Robot a rilevazione di ostacoli

A seconda di quali transistor sono in attivi, abbiamo diversi possibili percorsi per la corrente, illustrati nell’immagine sopra riportata:

_(linea verde) Se è attiva un transistor di sink ed uno di source appartenenti a lati opposti del ponte, abbiamo passaggio di corrente nel motore. In questo caso il motore è in rotazione in un verso; per ottenere la rotazione opposta è evidentemente necessario attivare la coppia simmetrica.

_(linea rossa) Se è attiva un transistor di sink ed uno di source appartenenti allo stesso lato del ponte abbiamo un corto circuito. Inutile dire che questa situazione deve essere evitata nel modo più assoluto in quanto porterebbe alla distruzione del ponte o dell’alimentazione in tempi brevissimi.

_(linea blu) Se tutti i transistor sono spenti non abbiamo maglie in cui possa passare la corrente fornita dall’alimentatore. Quella indicata è la via che l’eventuale corrente accumulata dall’induttore percorre: si tratta ovviamente di un fenomeno temporaneo ma che deve necessariamente essere previsto. Terminata la scarica dell’induttore non si ha più passaggio di corrente e se il motore era precedentemente in moto si arresta lentamente  a causa degli attriti meccanici.

_(linea gialla) Se è attivo almeno uno dei transistor di source e nessuno di quelli di sink non vi sono percorsi in cui passa la corrente fornita dall’alimentatore. La differenza rispetto alla situazione precedente è il sostanziale cortocircuito che si viene a creare ai capi del motore: infatti la tensione ai capi del motore è pari alla tensione diretta del diodo sommata a quella di conduzione del transistor. L’effetto è una vigorosa azione frenante causata dalla presenza del generatore

Il ponte ad H è utilizzabile in funzionamento on/off semplicemente applicano gli opportuni segnali per ottenere rotazione in un verso o nel verso opposto, frenata rapida o frenata lenta. Gli ingressi sono del driver sono compatibili TTL, le uscite presentano una tensione d’uscita pari al volume di Vs che guadando le caratteristiche nel datasheet risulta essere uguale a Vs = Vih + 2,5 (con Vih = 5V). Per questo motivo abbiamo utilizzato due resistori di potenza da 15W per ridurre la tensione ai capi del motore e permetterne il funzionamento in condizioni normali. I due ponti ad H presentano il vantaggio di non utilizzare l’alimentazione duale rispetto al ponte a T, un altro vantaggio del L298 è quello di isolare la parte logica da quella di potenza. Le basi dei transistor sono comandate da porte logiche, queste ultime permettono la funzione dell’ENABLE sull’intero ponte e comandano le quattro basi con l’impiego di due soli ingessi. Imponendo IN1 a un livello logico alto e IN2 a un livello logico basso, avremo che su  OUT1 è presente Vs mentre OUT2 è a massa. Invertendo i livelli logici degli ingressi avremo un’inversione delle tensioni di uscita fra OUT1  e OUT2, con conseguente inversione del flusso di corrente.

Sulle uscite sono collegati dei diodi di libera circolazione per non far scaricare sull’L298 i picchi positivi (superiori a Vs) e negativi (inferiori a GND) dovuti all’induttanza dei motori.

 5.FINE-CORSA

I fine corsa fungono in questo circuito da sensori di rilevamento ostacolo e sensori di bordo tavolo. Questi non sono altro che interruttori a tre terminali particolarmente sensibili all’urto. Abbiamo accoppiato i sensori a due a due in modo da avere:

_sensore ostacolo sinistro;
_sensore ostacolo destro;
_sensore bordo tavolo sinistro;
_sensore bordo tavolo destro;

Il loro funzionamento è molto semplice, in condizione normale i sensori di rilevamento ostacoli (destro e sinistro) sono “aperti”, ma di fatto il terminale numero1 cioè quello in ingresso al PIC  è collegato al terminale numero 3 ovvero massa (GND) e il segnale inviato al PIC sarà “0” (o livello basso). Quando il “baffo” incontra nel suo percorso un oggetto, si chiude e viene mandato a livello alto (o “1”) tramite le rispettive resistenze di pull-up.

Per quanto riguarda invece i sensori di bordo tavolo, il loro funzionamento è analogo, con l’unica differenza che questi fine-corsa trovandosi sotto l’intera struttura del robot, sono sempre “chiusi”.

Il collegamento è fra i terminali 2, in ingresso al PIC, e 3 cioè massa (GND). Quando la superficie viene a mancare il fine corsa si apre mandando in ingresso al PIC tramite la rispettive resistenze di pull-up un livello alto (o “1”).

I condensatori servono per i disturbi, mentre le quattro resistenze da 10KW servono a non bruciare il PIC.