Универсальные робо-модули

Вот уже год как я занимаюсь робототехникой. Вначале были простенькие BEAM- букашки на микриках, затем 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 затем 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.

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 только 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 радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Робот
• Sprint-Layout