機(jī)器人接觸式物體探測(cè)技術(shù)電路設(shè)計(jì)
出處:電子發(fā)燒友 發(fā)布于:2014-11-28 19:00:48 | 1414 次閱讀
探測(cè)物體的一種穩(wěn)妥的方法就是和物體進(jìn)行物理的接觸。接觸可能是物體探測(cè)的最常見(jiàn)的形式,而且通常只用簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)。在這里,我們將介紹一些接觸方式,其中包括“軟接觸”技術(shù),使用這項(xiàng)技術(shù)的機(jī)器人能通過(guò)細(xì)微的接觸來(lái)進(jìn)行探測(cè)。
下圖中給出使用導(dǎo)電橡膠片的比較合理的接口電路。導(dǎo)電橡膠片和一個(gè)3.3k電阻串聯(lián)在地與電源正電壓之間形成了分壓器。當(dāng)導(dǎo)電橡膠片受壓時(shí),傳感器的輸出端的電壓就會(huì)變化。傳感器的輸出端就是壓電片和電阻之間的一點(diǎn),此信號(hào)連接到比較器339的反向輸入端引腳上。當(dāng)壓電片的電壓超過(guò)了比較器的參考電壓時(shí),比較器輸出狀態(tài)改變,就表示碰撞發(fā)生了。這個(gè)比較器的輸出可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)控制馬達(dá)方向的繼電器上或者直接連接到一個(gè)微處理器或計(jì)算機(jī)端口上。

多路碰撞開(kāi)關(guān)
當(dāng)有許多開(kāi)關(guān)或者近距離探測(cè)設(shè)備布置在機(jī)器人的周圍時(shí)會(huì)怎樣呢?不得不把每個(gè)開(kāi)關(guān)的輸出連接到電腦里,但是那樣做浪費(fèi)了很多外設(shè)端口。一個(gè)比較好的解決辦法是利用一個(gè)優(yōu)先編碼器或者多路轉(zhuǎn)換器。這兩個(gè)方案允許在一條公共控制線路上連接多個(gè)開(kāi)關(guān)。機(jī)器人的微處理器或計(jì)算機(jī)將查詢這條控制線,而不是每個(gè)開(kāi)關(guān)或近距離探測(cè)設(shè)備。
使用優(yōu)先編碼器電路設(shè)計(jì)
下圖中的電路使用了一塊74148優(yōu)先編碼器集成塊。

集成塊的輸入端就是那些開(kāi)關(guān)的輸出。 當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合,相應(yīng)的二進(jìn)制編碼就會(huì)出現(xiàn)在A-B-C輸出引腳處。對(duì)于優(yōu)先編碼器,只有開(kāi)關(guān)中的值才能在輸出端顯示出來(lái)。換句話說(shuō),如果開(kāi)關(guān)4和7都閉合了,那么輸出端只能反應(yīng)引腳4閉合。
使用電阻分壓排
如果機(jī)器人的計(jì)算機(jī)或者微控制器中有模一數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或者可以添加一個(gè),就能以另一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路開(kāi)關(guān)接口:電阻分壓排。概念十分簡(jiǎn)單,像圖18 所示。每個(gè)開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)電阻的一端接地,而+V電壓串接另一電阻到各開(kāi)關(guān)上。多個(gè)開(kāi)關(guān)則并行接入ADC的輸入端,如圖所示。這些電阻形成了一個(gè)分壓器。由于每個(gè)電阻值都不同,所以當(dāng)某一開(kāi)關(guān)閉合時(shí),對(duì)應(yīng)的電壓值都是的。注意,由于電阻是并聯(lián)的,所以可能有多個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。從而得到一個(gè)中間值。要對(duì)連接每個(gè)開(kāi)關(guān)的電阻值進(jìn)行摸索實(shí)驗(yàn)以獲得的靈活性。

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