Робот-жук мини

R9AL | 2022 / Робот-жук мини

Робот-жук мини - это открытый проект сайта http://www.customelectronics.ru/joystickshield/.

Этот робот разрабатывался как учебный и применялся на чемпионатах WorldSkills и других соревнованиях профессионального мастерства. Основная цель разработки устройства - демонстрация возможностей схемотехники на простых дискретных компонентах.

Робот-жук представляет из себя печатную плату с закрепленной на ней мотор-рамой и двумя аккумуляторами формата 18650. В торцевой части установлены два концевых выключателя, которые позволяют детектировать столкновение с препятствием. Сразу после включения питания жук начинает двигаться вперед до столкновения с препятствием. При столкновении происходит остановка. Затем, после паузы, робот объезжает назад, поворачивается на небольшой угол, делает паузу и снова возобновляет движение.

Все собрано на простых выводных компонентах с применением 3D-печати.

Принципиальная схема:

Питание подключается к разъему XS1 и может быть отключено джампером на разъеме XP1. Все движение управляется в первую очередь с триггера на микросхеме DD5A. В начальном состоянии его прямой выход установлен в ноль и комбинация сигналов на выходах микросхемы DD4 формирует набор состояний, при котором оба двигателя вращаются вперед.

При замыкании любого из концевых выключателей, выход триггера устанавливается в единицу. Сигнал TimerRes запускает тактовый генератор CLOCK SOURCE, а сигнал CounterEnable разрешает работу счетчика DD3. С каждым тактом генератора изменяется состояние выходов счетчика и происходит изменение состояния выходов логических элементов таким образом, что выполняется последовательность действий: остановка -> движение назад -> остановка -> поворот -> остановка -> движение вперед.

В момент возобновления движения вперед, через транзистор VT1 происходит изменение состояние триггера. Тактовый генератор и триггер отключаются до повторного столкновения с препятствием.

Также в схеме присутствует блок PWM, выполненный по типовой схеме включения NE555 в режиме генератора ШИМ-сигнала. Это позволяет регулировать скорость вращения двигателей через специальный вход драйвера L293.

Сборочный чертеж:

Плата разработана таким образом, что ее можно сделать односторонней. В этом случае достаточно будет установить несколько перемычек показанных на чертеже. Если плата двухсторонняя, то паять перемычки, конечно, не надо.

Печатная плата в сборе:

Файлы: