КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ И ГРУШ КА-ВЕЗДЕХОД – ЧАСТЬ 1

April 29, 2014 by admin Комментировать »

В предлагаемой конструкции, собранной на основе игрушечного вездехода, реализована возможность автоматического объезда препятствий Электронная часть устройства выполнена на четырех микросхемах серии К561 и 16 транзисторах, непосредственно управляющих двумя электродвигателями игрушки без электромагнитных реле

Столкнувшись с препятствием, вездеход отъезжает назад, потом, двигаясь вперед, поворачивает в сторону, противоположную препятствию, затем поворачивает в сторону препятствия, после чего продолжает движение вперед в исходном направлении

Для определения направления необходимого маневра в передней части вездехода установлен бампер За ним находятся два микропереключателя, которые срабатывают при столкновении с препятствием Их включение приводит к запуску электронной части вездехода, которая, управляя двигателями, обеспечивает необходимый порядок работы

Принципиальная схема электронной части приведена на рис 57 и 58 Микропереключатели S1 и S2, установленные за бампером, управляют триггером DD11 и запускают цепочку из трех реле (ждущих мультивибраторов), собранных на основе D-триггеров DD12, DD21, DD22 Выходные сигналы триггера DD11 и ждущих мультивибраторов через логические элементы микросхем DD3 и DD4 и усилители на транзисторах VT1..VT16 управляют двигателями игрушки

Познакомимся подробнее с работой электронной части вездехода При помощи выключателя S3 напряжение питания подается на микросхемы и через конденсатор С1 и резистор R3 на вход R триггера DD11, в результате чего этот триггер устанавливается в нулевое состояние То же происходит с DD12, DD21 и DD22 за счет соответствующего

Рис 57 Принципиальная схема вездехода

подключения конденсаторов С4..С6 Сигналы П (правый), А, В, С принимают значения лог О, сигнал Л (левый) – лог 1 На все входы элемента DD41 приходят лог 1, этот элемент включается, на его выходе появляется лог О, в результате элементы DD42 и DD43 выключаются и на их выходах появляются лог 1 Выходы указанных элементов обозначены как ПВ (правый вперед) и ЛВ (левый вперед) Выход А ждущего мультивибратора DD12 обозначен как ПН (правый назад) и ЛН (левый назад) В исходном состоянии на выходах ПВ и ЛВ – лог 1, на выходах ПН и ЛН – лог 0

Лог 1 на выходе ПВ включает транзистор VT 1 (рис 58), который своим коллекторным током отпирает транзистор VT3, на вывод «+» двигателя Ml подается напряжение +6 В Лог 0 на выходе ПН включает транзисторы второго усилителя, и вывод «-» двигателя подключается к общему проводу Двигатель начинает вращаться вперед Аналогично включается двигатель М2, вездеход движется прямо вперед Предположим, что при столкновении с препятствием сработает микропереключатель S1 (препятствие справа) Триггер DD11 переключится в единичное состояние, на выходе П появится лог 1, на выходе Л – лог 0

Изменение сигнала П с лог 0 на лог 1 установит триггер DD12 в единичное состояние, так как на входе D этого триггера – лог 1 Сигнал А (а следовательно, ПН и ЛН) примет значение лог 1 Поскольку на вывод 5 элемента DD41 придет лог 0, этот элемент выключится, элементы DD42 и DD43 включатся, на выходах ПВ и ЛВ появится лог 0 Сочетание ПН и ЛН лог 1, ПВ и ЛВ лог 0 приведет к вращению обоих двигателей назад (рис 59)Однако такое состояние триггера DD12 неустойчиво Лог 1 с выхода А через резистор R4 заряжает конденсатор С4, напряжение на входе R триггера медленно повышается Через 2 с оно достигает порога переключения триггера, он лавинообразно (за счет подключения правой обкладки конденсатора С4 к инверсному выходу триггера) переключится в исходное состояние, при котором на выходе А – лог 0

При переключении триггера DD12 в исходное состояние изменение сигнала на его инверсном выходе с лог 0 на лог 1 запустит ждущий мультивибратор на триггере DD21 Через 2 с этот мультивибратор возвратится в исходное состояние и запустит ждущий мультивибратор на триггере DD22 Еще через 2 с этот ждущий мультивибратор возвратится в исходное состояние, и изменение сигнала на его инверсном выходе установит в исходное состояние триггер DDE1, так как на его входе D – лог 0

Последовательное включение ждущих мультивибраторов приводит к следующим результатам Включение DDE2, как уже указывалось, обеспечит движение модели назад При включении DD21 на выходе В появляется лог 1, на оба входа элемента DD32 приходят лог 1, этот элемент включается и выключает элемент DD42 На выходе ПВ появляется лог 1, на выходе ПН – лог 0, поэтому двигатель Ml вращается вперед На выходах ЛВ и ЛН – лог 0, поэтому двигатель М2 не вращается, и вездеход, двигаясь вперед, поворачивает влево

