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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Котлеты из воздуха 07.07.2021 Финская компания Solar Foods собирается выпускать пищу на основе воздуха, воды и электричества. В городе Хельсинки открыли специальную фабрику, которая выпускает еду, которая создается по принципу спиртового брожения. Правда, переработке подвергается углекислота и водород. После процесса переработки, в который также включено добавление СО2, различных микроэлементов, водородоокислених бактерий, а также термообработка получившейся смеси, выходит питательный порошок, по свойствам похожий на муку - солеин. Из этой искусственной муки получается отличная белковая добавка для продуктов растительного происхождения.

Другие интересные новости:

▪ Вам звонят ваши таблетки

▪ Звериный ген поможет растениям очищать воздух

▪ Мышь-ищейка

▪ KODAK выпускает цифровую камеру с WIFI-связью

▪ NASA изменит формулу ракетного топлива

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Спутники Юпитера. История и суть научного открытия

▪ статья При каких условиях возникает перевернутая радуга? Подробный ответ

▪ статья Ревень дланевидный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья О звукопоглащающем материале. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Экстракция йода бензином. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026