C r a b b y (nato il 2.11.2001 - Scorpione)

ovvero...
Il mio primo (quasi) photovore

Questa pagina vede la descrizione del mio primo Photovore, o quasi. Dico "quasi" poichè la parola photovore sta ad indicare che il robot si "nutre" di energia solare, mentre il mio funziona a batterie perchè non ho ancora trovato un pannellino solare adatto alle mie esigenze.

Si chiama Crabby (crab=granchio) per l’aspetto e perchè cammina in modo divertente

(l’idea è stata di mio figlio :-).

E' progettato tutto a transistor perchè così è più facile realizzarne il prototipo su bread-board.

Il funzionamento si basa su di un multivibratore astabile controllato in frequenza da due fotoresistenze che ne variano anche il duty cycle. Ogni ramo comanda poi il motore corrispondente tramite uno stadio di potenza (è quasi uno stadio Darlington).

I motori sono stati presi da due lettori cdrom di vecchio tipo ed assorbono ognuno 30mA circa, alternativamente. Gli occhi sono due fotoresistenze da 1Mohm (900 ohm in piena luce).

Purtroppo non potendo trovare un pannello solare sono costretto a farlo funzionare a batterie.

Il principio di funzionamento è il seguente:

In condizioni normali Crabby cammina linearmente oscillando a destra e sinistra perchè i motori sono comandati alternativamente; in questo modo l'angolo di visuale è più ampio (quasi 180°). In realtà la direzione non è perfettamente lineare ma forma un circolo più o meno grande a seconda della simmetricità dell'oscillazione e dell'attrito che ogni motore riesce ad avere con il pavimento. Questa però non è una limitazione perchè gli permette di esplorare l' ambiente per 360°.
Non appena una fotocellula viene colpita dalla luce (la fotocellula di destra è l'occhio di sinistra e viceversa) questa provoca una variazione del duty-cycle imponendo ad un motore di girare per meno tempo. In questo modo il motore che ruota per più tempo provocherà il cambio di direzione verso la fonte luminosa.
Nel momento in cui le due fotocellule sono allineate verso la fonte luminosa, questo provocerà il raddoppio della frequenza di oscillazione. Crabby si dirigerà in questo modo verso la luce con minore oscillazione destra-sinistra ed a velocità maggiore, quasi fosse impaziente di raggiungerla.
Ovviamente non essendo il circuito perfettamente simmetrico, la collisione con la fonte luminosa  non si avrà sempre; in questo caso Crabby ricomincerà la sua ricerca oscillando con movimenti più lenti ed ampi come esposto all'inizio di questa descrizione.

ELENCO COMPONENTI

C1 = 100 nF
C2 = 100 nF
C3 = 4.7 uF 16V
C4 = 4.7 uF 16V
R1 = fotocellula
R2 = fotocellula
R3 = 3300 ohm
R4 = 100 Kohm
R5 = 100 Kohm
R6 = 100 Kohm
R7 = 3300 ohm
R8 = 100 Kohm
Q1 = 2N2222A
Q2 = 2N2222A
Q3 = 2N2222A
Q4 = 2N2222A
D1 = diodo Led rosso
D2 = diodo Led rosso
M1 = motorino di lettore CD
M2 = motorino di lettore CD
S1 = interruttore a levetta
B1 = batteria 4.5 volt (3 stilo in serie)

C r a b b y completo
-----<>-----

Questa è l'ultima implementazione di Crabby, prima di passare alla rev.2.
Sono stati infatti aggiunte due antenne per consentire la virata a destra o sinistra quando viene toccato un ostacolo.
Questa modifica non intacca il funzionamento di base del robot ma ne evidenzia il suo limite.
Torniamo perciò alla spiegazione del nuovo circuito aggiunto:
Abbiamo visto nella pagina precedente che i motori vengono azionati alternativamente dando al modello un movimento lineare ma con andatura oscillante. I motori vengono pilotati da un unico transistor Q1 o Q4 che applica o meno la tensione di alimentazione.
Quando però il modello incontra un ostacolo, continua il tentativo di avanzata come se nulla fosse successo, rimanendo però "impantanato" in quella situazione a meno di un evento imprevisto e casuale che gli permetta di disimpegnarsi più o meno goffamente.
E' stato pensato perciò di aggiungere due interruttori azionati da relativi "baffi" che permettano al modello di sentire l'ostacolo in tempo sufficiente ad avere lo spazio necessario per effettuare la virata che gli eviterà di colpire l'ostacolo.
Il "baffo" toccando l'ostacolo carica istantaneamente il condensatore C5 o C6 che poi si scaricherà tramite la serie DIODO-RESISTENZA sul transistor che pilota il corrispettivo motore. Questo azionerà in modo continuo il motore dandogli "più forza" rispetto l'altro facendolo così virare.
Il problema sorge però quando l'ostacolo è frontale. I motori vengono azionati entrambi facendo "accanire" il modello nella sua marcia "incollandolo" sull'ostacolo.
In questo caso infatti il modello dovrebbe arretrare per poi virare, ma non potendo invertire la polarità ai motori a causa della peculiarità del circuito, questo comportamento non è possibile. Questo è il suo limite.

Seguono schema elettrico e fotografie.