При включении DD22 включается элемент DD34, выключается элемент DD43, на выходе Л В появляется лог 1 Поскольку при этом на выходах ПН, ЛН, ПВ – лог 0, двигатель М2 вращается вперед, двигатель Ml не вращается, вездеход движется вперед и поворачивает вправо

После выключения DD22 все элементы устанавливаются в исходное состояние, и вездеход продолжает движение вперед

Если препятствие оказывается слева, срабатывает микропереключатель S2, и ждущий мультивибратор DD12 запускается по входу S Триггер DD11 остается в исходном состоянии, поэтому на его выходе П – лог 0, Л – лог 1 Порядок работы двигателей меняется: вначале оба двигателя вращаются назад, потом включается элемент DD33 и происходит движение вперед с поворотом вправо Затем включается элемент DD31, вездеход движется вперед с поворотом влево – и снова вперед

Если препятствие вызывает включение обоих микропереключателей S1 и S2, модель также откатывается назад и направление маневра определяется тем, какой из микропереключателей выключится последним

Все детали электронной части вездехода, кроме микропереключателей S1 и S2, размещены на двух печатных платах Первая из них двусторонняя, размером 105×37,5 мм На ней размещены детали по схеме, приведенной на рис 57 На рис 5106 показана сторона платы с установленными деталями, а на рис 510а – обратная На второй, односторонней плате размером 105×27,5 мм, представленной на рис 511, установлены транзисторы и резисторы схемы (рис 58) Конденсатор С7 также впаян в эту плату, но расположен за ее габаритами между электродвигателями игрушки

В вездеходе использованы детали следующих типов: резисторы МЛТ-0,125 и 0,25 в качестве R4..R6 – КИМ-0,05 конденсаторы

Рис 510 Монтажная схема платы вездехода

Cl, C2 – типа КМ-5, СЗ – К53-4, С4..С6 – КМ-6, С7 – ЭТО-2 В качестве конденсаторов С4..С6 можно применять и другие неполярные конденсаторы, например МБМ Микросхемы серии К561 разрешается заменить аналогичными серии КР1561, а при переработке печатной платы – и микросхемами серии 564 Транзисторы КТ816 и КТ817 используются с любым буквенным индексом, возможна также установка транзисторов КТ814 и КТ818 вместо КТ816, КТ815 и КТ819 вместо КТ817 Транзисторы КТ315 и КТ361 допустимо заменить практически любыми маломощными кремниевыми или германиевыми транзисторами соответствующей структуры

Рис 512 Принципиальная схема релейного усилителя

Рис 511 Монтажная схема платы

Вместо двух усилителей сигналов ПН и ЛН можно применить один, если в его выходном каскаде установить транзисторы с коэффициентом передачи тока базы не менее 60 Это, однако, уменьшит возможности модернизации модели, в частности ее нельзя будет заставить развернуться на месте

Число транзисторов легко уменьшить до восьми или даже шести, если использовать электромагнитные реле Схема одного усилителя мощности с реле приведена на рис 512 В нем можно применить любые маломощные германиевые рпр-транзисторы: МП14..МП16, МП40..МП42, МП20,МП21 Реле К1 должны срабатывать при напряжении не более 4 В, это реле типа РЭС-9 (паспорта РС4524203,214,216,219), РЭС-10 (паспорта РС4524304, 315), РЭС- 34 (паспорта РС4524374, 377), РЭС-47 (паспорт РФ4500421),

РЭС-48 (паспорта РС4590204, 216), РЭС-59 (паспорт ХП4500021), РЭС-60 (паспорта РС4569439, 440) и др

Печатные платы крепятся винтами М2 к бобышкам из органического стекла, подклеенным к корпусу вездехода Первая печатная плата расположена в передней части вездехода, вторая – в задней Между ними предусмотрено место для установки приемника системы радиоуправления

Микропереключатели S1 и S2 типа МП7 подклеены снизу к плоской фаре вездехода, для них в корпусе сделаны вырезы Бампер, изготовленный из органического стекла толщиной 3 мм, закреплен снизу фары винтом М2,6 с шайбой Винт ввернут в бобышку из органического стекла, которая вклеена во внутреннюю полость фары Для того чтобы бампер мог не только поворачиваться, но и сдвигаться средней частью при наезде на препятствие, крепежное отверстие сделано вытянутой формы (рис 513)

Для включения игрушки использован движковый переключатель типа ПД1, установленный в прямоугольном отверстии, через которое выводился кабель дистанционного управления вездеходом

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты