Robot Robby

Progetto scheda sensori
per robot Robby

ultimo aggiornamento 5 maggio 2009


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Attenzione scheda in via di revisione

 

Per completare il robot Robby, ho realizzato una basetta con circuito stampato dove trovano posto vari sensori, la scheda è collegata tramite una piattina a 20 cavi al connettore d'espansione della scheda DeA.

INDICE

  1. Schema elettrico
  2. Disposizione componenti
  3. Elenco componenti
  4. Circuito sensibile alla luce (fotoresistenze)
  5. Circuito per attivazione buzzer
  6. Circuito capsula microfonica per la rilevazione dei suono
  7. Circuito elevatore di tensione
  8. Circuito trasmittente il segnale televisivo captato dalla telecamera CMOS
  9. Circuito per la ricarica della batteria
  10. Riepilogo porte
  11. Foto del prototipo
  12. Download materiale

Schema elettrico della scheda sensori

 



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homotix

Disposizione componenti e circuito stampato della scheda sensori

 

 

 

 Elenco componenti

 

 

Descrizione circuito fotocellule (porte P9-P10)
Il sensore di luce utilizza come sensori due fotoresistenze che fanno parte in un circuito RC.
La luce, variando la resistenza, modifica la costante di tempo. Il valore di tale parametro risulta essere (per ragioni fisiche) inversamente proporzionale all'intensità luminosa rilevata.
Una versione di questo sensore realizzato su singola basetta può essere visto nell'appposita pagina.

Circuito fotoresistenze originale (Tratto dal sito DeAgostini)


Circuito per attivazione buzzer collegato alla porta P11
E' formato semplicemente da un transistor alcune resistenze e una capsula buzzer
Una versione di questo circuito realizzato su singola basetta può essere visto nell'appposita pagina.
Circuito cicalino originale (Tratto dal sito DeAgostini)

 


Circuito collegato ad una capsula microfonica per la rilevazione dei suono, che utilizza un' integrato LM358N, il tutto collegato alla porta P15
Il circuito è derivato da quello originale della DeAgostini, con qualche modifica, e utilizza l'integrato LM 358.
Una versione di questo sensore realizzato su singola basetta può essere visto nell'appposita pagina.

 

' {$Stamp BS2} 
'******************************************************************************************
'Test-MIC Ver 1.0
' Programma di test scheda sensori Robby
' Sezione Microfono collegato alla porta logica P15.
' Dopo aver caricato il programma in memoria è richiesta la pres_
' sione del tasto di reset per avviare il programma.
' E' possibile regolare la sensibilità ai suoni impostando valori
' diversi per la resistenza del Trimmer (ruota con un cacciavite la
' vite posta al di sopra del componente per determinare un maggiore
' o minore valore di resistenza
'
'------------------- Variabili --------------------------

PBin var in2 ' Alias per la porta del tasto di reset
pos var nib ' Variabile ausiliaria
time var word ' variabile di supporto per la misurazione pulsin

'------------------- Costanti ---------------------------

ALTO con 1 ' Valore logico alto

SOGLIA con 10 ' Valore di soglia per la durata dei rumori. Variando il valore si rende il
' robot sensibile a suoni la cui durata è più o meno lunga; aumentando il valore
' il sensore risulta essere sensibile solo a suoni più lunghi

PORTA_MIC con 9 ' Porta a cui è connesso il circuito del microfono 

Aspetta: 
if PBin = 1 then Aspetta

'-------------------------- Programma principale ----------------------------------

main:
' Controlla se il microfono collegato alla porta PORTA_MIC ha registrato qualche 
' rumore. Se si riscontra un suono la cui durata sia superiore al valore di SOGLIA
' allora si passa alla routine di gestione dei movimenti random
pulsin PORTA_MIC, ALTO, time
if time > SOGLIA then DEBUG "Funziona !"

goto main
return 

 

 


Circuito per elevare la tensione della batteria dagli attuali 6V a 12 Volt
Per alimentare la telecamera è necessaria una tensione continua di 12V, dato che la tensione della batteria risulta di soli 6V, ho pensato di utilizzare un circuito elevatore di tensione.
La scelta è andata all'integrato MAX660CPA prodotto dalla MAXIM.
L'alimentazione può essere disconnessa dalla telecamera controllando il relè (prodotto dalla http://www.tti.com.tw ) tramite la porta P14.

 

 

 

 

Valori massimi 

Tensione di alimentazione +6V
Corrente di uscita 120 mA
Tempo massimo di cortocircuito 1 sec
Potenza dissipata 727 mW
Temperatura di utilizzo 0° C a +70 °C
Efficenza di conversione (a vuoto) 99 %

 


Schema di utilizzo

 

MAX660 Switched Capacitor Voltage Converter
Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

Transistor 2N2222 (NPN General Purpose Amplifier)
Piedinatura Datasheet Foto del transistor (contenitore metallico)

 

Relè utilizzato nel progetto
47456
Relè subminiatura 5-6V 1A 1SC
MONTAGGIO:
c.s. PORTATA: 1 A
POT.COM. CAR. RES.: 30 W 
TEMPO DI ECCITAZ.: 3 ms 
TEMPO DI DISECCIT.: 2 ms


Download DATASHEET formato PDF

 


Circuito trasmittente il segnale televisivo captato dalla telecamera CMOS, utilizzante un integrato ibrido
Per la trasmissione del segnale audio/video generato dalla telecamera Cmos montata sul robot ho pensato di utilizzare uno speciale integrato prodotto dalla AUREL denominato MAV-VHF 224 un modulatore audio/video sul canale H2 banda UHV.
Per il suo funzionamento è sufficiente fornirgli sul pin 8 una tensione di alimentazione di +5V continui e collegare ai pin 2 e il segnale Audio e Video rispettivamente, quindi collegare al pin 11 un'antenna.
Non è necessaria nessuna taratura in quanto il circuito viene già fornito montato e tarato.
 

