Conrad Szaküzlet 1067 Budapest, Teréz krt. 23. Tel: (061) 302-3588 Conrad Vevőszolgálat 1124 Budapest, Jagelló út 30. Tel: (061) 319-0250
A DOME MR-974E oktató célú robotrendszer Rendelési szám: 130412
1.
A DOME ROBOT ISMERTETÉSE
A DOME III egy különös robot, amely hallgat ránk, és reagál az akusztikus jelekre. Így a robotot hangjelzésekkel irányíthatjuk egy beprogramozott minta szerint: egyenest, megállás, megfordulás, egyenest. Ezzel a paranccsal módunk van arra, hogy a DOME-ot egy igazi útvesztőn is keresztül vezessük. Miután a DOME tényleg hallgat a szóra, a kis fickónak adhatunk egy ceruzát is, és hangosan buzdíthatjuk rajzolásra és írásra. A robot összeszerelése rettentően nagy örömöt okoz. Majd csodálkozunk a robot viselkedésén, mivel a kis fickó hallgat a parancsainkra. Ez a Movit gyártmányú robot is egy kis mechanikai csoda: négy csavartól eltekintve az egész készüléket csak össze kell pattintani. A robot tervezői a DOME (magyarul: dóm) nevet adták neki, mivel hasonlít egy templom kupolájára. Műszaki adatok: Tápfeszültség:
: 3 V; 2 db ceruzaelem (nem szállítjuk) Áramfelvétel (mozgás): kb. 230 mA Áramfelvétel (nyugalom): kb. 10 mA Magasság: 8 mm Átmérő: 100 mm Figyelem: Ha felnyitjuk az alkatrészeket tartalmazó műanyagzacskót, megszűnik a visszaadás joga. Ügyeljünk az elemek helyes polaritására. Tartsuk szárazon az elemeket és az elemtartót. Ha a DOME vizes lenne, vegyük ki az elemeket, és alaposan szárítsuk meg az összes alkatrészt. Akkor is vegyük ki az elemeket, ha több mint egy hétig nem fogjuk használni a robotot.
Bizonyos ideje a robotokat olyan automatáknak tekintjük, amelyeket az iparban, az űrrepülésben és a mélytengeri expedíciókban használnak. Korábban a robotoknak emberalakjuk volt, és olyan automatáknak tekintették őket, amelyek el tudják végezni egy ember cselekvéseit. Ilyen robotokkal találkozunk a képregényekben és a fantasztikus regényekben. A szerzők mesterséges embereknek hívják őket, mivel természetellenes módon jöttek létre. Mivel úgy néznek ki, mint az emberek, ezért néha androidoknak vagy humanoidoknak is hívjuk őket. A Cyborg, amely szerves és mechanikus részekből van összeállítva, tágabb értelemben szintén robot. A robotautomaták képezik ellenben tulajdonképpen az első robotgenerációt. A robot szó eredetileg a Rur című színdarabból származik, amelyet a cseh drámaíró, Karel Capek 1920-ban írt. Ebben a darabban mesterséges embereket állítanak elő az igazi munkások pótlására. A szerző itt nevezi először robot néven a mesterséges embert. A robot szó tehát a cseh nyelvből származik, és annyit jelent, hogy "kényszermunka". A szónak ezzel az értelmével áll szoros összefüggésben a mai ipari robot. A színdarabban szereplő robotok azonban nem mechanikai részekből, hanem szerves részekből állnak. B.
A robot története
a) A robot irodalmunkban, mint játék, és mint ideológia. A robot szó tehát 1920-ban jött létre. A robot ötlete azonban már ősidők óta ismert a mítoszokból és a Krisztus előtti idők irodalmából. Az ember már akkor keresett olyan gépeket, amelyek átveszik tőle a munkát. Így van egy arany lány egy görög regében Krisztus előtt a 8. században, és a bronz ördög, "Talos" Krisztus előtt a harmadik században. Az ókori görög feltaláló, Héron épített egy olyan automata ajtót, amilyent mi még ma is használunk. A 18. században egy Beaukersen nevű francia készített egy mesterséges kacsát, amely tudott fürödni, enni, sírni, sőt ürüléket adni is. Sok mérnök és feltaláló épített kedvtelésből mindenféle babát és készüléket, amely írni, rajzolni, stb. tudott. Ezek a babák és szerkezetek sikeresek voltak, mivel elérték céljukat, azaz felébresztették a közönség kíváncsiságát, és örömüket lelték bennük. Ipari robotoknak azonban nem voltak alkalmasak. A feltalálóknak nem is ez volt a célja velük. Beukersen például szövőszékeket készített kelmék szövésére. Azt azonban nem tudjuk, hogy a robot készítése során szerzett tapasztalatait felhasználta-e a szövőszékek tervezésekor. A 19. századból ismerjük a robotok építéséről szóló első könyveket: egy népszerű képes leírást egy mesterséges lényről, aki emberekkel harcol.
2.
A ROBOTOK TÖRTÉNETE ÉS JÖVŐJE
b)
A.
Mi a robot?
A tudomány, a technika és a robotok fejlődésével az automatikus babák robotokká fejlődtek. Bár a modern automatákhoz képest még egyértelműen kezdetlegesebbek voltak, és a mai mechatronikával még nem hasonlíthatók össze, a robotokat már mechanikai és elektromos alkatrészekből állították össze. Az 1927 évi New York-i világkiállításon az amerikai Westinghouse cég bemutatta "Willy" nevű robotját. Willy sétálni, beszélni, pislogni tudott, és felismerte a színeket. A gyártó emberi segítségül fejlesztette ki a robotot, a készüléknek azonban korlátozott mozgástere volt, és nem volt praktikus a mindennapi használatban. A 20. század 40-es éveinek az elején Isaac Asimov ismertette "három alapelvét a robotok készítéséről". Meghatározása nyomán eloszlott a homály és a bizonytalanság a robotok definíciójáról, mivel a szerző nagyon világosan és tisztán fogalmazta meg mondani-valóját. A három alapelv: 1. A robotok nem okozhatnak fájdalmat az embernek, vagy nem hagyhatják figyelmen kívül az embert, akit fájdalom érhet.
A modern társadalomban mindenütt jelen vannak a robotok. Különböző alkalmazási területeken találkozunk velük, de a legismertebb az ipari terület. De hogy mitől robot egy robot, azt nem egyszerű meghatározni. A lexikon ilyesféléket mond erről: 1. 2.
Ember által készített olyan baba, amely komplikált szerkezettel működik, ill. mesterséges ember. Gépek, amelyek azonos elveken önállóan, azaz emberi beavatkozás nélkül működnek.
Az ilyen leírások még nem adnak kielégítő választ arra a kérdésre, hogy mi teszi robottá őket. A tudomány az ipari robotoktól eltekintve még nem tud pontos definíciót adni az önálló robotokra. A homály eloszlatásra szolgálnak a következők. A robot definíciója:
A tudomány, a technika és a robotok fejlődése
2.
A robotoknak engedelmeskedniük kell az ember parancsainak, amennyiben nem sérül meg az 1. szabály. 3. A robotoknak meg kell védeniük magukat, amennyiben nem sérül meg az 1. és a 2. szabály. Ezek az alapelvek ideális elképzelést írnak le a technológiai gyártmányok számára.
