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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Автомобили Volkswagen с проецированием информации на дорогу 28.10.2018 Концерн Volkswagen рассказал об "умных" автомобильных системах освещения, которые в будущем позволят повысить безопасность дорожного движения. Речь идет о том, чтобы задействовать фары головного света и задние фонари для вывода полезной информации. К примеру, автомобили смогут проецировать на асфальт намерение начать движение, указать направление перестроения, а также сообщить ту или иную информацию транспортным средствам, движущимся в потоке сзади. Данные функции будут особенно полезны в свете грядущей эры самоуправляемого транспорта. Технология в числе прочего предусматривает использование фронтальных микропиксельных HD-фар, содержащих до 30 000 световых элементов. Такие модули смогут проецировать изображение непосредственно на дорожное полотно. Кроме того, технология позволит создать новые системы помощи водителю, такие как оптический ассистент движения в полосе. Что касается задних фонарей, то в них предлагается применять матричные модули. Они позволят выводить различные предупреждения для водителей, едущих сзади. Повышению безопасности при маневрировании будут способствовать новые вспомогательные функции, например, использующий микролинзы оптический парковочный автопилот. Эта система сможет проецировать на дорогу траекторию движения автомобиля во время парковки, предупреждая находящихся поблизости пешеходов о маневрах.

Другие интересные новости:

▪ Какого цвета должны быть электрички

▪ Радиоприемник VICTOR RA-BF3 с системой замедления звука

▪ Термостойкая пленка на основе риса

▪ INA260 - цифровой измеритель тока, напряжения и мощности со встроенным шунтом

▪ Употребление горячих напитков в жару

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Прощай, немытая Россия. Крылатое выражение

▪ статья В чем, согласно американской пословице, состоит заслуга полковника Сэмюэла Кольта перед человечеством? Подробный ответ

▪ статья Баклажан. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья GSM сигнализация для автомобиля на Atmega16. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья DSB трансивер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026