştığında sensör tetiklenir.

Bu arada, sensör üreticileri akkor ampulün doğrudan sensör çıkışına bağlanmasının tavsiye edilmediği konusunda uyarıyorlar. Nedenleri hakkında zaten yazdım - .

Endüktif sensör türleri

Sensörler nasıl farklı?

Aşağıda söylenen hemen hemen her şey yalnızca tümevarım için değil aynı zamanda optik ve kapasitif sensörler.

1. Tasarım, mahfaza tipi

İki ana seçenek var - silindirik ve dikdörtgen. Diğer muhafazalar çok nadiren kullanılır. Kasa malzemesi - metal (çeşitli alaşımlar) veya plastik.

2. Silindirik sensörün çapı

Ana boyutlar - 12 ve 18 mm. Diğer çaplar (4, 8, 22, 30 mm) nadiren kullanılır.

18 mm'lik bir sensörü sabitlemek için 22 veya 24 mm'lik 2 anahtara ihtiyacınız vardır.

3. Anahtarlama mesafesi (çalışma aralığı)

Bu mesafe metal tabak Sensörün güvenilir çalışmasını garanti eden. Minyatür sensörler için bu mesafe 0 ila 2 mm, çapı 12 ve 18 mm olan sensörler için - 4 ve 8 mm'ye kadar, büyük sensörler için - 20...30 mm'ye kadardır.

4. Bağlanacak kablo sayısı

Gelelim devrelere.

2 telli. Sensör doğrudan yük devresine (örneğin bir marş bobini) bağlanır. Tıpkı evimizin ışıklarını açtığımız gibi. Kurulum için uygun ancak yük açısından kaprisli. Hem yüksek hem de düşük yük direnciyle kötü çalışırlar.

2 telli sensör. Bağlantı şeması

Yük herhangi bir kabloya bağlanabilir; sabit voltaj için polaritenin korunması önemlidir. Alternatif voltajla çalışacak şekilde tasarlanmış sensörler için ne yük bağlantısı ne de polarite önemli değildir. Bunları nasıl bağlayacağınızı düşünmenize hiç gerek yok. Önemli olan akımı sağlamaktır.

3 telli. En genel. Güç için iki kablo ve yük için bir kablo vardır. Size daha fazlasını ayrı ayrı anlatacağım.

4 ve 5 telli. Bu, iki yük çıkışı kullanıldığında mümkündür (örneğin, PNP ve NPN (transistör) veya anahtarlama (röle). Beşinci kablo, çalışma modu veya çıkış durumu seçimidir.

5. Polariteye göre sensör çıkış türleri

Tüm ayrı sensörler, anahtar (çıkış) elemanına bağlı olarak yalnızca 3 tip çıkışa sahip olabilir:

Röle. Burada her şey açık. Röle gerekli voltajı veya güç kablolarından birini anahtarlar. Bu, böyle bir devrenin ana avantajı olan sensör güç devresinden tam galvanik izolasyon sağlar. Yani sensör besleme gerilimi ne olursa olsun, yükü istediğiniz gerilimle açıp kapatabilirsiniz. Esas olarak büyük boyutlu sensörlerde kullanılır.

Transistör PNP'si. Bu bir PNP sensörüdür. Çıkış bir PNP transistörüdür, yani "pozitif" kablo anahtarlanmıştır. Yük sürekli olarak “eksi” tarafa bağlıdır.

Transistör NPN'si.Çıkış bir NPN transistörüdür, yani “negatif” veya nötr kablo anahtarlanmıştır. Yük sürekli olarak “artı” ya bağlıdır.

Transistörlerin çalışma prensibini ve anahtarlama devrelerini anlayarak farkı net bir şekilde anlayabilirsiniz. Aşağıdaki kural yardımcı olacaktır: Vericinin bağlandığı yerde o kablo açılır. Diğer tel yüke kalıcı olarak bağlanır.

Aşağıda verilecektir sensör bağlantı şemaları bu farklılıkları açıkça ortaya koyacaktır.

6. Çıkış durumuna göre sensör tipleri (NC ve NO)

Sensör ne olursa olsun, ana parametrelerinden biri, sensörün etkinleştirilmediği andaki çıkışın elektriksel durumudur (üzerinde hiçbir etki yapılmaz).

Şu anda çıkış açılabilir (yüke güç verilir) veya kapatılabilir. Buna göre - normalde kapalı (normalde kapalı, NC) bir kontak veya normalde açık (NO) bir kontak diyorlar. Yabancı ekipmanlarda - NO ve NC.

Yani sensörlerin transistör çıkışları hakkında bilmeniz gereken en önemli şey, çıkış transistörünün polaritesine ve çıkışın başlangıç durumuna bağlı olarak 4 tip olabileceğidir:

PNP NO
PNP NC
NPN YOK
NPN NC

7. Olumlu ve olumsuz çalışma mantığı

Bu kavram daha çok sensörlere (kontrolörler, röleler) bağlı aktüatörleri ifade eder.

NEGATİF veya POZİTİF mantık, girişi etkinleştiren voltaj seviyesini ifade eder.

NEGATİF mantık: TOPRAK'a bağlandığında kontrolör girişi etkinleştirilir (lojik "1"). Kontrolörün S/S terminali (ayrı girişler için ortak kablo) +24 VDC'ye bağlanmalıdır. NPN tipi sensörler için negatif mantık kullanılır.

