Inteligentny robot samochodowy D2-7 z zestawem do samodzielnego śledzenia linii
Przegląd produktów
Model produktu: TJ-56-535
Typ produktu: Zestaw robota DIY Pathfinder (wymaga lutowania)
Główne komponenty: Komparator napięcia LM393, fotorezystory, silniki przekładniowe DC
D2-7 to elektroniczny zestaw robota do samodzielnego wyszukiwania ścieżek. Wykorzystuje on analogowy obwód sterujący do wykrywania i podążania czarną ścieżką na białej powierzchni. Zestaw ten jest przeznaczony jako pomoc dydaktyczna do zrozumienia zasad automatycznego sterowania, obwodów czujników i mechanizmów napędowych silników.
Główne cechy
- Analogowy obwód sterujący: Wykorzystuje komparator napięcia LM393 do precyzyjnego porównywania czujników.
- Czujniki optyczne: Dwa niezależne kanały czujników z diodami LED i fotorezystorami
- Sterowanie w pętli zamkniętej: Automatyczna korekta trajektorii na podstawie informacji zwrotnych z czujników
- Wartość edukacyjna: Demonstruje działanie fotokomórki, porównanie napięcia, sterowanie silnikiem i systemy sprzężenia zwrotnego.
- Łatwy montaż: Komponenty z otworami przelotowymi do łatwego lutowania
Specyfikacja
- Model produktu: TJ-56-535
- Wymiary płytki drukowanej: 105 mm x 73 mm
- Zasilanie: 3 V DC (2 baterie AA, brak w zestawie)
- Układ sterowania: Dwukanałowy komparator napięcia LM393
- Czujniki: Fotorezystory (2 szt.) z diodami LED
- Wyjście: Silniki przekładniowe DC (2 szt.)
- Zalecana szerokość ścieżki: 1,5 cm - 2,0 cm (czarna ścieżka na białej powierzchni)
Zasada działania
Model działa w oparciu o zamknięty system sterowania oparty na czujnikach optycznych.
Pomiar
Dwa niezależne kanały czujników, z których każdy składa się z diody LED i fotorezystora, wykrywają różnicę w odbiciu światła od powierzchni. Biała powierzchnia odbija więcej światła niż czarna linia. Gdy światło z diody LED odbija się od powierzchni na fotorezystorze, rezystancja zmienia się w zależności od intensywności odbitego światła.
Porównanie
Układ scalony komparatora LM393 monitoruje poziomy napięcia z obu czujników. Gdy model zaczyna się poruszać, a jeden z czujników przechodzi nad czarną linią, układ wykrywa znaczącą zmianę rezystancji (wyższa rezystancja z powodu mniejszego odbicia), tworząc nierównowagę elektryczną między dwoma kanałami czujników.
Sterowanie silnikiem
Wyjście komparatora steruje opartym na tranzystorach obwodem sterowania silnikiem. Po wykryciu braku równowagi obwód zatrzymuje silnik po stronie przeciwnej do kierunku jazdy i przyspiesza silnik po stronie przeciwnej. To działanie koryguje trajektorię pojazdu, przywracając go na środek toru. Cały proces odbywa się w zamkniętej pętli sterowania, umożliwiając szybką i czułą korektę.
Opis komponentów
- Układ scalony komparatora LM393: Podwójny komparator napięcia składający się z dwóch niezależnych precyzyjnych komparatorów napięcia. Porównuje napięcia wejściowe i odpowiednio zmienia poziom napięcia wyjściowego.
- Fotorezystory: Rezystory wrażliwe na światło, które wykrywają natężenie światła zewnętrznego. Silniejsze światło daje niższą rezystancję; słabsze światło daje wyższą rezystancję. Gdy światło LED pada na białe i czarne powierzchnie, współczynnik odbicia jest różny, co powoduje, że wartości rezystancji wykazują oczywiste różnice w sterowaniu obwodem.
- Silniki prądu stałego z przekładnią: Silniki prądu stałego ze zintegrowanymi przekładniami redukcyjnymi zapewniającymi niezbędny moment obrotowy i kontrolowaną prędkość. Przekładnie zapobiegają zbyt szybkiej jeździe samochodu, zapewniając jednocześnie wystarczający moment obrotowy do poruszania się.
Zastosowania edukacyjne
Ten zestaw demonstruje podstawowe zasady elektroniki, w tym:
- Działanie fotokomórki (rezystor wrażliwy na światło)
- Porównanie napięcia za pomocą wzmacniacza operacyjnego (LM393)
- Obwody sterowania silnikiem z przełączaniem tranzystorów
- Systemy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i sterowanie w pętli zamkniętej
- Kalibracja i regulacja czujników
- Podstawy montażu mechanicznego i robotyki
Instrukcje montażu
Zestaw zawiera elementy przewlekane do prostego lutowania. Montaż zazwyczaj obejmuje
- lutowanie rezystorów, kondensatorów i gniazd IC do płytki drukowanej
- Montaż tranzystorów, diod LED i fotorezystorów (z zachowaniem biegunowości)
- Montaż układu scalonego LM393 w gnieździe
- Montaż części mechanicznych: kół, kuli przedniego koła i mocowania silnika
- Podłączenie komory baterii i silników
- Kalibracja czujników w celu optymalnego śledzenia linii
Zawartość opakowania
- 1x D2-7 PCB (płytka drukowana)
- 1x Zestaw komponentów elektronicznych (rezystory, kondensatory, tranzystory, układ scalony LM393, diody LED, fotorezystory, przełącznik, potencjometry, gniazdo układu scalonego)
- 2x Silniki przekładniowe DC
- 2x koła z silikonowymi oponami
- 1x Komora baterii z przewodami
- 1x Zestaw części mechanicznych (kula przedniego koła, śruby, nakrętki)
- Instrukcja obsługi / instrukcja montażu
Wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów
- Jeśli samochód jedzie do tyłu, odwróć połączenia obu silników jednocześnie.
- Jeśli jeden silnik obraca się w niewłaściwą stronę, zamień okablowanie tylko dla tego konkretnego silnika.
- Upewnij się, że fotorezystory są umieszczone około 5 mm od powierzchni podłoża, aby zapewnić optymalne wykrywanie.
- Odległość między fotorezystorem a diodą LED również powinna wynosić około 5 mm.
- Sprawdź wszystkie połączenia lutowane pod kątem jakości i prawidłowej polaryzacji komponentów.
Ważne uwagi
- Jest to zestaw DIY wymagający lutowania i montażu
- 2 baterie AA nie są dołączone (wymagany zasilacz 3V DC)
- Zalecana podstawowa wiedza z zakresu elektroniki i umiejętności lutowania
- Szyna nie jest dołączona (użyj czarnej taśmy na białej powierzchni o szerokości 1,5-2,0 cm)
- Aby zapewnić prawidłowe działanie, należy dokładnie przestrzegać instrukcji montażu
- Jeśli to możliwe, przetestuj komponenty przed montażem
Zastosowania
- Edukacja STEM i warsztaty z robotyki
- Szkolenie z elektroniki i praktyka lutowania
- Demonstracja systemów sterowania
- Hobbystyczne projekty robotyki
- Projekty na targi naukowe
Ten zestaw jest odpowiedni dla studentów, hobbystów i nauczycieli, którzy chcą zdobyć praktyczną wiedzę na temat robotyki i elektroniki analogowej.
