BEAM-РОБОТ
Настройка чувствительности
Попробуем провести опыт с настройкой чувствительности схемы, в которой светодиод выключается светом.
Чувствительность схемы обеспечивается величиной резистора R1.
Чем больше величина этого резистора, тем меньший ток потечет через него. Тем меньший ток должен будет протекать через фототранзистор, чтобы перекрыть действие тока, поступающего через R1. И, соответственно, тем меньше нам придется освещать фототранзистор, чтобы он пропускал достаточно тока и создавал на входе инвертора низкий уровень напряжения. Чувствительность нашего устройства увеличится.
Можно представить себе смеситель воды с двумя вентилями. Высокий уровень напряжения будем представлять горячей водой, а низкий – холодной. Если вентиль с горячей водой будет немного приоткрыт (R1 имеет большое сопротивление), а вентиль с холодной водой полностью закрыт (фототранзистор не освещен), то из крана потечет небольшая струйка горячей воды (высокий уровень).
Если же мы откроем вентиль с холодной водой (осветим фототранзистор), то из крана потечет холодная вода (низкий уровень), чуть чуть разбавленная горячей.
Если мы еще сильнее осветим фототранзистор (еще больше откроем вентиль с холодной водой), то из крана потечет совсем холодная вода (низкий уровень).
От того же насколько сильно мы будем открывать вентиль с горячей водой (R1), будет зависеть то, насколько сильно нам придется открывать вентиль с холодной водой (освещать фототранзистор), чтобы смесь из крана была достаточно холодной.
Если слишком сильно открыть вентиль с горячей водой, то как бы мы не пытались сделать на выходе холодную воду с помощью второго вентиля, нам это не удастся, то есть сопротивление R1 не должно быть слишком малым. И наоборот, если горячей воды будет слишком мало, то даже небольшое количество холодной воды, пропускаемое вторым вентилем, сделает воду на выходе слишком холодной (небольшой ток через фототранзистор течет даже при слабом освещении). То есть сопротивление R1 не должно быть слишком большим.
Попробуйте различную величину сопротивления для резистора R1 в диапазоне от 15 до 47 килоом. Наблюдайте за работой и изменением чувствительности устройства.
Умение создавать составные резисторы в дальнейшем сможет помочь в более точной настройке чувствительности фотодатчиков роботов.
Для экспериментов, описаных в разделе "Робототехника для начинающих. Быстрый старт", удобно иметь, например, следующие номиналы резисторов:
220 Ом 1 КОм 1,5 КОм 4,7 КОм 15 КОм 22 КОм 33 КОм 47 КОм
А для точной настройки чувствительности фотодатчика могут пригодиться, например, такие сочетания:
Испытаем работу схемы, в которой светодиод выключается светом, с применением составных резисторов. Составной резистор можно собрать, используя свободные ряды контактов на макетной плате.
Чем больше величина этого резистора, тем меньший ток потечет через него. Тем меньший ток должен будет протекать через фототранзистор, чтобы перекрыть действие тока, поступающего через R1. И, соответственно, тем меньше нам придется освещать фототранзистор, чтобы он пропускал достаточно тока и создавал на входе инвертора низкий уровень напряжения. Чувствительность нашего устройства увеличится.
Можно представить себе смеситель воды с двумя вентилями. Высокий уровень напряжения будем представлять горячей водой, а низкий – холодной. Если вентиль с горячей водой будет немного приоткрыт (R1 имеет большое сопротивление), а вентиль с холодной водой полностью закрыт (фототранзистор не освещен), то из крана потечет небольшая струйка горячей воды (высокий уровень).
Если же мы откроем вентиль с холодной водой (осветим фототранзистор), то из крана потечет холодная вода (низкий уровень), чуть чуть разбавленная горячей.
Если мы еще сильнее осветим фототранзистор (еще больше откроем вентиль с холодной водой), то из крана потечет совсем холодная вода (низкий уровень).
От того же насколько сильно мы будем открывать вентиль с горячей водой (R1), будет зависеть то, насколько сильно нам придется открывать вентиль с холодной водой (освещать фототранзистор), чтобы смесь из крана была достаточно холодной.
Если слишком сильно открыть вентиль с горячей водой, то как бы мы не пытались сделать на выходе холодную воду с помощью второго вентиля, нам это не удастся, то есть сопротивление R1 не должно быть слишком малым. И наоборот, если горячей воды будет слишком мало, то даже небольшое количество холодной воды, пропускаемое вторым вентилем, сделает воду на выходе слишком холодной (небольшой ток через фототранзистор течет даже при слабом освещении). То есть сопротивление R1 не должно быть слишком большим.
Попробуйте различную величину сопротивления для резистора R1 в диапазоне от 15 до 47 килоом. Наблюдайте за работой и изменением чувствительности устройства.
Параллельное и последовательное подключение резисторов
Используя последовательное и параллельное соединение можно получить различные сопротивления даже из небольшого набора резисторов.
Если два резистора соединить последовательно, то общее сопротивление будет равно сумме их сопротивлений.
Если два резистора соединить параллельно, то общее сопротивление рассчитывают как результат деления произведения их сопротивлений на сумму сопротивлений.
При параллельном соединении двух резисторов с одинаковым сопротивлением их общее сопротивление будет равно половине сопротивления одного из резисторов.
Умение создавать составные резисторы в дальнейшем сможет помочь в более точной настройке чувствительности фотодатчиков роботов.
Для экспериментов, описаных в разделе "Робототехника для начинающих. Быстрый старт", удобно иметь, например, следующие номиналы резисторов:
220 Ом 1 КОм 1,5 КОм 4,7 КОм 15 КОм 22 КОм 33 КОм 47 КОм
А для точной настройки чувствительности фотодатчика могут пригодиться, например, такие сочетания:
15 КОм + 4,7 КОм = 19,7 КОм
22 КОм + 4,7 КОм = 26,7 КОм
33 КОм + 4,7 КОм = 37,7 КОм