Az ipari robotok mellett a tudomány a kutatásban is alkalmaz robotokat. Tipikus példa erre a mélytengeri kutatás és a nukleáris technika. Ezen kívül még a mezőgazdaságban és a halászatban is találkozunk robotokkal. Vannak még olyan robotok is, amelyek az ablakokat és a padlót tisztítják irodákban. c.
c)
A modern robotok a számítás- és vezérlés-technika fejlődésén alapulnak, amely már a második világháború folyamán kialakult. Ebben az időszakban jelentős javuláson mentek át az elektronika és a hírközlés elektroncsövei. Ez a fejlődés szolgált a modern robotok alapjául, habár az elektroncsövek nem alkalmasak robotkészítésre. Ma a robotokkal szemben alapkövetelményeket támasztunk. Így például a robotnak nemcsak egy műveletre szabad alkalmasnak lennie, hanem pl. megfelelő programozással több feladat ellátására kell alkalmassá tenni. A számítógép szolgál a robot agyául, és ezért van nagy jelentősége a számítástechnika fejlődésének a robotkészítés számára. Ezen kívül emiatt mindenki számára világos, hogy a modern robotok a kezdeti évek elektroncsöveivel nem voltak megvalósíthatók. Az elektroncsövek hiányosságainak a felszámolása a tranzisztorok és a diódák megjelenésével vált lehetővé. A tranzisztorok a legtöbb elektroncsövet helyettesíteni képesek, ugyanakkor lényegesen kevesebb hőt fejlesztenek, és ezen kívül sokkal kisebbek is. Ennek következtében a számítógépek sokkal kisebbé és megbízhatóbbá váltak. A hatvanas években gyártottak először integrált áramköröket. Egyetlen integrált áramkör (angolul: IC = integrated circuit) több feladatot tudott átvenni most, mint tranzisztorok százait. Ez a találmány megnövelte a számítógépek megbízhatóságát. Ugyanebben az időben először alkalmaztak ipari robotokat az amerikai autógyárakban. A következő, nagyobb integráltságú IC-generáció (angolul: LSI = large scale integration, és VLSI = very large scale integration) bevezetése megnövelte a számítógép működési sebességét, és tovább csökkentette a méreteit. Ennek a minimalizálásnak jelentős befolyása volt a robot-technikára. Most már végre abba a helyzetbe kerültek a fejlesztők, hogy a robotoknak emberi érzékszerveket (érzékelőket) adhattak: a látást, hallást, tapintást, szaglást és ízlelést.
C. A jelen és a jövő robotjai A technika állása a robotépítésben: A technika fejlődése teszi lehetővé a robot ötletének a megvalósítását. A robotok részben úgy viselkednek, mint az emberek, de a különbség azért világosan látható. Néhány példa a robotokra: a.
Ipari robotok
Az ipari robotok többnyire mechanikai rendszerek, amelyek átveszik az embertől a veszélyes, unalmas vagy egészségre káros munkákat. Ezeket a robotokat már az 50-es és 60-as években nagy darabszámban gyártották. A markoló-robotok az egyszerűtől a nagyon bonyolultig számtalan kivitelben és alakban állnak rendelkezésre. A nagy-teljesítményű típusok a legnehezebb terhekkel is elbírnak, míg a kisebb markoló robotok akkorák, mint az emberi kar. A vezérlésre szabvány mikro-processzorok állnak rendelkezésre, míg a vezérlő szoftver és a programozás még mindig tovább fejlődik. b.
Intelligens robotok
A technika mai állása
Egyéb ipari robotok
Az intelligens robotok összetett feladatokat vesznek át az embertől. Első alkalommal 1969-ben, az Egyesült Államokban az intelligens robotokról tartott első kongresszuson volt szó arról, hogy milyen mértékben vehetik át a robotok az ilyen feladatokat az embertől. A valóságban azonban nem is olyan egyszerű ezeknek az elképzeléseknek a megvalósítása, mint amilyennek látszik. d.
Egyéb ipari robot-típusok
A gyógyászatban is fontos szerepet játszanak a robotok. Így robotok szimulálják a medikusok számára az emberi pácienst ahhoz, hogy ne az emberen tegyék meg az első kísérletező lépéseket az altatás, a szívmasszázs, a lélegeztetés és egy infúzió felhelyezése terén. A robot ehhez érzékelőkkel és olyan felszerelésekkel vannak ellátva, amelyek például a pulzust és a vérnyomást szimulálják, úgyhogy a kezdő orvos meg tudja állapítani, hogy a kezelése sikeres-e. Évszázadok óta épített már az ember mechanikai játékrobotokat hajtóművek és fogaskerekek felhasználásával. Csak 1980 óta léteznek robotok beépített számítógéppel, amelyek járni tudnak, vagy képesek mozgatni az ujjaikat. A Honda cég 1996-ban megépítette a P2 robotot. Ennek a robotnak két keze és két lába van, mint az embernek, és így nemcsak sík felületen tud járni, hanem hullámos vagy emelkedő felületen is. A P2 még lépcsőn is fel, vagy le tud menni. Ez a robot a leginkább hasonlít az emberhez a valaha is készített robotok közül. e.
Eljövendő robotok
Van még sokféle robot, amelyet meg akarnak építeni a műszaki szakemberek. A vágyálom egy olyan segédápoló, aki a betegek, az ágyban fekvők és a fogyatékosok ellátásában nyúl a hónunk alá. Nem szabad azonban elfeledkezni arról ezeknek a mechanikus segéderőknek a tervezésekor, hogy a robotok csak segédeszközök, hiszen nem ismerik az eleven emberi melegséget és érzelmeket. A szenvedélyek nem automatizálhatók. A feltalálók remélik a robotok alkalmazását az embereknek és háziállatoknak az égő házból való kimentésére is. Egy ilyen robotnak ki kell állnia a rendkívüli hőséget és a mérgező gázokat, meg kell találniuk a tűz fészkét, és el kell oltaniuk azt, és biztonságba kell helyezniük az embereket és az állatokat. A robotokat mindamellett nemcsak költségkímélés okából alkalmazzuk. Az iparnak a hatékonyság mellett a technika és a kultúra viszonyát is tekintetbe kell vennie. A számítógép és a robot-technika alkalmazásának a célja az anyagi és szellemi fejlődés az emberi társadalom és a munka világának a javára. Megjegyzés: A német leírásban látható robot-fényképek közlését a Yaskawa Electronic Corporation engedélyezte.
3.
FORRASZTÁSTECHNIKA
Figyelem: Az alábbi forrasztási előírásoktól való eltérésből fakadó hibákra nem vonatkozik a garancia! 3.1 A szükséges szerszámok és segédanyagok (Lásd a német leírás 11. oldalán lévő ábrákat.)
Forrasztópáka Forrasszunk 20 - 30 W-os pákával. Ennél nagyobb teljesítményű páka vagy forrasztópisztoly kárt okozhat az érzékeny elektronikus alkatrészekben vagy a nyomtatott huzalozásban. Túl gyenge pákával viszont nehéz a forrasztás. A pákához tartozik gyakran még egy fémállvány és egy szivacs a pákahegy tisztítására. Pákatartó (tisztítószivaccsal) Biztos tartást ad a forró pákának (egy megnedvesített szivaccsal). Ónszippantó A forrasztási hibák javítására. Elektronikai forrasztóón Vegyünk 1 mm átmérőjű, vagy annál vékonyabb huzalforrasztóónt. Ez a forrasztóón speciális folyasztószert tartalmaz az elektronikai alkatrészek számára. Más folyasztószer alkalmatlan. Oldal-csípőfogó és laposfogó Miniatűr alkatrészekhez (150 mm). Csavarhúzó-készlet Használjunk megfelelő méretű elektronikai csavarhúzókat. 3.2 Az alkatrészek beforrasztása: (Lásd a német leírás 12. oldalán lévő ábrákat.) A helyes tartás a profi forrasztáshoz: A páka az egyik kezünkben, a forrasztóón-huzal a másikban. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Melegítsük előbb néhány másodpercig a csatlakozópontot és az alkatrész kivezetését. Vigyünk fel egy kevés forrasztóónt a csatlakozópontra és a kivezető-huzalra, mialatt a pákának mind a kettőt melegítenie kell. Vegyük el az ónhuzalt, és folyassuk meg rendesen a forrasztóónt. Húzzuk vissza a pákát, és hagyjunk mindent nyugodtan lehűlni anélkül, hogy mozgatnánk az alkatrészt vagy az áramköri lapot, amíg meg nem merevedik a forrasztóónt. Vágjuk le a felesleges huzalvégeket kevéssel a forrasztási pont felett. A forrasztóónnak teljesen be kell fednie a kivezetés végét és a huzalozást. Az eredmény egy folyékony állapotában boltozódott forrasztóón kúp, amely egyaránt jól tapad a forrasztási ponthoz és az alkatrész kivezetéséhez. A forrasztási pont sima, fényesre polírozott felület kinézetét adja.
Az alábbi rajz az alkatrészek helyes beültetését mutatja (falsch = helytelen, richtig = helyes). 3.3 A forrasztási hibák megállapítása és kijavítása. (Lásd a német leírás 12. oldalán lévő ábrákat.) Hideg nyomtatott kártya Van ón az alkatrész kivezetésén, de nincs a csatlakozóponton. Hideg alkatrész Van ón a csatlakozóponton, de nincs az alkatrész kivezetésén. Huzal-rövidzár Két csatlakozópont az alkatrészek huzalvégei által egymással össze van kötve. Túl kevés ón Nem folyt meg jól a forrasztóón. Forrasztási rövidzár
Két csatlakozópont forrasztóón-áthidalás által egymással össze van kötve. Jó forrasztás A forrasztóón felülete fényesre polírozott felület kinézetét mutatja. A nyomtatott huzalozás rézsávokból áll, amelyek az alkatrészeket elektromosan összekötik egymással. A csatlakozópontokon a rezet forrasztóónnal fedjük be. Egy zöld, szigetelő védőlakk-réteg védi a rézhuzalozást a rövidzárak és az oxidáció (rozsda-képződés) ellen. Ha forrasztás közben túl sokáig melegítjük a huzalozást, akkor a csatlakozási pont és a rézsávok felválhatnak a kártyáról. A javításhoz többnyire el kell távolítanunk egy részt a lakkrétegből anélkül, hogy megkarcolnánk a rezet. A javításra a legmegfelelőbb egy ívelt élű kés (szike), vagy egy üveggyapotból készült radírozóecset. Egy hibás huzalozás javítása Ha a vezetékezés megszakadt, vagy a csatlakozó-pont megszűnt, kaparjuk le óvatosan a védőlakk-réteget egy késsel (pl. szikével) a rézről, és hajlítsuk ebbe az irányba a csatlakozólábat. Hidaljuk át a huzalozás hézagát egy darab dróttal.
4.
AZ ELEKTRONIKA
(Lásd a német leírás 14. és 15. oldalán lévő ábrákat.) Az oszlopok: szimbóluma
alkatrészek;
szerelés;
beültetési
rajz
Az "alkatrészek" oszlopban: szabályzó-ellenállás (potenciométer); ellenállás; kondenzátor; elektrolit-kondenzátor (elkó); tranzisztor; integrált áramkör (IC); kapcsoló; mikrofon; világító dióda (LED); csatlakozócsap; motor
4.1 A Dome elektronikus alkatrészeinek a jegyzéke ellenállás; 0,25 W; 5% 15 Ohm 120 Ohm; 2,2 kOhm 33 kOhm 1,8 Mohm 47 kOhm
jelölés
db
R15. R20, R21 barna, zöld, fekete, arany 3 R12, R13, R14 barna, piros, barna, arany 3 R1, R2, R16, R17, R18, R19 piros, piros, piros, arany 6 R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 narancs, narancs, narancs, arany 8 R3 barna, szürke, zöld, arany 1 VR potenciométer 1
kerámia kondenzátor
jelölés
db
100 pF 22 nF 100 nF
(101) (223) (104)
2 2 2
elektrolit kondenzátor
jelölés
db
220 μF
(220 μF)
3
jelölés
db
(A950 v. A952) (C2120 v. C2001) (74HC02) (74HC04) (74HC016) (zöld szín)
2 6 1 1 1 1
jelölés
db
C4, C5 C2, C6 C3, C7
C1, C8, C9
félvezető A950 v. A952 C2120 v. C2001 74HC02 74HC04 74HC126 5m-es LED különfélék mikrofon csatlakozócsap kapcsoló kártya motor motorkábel
TR7, TR8 TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6 IC IC IC LED
nyomtatott áramkörre szerelhető kondenzátor mikrofon 1 mm-es típus nyomtatott áramkörre szerelhető tolókapcsoló (MOVIT 974) 1,5 V-os egyenáramú motor (zöld, narancs)
1 4 1 1 1 2
elemkábel
(fekete, fehér, piros)
3
A huzalozás beforrasztása (Lásd a német leírás 16. oldala alján lévő ábrákat.) Távolítsuk el a szigetelést a huzal végéről. Csavarjuk össze a rézhuzalokat egymással. Forrasszuk be a huzalvéget. (Melegítsük fel a huzalt, és a forró huzalra vigyünk fel egy kevés forrasztóónt.) Kiforrasztás Ha forrasztás közben hibát követnénk el, akkor a hibát az ónszippantó segítségével kijavíthatjuk.
Helyezzük a forrasztási hely fölé az ónszippantót. Melegítsük fel a huzalt és a forrasztási pontot. Húzzuk el a pákát és az ónszippantót, amint az felszippantotta a forrasztóónt. A forrasztási műveletek: A nyomtatott áramköri kártyán lévő rajz pontosan megmutatja, hogy hová kell beültetni az egyes alkatrészeket. Ha még pontosabban akarjuk látni a helyzetüket, akkor a német leírás 17. oldalán látható beültetési rajzot használhatjuk. A nyomtatott kártya beültetését ésszerű az alacsony alkatrészekkel kezdeni. Ezek általában az ellenállások. A beforrasztás után vágjuk le rövidre a huzalvégeket, hogy mindig elég helyünk maradjon a munkához. Mielőtt elkezdenénk a forrasztást, előbb próbaként rakjuk fel az integrált áramköröket a kártyára, és szükség esetén állítsuk pontos szögbe a lábaikat egy laposfogóval. A lábak többnyire egy kicsit túl szét vannak terpesztve. FIGYELEM! Most még ne forrasszuk be az integrált áramköröket!
óvatosan forgassuk, erőszak alkalmazása nélkül.) Toljuk most a kapcsolót a NORMAL állásba. Ebben az állásban ki kell gyulladnia a zöld LED-nek. Ha most valamilyen zajt keltünk, akkor ennek a LED-nek rövid ideig fényesebben kell világítania. Vizsgáljuk meg még egyszer a kapcsolást ugyanezzel a módszerrel, de a kapcsoló legyen a WHIM állásban. Ha a kapcsolás nem úgy viselkedik, ahogy várható, akkor be kell határolnunk a hibát a hibakeresési táblázat segítségével, és ki kell javítanunk.
Y Miután sikeres volt az első teszt, elkezdhetjük a következőt. Kössük rá ehhez a motort a kártya M+- és M- pontjára. Csatlakoztassuk a vezetékeket "A motorkábel beszerelése" c. fejezet szerint. Toljuk most a kapcsolót a NORMAL állásba, és ellenőrizzük, hogy a kapcsolás az alábbi mintának megfelelően viselkedik-e. • A LED kigyullad. • Az első zajra a motor elkezd forogni. • A második zajra a motor leáll. • A harmadik zajra a motor fordított irányba forog. • A negyedik zajra a motor leáll. • Az ötödik zajra a ciklus az első zajtól leírtak szerint ismétlődik. Miután ez a vizsgálat is sikeres volt, össze-szerelhetjük a mechanikát. Ebben a szakaszban is a hibakeresési táblázat segítségével határolhatjuk be és javíthatjuk ki a hibát, ha a kapcsolás nem úgy viselkedik, ahogy elvárható. Az elektronikai rész hibakeresési táblázata HIBA A LED nem, vagy szakadatlanul világít.
Az IC-k lábait egyszerűen egy kemény asztallapon is kiegyengethetjük. Támasszuk neki a lábakat az asztallapnak, és nyomjuk óvatosan a megfelelő irányba.
1) Kezdjük az ellenállásokkal. 2) Majd ültessük be a kapcsolókat és a potenciométert. 3) Végül a csatlakozócsapokat vegyük sorra. 4) Majd szereljük be a kerámia kondenzátorokat. Végül az 5. - 8. lépésben a kényes alkatrészeket ültessük be. Ezeket általában csak egy meghatározott szöghelyzetben szabad beszerelni, és kevéssé viselik el a páka hőjét. 5) A következő szakaszban az elkókat ültetjük be. Ügyeljünk a polaritást jelölő + és - jelre. 6) Forrasszuk most be a LED-et. Ügyeljünk itt is a szöghelyzetre. 7) Ezután következnek a tranzisztorok. Itt ne csak a szöghelyzetre figyeljünk: minden egyes helyre csak az odavaló tranzisztor kerüljön. 8) Legvégül a három IC kerül sorra. Ügyeljünk a helyes típusra, továbbá itt is a megfelelő szöghelyzetre.