Pin-out


1) Ground
2) Audio Input
3) Ground
4) Video Input
7) Ground
8) +5 V
10) Ground
11) R.F. Out

 

 

 

Caratteristiche modulo trasmittente audio/video

 

Frequenza portante video:
Canale televisivo:
Potenza d'uscita in antenna:
Tensione d'alimentazione:
Corrente assorbita:
Intermodulazione
Sensibilità input video
Frequenza sottoportante audio
Modulazione audio
Sensibilità/impedenza audio
Preenfasi
224,5 MHz
12
2 mW/75
5 volt c.c.
90 mA (tip.)
<-60 dBm
1,2 Vpp (max)
5,5 MHz
+-70KHz
1Vpp/100 kW
50,ms.

 


Circuito per la ricarica della batteria.
Il circuito per la ricarica della batteria di alimentazione di Robby fa capo all'integrato LM317 con cui è realizzato un' alimentatore a tensione costante, un circuito completo è visibile all'apposita pagina.
La tensione necessaria per la carica è stata posta par a 7V
Il valore della tensione è determinato dalle 2 resistenze R10 e R18, avendo fissato il valore di R10 pari a a 220 ohm, il valore di R18 è stato ricavato mediante la formula:

R18 (Ohm) = [ ( Volt uscita : 1,25) - 1] x 220

dove abbiamo:

Volt uscita indica il valore della tensione che volete prelevare sull' uscita dell' LM 317. 
1,25 è la tensione presente tra il piedino di regolazione e quello di uscita. 
1 è una costante fornita dal produttore. 
220 è il valore in Ohm di R10. 

 

Schema elettrico sezione carica batteria

R5: 2,2 ohm ¼ W
R10: 220 ohm ¼ W
R16:560 ohm ¼ W
R9: 4k7 Trimmer orizzontale
R18: 10 ohm ¼ W
D1: 1N4007
D3: Led
IC3: LM317
T4: BC547
SW1: Interruttore a slitta

 

  

 

IL METODO DI CARICA
L'algoritmo di carica per le batterie al piombo ermetiche e ricaricabili differisce da quello per le Ni-Cd ed Ni-MH .
Queste ultime si ricaricano con caricatori in grado di somministrare un corrente costante , mentre quelle al piombo ermetiche sigillate, VRLA ed SLA, necessitano di caricatori in grado di fornire tensione costante, ben filtrata e stabilizzata entro un determinato intervallo.
Il tempo di carica per le batterie al piombo varia dalle 12 alle 16 ore e non possono essere ricaricate rapidamente come le Ni-Cd e Ni-MH La scelta della tensione limite per la ricarica potrebbe essere una operazione critica essendo variabile da 2,30V al 2,45V per ogni cella ( vale a dire da 6,9 a 7,35 Volt per le batterie da 6Volt mentre è da 13,8 a 14,7 per quelle da 12Volt ).
Una tensione flottante , entro un certo limite, parrebbe la soluzione più vantaggiosa, per cui possiamo assumere che per batterie regolate da una valvola a basso livello di pressione il voltaggio applicabile potrebbe essere convenientemente compreso tra 2,25 e 2,30Volt/Cella . Un buon compromesso è 2,27 volt a Cella.
Un altro aspetto da tenere in seria considerazione é che le VRLA (Valve Regulated Lead Acid) e le SLA (Sealed Lead Acid) sono molto sensibili al ripple (ondulazione residua) che il caricatore somministra in uscita, oltre alla tensione continua e stabilizzata.
Quindi se la somma della tensione applicata e dal ripple risulta maggiore di 2,3Volt a Cella , tale evento potrebbe sovraccaricare la batteria.
Generalmente il costruttore evidenzia i limiti di tensione e di corrente per la ricarica , imprimendoli sul corpo della batteria. Il mancato rispetto di questi limiti producono un decisivo ed inesorabile deterioramento della batteria.

 

Batteria Winner


Tensione: 6V
Corrente: 1,2Ah
Corrente di ricarica /1/10
Peso: 370 gr. 
Altezza max (T): 56±2 mm
Altezza (h): 51±1 mm 
Lunghezza (L): 97±1,5 mm 
Profondità (P): 25±1 mm 

 


RIEPILOGO PORTE

 

P0  Ricevitore infrarosso Destro
P1 Trasmettitore infrarosso Destro
P2 Pulsante d'avvio (ON) su scheda DEA BS2
P3  Baffo Destro posteriore
P4 Baffo Destro anteriore (X6)
P5 Baffo Sinistro posteriore
P6 Baffo Sinistro (X5)
P7 Trasmettitore infrarosso Sinistro
P8 Ricevitore infrarosso Sinistro
P9 Fotocellula DX
P10 Fotocellula SX
P11 Buzzer
P12 Servo Destro (X3)
P13 Servo Sinistro (X4)
P14 Accensione telecamera
P15 Microfono


FOTO DEL PROTOTIPO DELLA SCHEDA SENSORI

 





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per ulteriori dettagli e informazioni
e-mail.JPG (2353 byte)

Elenco revisioni
05/05/2009 Aggiornato pagina
16/02/2007 Aggiornato schema circuito
28/10/2005 Aggiornato grafica pagina
16/02/2004 Aggiornato pagina inserito descrizioni componenti
10/02/2003 Emissione preliminare