POZİTİF mantık: +24 VDC'ye bağlandığında giriş etkinleştirilir. S/S kontrol terminali TOPRAK'a bağlanmalıdır. PNP tipi sensörler için pozitif mantık kullanın. Pozitif mantık en sık kullanılır.

Çeşitli cihazlar ve bunlara sensör bağlamak için seçenekler var, yorumlardan isteyin, birlikte düşünelim.

Makalenin devamı -. İkinci bölümde gerçek diyagramlar verilmiş ve tartışılmıştır. pratik kullanım transistör çıkışlı çeşitli sensör türleri.

Bazı endüktif sensör türleri için talimatları ve kılavuzları indirin:

/ Endüktif yakınlık sensörleri. Detaylı Açıklama parametreler, pdf, 135,28 kB, indirilme: 1079 kez./

/ Autonics Yakınlık Sensörü Kataloğu, pdf, 1,73 MB, indirilme: 540 kez./

/ Omron yakınlık sensörleri kataloğu, pdf, 1,14 MB, indirilme: 667 kez./

/ TEKO sensörlerini nasıl değiştirebilirsiniz, pdf, 179,92 kB, indirildi: 537 kez./

/ Turck'tan Sensörler, pdf, 4,13 MB, indirilme: 462 kez./

/ Splan programında PNP ve NPN şemalarını kullanarak sensörleri bağlama şeması/ Kaynak dosyası., rar, 2,18 kB, indirildi: 1219 kez./

Gerçek sensörler

Sensör satın almak sorunludur, ürün spesifiktir ve elektrikçiler bunları neredeyse hiçbir zaman mağazalarda satmazlar. Bu nedenle Çin'den satın alınabilecek gerçek sensörlerden örnekler veriyorum.

İndüksiyon PNP sensörü- DC güç kaynağı, 6-36V, normalde açık, silindirik, çap 12 mm, nesneye mesafe - 4 mm, çıkış akımı - 300 mA'ya kadar. Harika bir örnek ve fiyat.
İndüksiyon PNP sensörü- sensör yaklaşık olarak aynıdır, ancak toptan satış miktarı 10 adet olduğundan fiyat daha düşüktür.
İndüksiyon NPN sensörü dikdörtgen- bu sensörün montajı çok daha iyidir. Bazı yerlerde vazgeçilmezdir.
Optik sensörler kızılötesi dağınık yansıma (nesneden) - büyük seçim sensörler

Son zamanlarda çok sayıda robot kullanılarak yapılmıştır. Arduino tabanlı. Her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Dikkatinize başka bir yeni ürün sunmak istiyorum - "SmartElements" şirketinin "Smart ROBO" seti.

Kit, Arduino tarafından kontrol edilen bitmiş bir robotun montajı için tasarlanmış bir inşaat seti şeklinde tasarlanmıştır. Ürünün standart yetenekleri içerisinde sadece adım adım montaj sağlanmıyor, aynı zamanda çeşitli modlarda çalışmaya yönelik programlama da sağlanıyor. Set, platformun montajı, elemanların bağlanması ve elektronik parçaların takılması sürecini detaylandıran Rusça adım adım talimatlar içermektedir.

Bu kılavuz aynı zamanda kullanıcıya robotta kullanılan sensör türlerini (kızılötesi engel sensörleri, dijital hat sensörleri, kızılötesi alıcı) tanıtmaktadır. Sensörlerin arıza açısından nasıl test edileceğini ayrıntılı olarak gösterir. Ek olarak, talimatları kullanarak cihazın çalışma prensibini anlayabilecek, denetleyiciyi nasıl bağlayıp başlatacağınızı öğrenebilecek ve ayrıca istediğiniz taslağı ona yükleyebileceksiniz. Kullanıcıların rahatlığı için setin tüm parçaları ayrı ayrı paketlenip her biri imzalanmıştır.

Robot üç standart modda çalışır:

Çizgi boyunca hareket. Bu modda robot, iki dijital çizgi sensörünü kullanarak önceden belirlenmiş bir yol boyunca hareket eder. Bu tür sensörlerin kullanılması sayesinde robot, rotanın hem yumuşak dönüşlerin hem de örneğin sekiz rakamı şeklindeki daha karmaşık bölümlerinin üstesinden kolaylıkla gelir. Kit içerisinde küçük bir test pisti bulunmaktadır.

Engellerden kaçınmak. Platform, robotun yolundaki engelleri tespit etmeye yardımcı olan dört kızılötesi sensörle donatılmıştır. Özel hareket algoritması sayesinde robot engelsiz hareket eder ve köşelere sıkışmaz.

Uzaktan kumanda. Bitmiş robot, kızılötesi alıcıyı kullanarak uzaktan kumandadan bir komut alır. Cihaz, radyo kontrollü oyuncak arabaya benzer şekilde komutlara uyuyor.

Robotun cihazı, orijinal Arduino Uno kartının mutlak bir benzeri olan, harici özellikler açısından daha düşük olmayan, yüksek kaliteli sensörlere ve Keyestudio'nun bir mikro denetleyici kartına dayanmaktadır. teknik parametreler. Şasi, dişli kutuları ile donatılmış dört adet N20 elektrik motoruyla akrilik bir taban üzerine yapılmıştır.

