Модули ввода-вывода

У робота «Искатель» пять входных модулей: фотоэлемент, пара инфракрасных датчиков и пара бамперов. Он также получает сигнал от S3 и S4 на панели управления, как это уже было отмечено выше. Если исключить приводные двигатели, то у робота три выходных модуля: зуммер и два светодиода высокой яркости.

Оборудовать свой робот в точности таким же набором устройств совсем необязательно. Для начала можете установить только бамперы. Поэкспериментируйте с ними некоторое время перед добавлением не- которых других датчиков и исполнительных механизмов. Другие датчики и исполнительные схемы, которые могли бы расширить диапазон поведения робота. Некоторые поставщики комплектов также продают готовые модули датчиков исполнительных устройств, которые можно подключить к роботу «Искатель». Испробуйте некоторые из них.

Фотоэлемент и светодиоды
Поскольку на верхней палубе робота есть место только для четырех плат, мы решили собрать эти два модуля на одной плате.
Обычно в качестве фотоэлемента используется фоторезистор типа ORP12, однако его можно заменить любым недорогим фоторезистором. Предпочтительно, чтобы он был около 5 мм в диаметре. Фоторезистор имеет два вывода, припаянных к проводникам, длиной около 60 мм, которые заканчиваются двухконтактным вставным разъемом. Полярность значения не имеет. Плата занимает позицию в правом Переднем углу верхней палубы. Фоторезистор установлен на лицевой Панели.
Светодиоды устанавливаются путем сверления двух отверстий диаметром 1 мм с разносом в 2 мм для каждого светодиода. Провода выводов пропускаются через эти отверстия, на основание каждого светодиода наносится клей, и светодиод приклеивается к панели. Выводные провода каждого светодиода припаиваются к паре проводов приблизительно 100 мм длиной, которая завершается двухконтактным вставным разъемом. При этом важна полярность. Катод LED1 должен идти на вывод 111, а анод. Катод D2 идет на 119, а анод — на J19. Катод обычно идентифицируют тем, что его вывод расположен ближе к ободу на корпусе светодиода.
Обратите внимание на ПВХ-рейку, прикрепленную болтами поверх петель. Ее назначение — прикрыть зазор между передним краем панели управления и верхним краем лицевой панели.

Датчик проверяется путем подачи напряжения 6 В на SKT1 и подключения вольтметра к ТР1 и 0 В. Корректируйте настройку VR1 до тех пор, пока выходной сигнал не примет состояние низкого уровня (менее 1 В), когда фоторезистор прикрыт, и состоянию высокого уровня (более 3,5 В), когда фоторезистор (в трубке) подвергается воздействию дневного света или настольной лампы. Весьма вероятно, что при испытаниях робота эту настройку придется откорректировать в зависимости от условий окружающего освещения.
При подключенном питании платы и светодиодами, подключенными к PL 1 и PL2, светодиоды проверяются путем подачи 6 В на вывод fill. Светодиод D1 должен при этом включится. Точно так же проверьте включение D2, подав 6 В на вывод Ml 1.

Плата инфракрасных датчиков
Инфракрасные датчики в роботе «Искатель» установлены под нижней палубой (сразу позади каждого бампера) и направлены вниз. Платы ПК-датчиков — небольшие, с полосками. Экранирующие обода находятся на уровне около 20 мм над землей.
Инфракрасный светодиод (D1) — диаметром 5 мм (максимальный ток 50 мА). Инфракрасный фотодиод (D2) — типа BP 104, который размешается максимально близко к плате, но могут использоваться и другие типы. При пайке диодов обратите внимание на то, что они устанавливаются с противоположной полярностью.
Платы датчиков охвачены ориентированными вниз экранами.
Мы использовали ПВХ-колпачки для труб, купленные в отделе сантехники местного хозяйственного магазина. Болт МЗ длиной 30 мм проходит сквозь плату через центральное отверстие, просверленное в экране и через нижнюю палубу робота. Эти компоненты зафиксированы гайками. Второе отверстие сверлится в экране сбоку. Оно предназначено Для монтажных проводов, которые проходят через плату с ее тыльной стороны, а затем припаиваются.
Из центры разнесены примерно на 45 мм.
Датчики тестируются с помощью куска белого картона, половина которого окрашена в черный цвет. Подайте напряжение 6 В и включите один из датчиков. Подсоедините вольтметр к выходу. Откорректируйте установочный резистор так, чтобы выходное напряжение соответствовало состоянию логического нуля (около 0 В), когда белая область картона удерживается на расстоянии 20 мм от датчика, но повышалось до положительного значения напряжения питания при размещении перед датчиком черной половины картона.