4.2 A kapcsolás kipróbálása Mielőtt hozzáfognánk a mechanikai szereléshez, először külön ki kell próbálni az elektronikai részt, hogy kifogástalanul működik-e. (Lásd a német leírás 18. oldalán lévő ábrákat.) X Először az elemtartót kell összeállítani. Majd kössük össze az elemtartó piros és fekete vezetékét a nyomtatott kártyával (piros = 3V+ csatlakozás; fekete = 3V- csatlakozás). (Lásd "Az elemtartó végszerelése" c. fejezetet.) Miután ez megtörtént, rakjuk be az elemeket. Ügyeljünk közben az elemek helyes polaritására (forgásirány). Először forgassuk középállásba a potenciométert. (Használjunk ehhez egy, a potméter hornyába jól beleillő csavarhúzót, és
A LED világít, de nem reagál zajokra.
A LED normálisan világít, de a motor zaj hatására nem forog.
A vizsgálat lépései y Vizsgáljuk meg a LED polaritását. y Vizsgáljuk meg az elemtartó csatlakozóvezetékének a polaritását. Vizsgáljuk meg az alkatrészeket és forrasztásokat, különösen az R14, R15, LED és SW, és a 3V+, 3V-. y Vizsgáljuk meg a mikrofon érzékenység-beállítását. y Vizsgáljuk meg az alkatrészeket és forrasztásokat, különösen az ECM, R1-6, R12, R13, C1-4, C8, TR1, TR2 és IC1-et. y Vizsgáljuk meg a motor csatlakozásait (narancs és zöld. y Vizsgáljuk meg az elemek kapacitását. y Vizsgáljuk meg az alkatrészeket és forrasztásokat, különösen az R16-21, TR38, IC2, IC3 és M+ Mforrasztási pontot. y Vizsgáljuk meg az IC-k szöghelyzetét. a teljesen összeszerelt
Az IC-k nagyon melegszenek. Az alábbi táblázat robotra vonatkozik. A robot csak előre y Vizsgáljuk meg az alkatmegy, de nem fordul. részeket és forrasztásokat, különösen az R17, R19, R21, TR4, TR5, TR7, IC2, IC3-at. A robot megfordul, y Vizsgáljuk meg az alkatde nem megy hátra. részeket és forrasztásokat, különösen az R16, R18, R20, TR3, TR6, IC2, IC3-at. A robot azonosan y Vizsgáljuk meg az alkat-
viselkedik a NORMAL és a WHIM kapcsolóállásban. A robot a NORMAL kapcsolóállásban a várakozás szerint viselkedik, de a WHIM állásban nem. A LED világít, de a robot a parancsokra nem engedelmeskedik. A robot mindig kb. 1 másodpercig előre megy, majd parancs nélkül leáll. A LED nem világít szakadatlanul, hanem néha kialszik. Az egyik elem nem ül szilárdan befeszülve a csavarok közé.
részeket és forrasztásokat, különösen az R11, C17, IC2 és SW-t. y Vizsgáljuk meg az alkatrészeket és forrasztásokat, különösen az R7-11, C5-7, IC1, IC2 és SW-t. y Az érzékenység túl kicsire van beállítva. y Az érzékenység túl nagyra van beállítva. A robot saját zajait érzékeli leállási parancsként. y Csavarjuk ki az elemek csatlakozó-csavarjait, majd húzzuk meg újra, miközben a csavarok távolságát annyira csökkentjük, hogy az elemek helyesen feszüljenek be.
Ötletek és tanácsok Ellenőrizzük először, hogy az elemek teljes kapacitása megvan-e. Ügyeljünk a fémes csatlakozásokra. Vizsgáljuk meg, hogy el van-e távolítva a huzalvégekről a szigetelés. Határoljuk be az esetleges mechanikai vagy elektromos hibát a hibakeresési táblázat segítségével. Ha még ezután sem tudjuk elhárítani a hibát, még egyszer alaposan ellenőrizzük lépésről lépésre a szerelési utasításokat.
A tranzisztor egy olyan félvezető, amelyet erősítésre vagy kapcsolásra használunk. Három kivezetése van: bázis, emitter és kollektor. Ezeket gyakran a B, E és C betűkkel jelöljük. Két alaptípusa a PNP- és az NPN-tranzisztor. Az NPNtranzisztorban az áram éppen fordítva folyik, mint a PNPtranzisztorban. A tranzisztor analógiája az A (kollektor) és C (emitter) pont között folyó vízfolyamon lévő zsilip (bázis) (Lásd a német leírás 22. oldalán lévő ábrát.) A zsilippel szabályozhatjuk a vízáramot. Ha a zsilipet egy kis vízáram vezérli, akkor teljes a tranzisztor analógiája. A bázison lévő csekély árammal vagy feszültséggel a kollektor és az emitter között folyó nagyon nagy áramot vagy feszültséget szabályozhatunk. El tudjuk képzelni, hogy a tranzisztor még be- és ki is tud kapcsolni áramot és feszültséget, ha a bázis-zsilipet hirtelen nyitjuk vagy zárjuk.
TR6, TR7 TR2, TR3, TR4, TR5, TR8 TR1
A Dome robotban lévő IC-k digitális kapcsolókörök. Ezek a kapcsolások különféle feladatokat látnak el, pl. olyan kapuáramkör vagy számlálók, amelyek a digitális jeleket kapcsolni, illetve számlálni tudják. A digitális áramkörökből az elektronikai mérnök nagyon összetett áramköröket tud felépíteni. Egy számítógép majdnem kizárólag csak digitális áramkörökből áll. A Dome robotban az IC-k arról gondoskodnak, hogy a motor a helyes irányban forogjon. Mikrofon A mikrofont a leginkább a TV-műsorokból ismerjük, de kevésbé ismerjük a pontos működésmódját. A mikrofon a hanghullámokat elektromos jelekké alakítja át. Ezeket az elektromos jeleket az elektronika (pl. egy erősítő) dolgozza fel. A Dome robotban a mikrofon regisztrálja a tapsolás zaját. Ez a jel azt jelenti robotunk számára, hogy változtassa meg a működését. Motor Egy villanymotor az elektromos energiát mozgási energiává alakítja át. A mozgási energiát a szaknyelv kinetikus energiának nevezi.
5.
AZ ELEKTRONIKAI KAPCSOLÁS
5.1 A blokkséma (Lásd a német leírás 24. oldalán lévő ábrát.)
Tranzisztor
név
egy részkapcsolás van csak benne, pl. egy erősítő, de néha egy teljes komplett termék, pl. egy rádióvevő.
