Система за самонасочване по светлинен източник

[IbT]

Здравейте,
Проекта, който ще опиша тук не е точно робот, но мисля, че може да е полезен на някой или поне интересен. Предварително искам да кажа, че не съм сигурен дали точно в този раздел му е мястото и ако модераторите смятат, че трябва да го престят - да го направят.
Това всъщност е една курсува работа, която трябваше да направя. Заданието е да се проектира система за самонасочване по светлинен източник в две равнина, като се използва принципа на равносигналната зона. Схемата не е сложна и може да се реализира и без микроконтролер, но понеже такъв ми е предмета и задължително трябва да имам. Минавам по същество.
Ето и блоковата схема на системата:


Блоковете са следните:
S1-S4 са сензори (фотодиоди).
A1-A4 са преобразуватели ток-напрежение. На практика използвам преобразуватели IR светлина-напрежение, които обединяват и двата блока.
VREF е опорното напрежение за АЦП-по на контролера. Реализирал съм го на базата на TL431 и стойността му е 3.5V.
LCD е дисплей, на който се извежда информация за посоката и ъгъла на завъртане на всеки от моторчетата.
Буфер е преобразувател на нива. В случая по задание връзката с компютъра ми трябва да се осъществява чрез RS485 и затова за буфер използвам MAX485.
M1 и M2 са двете сервомоторчета, които са свързани към драйвера както се вижда.
ПК са пулскодера (ротационни енкодери), които преобразуват въртенето на моторчетата в две поредици от импулси, които са дефазирани на 90 градуса:

[IbT]

Самият принцип на равносигналната зона не е нищо особено. Ето една примерна картинка, с помощта на която ще се опитам да го обясня:
 

Това е разположението на двата фотодиода и техните диаграми на насоченост. Когато светлинният източник се намира в положението показано на диаграмата, S1 ще генерира фототок I1, който е по-голям от фототока I2 на S2. Чрез преобразувателите ток-напрежение те се подават на входа на АЦП-по на контролера, който от своя страна завърта моторчето M1 по посока на светлинния източник и това продължава докато двата тока (респ. напрежения на входа на АЦП) се изравнят.
В мрежата намерих няколко примери за приложение на този принцип. Единият е при системите за подпомагане на кацането на самолети при намалена видимост. При тях има Курсов Маяк, който излъчва два сигнала, както са показани на фигурата:
 
Така самолетът се ориентира в хоризонталната равнина. За определяне на височината (вертикалната равнина) се изпозлва Гладисен Маяк, който излъчва подобни сигнали, но те са наклонен на 3 градуса спрямо хоризонта:


Искам да подчертая, че в случая говорим за радио сигнали, което показва, че този принцип е приложим при различни видове сигнали.

Друго приложение, което намерих е при ракетите Стингър. Те изпозлват инфрачервено насочване, като се ориентират по същия начин и улавят топлината от двигателите на самолетите.

[IbT]

Ето накрая и принципната схема:
 

Конекторите, които съм сложил са за двата пулскодера, дисплея и връзката с компютъра.

Днес си предадох курсувата работа, но ще я защитавам другата седмица. Затова, ако има някои забележки или неточности, ще се радвам да ги споделите

Ще се опитам да направя и програмата за управление на контролера и ще се радвам на малко помощ, защото имам познания по С/С++, но тепърва започвам да се запознавам с контролерите. Отначало бях решил да я пиша на асемблер, но ще падне голямо писано и затова реших да мина на С.

Преди малко си сложих Porteus и я поразучих горе-долу. Мисля там да симулирам постановката, защото нямам време да се занимавам с механиката, но все още не съм измислил как ще симулирам източника на светлина и движението му, както и завъртането на моторчетата. Но за симулацията малко по-късно. Първо трябва да се заема с програмата.

[nunep]

Здрасти
Проекта е интересен. На Пловдивския панаир имаше слънчев панел на същия принцип, но се въртеше по една ос и цял ден следи слънцето. За слънчев панел обаче поредполагам трябва да има крайни изключватели. Друго приложение е 'интелигентните' саксии - сами търсят най-слънчевото място в стаята  :lol:
айде успех на защитата и после някои демо клипче да пуснеш

[IbT]

Ами да клипчето ще видим кога ще е, защото сега се мъча с програмата (това ми е бойното кръщане в програмирането на контролери ) и нея мисля, че ще я напиша, но все още нямам идея кога ще седна да се занимавам с механиката.