Rover planetario cibernetico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / microcontrollori

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Questo era il titolo dell'articolo di P. Alyoshin, pubblicato sulla rivista Radio n. 2 per il 1987. Raccontava di una macchina giocattolo in grado di aggirare gli ostacoli incontrati lungo la strada. La sua parte elettronica è stata assemblata su quattro microcircuiti digitali della serie K561 e 16 transistor. L'utilizzo di una moderna base di elementi ha permesso di ridurre al minimo il numero di parti: tre microcircuiti, un risonatore al quarzo, quattro condensatori, un resistore e un LED: questo è tutto ciò che serve per assemblare il rover planetario descritto nell'articolo .

Il giocattolo proposto, come i prototipi [1, 2], scontrandosi con un ostacolo, arretra, si allontana dall'ostacolo e avanza di nuovo finché non si trova di fronte a un nuovo ostacolo. La direzione della manovra è determinata dallo stato (chiuso/aperto) di due microinterruttori montati dietro il paraurti posto nella parte anteriore del giocattolo.

Il diagramma schematico della parte elettronica del rover planetario è mostrato nella figura. La sua base è un microcontrollore economico e conveniente (MK) AT90S1200 di Atmel. La presenza nella sua composizione della memoria Flash di programmi con un volume di 1 KB con una risorsa di 1000 cicli di scrittura / cancellazione consente di migliorare il programma, nonché di creare nuovi dispositivi utilizzando lo stesso MK.

Le conclusioni 18, 17 MK DD1 fungono da ingressi a cui sono collegati i microinterruttori SA1 e SA2, situati nel paraurti anteriore del giocattolo. I livelli logici dai pin 13, 14 e 15, 16 (programmati come uscite) controllano i dispositivi di soglia e gli amplificatori di potenza a ponte DA2 e DA1 (TA7291S), caricati rispettivamente dai motori destro (M2) e sinistro (M1). Al pin 12 DD1 collegato il LED HL1. La frequenza di clock è impostata da un risonatore al quarzo ZQ1 a una frequenza di 2 MHz.

Dopo l'applicazione dell'alimentazione, il dispositivo mantiene una pausa (6 ... 15 s) necessaria all'utente per installare il giocattolo nella direzione desiderata. Il LED HL1 acceso indica la presenza di alimentazione. Dopo una pausa, si spegne e il modello inizia ad avanzare. In caso di collisione con un ostacolo, come già accennato, si ferma, torna indietro e si allontana dall'ostacolo. Il LED HL1 è acceso in questo momento, indicando un cambio di direzione del movimento. Al termine della manovra esce di nuovo e il modello inizia ad avanzare.

Il programma in linguaggio assembly con commenti dettagliati è riportato in Tabella. 1, file esadecimale - nella tabella. 2.

(clicca per ingrandire)

Va sottolineato in particolare che in una versione specifica del dispositivo, la durata dei ritardi dipende dalla frequenza del risonatore e dalla velocità del giocattolo, quindi vengono selezionati sperimentalmente. La durata del ritardo t (in secondi) è calcolata dalla formula t- 393216X / fres, dove 393216 è il numero di cicli della subroutine di ritardo; fres - frequenza del risonatore al quarzo in hertz; X è il valore delle costanti bigpause, pause1, pause2, pause3. Ad esempio, se un risonatore al quarzo viene utilizzato per il doppio della frequenza (4 MHz), anche le costanti corrispondenti dovrebbero essere raddoppiate (bigpause=200, pause1=30, pause2=l00, pause3=100). Se la frequenza del risonatore è la stessa della versione dell'autore, ma la velocità del giocattolo è troppo elevata e la durata dei ritardi deve, ad esempio, essere ridotta di 1,5 volte, quindi i valori delle costanti devono essere ridotti dello stesso importo (rispettivamente a 66, 10, 35 e 35).

Quando si ripete il disegno, è possibile utilizzare MK AT90S1200 con qualsiasi indice numerico e alfabetico. Il modo più semplice per programmare l'MK è collegarlo direttamente alla porta LPT di un computer compatibile IBM (è così che è stato programmato l'MK quando è stato realizzato il giocattolo descritto). Maggiori dettagli su questo metodo possono essere trovati in [3] e nella serie di articoli [4].

Il chip TA7291S è stato sviluppato da TOSHIBA per controllare i motori elettrici dei videoregistratori. Ha un'elevata impedenza di ingresso (circa 150 kOhm), protezione integrata contro il funzionamento simultaneo (quando entrambi gli ingressi di controllo sono impostati su livelli log. 1) e protezione da sovraccarico. Il microcircuito è disponibile in tre versioni: per convenzionale (con indici P e S) e per montaggio superficiale (F). Differiscono per dimensioni, numero e scopo dei pin, corrente operativa massima e dissipazione di potenza (per la variante con indice P, è la più grande). Nella versione dell'autore viene utilizzato un microcircuito con l'indice S (tra parentesi sullo schema sono indicati i numeri dei pin della versione P).

La frequenza del risonatore al quarzo può essere compresa tra 1 e 4 MHz. È conveniente utilizzare un risonatore ceramico a tre pin (il pin centrale è collegato a un filo comune), nel qual caso i condensatori C1 e C2 non sono necessari.

Letteratura

1. Aleshkovsky S. Veicolo fuoristrada cibernetico. - Radio, 1977, n. 7, pag. 49, 50 e 3a pag. schede.
2. Aleshin P. Rover planetario cibernetico. - Radio, 1987, n. 2, pag. 49, 50 e 3a pag. schede.
3. .
4. Dolgy A. Programmatori e programmazione di microcontrollori. - Radio, 2004, n. 1-6.

Autore: M.Potapchuk, Rivne, Ucraina

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