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用74HC240制作寻光机器人:BB娱乐平台

发布时间:2020-11-15    来源:BB娱乐平台39743

【BB娱乐网官网】很多机器人爱好者看到《用NE555制作寻光机器人》中讲解的NE555寻光机器人后,对这种非编程机器人控制模式充满了兴趣。私下里很多朋友给我们讲了这个寻光机器人的电路和机械部分匹配更好的细节,期待讨论这个话题。在实际制作了NE555寻光机器人之后,对GrantM设计的机器人有了更深的了解,该机器人采用单个施密特触发器作为主控核心,有了制作一系列低科技寻光机器人的想法。

本文将向读者说明,我制作的另一款寻光机器人,以74HC240为主控核心,依然坚持着技术更低、成本更低的生产理念,与大家一起共获新人奖。控制核心的深入分析首先,我们来总结一下上一期讲解的NE555寻光机器人。从机电一体化的角度,对其体系结构进行系统分析。

从图1可以看出,NE555寻光机器人是一个自动控制系统,它的不道德寻光是在没有直接参与的情况下,利用控制装置控制被控对象,使被控量相位等。在这个自动控制系统中,施密特触发器的阈值电压有不同的值。环境光由电源两端并联的两个光电传感器的分压网络构成的机器人虚拟世界视觉加载,形成测量电压,发送到施密特触发器的输出端并与其阈值电压进行比较,然后驱动左右电机使机器人运动。

光敏器件周围光的变化不会导致测得的力分布网络中点的电压再次变化,也不受光敏器件本身特性的影响。测量电压的范围是非线性的。光敏器件和光源之间的比较角度直接影响测量电压。此外,光敏器件的特性、电机齿轮间隙引起的误差、轮胎等因素不会间接影响测量电压。

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这种控制方式的原理是,必须控制的是被控对象的受控量,即机器人移动平台与光源的相对方位;被测的是破坏系统长期运行的障碍物,即光敏器件偏离光源而引起的被测电压的变化。干扰信号是用来产生控制函数的,这样就缺少了障碍物对被控量的影响,所以叫按障碍物补偿。但外界障碍物是由光敏器件测量,与施密特触发器的阈值电压比较,继续执行,控制信号单向传输,所以也叫开控制。

整个系统最终的运行效果是NE555中包含的施密特触发器驱动左右滑动电机差速运行,使移动平台向光源移动。以上系统分析表明,施密特触发器的阈值电压要求系统的等值,施密特触发器的特性也要求这个系统的特性。

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因此,我们对该设备的特性有一个正确的理解。施密特触发器是由美国科学家奥托厄尔伯特施密特在1934年发明的,当时他还只是一名研究生。三年后,他在他的博士论文中把这个发明家描述成一个热离子调节器。

这位发明家是他研究鱿鱼神经中神经冲动传递的必然结果。在电子学中,施密特触发器是一种包括正反馈的比较器电路。施密特触发器也有两种稳定状态,但不同于一般触发器,施密特触发器采用电位启动方式,其状态由输出信号电位维持;施密特触发器对于不同变化方向的输出信号具有不同的阈值电压,即沿获胜方向增加,沿相反方向减少。

施密特触发器是一种类似的门电路,不同于普通门电路。施密特触发器有两个阈值电压,称为反向阈值电压和正向阈值电压。当输出信号从低电平下降到高电平时改变电路状态的输出电压称为反向阈值电压,当输出信号从高电平上升到低电平时改变电路状态的输出电压称为获胜阈值电压。

差异 对于标准施密特触发器,当输出电压低于相反的阈值电压时,输入为低;当输出电压高于获胜阈值电压时,输入较低;当输出在正和负阈值电压之间时,输入不变,也就是说,对应于输入从高电平到低电平或从低电平到高电平的旋转的阈值电压是不同的。只有当输出电压再次充分变化时,输入才不会改变。这种双阈值动作称为延迟现象,说明施密特触发器具有记忆性,可以作为开环配置中的抗干扰。在NE555寻光机器人中,利用包含在NE555中的施密特触发器的上述特性来构造机器人控制。

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施密特触发器提高了单输出阈值电路的抗扰度。由于只有一个输出阈值,在阈值附近阻塞输BB娱乐平台出信号不会导致输入因轻微阻塞而缓慢来回旋转。但是对于施密特触发器,阈值附近的噪声输出信号不会导致输入值旋转一次。

如果输入需要再次旋转,噪声输出信号必须超过另一个阈值才能构建。这就利用了施密特触发器的回程差电压来提高电路的抗干扰能力。在作品的操作测试中,我也体会到了这一点:比如用于两个没有经过严格筛选的感光器件;直径不一致的轮胎故意用在左右电机上;更改其中一个光电传感器的夹角。

机器人在一定范围内仍然可以失去自己的方向,根据设计拒绝,向光源行进,只是减少了步态中一些不必要的弯曲。换句话说,机器人以之字形路线行进,从左向右摇摆。

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