Numaraya önemli avantajlar Seti rakiplere göre çekici kılan “Akıllı ROBO'lar” şunları içeriyor:

Kit, montaj için gereken her şeyi içerir. Kit eksiksiz, kullanıma hazır bir cihazdır. Ana ek olarak basit elementler, kit ek elemanlar içerir: platformun montajı ve elemanların sabitlenmesi için tornavidaların yanı sıra pil ömrü robot;
Montaj ve konfigürasyon için adım adım talimatlar sağlanmaktadır. Bu kılavuz, tüm yolu adım adım ilerlemenizi sağlar: robotun mekanik parçasının montajından bitmiş programın kontrolöre yüklenmesine kadar;
Üç farklı çalışma modu. Her mod kendi takdirine bağlı olarak değiştirilebilir;
Havya gerektirmeden montaj imkanı. Tüm kablolar hızlı konektörler ve vidalı terminaller kullanılarak bağlanır. Yani kullanıcının yalnızca elemanları birbirine bağlaması gerekir;
Emniyet. Robot, normal 9 voltluk bir pil kullanılarak çalıştırılır.
Çok yönlülük. Robotun işlevselliği üç standart modla sınırlı değildir. Mevcut bir tasarımı kendiniz değiştirebilir veya yeni bir şey geliştirebilirsiniz. Montaj platformları, modüllerin ve sensörlerin bileşimini önemli ölçüde genişletmenize veya tamamen değiştirmenize olanak tanıyan evrensel bağlantı elemanlarıyla donatılmıştır. Robotun yetenekleri yalnızca sizin hayal gücünüze bağlıdır.

Set sadece yeni başlayanlar için değil, aynı zamanda kontrolör programlama alanında bilgisi olan ve onu genişletmek isteyenler için de faydalı olacaktır. Ürün aynı zamanda fizik, bilgisayar bilimi ve elektrik mühendisliği derslerinde öğretim rehberi rolünü de oynayabilir. Gerektiğinde şu şekilde kullanılabilir: adım adım rehber robotik kulübünde harekete geçmek için.

Smart ROBO seti hakkında daha detaylı bilgiye resmi siteden ulaşabilirsiniz.

Robotikte sensörler en önemli rollerden birini oynar. Robot, çeşitli sensörler kullanarak çevreyi algılar ve içinde gezinebilir. Canlı bir organizmaya benzetilecek olursa bunlar duyu organlarıdır. Sıradan bir ev yapımı robot bile en basit sensörler olmadan tam olarak çalışamaz. Bu yazımızda bir robota takılabilecek her türlü sensöre ve bunların kullanımının kullanışlılığına detaylı bir şekilde bakacağız.

Dokunsal sensörler

Dokunsal sensörler, robota kendisiyle çalışma alanındaki diğer nesneler arasında ortaya çıkan temaslara (kuvvetlere) yanıt verme yeteneği kazandırır. Tipik olarak bu sensörler endüstriyel manipülatörlerin yanı sıra tıbbi uygulamalara sahip robotlarla donatılmıştır. Dokunsal sensörlerle donatılmış makineler, ayrıntılara dikkat edilmesi gereken işlevler olan montaj ve inceleme işlemlerini etkin bir şekilde gerçekleştirir.

Optik sensörler

Ses sensörleri

Pozisyon sensörleri

Bu tip sensörler esas olarak sürücüsüz araçlarda, endüstriyel robotlarda ve kendi kendini dengeleme gerektiren cihazlarda kullanılır. Konum sensörleri arasında GPS (küresel konumlandırma sistemi), yer işaretleri (işaret ışığı görevi görür), jiroskoplar (dönüş açısını belirler) ve ivmeölçerler bulunur. GPS, mesafeyi, zamanı ölçen ve robotun uzaydaki konumunu belirleyen bir uydu navigasyon sistemidir. GPS, insansız kara, hava ve su araçlarının rotasını bulmasını ve bir noktadan diğerine kolaylıkla hareket etmesini sağlar.

İvmeölçer, bir robotun dış kuvvetlerin etkisi altında bir cismin ivmesini ölçmesine olanak tanıyan bir sensördür. Bu cihaz, belirli bir eksen boyunca hareket edebilen ve cihaz gövdesine yaylarla bağlanan devasa bir gövdeye benziyor. Böyle bir cihaz sağa doğru itilirse, yük kılavuz boyunca eksen merkezinin soluna doğru hareket edecektir.

Eğim sensörleri

Bu sensörler robotlarda eğimin kontrol edilmesi, dengenin sağlanması ve düzgün olmayan yüzeylerde cihazın dönmesinin önlenmesinin gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Hem analog hem de dijital arayüzlerle mevcuttur.

Kızılötesi sensörler

"İşaret" modunda bu sensör, robotun işaret ışığının yaklaşık yönünü ve mesafesini belirleyebileceği sabit sinyaller gönderir. Bu, robotu her zaman bu işaretin yönünü takip edecek şekilde programlamanıza olanak tanır. Bu sensörün düşük maliyeti, neredeyse tüm ev yapımı robotlara kurulmasına ve böylece onlara engellerden kaçınma yeteneği kazandırmasına olanak tanır.

