Робот "Мотылёк" - это BEAM-робот, имитирующий поведения мотылька,
стремящегося к свету. BEAM - это аббревиатура от Biology, Electronics,
Aesthetics, Mechanics (Биология, Электроника, Эстетика, Механика).
Принципы построения таких роботов, используют простые аналоговые цепи,
вместо микропроцессоров, с целью достичь необычно простого дизайна, который
жертвует гибкостью ради надёжности и эффективности выполнения определённого
задания. Роботы ВЕАМ обычно копируют поведение биологических объектов,
взаимодействуя с окружающей средой.
Из 18-го урока (Транзистор.)
вы уже знаете, что для того чтобы управлять мощной нагрузкой, например
электромоторами, необходимо использовать транзистор. Но не каждый транзистор
подойдет, необходимо правильно выбрать нужный. Для этого нужно знать,
какой максимальный ток будет в цепи во время пуска или остановки двигателя,
а также ток во время его нормальной работы. Зная это, необходимо выбрать
транзистор с соответствующим током коллектора. В применяемых нами
мотор-редукторах ТТ1:48 потребляемый ток составляет порядка 200 мА, а в момент
пуска может достигать 1 Ампера, значит нужен транзистор с номинальным током
коллектора более 1 А. Для примера возьмем транзистор КТ835Б, у которого
максимально допустимый ток коллектора 7,5 А, хватит с запасом, и рассмотрим
следующую схему:
Пока на фоторезистор не падает свет, его сопротивление велико, а значит
протекающий через него ток будет слишком мал, чтобы открыть транзистор. А это
значит, что светодиод светиться не будет.
При освещении фоторезистора его сопротивление уменьшается, а значит,
увеличивается протекающий через него ток и в какой-то момент величина этого
тока будет достаточной для открытия транзистора. Транзистор откроется и
светодиод засветится.
Заменим светодиод электромотором.
Вроде бы ничего не принципиально не изменилось, но схема не работает. Почему?
Все дело в том, что ток, потребляемый мотором слишком велик. У биполярного
транзистора, ток коллектора зависит от тока базы, и связаны они коэффициентом
усиления транзистора по току β, для этого транзистора этот
коэффициент обычно составляет от 10 до 30 (паспортное значение 10-100).
К сожалению, когда транзистор работает в состоянии насыщения, этот коэффициент
сильно снижается. Для того, чтобы транзистор открылся и двигатель заработал,
необходимо обеспечить ток базы в несколько десятков миллиампер. Конечно же,
в данной схеме этого сделать невозможно, так как сопротивление фоторезистора,
даже при очень ярком свете - несколько килоом.
Как же быть? Используем еще один транзистор!
Небольшого тока, протекающего через фоторезистор достаточно для того чтобы
открыть транзистор VT1. Тока, который будет протекать через
коллекторно-эммитерный переход этого транзистора уже будет достаточно для того,
чтобы открыть транзистор VT2.
Робот "мотылек" использует две такие схемы (каждый электромотор управляется
своим фоторезистором):
В схему добавлены резисторы R1 и R2, они нужны для того, чтобы робот реагировал
на определенный уровень освещенности, т.е. ими можно регулировать
чувствительность робота к свету. Можно даже заменить их подстроечными
резисторами.
Для сборки схемы использован
Робот с макетной платой
Кстати, в качестве транзистора VT1 можно использовать маломощный транзистор, например КТ361 с любой буквой:
Схема с 361.
Такое каскадное включение транзисторов получило название пара Дарлингтона,
в честь инженера Сиднея Дарлингтона, который предложил эту схему в 1953 году.
Промышленно выпускают транзисторы включенные по схеме пары Дарлингтона,
конструктивно расположенные в одном корпусе (например, транзистор КТ973), такие
транзисторы называют транзисторы Дарлингтона. На схеме они обозначаются как
обычные транзисторы:
Используя эти транзисторы можно существенно упростить схему:
Вот этот же робот, но со схемой на транзисторах КТ973
Copyright © R9AL 2022 Все права защищены
