35. Модернизация Робота-жука

[VVZ]

Устройство Робот-жук мини использовалось на финале чемпионата WSR в Казани (2019 год) в модуле Схемотехника для юниоров 14+. А в сезоне 2019/20 гг устройство широко использовалось на многих региональных чемпионатах WSR для юниоров. Оно содержит много полезных для изучения схемных узлов (работа с таймером NE555, различной логикой). Описание версии Робот-жук мини есть по ссылке.

Кроме версии Робота-жука мини есть основная версия Робота-жука, которая также использовалась на чемпионатах WSR, но для основной возрастной категории.

В этой теме предлагается модернизация электрической схемы блока DIRECTION SELECTOR для обеих версий, а для версии Мини приводится вариант сборки на макетке и вариант односторонней печатной платы.

[VVZ]

1. Модернизация электрической схемы блока DIRECTION SELECTOR.

Полная электрическая схема Робота-жука мини состоит из пяти функциональных блоков, основная версия состоит из шести блоков. В обеих версиях схемы двух блоков одинаковые (CLOK SOURSE, TRIGGER), три блока в версиях отличаются (PWM, DRIVER, DIRECTION SELECTOR) и в версии Мини нет блока CLAP SWITCH. В версии Мини блок PWM выполнен на таймере NE555, блок DRIVER выполнен на микросхеме L293D, а в блоке DIRECTION SELECTOR сокращён функционал.

Далее приводится модернизация электрической схемы блока DIRECTION SELECTOR, расширяющего функционал версии Мини и несколько упрощающий основной вариант (уменьшает количество используемых микросхем). В исходной версии Робота-жука мини направление поворота не зависит от сенсора (левого или правого). В предлагаемом варианте направление поворота зависит от сенсора (в схему добавляется два диода и два резистора). А основной версии Робота-жука экономится три корпуса мс CD4001 (К561ЛЕ5).

Электрическая схема изменённого модуля DIRECTION SELECTOR:



Нумерация выводов микросхемы D4 (К561ЛЕ5) приводится относительно далее предлагаемого варианта печатной платы.
Светодиоды VD5, VD7 устанавливаются зелёного цвета (движение колеса вперёд), светодиоды VD6, VD8 устанавливаются красного цвета (движение колеса назад).

[VVZ]

2. Логика состояний в блоке DIRECTION SELECTOR.

На следующих изображениях электрических схем прослеживаются логические состояния в блоке для основных действий в устройстве: движения вперёд, остановка, движения назад, разворота от левого сенсора, разворота от правого сенсора.

Движение вперёд:



Символ X говорит о том, что логические состояния от действия сенсоров могут быть любыми и не влияют на входы мс D4 (К561ЛЕ5).

Остановка/пауза:



Движение назад:



Разворот от левого сенсора SL:



Разворот от правого сенсора SR:



Светодиоды VD5, VD7 устанавливаются зелёного цвета (движение колеса вперёд), светодиоды VD6, VD8 устанавливаются красного цвета (движение колеса назад).

[VVZ]

3. Сборка на макетке.

Изображение сборки на макетке модернизированного устройства:



Работоспособность устройства проверяется по сенсорам, переменным резисторам и состоянию светодиодов. На макетке нет диода по защите от переполюсовки, резистора в фильтре питания и электролитических конденсаторов по питанию.

[VVZ]

4. Сборка на печатной плате.

Изображение собранной печатной платы:



Можно обратить внимание, что расположение компонентов на печатной плате схоже к расположению компонентов на макетной плате. На плате не установлен диод по защите от переполюсовки и нет резистора в фильтре питания (на плате установлены перемычки). В тренировочном процессе, как вариант, можно не устанавливать дорогую микросхему L293D, а весь функционал цифровой части устройства проверять по состоянию светодиодов.

Изображение топологии печатной платы:



Плата односторонняя, вид со стороны установки элементов. Зелёным цветом показаны перемычки. Версия печатной платы чуть отличается от версии собранной печатной платы.

PDD5v2.zip

Архив с файлом (lay6)

(24.7 KiB) Скачиваний: 506