Sıcaklık sensörleri

Sıcaklık sensörü, modern cihazlarda sıklıkla kullanılan başka bir kullanışlı cihazdır. Çeşitli ortamlarda otomatik sıcaklık ölçümüne yarar. Bilgisayarlarda olduğu gibi robotlarda da cihaz, işlemcinin sıcaklığını kontrol etmek ve zamanında soğutmak için kullanılır.

Robotikte kullanılan ve robotun daha becerikli, manevra kabiliyeti yüksek ve üretken olmasını sağlayan en temel sensörlerin tümüne baktık.

Kızılötesi sensör, Lego mindstorms EV3 setinin ev versiyonuna dahildir. Bu, bağımsız olarak veya kızılötesi işaret ışığıyla birlikte kullanılabilen tek sensördür. ev kiti. Sonraki iki dersi bu iki cihazı ve bunların birbirleriyle olan etkileşimlerini incelemeye ayıracağız.

8.1. Kızılötesi sensörü ve kızılötesi işaretçiyi inceliyoruz

(Şekil 1)çalışmalarında insanların göremediği ışık dalgalarını (kızılötesi dalgalar) kullanıyor * . Aynı dalgalar örneğin çeşitli modern cihazların uzaktan kumanda panelleri tarafından kullanılır. Ev aletleri(TV'ler, video ve müzik cihazları). Kızılötesi sensör modunda "Yaklaşım" bağımsız olarak kızılötesi dalgalar gönderir ve yansıyan sinyali yakalayarak önünde bir engelin varlığını belirler. Kızılötesi sensör, kızılötesi işaret ışığıyla birlikte iki çalışma modunu daha uygular (İncir. 2). Modunda "Uzak" Kızılötesi sensör, kızılötesi işaretin düğmelerine basmayı algılayabilir ve bu, robotun uzaktan kontrolünü düzenlemenize olanak tanır. Modunda "Deniz feneri" Kızılötesi işaret ışığı, kızılötesi sensörün işaret ışığının yaklaşık yönünü ve mesafesini belirleyebileceği sabit sinyaller gönderir; bu, robotun her zaman kızılötesi işaret yönünü takip edecek şekilde programlanmasına olanak tanır. Kızılötesi işaret ışığını kullanmadan önce iki adet AAA pil takmalısınız.

Pirinç. 1

Pirinç. 2

8.2. Kızılötesi sensör. Yakınlaştırma modu

Bu kızılötesi sensör çalışma modu mesafe algılama moduna benzer ultrasonik sensör. Aradaki fark, ışık dalgalarının doğasında yatmaktadır: Ses dalgaları çoğu malzemeden neredeyse hiç zayıflama olmadan yansıyorsa, o zaman ışık dalgalarının yansıması yalnızca malzemelerden değil, aynı zamanda yüzeyin renginden de etkilenir. Koyu renkler Hafif olanlardan farklı olarak ışık akısını daha güçlü emerler ve bu da kızılötesi sensörün çalışmasını etkiler. Kızılötesi sensörün çalışma aralığı da ultrasonik olandan farklıdır; sensör, 0 (nesne çok yakın) 100 (nesne çok uzaktadır veya algılanmamıştır). Bir kez daha vurguluyoruz: Kızılötesi sensör, bir nesneye olan kesin mesafeyi belirlemek için kullanılamaz, çünkü "Yaklaşma" modundaki okumalar, incelenen nesnenin yüzeyinin renginden etkilenir. Bu özellik, robottan eşit mesafede bulunan açık ve koyu nesneleri ayırt etmek için kullanılabilir. Kızılötesi sensör, önündeki engeli belirleme göreviyle oldukça başarılı bir şekilde başa çıkıyor.

Benzer bir pratik problemi çözelim 7 Numaralı Dersin 14 Numaralı Problemi, ancak kendimizi tekrarlamamak için durumu ek gereksinimlerle karmaşıklaştıracağız.

Görev #17: Doğrusal olarak hareket eden, bir duvarın veya engelin önünde durup biraz geri hareket eden, 90 derece dönen ve bir sonraki engele kadar hareketine devam eden bir robotun programını yazınız.

Talimatlara göre monte edilmiş bir robot küçük robot-31313, hareket yönünde ileriye bir kızılötesi sensör takılıdır. Bağlantı noktasına bir kabloyla bağlayın "3" EV3 modülü ve programı oluşturmaya başlayalım.

Program bloğunu ele alalım "Beklenti" Turuncu paleti Mod'a getirerek: - "Karşılaştırmak" - "Yakınlaştırma" (Şek. 3). Bu modda program bloğu "Beklenti" iki giriş parametresi vardır: "Karşılaştırma türü" Ve "Eşik değeri". Bu parametrelerin nasıl yapılandırılacağını zaten biliyoruz.

Pirinç. 3

Çözüm:

Başlamak doğrusal hareket ileri
Kızılötesi sensör eşik değeri 20'nin altına düşene kadar bekleyin
İlerlemeyi bırak
1 motor devri geri git
90 derece sağa dönün (Ders No. 3'teki bilgiyi kullanarak motorların gerekli dönüş açısını hesaplayın)
Sonsuz bir döngüde 1'den 5'e kadar olan adımları uygulamaya devam edin.

Çözmeye çalış Sorun No. 17 bağımsız olarak, karara bakmadan.

