Назначение и область применения

Набор MicroCamp (рисунок 8) предназначен для изучения основ программирования современных микроконтроллеров путем построения робота. Выполнение всех предложенных заданий позволит освоить программирование микроконтроллера и изучить принципы его взаимодействия с датчиками и исполнительными механизмами.

MicroCamp (Рисунок 8)

Расположение элементов на плате MicroCamp

Набор включает в себя плату микроконтроллера ("плата MicroCamp"), контактный модуль, инфракрасный отражательный датчик, мотор постоянного тока с редуктором и много других частей для создания программируемого робота.

Расположение элементов на плате Microcamp

Обобщенная структурная схема робота

В качестве основного микроконтроллера используется 8-разрядный AVR микроконтроллер от фирмы Atmel; ATmega8.Он отличается следующими особенностями: 10-разрядный АЦП (ADC), флеш память для записи программ 8KB (10,000 циклов перезаписи), флеш память для записи данных 512 байт и ОЗУ (RAM) 512 байт.Частота процессора 16MHz, стабилизирована кварцевым резонатором.5-канальный программируемый порт (каждый канал снабжен 3-контактным разъемом).Каждый канал может быть запрограммирован как цифровой вход, цифровой выход или аналоговый вход. К контактам разъема подведено питающее напряжение (обычно +5В), аналоговый сигнал или цифровые данные и "земля" соответственно. • Зарезервированный порт для подключения ИК приемника 38kHz. Этот порт объединен со входом приемника последовательного порта (RxD), предназначенного для подключения внешних устройств с последовательным каналом передачи данных.

Также имеется пьезоизлучатель для воспроизведения звуков.

-2 кнопки.

-кнопка "Сброс".

-2 светодиода, светящихся при подаче логической единицы.

-двухканальный драйвер моторов постоянного тока. Параметры драйвера: от 4.5 до 6В, 600мА; светодиоды индикации активности.

Напряжение питания от +4.8 до +6В (4 батарейки размера AA). Батарейный отсек смонтирован на задней стороне платы. Встроенный импульсный регулятор напряжения для стабилизации +5В и защиты от провалов при включении моторов постоянного тока

Технические характеристики мобильного робота

Сердцем контроллерной платы является микроконтроллер ATmega8. Он работает с тактовой частотой 16MHz, задаваемой кварцевым резонатором, подключенным к выводам PB6 и PB7.

Порты микроконтроллера PC0 - PC4 переименованы в P0 - P4. Эти обозначения нанесены на печатную плату для упрощения монтажа. Все порты могут быть сконфигурированы как аналоговые входы или цифровые входы/выходы. Аналоговый сигнал с этих портов поступает на АЦП, встроенный в микроконтроллер ATmega8. Разрешение АЦП составляет 10-бит.

Порты PB3, PB4 и PB5 предназначены для внутрисхемного программирования. Они подключены к разъему ISP, к которому подключается программатор.

Порт PC6/RESET подключен к кнопке "Сброс" для возможности ручного перезапуска программы микроконтроллера пользователем.

Порт PD0/RxD является входом приемника последовательного порта. К этому порту подключается модуль ИК приемника через разъем IRM и последовательный порт через 5-контактный разъем.

Порт PD1/TxD является выходом передатчика последовательного порта. Он используется для подсвечивания индикатора LED5 (обозначение на плате IND2) и подключен к выводу TxD 5-контактного разъема последовательного порта. Индикатор LED4 (IND1) подключен к порту PC5 через ограничивающий резистор.

На плате контроллера установлены две кнопки. Они подключены к портам PD2 и PD3 с подтягивающими резисторами 4.7kQ для задания уровня логической единицы при отсутствии нажатия и уровня логического нуля при нажатии кнопки.

Порт PD4 подключен через конденсатор 10мкФ к пьезоизлучателю.

На контроллерной плате смонтирован двухканальный драйвер моторов постоянного тока. Драйвер реализован на микросхеме L293D. Для управления одним мотором постоянного тока необходимо формировать три сигнала:

A и B для задания направления вращения.

E для включения соответствующего драйвера. Также, можно контролировать скорость вращения мотора путем подачи ШИМ-сигнала (PWM) на этот вход. Более широкий импульс соответствует подаче большего напряжения на мотор.

На выходе L293D включены двухцветные светодиодные индикаторы, указывающие направление вращения соответствующего двигателя. Зеленый цвет соответствует вращению вперед. Красный цвет соответствует вращению назад.

Для стабилизации питающего напряжения используется импульсный стабилизатор TL499A. Несмотря на повышенное потребление энергии при работе моторов стабилизатор поддерживает питающее напряжение микроконтроллера на постоянном уровне +5В.

Список деталей робота:

В набор входят все необходимые детали для построения простого движущегося робота. Детали робота разделяются на 2 типа: механические компоненты и электронные компоненты.

Детали робота