Robot – tropiciel dźwięków

Projekt prezentuje realizację robota, który jest autonomicznym trójkołowym pojazdem, wyposażonym w możliwość odbierania dźwięków, lokalizacji i odnalezienia źródła dźwięku. Realizacja nawet nieskomplikowanego projektu, połączona z pokonywaniem „oporu materii” daje twórcy ogromną satysfakcję.

Od paru lat jestem elektronikiem amatorem. W związku z tym moje doświadczenie i umiejętności są niekompletne, a niektóre rozwiązania mogą wydawać się dziwne; dlatego proszę Czytelników o życzliwą wyrozumiałość. Jeśli chodzi o pisanie programów dla mikrokontrolerów, to jestem na początku drogi. Program dla prezentowanego „Tropiciela” jest moim czwartym działającym, który napisałem pół roku od zainteresowania się tą specjalnością. Programowanie uważam za uzupełniającą umiejętność, bardzo przydatną dla elektronika majsterkowicza.

W tym artykule chciałbym zaprezentować moją, zapewne niedoskonałą, konstrukcję. O jej słabościach wspominam w dalszej części artykułu.

Zdecydowałem się ją przedstawić dlatego, że realizacja przynosi mnóstwo satysfakcji i radości! Niech więc ten materiał będzie też zachętą dla innych, żeby realizowali takie i podobne zadania.

Konstrukcja trójkołowca

Silniki prądu stałego z przekładnią umieściłem z przodu płyty głównej (15×25 cm) w odległości 18 cm, tak by zamontowane do nich koła były
w odległości 24 cm. Trzecie tylne koło ma możliwość dostosowania swego kierunku do ruchu całego pojazdu, co umożliwia zawracanie w miejscu. Od spodu płyty głównej zamontowałem zestaw zasilający – fotografia 1 i rysunek 2. Natomiast elektronikę realizującą algorytm umieściłem na jej powierzchni.

Schemat zasilania

Do zasilania silników postanowiłem użyć napięć +6 V i –6 V. Do zasilania wzmacniaczy sygnału akustycznego +6 V, natomiast mikrokontroler Atmega 16 wymaga zasilania +5 V. Na fotografii 1 i na rysunku 2 widać cztery ogniwa Li-Ion 18650, które są zabezpieczone dwoma bezpiecznikami 1-amperowymi. Napięcie dwóch szeregowo połączonych akumulatorków (około 8 V) jest ograniczane do +6 V i –6 V przez tranzystory BD139 i BD140, sterowane przez diody zenera. Układ L78L05 wraz z pojemnościami (zaznaczony na schemacie błękitnym prostokątem) znajduje się na płytce sterowania silnikami w bezpośrednim sąsiedztwie mikrokontrolera. Żółtym prostokątem zaznaczyłem włącznik zasilania umieszczony z przodu pojazdu, pod płytą główną, w miejscu łatwo dostępnym.

Schemat blokowy

Trzy wzmacniacze mikrofonów rozstawione w płaszczyźnie działania co 120 stopni kątowych, przekazują monitorowi odebrane sygnały. Monitor w ułamku sekundy „stwierdza”, który mikrofon zareagował pierwszy i przekazuje swoją decyzję do bloku sterowania silnikami. A dokładnie podaje napięcie na jedno z trzech dostępnych mu wejść mikrokontrolera. Kod programu wykonuje ciąg czynności: zerowanie monitora, sprowokowanie „pipka” do ćwierknięcia oraz sterowanie silnikami. Cykl pracy trwający około 3 sekundy powtarza się do skutku. Rysunek 3 zawiera schemat blokowy.

„Pipek” czyli poszukiwane źródło dźwięku

Kilka lat temu z potrzeby chwili skonstruowałem detektor działania pilota podczerwieni. Rysunek 4 pokazuje scalony odbiornik TSOP 2238 sterujący us 555, a ten podaje krótki impuls buzerkowi. To wystarczyło do sprawdzenia pilota.

A teraz świetnie nadaje się do roli „ściganego”. Po nabyciu oscyloskopu mogłem przyjrzeć się strukturze kodów, ale to już inna historia.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze styczniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 1/2024). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 1/2024 znajduje się tutaj.

 

Roman Braumberger 

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mamy wysłać na podany adres e-mailowy.