Датчики приближения

Роботу зачастую необходимо знать о приближении к какому-либо препятствию. Один из подходов к получению такой информации заключается в установке бамперов с микропереключателями, фиксирующими физический контакт. Например, такие бамперы использованы в роботе «Искатель».

В общем случае предпочтительнее обнаруживать объекты на некотором расстоянии до них, до реального столкновения. Фотоэлементы робота «Скутер» реализуют это, реагируя на отраженный от преграды свет. Чем интенсивнее отраженный свет, тем ближе объект. Количество отраженного света может также зависеть от размеров и цвета объекта, поэтому данный метод в некоторых обстоятельствах может давать неверные результаты.
Еще одна методика связана с использованием ультразвука, о чем речь пойдет чуть позже.
Акустические датчики
Схема, оснащена микрофоном для обнаружения звука, усилителем для увеличения чувствительности и цепью для выдачи на микроконтроллер сигнала высокого уровня при обнаружении звука.
Всплески напряжения на R1 подаются на операционный усилитель, Работающий без обратной связи, как компаратор, поэтому его выходное напряжение лежит в широком диапазоне. Усиленный всплеск проходит через С1 на вход триггера, построенного на вентилях ввиду чего он переключается по спаду напряжения до уровня ниже Упит/2. Его выход переключается из состояния низкого уровня в состояние высокого уровня.
Будучи однажды установлен даже кратковременным понижением напряжения, выход триггера остается в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе сброса (в обычных условиях находится в состоянии высокого уровня) не появится кратковременный сигнал низкого уровня. Это сбросит триггер, и на его выходе появится сигнал низкого уровня.

Следующий усилитель более сложен, однако гораздо более чувствительный. Он основан на использовании электретного микрофона.
Звуковой сигнал, сформированный микрофоном, проходит конденсатор и усиливается в 220 000 раз операционным усилителем. Затем он выпрямляется двумя диодами, а на конденсаторе емкостью 100 нФ нарастает положительное напряжение. Оно сравнивается с половинным значением напряжения питания и в случае его превышения второй операционный усилитель, работающий как компаратор, переключает свой выход в состояние низкого уровня, чем вызывает срабатывание триггера.
Сформированное на конденсаторе напряжение постоянно отводится на шину В через резистор, устраняющий влияние очень слабых фоновых шумов. После считывания выхода микроконтроллер сбрасывает триггер обычным способом.

Источник: qwedr.com