Rover planetario cibernético. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores

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Ese fue el título del artículo de P. Alyoshin, publicado en la revista Radio No. 2 de 1987. Hablaba de una máquina de juguete que podía sortear los obstáculos encontrados en el camino. Su parte electrónica fue ensamblada sobre cuatro microcircuitos digitales de la serie K561 y 16 transistores. El uso de una base de elementos modernos permitió reducir al mínimo la cantidad de piezas: tres microcircuitos, un resonador de cuarzo, cuatro condensadores, una resistencia y un LED: eso es todo lo que se necesita para ensamblar el rover planetario descrito en el artículo. .

El juguete propuesto, como los prototipos [1, 2], al chocar con un obstáculo, retrocede, se aleja del obstáculo y avanza nuevamente hasta que un nuevo obstáculo está frente a él. El sentido de la maniobra viene determinado por el estado (cerrado/abierto) de dos microinterruptores montados detrás del parachoques situado en la parte delantera del juguete.

El diagrama esquemático de la parte electrónica del rover planetario se muestra en la figura. Su base es un microcontrolador (MK) AT90S1200 económico y asequible de Atmel. La presencia en su composición de la memoria Flash de programas con un volumen de 1 KB con un recurso de 1000 ciclos de escritura / borrado le permite mejorar el programa, así como crear nuevos dispositivos utilizando el mismo MK.

Conclusiones 18, 17 MK DD1 sirven como entradas a las que se conectan los microinterruptores SA1 y SA2, ubicados en el parachoques delantero del juguete. Los niveles lógicos de los pines 13, 14 y 15, 16 (programados como salidas) controlan los dispositivos de umbral y los amplificadores de potencia puente DA2 y DA1 (TA7291S), cargados respectivamente por los motores derecho (M2) e izquierdo (M1). Al pin 12 DD1 conectado LED HL1. La frecuencia del reloj se establece mediante un resonador de cuarzo ZQ1 a una frecuencia de 2 MHz.

Después de aplicar energía, el dispositivo mantiene una pausa (6 ... 15 s) necesaria para que el usuario instale el juguete en la dirección deseada. El LED HL1 encendido indica la presencia de energía. Después de una pausa, se apaga y el modelo comienza a avanzar. En una colisión con un obstáculo, como ya se mencionó, se detiene, retrocede y se aleja del obstáculo. El LED HL1 está encendido en este momento, lo que indica un cambio en la dirección del movimiento. Al final de la maniobra, se apaga de nuevo y el modelo comienza a avanzar.

El programa en lenguaje ensamblador con comentarios detallados se da en la Tabla. 1, archivo hexadecimal - en la tabla. 2.

(haga clic para agrandar)

Cabe destacar especialmente que en una versión específica del dispositivo, la duración de los retrasos depende de la frecuencia del resonador y la velocidad del juguete, por lo que se seleccionan de forma experimental. La duración del retardo t (en segundos) se calcula mediante la fórmula t- 393216X/fres, donde 393216 es el número de ciclos de la subrutina de retardo; fres - frecuencia del resonador de cuarzo en hercios; X es el valor de las constantes bigpause, pause1, pause2, pause3. Por ejemplo, si se utiliza un resonador de cuarzo para el doble de frecuencia (4 MHz), las constantes correspondientes también deben duplicarse (gran pausa = 200, pausa 1 = 30, pausa 2 = 00, pausa 3 = 100). Si la frecuencia del resonador es la misma que en la versión del autor, pero la velocidad del juguete es demasiado alta y la duración de los retrasos debe, por ejemplo, reducirse 1,5 veces, entonces los valores de las constantes debe reducirse en la misma cantidad (respectivamente, a 66, 10, 35 y 35).

Al repetir el diseño, puede usar el MK AT90S1200 con cualquier índice numérico y alfabético. La forma más fácil de programar el MK es conectarlo directamente al puerto LPT de una computadora compatible con IBM (así fue como se programó el MK cuando se fabricó el juguete descrito). Se pueden encontrar más detalles sobre este método en [3] y en la serie de artículos [4].

El chip TA7291S fue desarrollado por TOSHIBA para controlar los motores eléctricos de las videograbadoras. Tiene una gran impedancia de entrada (alrededor de 150 kOhm), protección integrada contra el funcionamiento simultáneo (cuando ambas entradas de control están configuradas en niveles log. 1) y protección contra sobrecarga. El microcircuito está disponible en tres versiones: para convencional (con índices P y S) y para montaje en superficie (F). Difieren en tamaño, número y propósito de los pines, corriente máxima de operación y disipación de energía (para la variante con índice P, es la más grande). En la versión del autor, se usa un microcircuito con el índice S (entre paréntesis en el diagrama, se indican los números de pin de la versión P).

La frecuencia del resonador de cuarzo puede ser de 1 a 4 MHz. Es conveniente utilizar un resonador cerámico de tres terminales (el terminal central está conectado a un cable común), en cuyo caso no se necesitan los condensadores C1 y C2.

Literatura

1. Aleshkovsky S. Vehículo todo terreno cibernético. - Radio, 1977, N° 7, pág. 49, 50 y 3ª pág. pestañas.
2. Aleshin P. Rover planetario cibernético. - Radio, 1987, N° 2, pág. 49, 50 y 3ª pág. pestañas.
3. .
4. Dolgy A. Programadores y programación de microcontroladores. - Radio, 2004, Nº 1-6.

Autor: M.Potapchuk, Rivne, Ucrania

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