Rover planetário cibernético. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Esse era o título do artigo de P. Alyoshin, publicado na revista Radio nº 2 de 1987. Falava sobre uma máquina de brinquedo que conseguia contornar os obstáculos encontrados no caminho. Sua parte eletrônica foi montada em quatro microcircuitos digitais da série K561 e 16 transistores. O uso de uma base de elementos moderna permitiu reduzir ao mínimo o número de peças: três microcircuitos, um ressonador de quartzo, quatro capacitores, um resistor e um LED - é tudo o que é necessário para montar o rover planetário descrito no artigo .

O brinquedo proposto, como os protótipos [1, 2], colidindo com um obstáculo, recua, desvia-se do obstáculo e avança novamente até que um novo obstáculo esteja à sua frente. A direção da manobra é determinada pelo estado (fechado/aberto) de dois microinterruptores montados atrás do para-choque localizado na frente do brinquedo.

O diagrama esquemático da parte eletrônica do rover planetário é mostrado na figura. Sua base é um microcontrolador (MK) AT90S1200 barato e acessível da Atmel. A presença em sua composição da memória Flash de programas com volume de 1 KB com recurso de 1000 ciclos de gravação / apagamento permite aprimorar o programa, bem como criar novos dispositivos usando o mesmo MK.

Conclusões 18, 17 MK DD1 servem como entradas às quais são conectados os microswitches SA1 e SA2, localizados no para-choque dianteiro do brinquedo. Os níveis lógicos dos pinos 13, 14 e 15, 16 (programados como saídas) controlam dispositivos de limite e amplificadores de potência de ponte DA2 e DA1 (TA7291S), carregados respectivamente pelos motores direito (M2) e esquerdo (M1). Para pino 12 DD1 conectado LED HL1. A frequência do relógio é definida por um ressonador de quartzo ZQ1 a uma frequência de 2 MHz.

Após a alimentação ser aplicada, o aparelho mantém uma pausa (6...15 s) necessária para que o usuário instale o brinquedo na direção desejada. O LED HL1 aceso indica a presença de energia. Após uma pausa, apaga-se e o modelo começa a avançar. Em uma colisão com um obstáculo, como já mencionado, ele para, recua e se afasta do obstáculo. O LED HL1 está aceso neste momento, indicando uma mudança na direção do movimento. No final da manobra, apaga-se novamente e o modelo começa a avançar.

O programa em linguagem assembly com comentários detalhados é fornecido na Tabela. 1, arquivo hexadecimal - na tabela. 2.

(clique para ampliar)

Deve-se enfatizar especialmente que em uma versão específica do dispositivo, a duração dos atrasos depende da frequência do ressonador e da velocidade do brinquedo, portanto, eles são selecionados experimentalmente. A duração do retardo t (em segundos) é calculada pela fórmula t-393216X/fres, onde 393216 é o número de ciclos da sub-rotina de retardo; fres - frequência do ressonador de quartzo em hertz; X é o valor das constantes bigpause, pause1, pause2, pause3. Por exemplo, se um ressonador de quartzo for usado para o dobro da frequência (4 MHz), as constantes correspondentes também devem ser duplicadas (bigpause=200, pause1=30, pause2=00, pause3=100). Se a frequência do ressonador for a mesma da versão do autor, mas a velocidade do brinquedo for muito alta e a duração dos atrasos precisar, por exemplo, ser reduzida em 1,5 vezes, então os valores das constantes devem ser reduzidos no mesmo valor (respectivamente, para 66, 10, 35 e 35).

Ao repetir o design, você pode usar o MK AT90S1200 com quaisquer índices numéricos e alfabéticos. A maneira mais fácil de programar o MK é conectá-lo diretamente à porta LPT de um computador compatível com IBM (é assim que o MK foi programado quando o brinquedo descrito foi feito). Mais detalhes sobre este método podem ser encontrados em [3] e na série de artigos [4].

O chip TA7291S foi desenvolvido pela TOSHIBA para controlar os motores elétricos dos videocassetes. Ele tem uma grande impedância de entrada (cerca de 150 kOhm), proteção integrada contra operação simultânea (quando ambas as entradas de controle são definidas para log. 1 níveis) e proteção contra sobrecarga. O microcircuito está disponível em três versões: para montagem convencional (com índices P e S) e para montagem saliente (F). Eles diferem em tamanho, número e finalidade dos pinos, corrente operacional máxima e dissipação de energia (para a variante com o índice P, é o maior). Na versão do autor, é utilizado um microcircuito com o índice S (entre colchetes no diagrama, são indicados os números dos pinos da versão P).

A frequência do ressonador de quartzo pode ser de 1 a 4 MHz. É conveniente usar um ressonador de cerâmica de três pinos (o pino do meio é conectado a um fio comum), caso em que os capacitores C1 e C2 não são necessários.

Literatura

1. Aleshkovsky S. Veículo todo-o-terreno cibernético. - Rádio, 1977, n.º 7, p. 49, 50 e 3ª p. guias.
2. Aleshin P. Rover planetário cibernético. - Rádio, 1987, n.º 2, p. 49, 50 e 3ª p. guias.
3. .
4. Dolgy A. Programadores e programação de microcontroladores. - Rádio, 2004, nº 1-6.

Autor: M.Potapchuk, Rivne, Ucrânia

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