Бамперы
Это две прямоугольные ПВХ-панели (левая и правая), смонтированные на петлях перед нижней палубой робота.
Они висят вертикально, однако при нажатии на них отклоняются назад и вызывают срабатывание микропереключателей должны быстро возвращаться в исходное положение, когда на них исчезает, поэтому петли должны двигаться свободно.
Плата зуммера
Плата зуммера или другого устройства звуковой сигнализации может быть установлена в наименее доступной позиции на верхней палубе, поскольку на этой плате нет ничего, что будет нуждаться в корректировке. Разводка платы с полосками позволяет адаптировать размещение компонентов для устройств различных форм и размеров.
Для звуковой сигнализации мы использовали недорогой пьезоэлектрический мини-зуммер, работающий в диапазоне напряжений от 1,5 В до 28 В. Он воспроизводит только один тон частотой 3,5 кГц и громкостью около 80 дБ.
Проверьте плату, подключив к ней напряжение питания 6 В. Затем приложите + 6 В к выводу ТР1, чтобы услышать звук зуммера.

Соединения между платами
Способ последовательного подключения линий 0 В и +6 В от платы к плате. Микроконтроллер PIC в разъеме отсутствует до тех пор, пока не будет проверена вся система.
Начинайте тестирование с проверки питания каждой платы. Положительная линия на платах должна быть под напряжением 6 В или от 4,8 В до 5 В для перезаряжаемых элементов. Проверьте процессы ввода-вывода (например, что происходит при подаче заданного напряжения к выходу в разъеме процессора или какое напряжение на выходе при стимулировании датчика?).

Выводы микроконтроллера PIC
Подключения к выводам микроконтроллера PIC. Ксерокопия этой таблицы, прикрепленная к стенду, будет полезной при сборке и тестировании модулей системы.
Строки сгруппированы по портам ввода-вывода. В ней перечислены все каналы, присутствующие в PIC16F690. Для порта В 8 крайнем правом столбце перечислены двоичные значения, используемые в ассемблерном коде для получения требуемого движения робота. Если оно не получено, то поменяйте местами подключения между платой управления питанием и клеммами двигателя.
Четырехпозиционный переключатель выбора программы с двумя Годными линиями необязателен, если микроконтроллер выполняет
Программирование
В этом разделе подразумевается, что используется программатор 2 и его программное обеспечение. В случае использования другого программатора листинги программ, в основном, будут такими лишь с незначительными отличиями.
Первые командные строки программы определяют переменные, однако перед этим желательно создать «шапку», а также необходимо указать используемый процессор и определить его конфигурацию. Листинг Для микроконтроллера 16F690. Конфигурационное слово имеет значение 0x3Зс4. Обратите внимание на то, что начинается двумя символами подчеркивания. Продолжается директивами, определяющими адреса регистров, метки w (рабочий регистр) и f (текущий файловый регистр), а также метки подпрограмм задержки.
Определены также дополнительные метки для переменных, используемых в режимах 2 и 4. Если данные режимы не используются эти метки можно не определять.
Порт А работает на ввод по умолчанию, а порт В необходимо сконфигурировать на вывод. Для считывания состояния переключателя выбора программы (S3) разряды RC0 и RC1 порта С должны быть входа- 3 ми. Остальные разряды должны быть выходами.
По умолчанию порт С принимает аналоговые входные или выходные сигналы, нам же требуется, чтобы он работал только в цифровом режиме. В микроконтроллере 16F690 это достигается обнулением разрядов в регистрах «аналогового выбора» (ANSEL и ANSELH). Это peaлизуют две команды clrf. Подпрограмма инициализации завершается очисткой всех трех регистров.
Если предполагается реализовать только один из названных режимов, то смело приступайте к вводу листинга. Если же необходимо использовать все четыре режима, то потребуется подпрограмма, считывающая состояние переключателя выбора программы на панели управления и направляющая микроконтроллер PIC к соответствующему фрагменту программы (листинг 9.2). Алгоритм этой подпрограммы демонстрирует блок-схема.
Далее, состояние переключателя S4 проверяется опросом разряда С1. Если он находится в состоянии лог. О (переключатель установлен в позицию ОХ), то программа продолжает работу проверкой разряда 0. В зависимости от значения этого разряда программа на режим 1 (00) или режим 2 (01). Единичное значение разряда установлен в положение IX) вызывает переход к метке bitlhi, где проверка состояния разряда 0 инициирует переход на режим 3 (10) или 4 (11).
Если предполагается реализовать не менее двух режимов, однако вводиться и тестироваться каждый из них должен по отдельности, то ; будет безопаснее зациклить процессор, когда он попытается выйти из подпрограммы. Самым простым способ сделать это.
Источник: qwedr.com