Электроника для начинающих

Рис. 5.96.Крепление одного микропереключателя на левом переднем углу тележки

Рис. 5.97.

Два микропереключателя с металлическими рычажками расположены с каждой стороны тележки, где они будут хорошо «чувствовать» каждое встречающееся препятствие

Схема

Схема данного проекта чрезвычайно проста — в ней всего лишь четыре принципиальных компонента: два микропереключателя, которые чувствуют препятствия впереди тележки, одно реле и один таймер 555 (рис. 5.98). Вам еще потребуется небольшой выключатель напряжения питания, батарейка или блок батареек, а также резистор и конденсаторы, которые должны быть подсоединены к таймеру. Подстроечный потенциометр даст вам возможность отрегулировать время включенного состояния таймера 555, которое будет определять, как долго тележка будет отъезжать назад от препятствия.

Рис. 5.98.Это очень простая электрическая схема, которая требуется тележке для того, чтобы отъезжать назад, когда она сталкивается с каким-либо препятствием

Для питания двигателя, который выбрал я, требуется напряжение 5 В, поэтому мне вместе с батарейкой на 9 В пришлось дополнительно использовать соответствующий стабилизатор напряжения. Если для вашего двигателя требуется напряжение 6 В, то вы можете последовательно соединить 4 батарейки типа АА, и подключить их к нему напрямую. Если же у вас имеется двигатель на 12 В, то вы можете для его питания использовать две последовательно соединенные 9-вольтовые батарейки, которые будут подавать напряжение через стабилизатор напряжения на 12 В.

Соберите все компоненты и установите их на тележку, а затем включите ее питание. Тележка должна начать медленно двигаться вперед по более или менее прямой траектории. Если же она сразу же поедет назад, то на вашем двигателе надо поменять местами провода.

Когда тележка «врежется» в какой-нибудь предмет, один или оба микропереключателя будут подключать отрицательное напряжение к входу таймера 555. Это приведет к тому, что запустится таймер, функционирующий в моностабильном режиме и формирующий импульс длительностью порядка 5 сек. В результате этого сработает реле, которое подключено таким образом, чтобы на выводах двигателя изменять полярность напряжения питания.

В том случае, когда будет изменена полярность напряжения питания двигателя постоянного тока, он начнет вращаться в обратную сторону. Поэтому тележка поедет назад. Поскольку заднее колесо закреплено в вилке, которая может свободно вращаться вокруг оси, поэтому она будет иметь возможность перемещаться либо в одну, либо в другую сторону, заставляя тележку перемещаться по дуге при движении назад. В конце цикла таймера реле возвращается в исходное состояние, и тележка снова начинает двигаться вперед. В режиме движения вперед заднее колесо всего лишь следует за тележкой, не прилагая какого-либо управляющего усилия, поэтому тележка будет стремиться двигаться по прямой линии до тех пор, пока не упрется в другое препятствие, после чего она снова вернется назад и попытается проехать по другому пути.

Домашнее задание по данному эксперименту включает следующие пункты.

• Вы можете купить простые двигатели постоянного тока со встроенными редукторами, обеспечивающими нужное количество оборотов в минуту; маленькие двигатели для робототехнических проектов предлагают буквально сотни различных веб-сайтов.

• Когда вы поменяете полярность напряжения питания двигателя постоянного тока, он должен начать вращаться в обратную сторону.

• Вы можете подключить двухполюсное двухпозиционное реле таким образом, что когда оно будет срабатывать, то оно будет изменять полярность подключения напряжения питания на двигателе.

• Вы можете использовать два концевых выключателя и пару диодов для остановки двигателя в двух положениях. В любом положении, когда двигатель остановлен, он не потребляет ток, и нет опасности выхода его из строя.

Какие другие проекты можно представить себе при использовании этого простого технического оснащения?

Все о концевых выключателях

Самое очевидное улучшение вашей тележки — это добавление более качественного механизма рулевого управления. Вы можете использовать другой двигатель, чтобы он взял на себя эту функцию, но к нему нужно будет добавить пару концевых выключателей. Поскольку концевые выключатели относятся к основным электронным деталям, которые очень важны для эксплуатации двигателей, я остановлюсь на них более подробно.