RoboClub - Проекты

Where AI meet the real world

 
Главная страница
 

Проекты
- проект дня
- андроиды
- экоскелеты
- beam-роботы
- мобильные роботы
 

Подписка на новости
RoboClub:
Е-Mail:
Формат писем:
Подписаться
Отказаться

"Делаем робота вместе!": наша практика - II

Концепция

Этот проект является развитием нашего прошлого опыта по созданию простого мобильного робота. Его целью является реализация некоторых идей, обсуждавшиеся на форуме в процессе работы над предыдущей конструкцией, в частности:

  • использование гусеничного шасси;
  • установка бесконтактных датчиков препятствий;
  • опробывание новых алгоритмов "поведения".

Предупреждения:
1. Данный проект не имеет заранее разработанного плана. Он является попыткой реализации на практике некоторый идей, высказываемых на форуме. Следуя данному проекту, вы должны понимать, что можете столкнуться с необходимостью возможных переделок, либо даже с тем, что избранная концепция окажется в принципе неверной (хотя мы вместе с вами надеемся, что это не так :)
2. Это проект демонстрирует лишь один из множества возможных подходов. Вы можете идти собственным путем, исходя из имеющихся в вашем распоряжении средств (включая доступную элементную базу и пр.), а мы будем рады, если вы поделитесь приобретенным опытом и достигнутыми результатами.
3. Проект осуществляется "в реальном времени" и по "свободному графику", т.е. по мере наличия времени и возможностей. Нам самим хотелось бы, чтобы скорее получилось что-то "реальное", но какие-либо гарантии на этот счет невозможны.

Обсуждение этого проекта (как конструктивных решений, так и хода его выполнения) по-прежнему продолжается на форуме.

Вводный курс по микроконтроллерам и их программированию можно найти здесь.

Конструкция

Кандидат на переделку Основа для робота нашлась замечательная: модель гусеничного бульдозера с управлением от проводного пульта, обладающая целым рядом замечательных качеств:

  • во-первых, она имеет всю необходимую "механику" и "электрику";
  • во-вторых, наша доработка может ее действительно "улучшить" (часто для построения мобильных роботов предлагается взять радиоуправляемую модель и выкинуть из нее "начинку", но, по нашему мнению, "потрошить" хорошую вещь, даже для того, чтобы сделать из нее другую хорошую, - это не дело :)
  • в-третьих, ее компоновка очень удобна для размещения нашего оборудования, датчиков и пр.;
  • в-четвертых, вся ее "электрика" питается от 4 элементов АА, что позволяет запитать и контроллер, и прочую электронику, и двигатели от одного источника;
  • в-пятых, помимо ходовых двигателей она имеет двигатель управления ножа, который может быть "задействован" нами в дальнейшем;
  • наконец, она доступна (куплена на рынке около Белорусского вокзала в Москве всего за 280р.).

В конструктиве электронного модуля нашего "гусеничного" проекта по сравнению с "колесным" сделана пара изменений, благодаря чему он стал еще проще.
 
Во-первых, вместо старой доброй "рабочей лошадки" AT90S2313 использована относительно новая микросхема семейства AVR - ATtiny26, что позволило обойтись, в частности, без внешнего "кварца". Во-вторых, вместо драйвера L293 использован L293D, имеющий встроенные гасящие диоды.
 
Таким образом, мы получаем электронный модуль, аналогичный по своим возможностям тому, что был сделан для предыдущего проекта, но состоящей практически всего из двух микросхем. Остальные элементы схемы играют вспомогательную роль.

Описание схемы

Разводка контроллера ATtiny26 на приводимой схеме приведена для корпуса PDIP/SOIC/SSOP.

Схема модуля

Напряжение питания (VCC) в диапазоне от 4.5 до 5.5В подается на вывод 5 контроллера; вывод 15 предназначен для опорного напряжения АЦП (AVCC) и тоже должен быть подключен к плюсу питания, хотя АЦП в данном проекте и не используется. Аналогично, к "земле" должны быть подключены выводы 6 и 16. Сглаживание напряжения питания выполняют электролитический конденсатор C1 и керамический С2; конденсатор С2 надо разместить по возможности ближе к вводам питания контроллера.
 
Контроллер имеет два порта ввода/вывода - А и В, последняя линия порта В (РВ7) используется как линия сброса (Reset). Резистор R1 обеспечивает высокий логический уровень на линии сброса контроллера.
 
Разъем Х1 - разъем программатора. В зависимости от типа программатора на разъем может потребоваться вывести также напряжение питания. В любом случае, выполните разводку этого разъема в соответствии с инструкцией к вашему программатору (см. также AVR042: AVR Hardware Design Considerations).
 
Разъем Х2 может быть использован для подключения контрольного светодиода, разъем Х3 - для подключения датчиков.
 
Линии РА0..РА4 порта А сконфигурированы на выход, по ним команды управления двигателями поступают на драйвер L293D.
 
Драйвер L293D содержит четыре усилителя, из которых образованы два "моста", каждый из которых управляет своим двигателем.
 
Один из мостов имеет входы 2 и 7, к его выходам 3 и 6 подключается один из электродвигателей, у второго моста - входы 10 и 15 и выходы 11 и 14, соответственно.
 
При подаче высокого логического уровня на один из входов моста при низком уровне на другом, соответствующий двигатель начинает вращаться в одну сторону; при переключении уровней на входах происходит реверсирование двигателя. Если на оба входа моста подать одинаковые логические уровни (т.е. или на обоих высокий, либо на обоих низкий), то произойдет торможение двигателя.
 
В данной схеме линии разрешения работы мостов (1 и 9) не используются и подключены к "плюсу" питания драйвера (16).
 
Поскольку питание двигателей и электроники производится от общего источника, то вывод 8 драйвера также подключен к "плюсу" питания драйвера (16). Однако драйвер допускает питание двигателей от отдельного источника питания, напряжением до 36В; в этом случае оно подается на вывод 8 драйвера.
 
В зависимости от типа используемых электродвигателей может потребоваться установка теплоотвода на драйвер, а также подбор емкости конденсатора С3 для предотвращения "просаживания" напряжения питания при нагружении двигателей.

Продолжение следует

Задать вопросы по этому проекту, дать свои предложения по дальнейшему его развитию или оставить комментарии можно здесь >>>.