自日本東芝公司推出智能機(jī)器狗“阿寶”系列以來,在廣大的青少年中掀起了一股機(jī)器人熱,各大科技館成了眾多游客熱衷的觀光之地,機(jī)器人玩具也成了熱銷的商品。為了使電子愛好者能對(duì)機(jī)器人有更深入的了解,提高動(dòng)手動(dòng)腦能力,本人在現(xiàn)有的成品玩具機(jī)器人的基礎(chǔ)上加裝了一套能夠自動(dòng)追尋光源的電子機(jī)械裝置,供初學(xué)者實(shí)驗(yàn)和改裝,有興趣者不妨一試。 電路見圖1,光敏電阻R1和R2是機(jī)器人的眼睛,用來決定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向,兩只光敏電阻分別接到運(yùn)算放大器IC的輸入端作比較放大,經(jīng)放大后的信號(hào)分別觸發(fā)三極管VT1和VT3,驅(qū)動(dòng)K1和K3兩個(gè)繼電器使行駛電機(jī)換向,三極管VT2和繼電器K2起電機(jī)開關(guān)作用。當(dāng)光線同時(shí)照射到光敏電阻R1和R2上時(shí),兩個(gè)運(yùn)算放大器的反向輸入端⑥、②腳的電壓將下降到低于正向輸入端⑤、③腳的電壓,兩運(yùn)放的輸出端⑦、①腳分別輸出高電平,使三極管VT1、VT3導(dǎo)通,并驅(qū)動(dòng)繼電器K1、K3。由于VD1、VD2的存在促使VT2導(dǎo)通、繼電器K2吸合,使兩個(gè)動(dòng)力電機(jī)M1、M2都正轉(zhuǎn),機(jī)器人向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)光線只照射到R1上時(shí),IC⑥腳電壓降低,其⑦腳輸出高電平,VT1、VT2導(dǎo)通,使K1、K2吸合,右電機(jī)M1正轉(zhuǎn)、左電機(jī)M2反轉(zhuǎn)使機(jī)器人向左轉(zhuǎn)。同樣,當(dāng)光線只照射到R2上時(shí),IC②腳的電壓將降低,①腳輸出高電平,VT2、VT3導(dǎo)通,K2、K3吸合,左電機(jī)M2正轉(zhuǎn)、右電機(jī)M1反轉(zhuǎn),機(jī)器人便向右轉(zhuǎn)。如果R1、R2都接收不到光線的照射,則IC⑦、①腳都為低電平,VT1~VT3都不導(dǎo)通,M1、M2斷電,兩電機(jī)都不轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)器人靜止不動(dòng)。電路中RP1是用來調(diào)整R1、R2的平衡值的,而RP2可用來調(diào)整IC中兩個(gè)運(yùn)算放大器的增益。
元器件選擇:R1、R2選用硫化鎘光敏電阻,兩只電阻的明暗阻值相同,如果使用帶有聚光透鏡的光敏電阻則效果更好。IC可選用NE5532、TL082等,但最好使用單電源型的TL092、BA728雙運(yùn)放。VT1~VT3選用NPN型的9013、8050等,二極管全部為1N4001、1N4148等;K1、K3為6V的4088型兩組觸點(diǎn)小型繼電器,K2為4098型單觸點(diǎn)小型繼電器;RP1、RP2為20kΩ的小型碳膜可調(diào)電阻,R3~R5都是220Ω~470Ω1/16W的金屬膜電阻,電容C選100μF/16V的小型鋁電解電容。M1、M2采用隨身聽上的3V小電機(jī),它比玩具上的131型電機(jī)性能更加可靠,耗電量也小。電源使用四節(jié)5號(hào)電池,動(dòng)力電機(jī)的電源只用其一半,電路的調(diào)整也較簡(jiǎn)單,用手電筒光分別照射光敏電阻R1和R2,微調(diào)RP1、RP2即可。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部分采用蝸輪和蝸桿傳動(dòng),若采用平面齒輪傳動(dòng)其減速比應(yīng)取大一些,使其速度放慢,運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。