12.6.1. ДАТЧИКИ

Наблюдая за своим состоянием, робот контролирует свое перемещение, результаты действия операторов движения, уровень напряжения батарей, внутреннюю температуру при выполнении любой операции (как, например, синтезирование речи) или при изменении любого параметра, имеющего значение в конкретном случае. Обратите внимание иа то, что большинство датчиков присоединено к движущимся частям (помните, что исключение составляют шаговые двигатели, действия которых микропроцессор принимает иа веру).

Простейшими устройствами, используемыми для контроля за движением, являются концевые выключатели. Они отмечают завершение движения. С их помощью можно предотвратить повреждение робота в результате излишнего перемещения. Как правило, коицевые выключатели представляют собой переключатели на два положения - разомкнут/замкнут; проверяют их с помощью омметра.

Для получения информации о положении или о количестве поворотов используют соответственно последовательность коицевых выключателей или один выключатель, который срабатывает при каждом повороте задающего двигателя.

Другим датчиком является переменное сопротивление. На рис. 12.5 показано его использование в качестве датчика положения вращающих-

Рис. 12 5. Применение одновиткового потенциометра для индикации вра щательного движения

ся соединений. Если к шее робота присоединить линейный одновитковый потенциометр на 10 кОм, в одном крайнем положении головы он будет иметь сопротивление 0 Ом, а в другом - 10 кОм. Каждый градус поворота головы изменит сопротивление иа 10 000/360=28 Ом. Этот датчик является аналоговым устройством. Если датчик исправен, проверьте аналого-цифровой преобразователь, необходимый для сопряжения с цифровой электроникой микропроцессора.

Оптические датчики сложнее, но они обеспечивают возможность получения выходного сигнала в цифровой форме (форма импульсов определяется триггером Шмитта), необходимой для микропроцессора. Переднее (ведущее) колесо робота HERO 1 использует такой тип оптического датчика. На рис. 12.6 показан диск, укрепленный на колесе,

Рис. 12.6. Применение оптического датчика для индикации вращения

и оптический датчик, укрепленный над осью таким образом, что он поворачивается налево и направо вместе с колесом. Датчик содержит источник инфракрасного излучения, которое отражается от светлых и темных участков диска. Во время вращения колеса изменяется сопротивление датчика отраженного света.

Чтобы избежать попадания постороннего света, который создаст ложные отсчеты на фотодетекторе устройства, обычно принимают две предосторожности. Во-первых, оптическое устройство размещают как можно ближе к диску и экранируют для исключения посторонней засветки. Во-вторых, для источника света и датчика выбирают такую длину волны, которая редко встречается в обычных условиях. После проверки изоляции от внешнего света проверьте также схему формирования сигнала, вырабатываемого датчиком.

Как обычно, поиск неисправности начинайте с простейших вещей.

Датчик отраженного света

Источник инфракрасного сдета

Проверьте изменение сопротивления фоторезистора прн вращении колеса (убедитесь в том, что источник света включен). Если фоторез тстор реагирует слабо или не реагирует вообще, может быть негодным источник света; проверьте подачу питания к нему, затем замените. Если источник света в порядке, возможно, неправильно выбрано расстояние от него до диска. Устройство предназначено для фокусировки и работы при определенном расстоянии от диска (часто 2,54 или 5,08 мм). В инструкции, прилагаемой к роботу, должно быть указано правильное расстояние. Конечно, неправильная работа может быть обусловлена наличием грязи на диске или источнике света.

12.6.2. ДРУГИЕ РЕАКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА

Некоторые датчики следят за обстановкой, окружающей робот, К внешним датчикам робота HERO 1 относятся датчики ультразвукового определения состояния движения и измерения расстояния до предмета. Используются также датчики уровня шума и света. Здесь следует обратить внимание на следующие моменты.

В устройствах измерения расстояния с помощью ультразвука определите местоположение приемника и передатчика. Обычно работающий передатчик можно распознать по издаваемому им жужжанию. Как правило, передатчик и приемник поставляются в виде согласованной пары, поскольку они работают на одинаковой частоте (приблизительно от 35 до 50 кГц). Замена только одного из двух устройств без соответствующей подстройки другого может привести к потере работоспо,-собности всей системы.

Устройства, измеряющие расстояние, работают, посылая ультразвуковой импульсный сигнал и отсчитывая время до момента возвращения эха от него в приемник. Время между посланным и принятым сигналами пропорционально расстоянию. Обычно во время передачи приемник должен быть отключен, иначе он будет реагировать на утечки передатчика. Некоторые шумы могут создать ложные сигналы в приемнике: звяканье ключей, разбитое стекло, гудение компрессора или холодильника. Звукопоглощающий материал или очень гладкий материал, отражающий звук в другом направлении, могут привести к тому, что приемник не сможет принять эхо от переданного сигнала. Проверьте это с помощью доски, установленной так, чтобы сигнал отражался точно в приемник. Проверьте, правильно ли работает счетчик, измеряющий временной интервал между передачей сигнала и приемом эхо-сигнала.

Ультразвуковой датчик определения движения работает при непрерывной передаче и приеме последовательности импульсов. Фазовый угол в приемнике сравнивается с фазовым углом передатчика. Если относительная разность фаз изменяется, что-то изменяется в отражающих характеристиках помещения.