Pirinç. 4

Şimdi materyali pekiştirmek için çözümü uyarlamayı deneyin 7 Numaralı Dersin 15 Numaralı Problemleri Kızılötesi sensörü kullanmak için! Olmuş? İzlenimlerinizi derse yapılan yorumlarda paylaşın...

8.3. Kızılötesi işaret kullanarak bir robotun uzaktan kontrolü

Lego mindstorms EV3 inşaat kitinin ev versiyonunda bulunan kızılötesi işaret, kızılötesi sensörle eşleştirilerek robotun uzaktan kontrol edilmesine olanak tanır. Deniz fenerine daha yakından bakalım:

Kızılötesi işaret kullanarak sinyal vericiyi yönlendirin (Şekil 5, öğe 1) robota doğru. İşaret ışığı ile robot arasında hiçbir engel olmamalıdır! Geniş görüş açısı sayesinde kızılötesi sensör, işaret ışığı robotun arkasında olsa bile sinyalleri güvenilir bir şekilde alır!
İşaret gövdesinde 5 adet gri düğme vardır (Şekil 5, öğe 2) tıklamaları kızılötesi sensör tarafından algılanır ve tıklama kodlarını robotu kontrol eden programa iletir.
Özel bir kırmızı anahtarın kullanılması (Şekil 5, öğe 3)İşaret ve sensör arasındaki iletişim için dört kanaldan birini seçebilirsiniz. Bu, birkaç robotun yakın mesafede kontrol edilebilmesi için yapıldı.

Pirinç. 5

Sorun #18: bir program yaz uzaktan kumanda kızılötesi işaret kullanan robot.

Yürütme bloklarını seçme yeteneğini uygulamak için bir program bloğu kullanmamız gerektiğini zaten biliyoruz. "Anahtar" Turuncu palet. Bloğun çalışma modunu ayarlayın "Anahtar" V- "Ölçüm" - "Uzaktan Kumanda" (Şek. 6).

Pirinç. 6

Kızılötesi sensör ile işaret ışığı arasındaki bağlantıyı etkinleştirmek için doğru parametre değerini ayarlamanız gerekir. "Kanal" (Şek. 7, madde 1) işaret üzerinde seçilen kanala göre! Her blok program kabı "Anahtar" birini karşılaştırmak gerekir olası seçenekler gri tuşlara basma (Şek. 7, öğe 2). Bazı seçeneklerin aynı anda iki tuşa basmayı gerektirdiğini unutmayın (basılan tuşlar kırmızıyla işaretlenmiştir). Program bloğundaki toplam "Anahtar" bu modda şu ana kadar işlem yapabilirsiniz: 12 farklı koşullar (koşullardan birinin varsayılan koşul olarak seçilmesi gerekir). Yazılım kapsayıcıları bloğa eklenir "Anahtar" tıklayarak "+" (Şek. 7, madde 3).

Pirinç. 7

Aşağıdaki robot kontrol algoritmasını uygulamayı öneriyoruz:

Sol üst düğmeye basıldığında sol motor dönüşü açılır, robot sağa döner (Şek. 7 madde 2 değeri: 1)
Sağ üst düğmeye basıldığında sağ motor dönüşü açılır, robot sola döner (Şek. 7 madde 2 değeri: 3)
Üst sol ve sağ düğmelere aynı anda basılması, sol ve sağ motorların eşzamanlı ileri dönüşünü etkinleştirir, robot düz bir çizgide ileri doğru hareket eder (Şek. 7 madde 2 değeri: 5)
Sol ve sağ alt düğmelere aynı anda basılması, sol ve sağ motorların eşzamanlı olarak geriye doğru dönmesini sağlar, robot düz bir çizgide geriye doğru hareket eder (Şek. 7 madde 2 değeri: 8)
Herhangi bir işaret düğmesine basılmazsa robot durur (Şek. 7 madde 2 değeri: 0).

Bir uzaktan kumanda algoritması geliştirirken şunları bilmelisiniz: Gri tuş kombinasyonlarından birine basıldığında kızılötesi işaret sürekli olarak ilgili sinyali gönderir; tuşlar bırakılırsa sinyal gönderimi durdurulur. Bunun istisnası ayrı bir yatay gri düğmedir (Şek. 7 konum 2 değeri: 9). Bu düğmenin iki durumu vardır: "AÇIK" - "KAPALI". Açık durumdayken, düğmeyi bıraksanız bile işaret ışığı sinyal göndermeye devam eder (yeşil LED'in yanmasıyla gösterilir), bu modda sinyal gönderimini kapatmak için yatay gri düğmeye tekrar basın.

Programı uygulamaya başlayalım:

Uzaktan kontrol algoritmamız şunları sağlar: 5 davranış seçenekleri, buna göre program bloğumuz "Anahtar" beş yazılım konteynerinden oluşacaktır. Bunları ayarlamaya başlayalım.