tranzisztor funkció típusa PNP kapcsolótranzisztor NPN kapcsolótranzisztor NPN erősítő
tulajdonság közepes jelerősítés közepes kapcsolóáram közepes erősítés
LED = fénydióda (Light Emitting Diode) Ennek az alkatrésznek azonosak a tulajdonságai egy normál diódáéval, de ezen kívül még világít is, ha áram folyik át rajta. A LED-ek különböző színekben készülnek, és gyakran ellenőrző-lámpa gyanánt használják. IC = integrált áramkör Ezzel az elnevezéssel olyan kapcsolást illetünk, amelyben több tranzisztor, ellenállás, és néha kondenzátor alkot egy alkatrészt. Nagyon sokféle különböző IC-típus van. Gyakran
Komplikált kapcsolások egyszerűsített ábrázolása a blokkséma, amelyből megérthetjük, hogy hogyan működik a robot elektronikája, mire szolgálnak a legfontosabb alkatrészek. 1. ECM, elektrét kondenzátor mikrofon Ez az egység észleli a zajjeleket, és tulajdonképpen a robot "füle". 2. Erősítő és impulzus-átalakító egység Ez az egység erősíti fel a mikrofon jelét, és alakítja át egy impulzussá. 3. Számláló-egység Ez az egység összegzi a digitális impulzusokat egy számlálóban. 4. Oszcillátor-egység Ez a modul két digitális oszcillátort tartalmaz. 5. Dekóder-egység Ez a modul alakítja át a digitális vezérlőkódokat a motor vezérlőjelévé. 6. Motormeghajtó-egység Ez az egység látja el a motort a szükséges hajtó-energiával. 7. Jelző-egység Ennek az egységnek köszönhetően állapíthatjuk meg, hogy be van kapcsolva a robot, és hogy észleli a zajokat. A digitális technika egységei: kód származás jelentés L Low L-kapcsolási szint, kis feszültség (azaz < 1 volt) H High H-kapcsolási szint, nagy feszültség (azaz > 2 volt)
5.2 A kapcsolás működésének a leírása (Lásd a német leírás 25. oldalán lévő nagy kapcsolási rajzot, illetve a 25. - 27. oldalán lévő kapcsolási részleteket.) A kapcsolási rajz segítségével magyarázzuk el az elektronika működését. A blokksémában azt láttuk, hogy az egyes
részegységek milyen funkciót látnak el. Alább az egyes egységeket részletesen ismertetjük, hogy megismerjük minden egyes alkatrész feladatát. A mikrofonegység Ez az egység zajérzékelőként működik. A mikrofon felfogja a levegőből érkező hanghullámokat, és elektromos jelekké alakítja át. Ebben a kapcsolásban egy elektronikus kondenzátormikrofon nyer alkalmazást. Ez a mikrofon nagyon érzékeny. Emiatt táp-feszültségre van szüksége, amit hátránynak is tekinthetnénk. A VR potenciométer az érzékenység beszabályozására szolgál. Az erősítő és impulzus-átalakító egység Ha a zajérzékelő nem szállít jelet, vagy csak csekély jelet szállít, akkor az R3 ellenállás és a TR1 tranzisztor bázisa csak nagyon kicsi áramot vezet. A tranzisztor a bekapcsolási küszöb felett valamivel bekapcsolódik. Ha a kondenzátormikrofon zajt észlel, azt elektromos jellé alakítja, és a TR1 bázisára juttatja. Mivel a tranzisztor csak csekély mértékben vezet, a jel a tranzisztort a zajjel ütemében bekapcsolja és kikapcsolja. Így erősítődik a jel. A tranzisztor ezt a kapcsolójelet az IC1-re küldi, amely valódi, H- és L-kapcsolási szinttel bíró digitális kapcsolójellé alakítja át. Van azonban egy kis probléma. Egy egyszerű zaj, például egy taps a tranzisztort villámgyorsan többször bekapcsolja és kikapcsolja. Emiatt a váltakozó jelet egyértelmű kapcsolójellé kell átalakítani. Ez az átalakítás viszonylag egyszerű. Az IC1-ről szállított jel a C3-on keresztül visszakerül a TR1 tranzisztor bázisára. A szakemberek ezt a trükköt pozitív visszacsatolásnak hívják. A visszacsatolás késlelteti a tranzisztor kikapcsolódását, és gondoskodik arról, hogy a tranzisztor egy meghatározott ideig bekapcsolva maradjon. Ez a kikapcsolási késleltetés arányos az R3 x C3 szorzattal, és értéke robotunkban kb. 0,5 mp. A számláló-egység Az IC2 egy digitális számláló, amely a (erősítőtő és impulzusegységről jövő) digitális impulzus-jeleket az impulzusbemenetén (CK, 2. láb) leszámolja. A robotunk a számláláskor mindig egy fix viselkedés-minta szerint reagál: megállás, megfordulás, megállás, megállás, stb. Ezt a viselkedést két bináris számjegyből álló szám vezérli. Egy bináris szám (bit) a 0 vagy 1 értéket veheti fel, és ezért a szám értéke 00, 01, 10 és 11 lehet. A robotban lévő számláló 4 bittel rendelkezik, azaz 4 kimenete van (4 bináris bit). Ebben a robotban csak két kimenet kerül felhasználásra: a Qa és a Qb. A számláló-IC egy másik állapotba is kapcsolható a LOAD lábra alacsony kapcsolószintet juttatva. Ebben a számláló üzemmódban az IC1 kapcsolása nem számlálja a bemenőjeleket, de minden egyes CK-impulzusjelnél a Da és Db bemeneten lévő jeleket továbbadja a Qa és Qb kimenetre. A Da-n és Db-n lévő jelek minden esetben véletlenszerűen váltanak át 1-ről 0-ra és fordítva, mint ahogy a piros és a fekete a rulettben. Vagyis nem lehet tudni, hogy melyik jel fog megjelenni a Qa és Qb kimeneten egy zaj észlelése után. A robot viselkedése a WHIM kapcsolóállásban tehát önkényes. A legtöbb CD-lejátszó is rendelkezik ilyen programkapcsolóval, amelyet ott nem WHIM, hanem RANDOM (azaz véletlenszerű) néven neveznek. Az oszcillátor-egység Az egység két, majdnem azonos kapcsolást tartalmaz, amelyek oszcillátorként funkcionálnak. A frekvenciájukat főleg az R8, C5, illetve R10, C6 hálózat határozza meg, de az R7 és R9 is kis mértékben befolyásolhatja a frekvenciát. Ezeknek a digitális oszcillátoroknak a kimenete a kapcsoló-frekvenciával váltakozik a 0 és az 1 között. A WHIM kapcsolóállásban használja a robot ezeket az oszcillátor-jeleket. Ezek a kimenetek ugyanis össze vannak kötve a Da (3. IC-láb) és a Db (4. IC-láb) bemenettel. A oszcillátor 1 vagy 0 szintje egy zaj vétele (CK=1) esetén a
hozzátartozó kimenetre kapcsolódik. Ezek a szintek okozzák a robot önkényes viselkedését a WHIM-kapcsolóállásban. A NORMAL kapcsolóállásban a számláló a CK-magasszintű jeleket digitálisan magasszintre összegzi. Az eredményt a Qa és Qb kimeneten olvashatjuk le. A Qa-n és Qb-n lévő bináris számok határozzák meg most a robot viselkedését. A dekóder-egység Ez az egység dekódolja a számlálóegységről (IC2) érkező 2bites digitális jelet, és átalakítja ezt a számot használható motor-meghajtó jelekké a motorblokk számára. Az alábbi funkciótáblázatban az összes kombináció, és a különféle jelek jelentése szerepel. Qb bemenet Qa bemenet X kimenet Y kimenet L L L L L H H L H L L L H H L H
motor megáll jobbra fordul megáll balra fordul
A motor-meghajtás Az IC3 teljesítménye nem elegendő a motor közvetlen meghajtásához. Ezért tranzisztor-kapcsolókat alkalmazunk, amelyeket az IC3 dekóderből származó jelek vezérelnek. Ahogy az a fenti funkciótáblázatban is olvasható, a motor egy jobbra elfordulást végez, ha az X egy magasszintű kapcsolójelet vezet. A TR3, TR8 és TR6 tranzisztor ekkor bekapcsolódik. Az M+ motorkapcsot a TR8 összeköti a 3V+ elemkapoccsal, míg az M- motorkapcsot a TR6 köti össze a 3V- elem-kapoccsal. Ha az Y egy magasszintű kapcsolójelet vezet, akkor a TR4, TR5 és TR7 tranzisztor fog bekapcsolódni. Az M+ motorkapcsot a TR5 összeköti a 3V- elemkapoccsal, míg az M- motorkapcsot a TR7 köti össze a 3V+ elem-kapoccsal. A jelzőegység
Ha be van kapcsolva a robot, a LED mindig világít. A LED az R15(15 Ohm), R14(120 Ohm) ellenálláson és a kapcsolón keresztül közvetlenül össze van kötve az elemmel. Az erősítő- és impulzus-egységből jövő jel nemcsak az IC1 2. lábára (CK), hanem a TR2 bázisára is rákerül. Ez a jel teljesen kinyitja a tranzisztort, amely ebben a kapcsolásban elektronikus kapcsoló szerepét látja el. A tranzisztor áthidalja az R14 ellenállást, úgyhogy már nem folyik rajta át áram. A LED most sorbakapcsolódik az R15 15 Ohm-os, alacsony értékű ellenállásával. Ez az ellenállás magasabb áramot enged átfolyni a LED-en, amely ennek következtében fél másodpercig erősebben világít.
6.
