В этом уроке мы научим робота использовать один из датчиков установленных на нем. Датчик — это чувствительное устройство, воспринимающее внешнее воздействие и преобразующее его в изменение электрического сигнала. Электрические датчики могут быть самыми разнообразными. Например, в твоем смартфоне есть датчик освещенности, используемый для автоматической подстройки яркости экрана. Или акселерометр (датчик ускорений), использующийся для определения положения устройства в пространстве. Существуют датчики магнитного поля, температуры, газа, звука и практически любого другого физического воздействия.
У нашего робота на нижней стороне платы робота есть четыре датчика линии. Для того, чтобы включить датчики нужно передвинуть рычажок на переключателе в задней части робота, который подписан «Датчики». Когда датчики включены рядом с переключателем горит ЦВЕТ светодиод. Так как датчики линии потребляют значительное количество тока, мы советуем включать их только в уроках где они используются. Иначе батарейки быстро разрядятся и их придется заменить.
Картинка расположения датчиков.
В передней части робота расположены три датчика обозначенные: «Л» — левый, «В» — передний (обозначен буквой «В» (вперед), чтобы не было путаницы с правым), «П» — правый, а также подстроечный резистор для настройки всех датчиков. В задней части: «З» — задний датчик и разъем для подключения датчиков подписанный «ЛВПЗ».
Каждый датчик состоит из инфракрасного светодиода и фототранзистора. Человеческий глаз не видит свет в инфракрасном диапазоне, но его может видеть камера твоего смартфона. Попробуй направить ее на включенные датчики, на экране ты увидишь слабое фиолетовое свечение инфракрасных светодиодов. Датчик работает следующим образом: инфракрасный свет излучаемый светодиодом попадает на поверхность и отражается от нее попадая уже на фототранзистор, который, если отраженного света достаточно, открывается. Поверхности разных цветов по-разному отражают свет: белого — хорошо, черного — плохо. Нужно еще учитывать, что чем больше расстояние от датчика до поверхности, больше света успевает рассеяться по пути и в итоге меньше попадает на фототранзистор.
На верхней стороне платы робота рядом с каждым датчиком установлен светодиод, который показывает сработал датчик или нет. Когда датчик срабатывает на соответствующем контакте разъема «ЛВПЗ» появляется «+». Давай настоим датчики, поставь робота на трассу(идет в комплекте) так, чтобы датчик «В» оказался над белой частью. Поверни ручку подстроечного резистора (что это за резистор и зачем он нужен мы разберемся в следующих уроках когда будем собирать свой датчик света) до упора против часовой стрелки. Теперь медленно поворачивай ручку по часовой стрелке пока не загорится светодиод КАКОЙ. Чтобы проверить, что датчики правильно настроены помести датчик «В» над черной линией — светодиод должен потухнуть.
Давай попробуем подключить к датчику светодиод?
Если ты поместишь датчик «В» над белым светодиод VD1 загорится, если над черным — потухнет.
А что если напрямую к датчику подключить еще и мотор? Давай попробуем.
Когда датчик окажется над белой поверхностью мотор с колесом начнут медленно вращаться, а светодиод VD1 слабо мерцать. Это означает, что тока, который может выдать датчик, недостаточно для полноценного вращения одного колеса. Что же говорить о двух.
Помнишь в предыдущем уроке у нас остался вопрос зачем нам микросхема ULN2003A? Во как раз для того, чтобы с помощью датчиков управлять моторами. Давай же проверим как это будет работать.
Если ты поставишь робота над белой поверхностью он будет ехать пока не встретит поверхность черного цвета, после чего остановиться. Как работает схема? Датчик подключен к входам двух транзисторов Дарлингтона микросхемы ULN2003A. Пока датчик выдает положительный сигнал транзисторы открыты и подключенные к ним моторы вращают колеса. Как только на выходе датчика появляется «-», транзисторы закрываются и моторы останавливаются.