Hiçbir butona basılmadığında seçeneğe varsayılan seçeneği atayalım. (Şek. 7 madde 2 değeri: 0). Motorları kapatan konteynere bir yazılım bloğu yerleştirelim "B" Ve "C".
Sol üstteki düğmede seçenek kapsayıcısına tıklayın (Şek. 7 madde 2 değeri: 1) yazılım bloğunu yükleyin "Büyük Motorlu", motoru çalıştırıyorum "B".
Sağ üstteki düğmede seçenek kapsayıcısına tıklayın (Şek. 7 madde 2 değeri: 3) yazılım bloğunu yükleyin "Büyük Motorlu", motoru çalıştırıyorum "C".
Sol üst ve sağ tuşlara aynı anda basma seçeneğinin bulunduğu kapta (Şek. 7 madde 2 değeri: 5) yazılım bloğunu yükleyin "Bağımsız motor kontrolü" "B" Ve "C" ileri.
Sol ve sağ alt tuşlara aynı anda basma seçeneğinin bulunduğu kapta (Şek. 7 madde 2 değeri: 8) yazılım bloğunu yükleyin "Bağımsız motor kontrolü", motorları çalıştırıyorum "B" Ve "C" geri.
Özelleştirilmiş program bloğumuzu yerleştirelim "Anahtar" program bloğunun içinde "Döngü".

Önerilen şemayı kullanarak çözüme bakmadan kendiniz bir program oluşturmaya çalışın!

Pirinç. 8

Ortaya çıkan programı robota yükleyin ve çalıştırın. Robotu kızılötesi işaret kullanarak kontrol etmeyi deneyin. Senin için her şey yolunda gitti mi? Uzaktan kontrolü uygulama ilkesini anlıyor musunuz? Uygulamaya çalışın ekstra seçenekler yönetmek. İzlenimlerinizi bu dersin yorumlarına yazın.

*Görünmez dalgaları görmek ister misiniz? Cep telefonunuzun fotoğraf modunu açın ve yayan elemanı uzaktan kumanda TV'den cep telefonu lensine kadar. Uzaktan kumandadaki düğmelere basın ve kızılötesi dalgaların parlaklığını telefon ekranında izleyin.

Bu yazıda uygulayan çeşitli robot şemalarına bakacağız. aşağıdaki seçenekler davranış:
1. Bir engele temas ettiğinde “antenleri” ile etrafından dolaşır.
2. Temassız engellerden kaçınır (IR tampon).
3. “Antenlerini” engelin üzerine dayar, geriye doğru hareket eder, bir dönüş yapar ve hareketine devam eder.
4. Dönüşlü engellerden kaçınır (IR tampon).
5. Mesafeyi koruyarak nesneyi takip eder (IR tamponu).

Devrelere bakmaya başlamadan önce L293 çipinin özelliklerine kısaca bakalım.

Şekil 1. L293D çipinin pin çıkışı

İçinde elektrik motorlarını kontrol etmek için iki sürücü var.
Motorlar ÇIKIŞ çıkışlarına bağlanır. İki adet DC motor bağlama imkanımız bulunmaktadır.
Mikro devrenin 8. ve 16. pinleri güç kaynağına pozitif olarak bağlanır. Destekleniyor ayrı yemekler yani 16. pin (Vss), çipin kendisine (5 volt) güç sağlamak için tasarlanmıştır ve Vs pini (8. pin), motorların güç kaynağına bağlanabilir. Maksimum voltaj Güç kısmı 36 volttur.
Onları ayırmayacağım ve tüm devrelerde ortak bir güç kaynağına bağlayacağım.
Güç kaynağı negatif veya toprak (GND), 4, 5, 12, 13 numaralı pinlere bağlanır. Bu kontaklar ayrıca mikro devre için ısı dağılımı sağlar, bu nedenle karta lehimleme sırasında büyütülmüş bir tahsis edilmesi tavsiye edilir. Bu pimler için metalize alan.
Mikro devrede ayrıca ENABLE1 ve ENABLE2 girişleri bulunur.
Sürücüleri açmak için bu pinlerin üzerinde mantıksal bir ünite olması gerekiyor yani 1. ve 9. pinleri güç kaynağının artısına bağlıyoruz.
Motorları kontrol etmek için GİRİŞ girişleri de vardır.

İncir. 2. Giriş ve çıkışlardaki mantıksal seviyeler arasındaki yazışma tablosu.

Yukarıda, INPUT1 girişine mantıksal bir giriş uygulandığında, yani. güç kaynağının pozitif ucuna ve INPUT2 girişini negatif ucuna bağlayın, ardından M1 motoru belirli bir yönde dönmeye başlayacaktır. Ve eğer bu girişlerdeki mantıksal seviyeleri değiştirirseniz, M1 motoru diğer yönde dönecektir.
Aynı şey M2 motorun bağlandığı ikinci kısımda da oluyor.

Sunulan robot şemalarında kullanılan bu özelliktir.

1 numaralı şema. Robot, bir engele “anteniyle” temas ettiğinde etrafından dolaşıyor.

Şek. 3. 1 numaralı şema. Mekanik engel sensörleri ile.

Güç uygulandıktan sonra motorlar belirli bir yönde dönerek robotu ileri doğru hareket ettirecektir. Bu, GİRİŞ1'e R2 direnci aracılığıyla bir sinyal sağlanması nedeniyle oluşur. yüksek seviye INPUT4 girişindekiyle aynı. Transistör VT1 güvenli bir şekilde kapatılır, taban güç kaynağı eksisine çekilir ve toplayıcıya hiçbir akım akmaz.
Sol tarafta açıklayacağım çünkü... her iki parça da simetriktir.
INPUT2 girişinde, R3 direnci aracılığıyla mantıksal 0 ayarlanır.Tabloya göre (Şekil 2), motor belirli bir yönde döner. Diyagramın sağ tarafında da aynı şey oluyor ve robot ileri doğru hareket ediyor.
Devre, SPDT anahtarlarını kullanan tuşları (SB1, SB2) içerir. Üzerlerine sıcak tutkal kullanılarak ataç yapıştırılarak engel sensörleri elde edilir.

