BEAM-РОБОТ
Следование по линии
Основываясь на том, что белый цвет отражает свет намного лучше, чем черный, мы можем сделать робота, следующего по черной линии. Для слежения за линией будем использовать датчик, улавливающий отраженный свет.
Датчик будет состоять из яркого светодиода, испускающего свет, и фототранзистора, улавливающего свет, отраженный от светлой поверхности. Конструкция датчика идентична датчику для робота, реагирующего на руку.
Чтобы заставить робота двигаться по границе черной линии, используем следующий алгоритм: когда датчик будет находиться над черным полем (А), то ПРАВЫЙ мотор будет включен, а ЛЕВЫЙ выключен. Робот будет поворачиваться ВЛЕВО до тех пор, пока датчик не перейдет на белое поле. Тогда ПРАВЫЙ мотор должен выключиться, а ЛЕВЫЙ - включится (B). Робот начнет поворачиваться ВПРАВО, пока датчик снова не окажется над черной линией. Алгоритм повторится снова, и робот начнет двигаться вдоль границы черного и белого.
Датчик будет состоять из яркого светодиода, испускающего свет, и фототранзистора, улавливающего свет, отраженный от светлой поверхности. Конструкция датчика идентична датчику для робота, реагирующего на руку.
Чтобы заставить робота двигаться по границе черной линии, используем следующий алгоритм: когда датчик будет находиться над черным полем (А), то ПРАВЫЙ мотор будет включен, а ЛЕВЫЙ выключен. Робот будет поворачиваться ВЛЕВО до тех пор, пока датчик не перейдет на белое поле. Тогда ПРАВЫЙ мотор должен выключиться, а ЛЕВЫЙ - включится (B). Робот начнет поворачиваться ВПРАВО, пока датчик снова не окажется над черной линией. Алгоритм повторится снова, и робот начнет двигаться вдоль границы черного и белого.
Обратите внимание, что состояние одного мотора всегда противоположно другому. То есть мы можем использовать элемент НЕ для того, чтобы изменить сигнал, приходящий на один мотор, на противоположный для другого мотора.
В результате схема нашего робота будет состоять из датчика, буфера, усиливающего сигнал для левого мотора, и инвертора, изменяющего сигнал на противоположный, для правого мотора.
В результате схема нашего робота будет состоять из датчика, буфера, усиливающего сигнал для левого мотора, и инвертора, изменяющего сигнал на противоположный, для правого мотора.
Инвертор построен из двух элементов НЕ для того, чтобы сигнал для правого электромотора имел достаточную силу тока.
Полный вариант схемы с подключением микросхемы ULN2003A будет выглядеть так.
Полный вариант схемы с подключением микросхемы ULN2003A будет выглядеть так.
Монтажная схема робота представлена на рисунке ниже.
Датчик робота должен быть направлен вниз и находиться приблизительно в сантиметре от поверхности, по которой движется робот. Небольшие наклоны фототранзистора и светодиода должны быть такими, чтобы они "смотрели" в одну точку.
Датчик
Для испытаний робота нам понадобится трасса, которую можно сделать из листа ватмана. Линию можно нарисовать толстым черным маркером или приклеить к листу черную изоленту. Ширина линии должна быть приблизительно 3 см или немного шире. Важно, чтобы граница линии была ровной без зазубрин, а линия имела равномерный черный цвет без просветов.
Примерный вид трассы
После того, как трасса будет готова, а робот собран. Включим его и поставим на левую границу линии так, чтобы фокус датчика находился в сантиметре слева от линии.
Настройка робота сводится к регулировке расстояния от датчика до поверхности. В зависимости от освещения в комнате, может понадобиться подбор резистора R1.
Для облегчения начальной настройки робота желательно избегать солнечных лучей, проникающих в помещение. При ярком солнечном свете не лишним будет зашторить окна и вести настройку при искусственном освещении.