A MECHANIKA
Ne térjünk el az alább leírt sorrendtől, hogy elkerülhessük a szerelési hibákat. Ha pontosan követjük ezt a sorrendet, és néha-néha megnézzük a csomagoláson lévő fényképet, egyből jól működő robotot építhetünk. Csak abban a pillanatban vágjuk ki a kerék- és abroncskészletből az alkatrészeket, amikor szükség van rájuk. Az alkatrészek ugyanis a készletben meg vannak számozva, a számok azonban NINCSENEK rajta magukon az alkatrészeken. Az alkatrészek hajszálpontosan illenek egymáshoz. Egyáltalán nincs szükség arra, hogy erőltessük őket. Dolgozzunk nyugodtan. A szükséges szerszámok: (Lásd a német leírás 11. oldalán lévő ábrákat.)
PVC-vágó kés
csipesz kis műanyagkalapács
Az alkatrészek kivágása A kivágáshoz használjunk éles PVC-vágó kést, oldalcsípőfogót vagy ollót. Óvatosan vágjunk, lehetőleg pontosan az alkatrész peremén végig. Egyelőre ne vágjuk ki azt az alkatrészt, amelyre még nincs szükségünk. A tengelyek szerelése A tengelyek (pl. motortengely) szerelésekor nagyon óvatosan dolgozzunk. Próbáljuk meg először kézzel benyomni a tengelyt. Csak sikertelen kísérlet után használjuk a műanyagkalapácsot. Nagyon óvatosan üssünk vele, és ütéscsillapítóként tartsunk egy kis fakockát a kalapács és a tárgy közé, hogy ne sértsünk meg semmit. Önmetsző csavarok Az önmetsző menettel rendelkező csavarok ugyanúgy viselkednek, mint a facsavarok, azaz forgatáskor a csavar menetet metsz magának, és szilárdan beleforog az anyagba. Ehhez ezeknek a csavaroknak nagyobb a menetük és élesebb a hegyük, mint a normál csavaroknak. Van még a hegyükön egy bemetszés is, amely elősegíti a menetmetszés folyamatát. Ezeket a csavarokat a leghatékonyabban az alábbi módon csavarjuk be: 1 Csavarjuk be a csavart. 2 Egy kissé lazítsuk meg. 3 Végül húzzuk meg újra a csavart. Figyelem! Ha a csavart túl gyakran csavarjuk ki, majd be, a csavarlyuk egyre jobban kitágul, és a csavar már nem illik jól a lyukba.
Csavarok és anyák A csavarokat és az anyákat a mozgó és rázkódó készülékben jól meg kell húzni. A meglazulás elleni védelemül meghúzás után egy kis körömlakkot vihetünk fel a csavar és az anya egymáshoz illeszkedő helyére. Így később a csavart könnyen meglazíthatjuk, ha kell. Ne használjunk enyvféléket, pl. Loktitet. A csavar bombabiztossá válik velük, de később már soha se lehet kicsavarni. A csavart vastagságával és hosszúságával adják meg. Egy M3 x 20 jelölésű csavar 3 mm vastag és 20 mm hosszú. Az anyáknak csak az átmérőjét adják meg. Így például egy M3-as anya 3 mm-es csavarhoz való. Gumi alkatrészek A gumi alkatrészek egy határon belül nyújthatók és hajlékonyak. A határok azonban korlátozottak. Ne nyújtsuk túlzottan ki az anyagot, mert elszakad.
6.1 A mechanikai alkatrészek jegyzéke (Lásd a német leírás 30. oldalán lévő ábrákat.) -
4 db M2,6 x 16 önmetsző csavar 4 db M3 anya 4 db M3 x 10 csavar 2 db hajtó fogaskerék 1 db fogaskerék (hüvellyel) 1 db csiga 1-1 db piros, narancs, fehér, fekete, zöld vezeték 1 db villanymotor 1 db nyomtatott kártya 1 db búra (dome = kupola) 1 db A gumi-alkatrész készlet 1 db B alkatrész-készlet
-
1 db C tartóalapzat alátéttel
FIGYELEM! Ne vágjuk ki az alkatrészeket idejekorán. Egyes műanyag alkatrészek úgy néznek ki, mintha felesleges összekötő tagok lennének, pedig a robot szerkezet valamelyik alkatrészének az elemei.
6.2 A mechanika összeszerelése: (Lásd a német leírás 31. oldalán lévő ábrákat.) A hajtószerkezet összeszereléséhez az alábbiakra szükségünk: 1 db villanymotor 1 db segédeszköz a csiga felszereléséhez (B2) 1 db csiga 2 db fogaskerék hüvellyel 1 db közlő-fogaskerék 2 keréktengely 1 db hajtótengely
van
A zárójelbe tett szám (..) az alkatrész-készleten lévő számnak felel meg. A szám nélküli alkatrészek a műanyagzacskóban találhatók. X A csiga rögzítése A csigát a B2 segédeszközzel rögzítjük a motor tengelyére. Ehhez óvatosan ütögessük egy kis kalapáccsal a motor tengelyét, vagy finoman nyomjuk lefelé mindkét kezünkkel a motort (lásd az ábrát). Rögzítsük a fogaskereket a motor tengelyére. Nyomjuk rá a kezünkkel, vagy óvatosan ütögessük egy kis kalapáccsal. A csiga akkor ül jól, ha a motor a segédeszköz pereméig beér. Y A fogaskerekek rögzítése A fogaskerék rögzítése a keréktengelyre. A fogaskeréken lévő hüvely felfelé mutat. A tengelyt úgy kell felrakni a fogaskerékre, hogy színeljen. Ezt a készletet kétszer kell összeszerelni. Z Szereljük fel a két fogaskereket a hajtótengelyre. Ügyeljünk közben arra, hogy a kis fogaskoszorú mindkét esetben a tengely külső fele felé nézzen (Außenseite = külső fél). A tengelyt úgy kell felrakni, hogy színeljen. A jobb és a bal oldaltartó összeszerelése: (Lásd a német leírás 32. oldalán lévő ábrákat.) Az oldaltartók összeszereléséhez szükségünk: 2 db oldaltartó (bal és jobb = B3; B4) 2 db összeszerelt keréktengely 2 db A kerékfél (B6) 2 db B kerékfél (B7) 2 db gumiabroncs (A1)
az
alábbiakra
van
Szereljük össze az alkatrészeket a számok sorrendjében. X Y (Links = bal; Seitenträger = oldaltartó; Zahnrad = fogaskerék; Rad = kerék; Radachse = keréktengely) Z Egészítsük most ki a két kerékfelet (B7) a bal és a jobb oldaltartón. A kerekek ferde oldala befelé nézzen. [ Húzzuk most fel mindkét kerékre a gumiabroncsot (A1).
A fenti rajzon az oldaltartók szerelési állapotát mutatja. A jobb láthatóság érdekében az abroncsok nincsenek feltüntetve.
Toljuk be a hajtótengelyt az oldaltartókon lévő lyukakba a rajz szerint.
A kerékfelfüggesztés rögzítése (Lásd a német leírás 33. oldalán lévő felső ábrát.)
A motorvezetékek felszerelése: (Lásd a német leírás 35. oldalának az alján lévő ábrákat.)
A kerékfelfüggesztés rögzítéséhez szükségünk: 2 db kerékfelfüggesztés (B1) 1 db tartóalapzat (C1)
az
alábbiakra
van
Távolítsuk el egy ollóval vagy oldal-csípőfogóval az esetleg megmaradt műanyagcsonkokat a kerék-tengelyről és a hajtótengelyről.
A motorvezetékek felszereléséhez szükségünk: 2 db motorvezeték (narancs és zöld) 2 db gumihüvely
az
alábbiakra
van
Grün = zöld; Orange = narancs
Nyomjuk be a kerékfelfüggesztést (B1) a tartó-alapzatba (C1).
X Rögzítsük a vezetékeket a motorra. A narancsszínű vezetéket a plusz (+), a zöld vezetéket a mínusz (-) pontra kössük.
Az oldaltartók rögzítése: (Lásd a német leírás 33. oldalán lévő két alsó ábrát.)
Csavarjuk rá többször a vezeték csupasz végét a motor csatlakozóérintkezőjére.
Az oldaltartók rögzítéséhez az alábbiakra van szükségünk: 1 db fogaskerék hüvellyel 1 db bal oldaltartó 1 db jobb oldaltartó a tartóalapzat
Y Toljuk rá a gumihüvelyeket a vezetékekre.
fogaskerék hüvellyel (a hüvely kifelé néz) Links = bal; Rechts = jobb Az elemtartó végszerelése: (Lásd a német leírás 34. oldalán lévő ábrákat.)