Şekil 4. Anten sensörleri ataçlardan yapılmıştır.

Böyle bir sensör bir engele çarptığında anahtar kapanır ve INPUT2 girişi güç kaynağına pozitif olarak bağlanır, yani. mantıksal "1" sağlanır. Aynı anda, INPUT1 girişindeki mantıksal olanın mantıksal sıfır ile değiştirilmesinin bir sonucu olarak transistör de açılır. Düğmeye basıldığında motor diğer yöne döner. Mikro anahtarlama sarsıntılı bir şekilde gerçekleşir ve motor, sensörün engelle teması durana kadar robotu engelden uzaklaştırır.

Tahmin edebileceğiniz gibi anahtarların veya motorların çapraz olarak düzenlenmesi gerekiyor.

2 numaralı şema. Robot temassız engellerden kaçınır (IR tampon)

TSOP alıcıları kızılötesi sinyalleri almak için sensör olarak kullanılırsa daha da ilginç davranışlar elde edilebilir. Bu bir çeşit IR tamponu olacak.
Şimdi devre şuna benziyor.

Şekil 5. 2 numaralı şema. Kızılötesi engel sensörleri ile.

"IR alıcı modülü" şu şekilde çalışır: TSOP alıcısına bir kızılötesi sinyal geldiğinde, çıkışında PNP transistörünün kilidini açan negatif bir voltaj belirir ve güç kaynağı artıdan gelen akım sağlanır. giriş devresi mikro devreler. En son ataçlardan yapılmış anten denilen mekanik anahtarlar kullanılmışsa, o zaman yeni şema robotun bir engele çarpmasını değil, belli bir mesafeden ona tepki vermesini sağlayacak. Şuna benziyor:

Alıcı kısım şu şekilde tasarlanmıştır: birbirine sabitlenmiş iki tamamen aynı modül (sol ve sağ).

Alıcı olarak 36 kHz çalışma frekansına sahip TSOP1136 kullanıldı. Pin konumları aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Şekil 6. TSOP1136.

Alıcıları çözdük ama engelleri tespit etmek için robotun önündeki boşluğa belirli bir frekansta kızılötesi radyasyon göndermeniz gerekiyor. Alıcıların çalışma frekansı değişiyor, benim durumumda 36 kHz. Bu nedenle NE555 yongasına bu frekans için bir puls üreteci monte edildi ve çıkışa kızılötesi yayan diyotlar bağlandı.

Şekil 7. NE555 verici devresi.

Robotun şasisine, üzerine istediğiniz sayıda IR diyot takabileceğiniz bir devre tahtası parçası eklenmiştir.
Diyotların üzerine, farklı yönlerde değil, ileri doğru parlamaları için ısıyla büzüşen tüpler veya benzeri bir şeyin yerleştirilmesi tavsiye edilir.

Şekil 8. IR tamponu.

Güç uygulandıktan sonra robot geri hareket edebilir; bunun nedeni TSOP alıcılarının çok yüksek hassasiyetidir. Zeminden, duvarlardan ve diğer yüzeylerden bile yansıyan sinyali algılarlar. Bu nedenle, IR sinyal yayıcı devresinde (Şekil 7), kızılötesi diyotların parlaklığını azaltıp istenen hassasiyeti elde ettiğimiz bir kesme direnci kullanılır.

3 numaralı şema. Böyle bir robot engelden geriye doğru hareket ederek bir dönüş yapar.

Başka bir ilginç şemaya bakalım.

Şekil 9. 3 numaralı şema.

Böyle bir robot, antenlerinden biriyle bir engele çarptığında geriye doğru hareket ederek hafif bir dönüş yapar ve kısa bir duraklamanın ardından robot hareketine devam eder. Davranış aşağıdaki animasyonda gösterilmektedir:

Bu devre aynı zamanda önceki devredeki kızılötesi tamponla da tamamen uyumludur.

