Электронная игрушка робот-жук
Детская электронная игрушка под названием «Робот-жук», работает от изменения освещенности состояния оптических датчиков. Конструкция робота схематически показана на рисунке. Приводится жук в движение двумя микродвигателями М1 и М2, на валы которых надеты маленькие колесики (фактически — обрезки изоляции внутренней жилы толстого коаксиального кабеля). Для того чтобы плата не царапала поверхность, по которой она будет двигаться, сзади сделана третья точка опоры. — поддержка из изогнутой гладкой пружинистой стальной проволоки.
Датчики оптические, — два. Один расположен слева под углом, другой справа. Датчики работают на отражение ИК-света от предметов, которые могут быть препятствиями. Каждый датчик управляет направлением вращения противоположного двигателя. Если препятствия нет двигатель тянет «жука» вперед, если возникает препятствие — назад.
Таким образом, когда возникает препятствие перед датчиком SF1-HL1 включается реверс двигателя Ml. Но двигатель М2 продолжает движение вперед. Поэтому жук быстро поворачивается в такое положение, чтобы перед датчиком не было препятствий и продолжает прямолинейное движение.
Если препятствие, например стена, расположено строго перпендикулярно направлению движения жука, срабатывают оба датчика, и оба двигателя начинают тянуть жука назад до тех пор, пока препятствие не выйдет из зоны слежения датчиков. Поскольку механика здесь крайне неточная, прямолинейное движение назад не будет таким прямолинейным и «жук» повернется так, что сможет двигаться вдоль стены и. изрядно побродив, обойти ее в конечном итоге.
Принципиальная схема жука показана на рисунке выше. Как видите, здесь действительно нет мозгов, даже единственная логическая микросхема D1 не выполняет каких-то логических функций по анализу и принятию решений, а просто служит генератором импульсов для двух ИК-светодиодов, излучающих инфракрасный свет, необходимый для работы датчиков.
Светодиоды расположены так, что свет от них не может попадать прямо на фотоприемники HF1 и HF2, а только по пути отражения от объекта расположенного спереди или спереди — сбоку. Проще всего это сделать, если светодиоды расположить под печатной платой, а фотоприемники на ней. При этом желательно чтобы участки фольги под фотоприемниками в месте установки светодиодов были не протравлены (чтобы исключить просвет через текстолит). Фотоприемники желательно снабдить несложными коническими блендами. Расположить фотоприемники надо, примерно, под углом 45° к продольной или поперечной оси жука.
Двигатели расположены наклонно, так чтобы «колесики» касались поверхности, по которой жук будет ползать, и еще под его «пузом» оставался зазор в 5-10 мм.
Алгоритм предельно прост. Датчик HF1 управляет мотором М1 Когда препятствия нет. на датчик не попадает отраженный свет, излучаемый HL1, и на выходе HF1 присутствует логическая единица. Ключ VT1-VT2 открыт, а контакты реле Р1 находятся в положении, при котором М1 тянет «жука» вперед. Если возникло препятствие, луч НИ отражаясь от него попадает на FH1 и на выходе FH1 устанавливается ноль. Репе Р1 выключается и переключает двигатель М1 на реверс.
Аналогично работает и второй «глаз». Конденсаторы С4 и С5 создают небольшую задержку, исключая зацикливание жука. Чувствительность датчиков (расстояние до препятствия. на которое они должны реагировать) устанавливают подбором сопротивления R5. Светодиоды — любые светодиоды от пультов управления аппаратуры. Реле можно заменить более современными, например BT-24S.
