Кибернетический планетоход. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Именно так называлась статья П. Алешина, напечатанная в журнале "Радио" № 2 за 1987 г. В ней рассказывалось об игрушке-автомате, которая способна объезжать встречающиеся на пути препятствия. Ее электронная часть была собрана на четырех цифровых микросхемах серии К561 и 16 транзисторах. Применение современной элементной базы позволило уменьшить число деталей до минимума: три микросхемы, кварцевый резонатор, четыре конденсатора, один резистор и светодиод - вот и все, что необходимо для сборки описанного в статье планетохода.

Предлагаемая игрушка, как и прототипы [1, 2], столкнувшись с препятствием, отъезжает назад, поворачивает в сторону от препятствия и снова движется вперед, пока перед ней не окажется новая преграда. Направление маневра определяется состоянием (замкнут/разомкнут) двух микровыключателей, смонтированных за бампером, расположенным в передней части игрушки.

Принципиальная схема электронной части планетохода изображена на рисунке. Его основа - недорогой и доступный микроконтроллер (МК) AT90S1200 фирмы Atmel. Наличие в его составе Flash-памяти программ объемом 1 Кбайт с ресурсом 1000 циклов записи/стирания позволяет совершенствовать программу, а также создавать новые устройства с применением одного и того же МК.

Выводы 18, 17 МК DD1 служат входами, к которым подключены микровыключатели SA1 и SA2, размещенные в переднем бампере игрушки. Логические уровни с выводов 13, 14 и 15, 16 (запрограммированы как выходы) управляют пороговыми устройствами и мостовыми усилителями мощности DA2 и DA1 (TA7291S), нагруженными соответственно правым (М2) и левым (М1) двигателями. К выводу 12 DD1 подключен светодиод HL1. Тактовую частоту задает кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 2 МГц.

После подачи питания устройство выдерживает паузу (6...15 с), необходимую пользователю для установки игрушки в нужном направлении. Горящий светодиод HL1 показывает наличие питания. По истечении паузы он гаснет и модель начинает двигаться вперед. При столкновении с препятствием, как уже говорилось, она останавливается, отъезжает назад и поворачивает в сторону от препятствия. Светодиод HL1 в это время горит, индицируя изменение направления движения. По окончании маневра он снова гаснет и модель начинает движение вперед.

Программа на языке ассемблера с детальными комментариями приведена в табл. 1, hex-файл - в табл. 2.

(нажмите для увеличения)

Особо следует подчеркнуть, что в конкретном варианте устройства длительность задержек зависит от частоты резонатора и скорости движения игрушки, поэтому их подбирают экспериментальным путем. Длительность задержки t (в секундах) рассчитывают по формуле t- 393216Х/fрез, где 393216 - число тактов подпрограммы задержки; fрез - частота кварцевого резонатора в герцах; X - значение констант bigpause, pause1, pause2, pause3. Например, если применен кварцевый резонатор на вдвое большую частоту (4 МГц), то соответствующие константы следует также увеличить в два раза (bigpause=200, pause1=30, pause2=l00, pause3=100). Если же частота резонатора такая же, как и в авторском варианте, но скорость движения игрушки слишком велика, и длительности задержек надо, например, сократить в 1,5 раза, то значения констант необходимо уменьшить во столько же раз (соответственно до 66, 10, 35 и 35).

При повторении конструкции можно использовать МК AT90S1200 с любыми цифровыми и буквенными индексами. Самый простой способ запрограммировать МК - подключить его непосредственно к LPT порту IBM-совместимого компьютера (именно так был запрограммирован МК при изготовлении описываемой игрушки). Более подробно об этом способе можно узнать по адресу [3] и в цикле статей [4].

Микросхема TA7291S разработана фирмой TOSHIBA для управления электродвигателями видеомагнитофонов. Она имеет большое входное сопротивление (около 150 кОм), встроенную защиту от одновременного срабатывания (когда на оба управляющих входа поданы уровни лог. 1) и защиту от перегрузки. Микросхема выпускается в трех исполнениях: для обычного (с индексами Р и S) и для поверхностного монтажа (F). Различаются они размерами, числом и назначением выводов, максимальным рабочим током и рассеиваемой мощностью (у варианта с индексом Р она наибольшая). В авторском варианте применена микросхема с индексом S (в скобках на схеме указаны номера выводов исполнения Р).

Частота кварцевого резонатора может быть от 1 до 4 МГц. Удобно применить трехвыводный керамический резонатор (средний вывод подключают к общему проводу), в этом случае конденсаторы С1 и С2 не понадобятся.

Литература

1. Алешковский С. Кибернетический вездеход. - Радио, 1977, № 7, с. 49, 50 и 3-я с. вкладки.
2. Алешин П. Кибернетический планетоход. - Радио, 1987, № 2, с. 49, 50 и 3-я с. вкладки.
3. <sin-bad.narod.ru/Avr.htm>.
4. Долгий А. Программаторы и программирование микроконтроллеров. - Радио, 2004, № 1-6.

Автор: М.Потапчук, г.Ровно, Украина

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Снимки МРТ станут четче 27.03.2021 Физики смогли повысить разрешение снимков магнитно-резонансной томографии (МРТ), изменив геометрию диполей внутри магнитной катушки. Метод позволяет повышать четкость изображения, не меняя характеристики МРТ-аппарата. МРТ позволяет изучать внутренние органы без хирургического вмешательства и без применения опасного для организма ионизирующего излучения, как в случае с рентгеновской томографией. При этом, у МРТ есть и недостатки - во-первых, аппараты для магнитно-резонансной томографии чрезвычайно дороги, а во-вторых, точность выдаваемых ими изображений не всегда высока. Принцип работы МРТ базируется на радиочастотном магнитном поле, которое взаимодействует с ядрами водорода. Для создания поля применяются фазированные антенные решетки, элементами которых могут быть дипольные антенны. В процессе работы между активными диполями образуется связь, снижающая эффективность всей катушки. Для предотвращения этого задействуются дополнительные пассивные диполи. Но последние могут портить качество картинки. Специалистам ИТМО удалось изменить геометрию диполей для повышения разрешения МРТ. Для этого ученые расположили пассивные элементы перпендикулярно активным. Кроме того, физики поместили пассивный элемент в конец решетки, чтобы обеспечить сильную электрическую связь между диполями. Эффективность полученного результата была проверена при помощи компьютерной симуляции, а также экспериментально.

Другие интересные новости:

▪ Микросхема статической памяти объемом 72 Мбит CY7C147X

▪ Не нужно чесать собаке живот

▪ Гарнитура HP Omen Mindframe с охлаждением ушей

▪ Сверхточная рентгеновская система для аэропортов

▪ Музыкальный формат EnCodec

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Уж не жду от жизни ничего я. Крылатое выражение

▪ статья Почему некоторые люди боятся высоты? Подробный ответ

▪ статья Хедхантер. Должностная инструкция

▪ статья Индикатор перегрева. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дрессированный платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025