Verici ile VT1 ve VT2 transistörlerinin taban dirençleri arasındaki devrede elektrolitik kapasitörler ortaya çıktı. VD1, VD2 diyotları ve HL1, HL2 LED'leri ortaya çıktı.
Bu ek bileşenlere neden ihtiyaç duyulduğuna bir göz atalım.
Yani, SB1 anahtarı kapatıldığında, yani. ilk sensör, güç kaynağından gelen pozitif akım VD1 diyotu ve akım sınırlama direnci R1 üzerinden transistörün tabanına beslenir. INPUT1 girişindeki mantıksal seviye değiştirilerek açılır ve INPUT2 girişindeki seviye de değişir.
Bu anda C1 kondansatörüne de akım akar ve şarj olur. M1 motoru aniden dönme yönünü değiştirir ve robot engelden geriye doğru hareket eder. Videoda ikinci motorun da hareket yönünü değiştirdiğini ancak daha kısa süreli olduğunu görebilirsiniz. Bunun nedeni, SB1 sensörü kapatıldığında, güç kaynağı artıdan gelen akımın da HL2 LED'i aracılığıyla devrenin sağ tarafına akmasıdır. LED'ler yalnızca bir engelle çarpışma hakkında kısa süreli bir sinyal sağlamakla kalmaz, aynı zamanda devrenin diğer yarısı için voltaj emici görevi de görür. Basitçe söylemek gerekirse, SB1 anahtarı kapatıldığında, C2 kondansatörü C1'den daha az şarj olur. Ve SB2 anahtarı (sensörü) kapatıldığında, aynı şey olur, ancak tam tersi - C2 daha fazla şarj olur (yani plakalarındaki voltaj daha yüksektir). Bu, yalnızca engelden uzaklaşmanıza değil, aynı zamanda ondan biraz uzaklaşmanıza da olanak tanır. Bu dönmenin açısı C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansına bağlıdır. Bana göre 22 uF kapasiteli kapasitörler optimaldir. 47 µF kapasitansla dönüş açısı daha büyük olacaktır.
Ayrıca videoda robotun bir engelden geri hareket etmesinden sonra ileri hareket etmeden önce kısa bir duraklama olduğunu da fark edebilirsiniz. Bu, kapasitörlerin boşalması nedeniyle oluşur, yani. bir noktada GİRİŞ girişlerindeki mantıksal sinyaller dengelenir ve sürücü bir anlığına motoru hangi yöne döndürmesi gerektiğini anlamayı bırakır. Ancak C1 ve C2 boşaldığında GİRİŞ girişleri orijinal lojik seviyelerine geri dönecektir.
VD1 ve VD2 diyotları, HL1, HL2 LED'leri aracılığıyla kapasitörlerin boşalmasını önler. LED'ler olmadan devre çalışmaz.

4 numaralı şema. IR tamponlu önceki diyagram.

Bu şema, mekanik sensörler yerine kızılötesi (IR tampon) sensörlerin kullanılmasıyla öncekinden farklıdır.

Şekil 10. 4 numaralı şema.

PNP transistörleri VT1 ve VT2'nin toplayıcıları, bir engel tespit edildiğinde mikro devrenin giriş devresine bir sinyal gönderecektir. Daha sonra her şey daha önce anlatıldığı gibi gerçekleşir, ancak böyle bir robot, önünde bir engel tespit ettiğinde geri çekilir, bir dönüş yapar ve ardından hareketine devam eder.
Davranış aşağıdaki animasyonda gösterilmektedir:

C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansı örneğin 1 µF'ye (minimum kapasitans 0,22 µF) düşürülürse robot daha ani davranacaktır.

Bir robotun bir nesneyi takip etmesi nasıl sağlanır?

Yukarıda sunulan tüm şemalarda sensörlerin veya motorların kendileri çapraz olarak yerleştirilmelidir. Ve doğrudan bağlantıyla (sol sensör sol motora, sağ sensör - sağ motora "komut verdiğinde"), robot engelden kaçmayacak, aksine onu takip edecektir. Doğrudan bağlantı sayesinde robotun çok ilginç davranışını elde edebilirsiniz - belirli bir mesafeyi korurken aktif olarak bir nesneyi takip edecektir. Nesneye olan mesafe, tampondaki (ayar) IR diyotların parlaklığına bağlıdır.

Birkaç fotoğraf daha:

Kullanılan şasi metal parçalar tasarımcıdan. Kolay pil değişimi için devre tahtası açılır.

Robot 4 adet AA pil ile çalışmaktadır.

Bir robot için gövde ve şasi yapma seçenekleri, özellikle satışta çok fazla olduğu için yalnızca hayal gücünüzle sınırlıdır. hazır çözümler. Benim durumumda devre panoya aktarılacak çünkü bir grup kablo estetik açıdan hoş değildir. Şarj devresine sahip piller de takılacaktır. Ve başka ne gibi iyileştirmeler yapılabilir veya yeni işlevler eklenebilir - tüm bunları yorumlarda önerebilirsiniz.

Bu makale için devrelerin çalışmasını ayrıntılı olarak açıklayan ve robotun davranışına ilişkin farklı seçenekleri gösteren bir video bulunmaktadır.

Radyo elemanlarının listesi

Tanım	Tip	Mezhep	Miktar	Not	not defterim
	1 ve 2 numaralı devre elemanları (IR tampon hariç)
VT1, VT2	Bipolar transistör	2N3904	2		Not defterine
R1, R2, R4, R6	Direnç	10 kOhm	4		Not defterine
R3, R5	Direnç	4,7 kOhm	2		Not defterine
C1		100 uF	1		Not defterine

	Diyagram No. 2, No. 4'teki “IR alıcı modülün” elemanları
VT1, VT2	Bipolar transistör	2N3906	2	KT361, KT816	Not defterine
R1, R2	Direnç	100Ohm	2		Not defterine
C1, C2	Elektrolitik kondansatör	10-47 uF	2		Not defterine

	“IR sinyal emisyon modülünün” elemanları Şekil 7
R1	Direnç	1 kOhm	1		Not defterine
R2	Direnç	1,5 kOhm	1		Not defterine
R3	Değişken direnç	20 kOhm	1	FD1, FD2'nin parlaklığını ayarlamak için	Not defterine
C1	Seramik kapasitör	0,01 uF	1		Not defterine
C2	Seramik kapasitör	0,1 uF	1		Not defterine
FD1, FD2	IR diyot		2	Herhangi