Z Toljuk rá a gumihüvelyeket a motor csatlakozó-érintkezőire. A motor szerelése: (Lásd a német leírás 36. oldalán lévő felső ábrákat.) A motor szereléséhez az alábbiakra van szükségünk: 1 db motor felszerelt vezetékekkel 1 db szorítókengyel (B5) a tartóalapzat
Az elemtartó szereléséhez az alábbiakra van szükségünk: 3 db vezeték (fehér, piros és fekete) 4 db M3 x 12 csavar 4 db M3 anya 2 db gumi csatlakozódugó (A3) a tartóalapzat
! A motoron lévő lyukba bele kell pattannia a motor-tartó csapjának.
Rögzítsük a 4 csavart és anyát a nyilakkal jelzett helyen. A szerelést a részletrajz mutatja.
A motor végszerelése: (Lásd a német leírás 36. oldalán lévő alsó ábrákat.)
Az elemtartó belső oldala. Még ne húzzuk meg a csavarokat.
A motor szereléséhez az alábbiakra van szükségünk: 2 db gumi csatlakozódugó (C3) 1 db 1,5 V-os elem a tartóalapzat
Kössük össze a két WHT (fehér) jelölésű pontot a fehér vezetékkel. Rögzítsük a piros vezetéket a RED (piros) jelölésű pontra (piros = pozitív pólus). Rögzítsük a fekete vezetéket a BLACK (fekete) jelölésű pontra (fekete = negatív pólus). Figyelem! A vezetékek fémes végét dugjuk az anyák alá, majd húzzuk meg jól a csavarokat. Végül rögzítsük a gumi csatlakozódugókat a piros, ill. fekete huzal végére. Kövessük ehhez az alábbi szerelési lépéseket:
Pattintsuk be a motort a rajz szerint a motortartóba. Rögzítsük a szorítókengyelt (B5) a rajz szerint.
Csatlakoztassuk az elemet a vezetékekhez. A polaritás (+ és -) itt nem játszik szerepet. Ellenőrizzük, hogy működik-e a motor, és forognak-e a kerekek. Ismételjük meg az eljárást felcserélt vezeték-csatlakozással (+ és -). Ha sikeres volt a mechanikai vizsgálat, akkor rögzíthetjük a motorhoz a csatlakozódugókat. Ezt ugyanúgy tegyük, mint az elemtartó vezetékei rögzítésének három lépésében (lásd "Az elemtartó végszerelése" c. fejezetben). A komplettre szerelt kábelcsatlakozó rajzát lásd, mint fent.
X Fűzzük be a vezetéket arról az oldalról, amelyen csak egy lyuk van. Y Hajlítsuk vissza a vezetéket a szigetelés végénél, és fűzzük be a vezetéket a másik lyukba.
7.
A ROBOT TESZTELÉSE
VÉGSZERELÉSE
ÉS
7.1 A robot végszerelése:
Z Húzzuk vissza a vezetéket a nyíl irányába.
(Lásd a német leírás 37. oldalán lévő ábrákat.)
A hajtótengely beszerelése: (Lásd a német leírás 35. oldalán lévő felső ábrát.)
A robot végszereléséhez az alábbiakra van szükségünk: a nyomtatott áramköri lap a tartóalapzat
A hajtótengely beszereléséhez az alábbiakra van szükségünk: 1 db szerelt hajtótengely a tartóalapzat
Pattintsuk rá az elektronikai egységet a három csapra a rajz szerint.
Miután rögzítettük a nyomtatott áramköri lapot a tartóalapzatra, rögzíthetjük a vezetékeket az elektronikus egységre is. vezetékszín elemtartó, piros elemtartó, fekete motorvezeték, narancs motorvezeték, zöld
csatlakozópont 3V+ 3VM+ M-
A robot most már majdnem teljesen kész van. Itt az ideje az első tesztnek. -
Végezetül vágjuk ki még az elemtartó fedelét (B8). Rakjunk be két db ceruzaelemet. Ügyeljünk eközben a polaritásra (+ és -). Rakjuk fel végül az elemtartó fedelét.
Használhatunk egy csavarhúzót vagy egy érmét. • •
• •
Toljuk a kapcsolót a NORMAL állásba. A zöld LED-nek azonnal ki kell gyulladnia. A robot most parancsra vár, és a motor nem forog. Néha a motor a kapcsoló kapcsolási zajától aktiválódik, és azonnal elkezd forogni. Kapcsoljuk ki ebben az esetben a robotot, és 5 másodperc múlva kapcsoljuk újra be. Ha a robot nem viselkedik normálisan (ahogy fent olvasható), akkor AZONNAL kapcsoljuk újra ki. Ha ez az első teszt sikeres volt, akkor folytathatjuk a következő teszttel.
Ha a robot nem működik helyesen, akkor határoljuk be a hibát a hibakeresési táblázat alapján.
7.2 Funkcionális vizsgálat Normál üzem 1) 2) 3) 4) 5)
Tapsoljunk egyet. A LED most röviden felvillan, és ugyanakkor a robot forogni kezd. Minden egyes zajra a LED röviden felvillan. Tapsoljunk még egyet. Erre a robot megáll, és utasításra vár. A következő tapsolásra a robot egyenes irányban elindul. Végül a robotot egy újabb tapssal leállíthatjuk. Ettől a lépéstől kezdve újra az 1. lépés jön. Ismételjük meg még egyszer ezt a tesztet.
Az érzékenység beszabályozása: Miután sikeresen lezajlott a működésvizsgálat, optimalizáljuk a zajérzékenységet. A potenciométer felirata „sensitivity”, az érzékenység szó angol megfelelője. A beszabályozáshoz használjunk a potméter hornyába illő csavarhúzót, amelyet lassan forgassunk, legfeljebb ütközésig. Az érzékenységet az egyik irányban növeljük (UP), a másikban csökkentjük (DN). WHIM vizsgálat A NORMAL és az OFF (ki) álláson kívül az üzemmódkapcsolónak van még egy WHIM feliratú állása is. A WHIM jelentése véletlen. Ebben az állásban a robot egy tapsparancsra vagy zajra azt csinál, ami éppen az eszébe jut. Az ilyen véletlenszerű viselkedést az angolban a RANDOM szóval illetjük. A RANDOM fogalmat a CD-lejátszóknál akkor használjuk, ha az egyes zeneszámokat tetszőleges sorrendben játszatjuk le. A robot félig-meddig most is irányítható. Az irányítás azonban most egyáltalán nem olyan egyszerű, mint a normál
üzemmódban. Az irányításhoz sokkal több parancsra van szükség. A robotunk bemutatásakor megtréfálhatjuk a nézőinket. A normál bemutató után megkérünk valakit, hogy vegye át az irányítást. Közben észre-vétlenül átkapcsoljuk az üzemmódkapcsolót a WHIM-állásba. A nézők természetesen nem értik, hogy most mért megy olyan nehezen az irányítás. A mechanika hibakeresési táblázata: A hiba oka: Hibakeresés: A robot bekapcsolása után • Vizsgáljuk meg az nem világít a LED. elemek kapacitását. • Ellenőrizzük az elemek polaritását (+ és -). • Vizsgáljuk meg az elemek kábeleit (piros és fekete). A LED nem reagál a • Vizsgáljuk meg az zajokra. érzékenység beállítását. A LED világít, de a motor • Vizsgáljuk meg az nem reagál. elemek kapacitását. • Vizsgáljuk meg a motor kábeleit (narancs és zöld). A robot NORMÁL üzem- • Vizsgáljuk meg a módjában nem forog a narancs és a zöld motor, amikor egyenesen vezetéket. Cseréljük fel kellene haladnia, és őket a kártyánál. egyenesen halad, amikor forognia kellene. A motor gyorsan forog, de • Vizsgáljuk meg, hogy a nem mozog a robot. fogaskerekek jól kapcsolódnak-e. Jól is ülnek a fogaskerekek a tengelyeken? • Vizsgáljuk meg, hogy a motor jól rögzül-e a tartójában. • Vizsgáljuk meg, hogy az oldaltartók teljesen párhuzamosan vannak-e beépítve. • Vizsgáljuk meg a fogaskerekek rögzítését a tengelyeken. • Ellenőrizzük, hogy tényleg beépítettük-e a hüvelyes fogaskereket. • Vizsgáljuk meg, hogy az összes fogaskerék helyesen kapcsolódik-e.
Ha a robot ennek a táblázatnak a vizsgálatai után még mindig nem működik helyesen, mert például nem érintkeznek a fogaskerekek, ellenőrizzük még egyszer a mechanika szerelési sorrendjét. Szükség esetén szedjük szét alkatrészeire a robotot, majd szereljük megint össze. Közben tanulmányozzuk alaposan a rajzokat. Lehet, hogy eközben megtaláljuk a hibát. Végül megismételhetjük az elektronika tesztelését, majd vizsgálatát annak a hibakeresési táblázata alapján. A búra felszerelése: (Lásd a német leírás 39. oldalán lévő ábrát.) A búra felszereléséhez az alábbiakra van szükségünk: 1 db búra 4 db M2,6 x 16 csavar a tartóalapzat Befejezésül rakjuk még fel a kupolaalakú búrát. A mikrofonnak közben bele kell illeszkednie a megfelelő nyílásba. Majd rögzítsük a búrát a 4 db M2,6 x 16 csavarral.
7.3 Játékok:
Az érzékenység beszabályozása felrakott búra mellett. (Lásd a német leírás 40. oldalán lévő ábrát.) A robot most üzemkész. Az érzékenységet még egyszer beszabályozhatjuk felrakott búra mellett. A mikrofon mellett van erre a célra egy kis furat, amelyen keresztül egy vékony csavarhúzóval elérhetjük a potenciométert. Rajzolás a robottal: A robottal rajzolhatunk is. Ehhez előbb fel kell rakni a robotra a ceruzatartót (B9). A ceruzatartót négy helyen (a keréktengelyre párhuzamosan vagy merőlegesen) könnyen bepattinthatjuk a megfelelő csapokra. Majd bedughatunk a ceruzatartóba egy színest vagy egy fekete ceruzát, és a robotnak megfelelő parancsokat adva rajzoltathatunk vele. Robot-golfozás: A robottal még golfozhatunk is. Rajzoljunk ehhez először egy golfpályát egy nagy ív papírra. Most a robotot zajokkal, például tapsokkal a pályán keresztül irányíthatjuk, elkerülve közben a tilos zónákat. Számoljuk meg közben a tapsokat, amelyekre a rajttól a célig szükségünk van. Szervezhetünk egy versenyt is a barátainkkal. Robot-akadályfutás Különféle tárgyakból építhetünk egy akadálypályát, amelyet a robotunknak minél előbb kell teljesítenie. Egy stopperrel mérhetjük a felhasznált időt. Meg fogjuk látni, hogy nem egyszerű dolog a robotot csupán zajokkal az akadályok kerülgetésére bírni.
8.
A MECHANIKA MŰKÖDÉSMÓDJA
A robot mechanikája lényegében két részből áll. Az első rész a hajtómű, amely átviszi a motortengely teljesítményét a hajtótengelyre. A második rész átalakítja a hajtótengely forgómozgását a kerekek mozgására. 1. A mechanikai teljesítmény átvitele. Az energiát fogaskerekek, hajtószíjak, rudak, forgattyúk, tengelyek és láncok képesek átvinni. Öt fogaskerék viszi át a motor forgó-teljesítményét a motor tengelyéről a hajtótengelyre. Ezt az átvitelt hívjuk fogaskerék-áttételnek. Az erőket a fogas-kerekek viszik át. Egyszerre három átalakítás megy végbe ekkor: a) A forgásirány megfordítása. b) A forgási sebesség lassítása. c) A forgatóerő növelése. 2. A forgásirány megfordítása A forgásirány megfordítása alatt azt értjük, hogy ha az első fogaskerék az óramutató járásával megegyező irányban forog, akkor a másik azzal ellentétes irányban. Egy fogaskerék megfordítja a forgásirányt. 3. A forgási sebesség megváltoztatása A forgási sebesség változása a fogaskerekek fogszámával függ össze. Példaként álljon itt egy hajtómű, amely egy 10fogú és egy 40-fogú fogaskerékből áll. Amikor az első kerék egy teljes fordulatot tesz meg, a második kerék csak egy negyed fordulatot. Ahhoz, hogy a második kerék egy teljes fordulatot megtegyen, az elsőnek négy fordulatot kell megtennie. Ez a működés a forgási sebességet is lecsökkenti.
4. Az erőátvitel Az erőátvitel a sebességváltozással függ össze. Minél kisebb a forgási sebesség, annál nagyobb a hajtóerő. Ezt az erőnövekedést egy baseball-ütővel demonstrálhatjuk, amelynek az egyik vége vastag, a másik vége vékony. Tegyük fel, hogy két személy tartja fogva az ütő egy-egy végét, és megpróbálják forgatni azt. Az, aki a vastagabb véget fogja, könnyebben tudja forgatni az ütőt, mint az, aki a vékonyabb végét. Ugyanez a hatás lép fel egy fogaskerékhajtás esetében is. A fogaskerekek fogain fellépő erő a kerék belseje felé növekszik. Mivel robotunk motorja viszonylag gyenge, teljesítőképességét egy fogaskerekes hajtóművel növeljük meg.
9.
HOGYAN MOZOG TULAJDONKÉPPEN?
A
ROBOT
Az előző fejezetben már megismertük a fogaskerék elvét. Most meglátjuk azt is, hogyan működik a gyakorlatban a robotmeghajtás. Az alábbi ábrán (a német leírás 42. oldalán) látjuk azt a hajtóművet, amelyet például egy fúrógépben alkalmaznak. Egy kis fogaskerék a motor tengelyén kis erővel nagyon gyorsan forog. Ez a kis fogaskerék a jóval nagyobb közlőkereket hajtja meg, amely nagyobb erővel forog az ellentétes irányban. Ezt a teljesítményt egy kisebb fogaskerék ismét egy nagyobb közlőkerékre viszi át, amely legvégül lassan, de nagy erővel forog a motor tengelyével megegyező irányban. Láthatjuk, hogy a forgásirány kétszer változott, a forgási sebesség lecsökkent, míg a forgatóerő ugyanakkor megnőtt. A mi robotunkban a motor tengelyén lévő csiga hajtja meg a közlőkereket 1:40 áttétellel. Vagyis a csigának negyvenszer kell megfordulnia ahhoz, hogy a fogaskerék egyszer megforduljon. Ezen kívül a csiga hatására a csigát hordó motortengely vízszintes irányú forgása függőleges irányú forgásba alakul át. Amikor a robot előrefelé halad, a két hajtó fogaskeréknek ugyanazzal a sebességgel kell ugyanabba az irányba forognia. A megforduláshoz azonban a két keréknek ellenkező irányba kell forognia. Nem elég tehát ehhez az, hogy a motor forgásiránya változzon meg. Ha csak a motor forgásirányát változtatnánk meg, és a két hajtókerék még mindig ugyanabba az irányba forogna, akkor a robot egyszerűen csak hátrafelé kezdene haladni. A robotnak azonban van egy ötletes szerkezete, amely arról gondoskodik, hogy a bal kerék a motor forgásirányától függetlenül mindig előrefelé forog. Ha alaposabban megnézzük a hajtótengelyt, megállapíthatjuk, hogy a baloldalánál egy kerek lyuk, míg a jobboldalánál egy hosszúkás lyuk van. Így a hajtótengely a jobb oldaltartón lévő fogaskereket vagy meghajtja, vagy üresen hagyja járni. Ha a motor előrefelé forog, a hajtótengely balra fog forogni, és a fogaskereket, és vele együtt a hozzá rögzített fogaskereket jobbra fogja meghajtani. A robot most előrefelé forog. A motor forgásirányának a váltásakor a hajtótengely is megváltoztatja a forgásirányát, és most balra forog. A baloldali hajtókerék most hátramenetben forog, míg a jobboldali üresjáratban van. Ez az egyoldali meghajtás (a baloldalon) elforgatja a robotot: a Dome a tengelye körül forog.
