Protoglaze eletrônico no microcontrolador v.1

Olá Comunidade! O artigo é uma “bicicleta” clássica, mas para iniciantes em eletrônica e robótica pode ser interessante.

Como você sabe, a robótica menor e mais simples agora é montada em microcontroladores, como Atmega ou STM. Aqui no artigo, basicamente não tomo o nível de mini-computadores como o Raspberry.

Na robótica, além dos movimentos, às vezes é necessário fazer pelo menos uma avaliação do espaço circundante. Então - eu não encontrei um sensor óptico de varredura para MKs simples. O popular "sensor de linha" não é isso. Uma pesquisa no Giktims e recursos semelhantes forneceu links para câmeras, mas eles são muito rápidos para MKs simples e um artigo sobre o uso de 8 peças. LEDs como fotodiodos.


Portanto, nasceu a idéia de criar um sensor raster primitivo - protoglaze, por analogia com os primeiros organismos vivos. Tudo o que foi escrito abaixo foi feito apenas para meu próprio entretenimento, com despesas mínimas e aplicação prática não era suposto. Deixe a bicicleta novamente, mas com relação a Nipkov e os pais da televisão mecânica.
Detalhes sob o corte ...

Um fototransistor BPW85C estava disponível. É lógico que um scanner de radar com foco no fotossensor possa ser feito dele.

Opção 1

Para focar, você pode usar um espelho parabólico rotativo e um fototransistor estacionário para colocar o foco. Eu não tinha espelho, mas havia uma folha plana de lata. Após 3 horas de trabalho com minhas mãos, um espelho de 10 copeques e uma forma quase parabólica foi obtido.


Espelho parabólico. É difícil pegar um espelho))

Após a montagem da instalação rotativa, verificou-se que a luz entra de algum modo não apenas pelo espelho, mas também por todos os lados. O sensor não pode ser coberto pela tela, pois a maior parte da visualização também é fechada. Eu tive que recusar.

Opção 2

Para focar, use uma lente coletora, coletando um análogo da câmera.

Não foram encontradas lentes com o diâmetro necessário (12 mm); tive que usar minhas mãos para tirá-las de um CD (existe plástico com boas propriedades ópticas). Sim, esta é uma infância dura, brinquedos de madeira. Acontece que o foco é aceitável, o ponto focal é ainda menor que o cristal do fototransistor.

Vista da lente

Instalação rotativa - em um motor de passo miniatura de 15 mm. Redutor de correia da mesma série - “do nada”. O ângulo de rotação para a esquerda e direita é de aproximadamente 45 °.

Vista geral

Através do driver A4988, o Amtega328P MK controla o motor de passo. O modo meio passo é usado e, para cada meio passo, o sinal é lido no ADC MK. Antes do ADC, também há um amplificador no transistor, porque o sinal do fototransistor é fraco. Os dados recebidos sem processamento são imediatamente transmitidos via RS-232 para um computador. Um diagrama de iluminação já está sendo construído no computador.

Vista geral

Total: enquanto uma varredura horizontal. A resolução de 320 linhas ao ler, a resolução real é difícil de medir, no teste com uma fonte de luz pontual ficou 6/320, ou seja, cerca de 53 linhas por varredura.

Mas este é o primeiro modelo, o segundo (para 2D) estará no próximo artigo.

Testes:

Teste para iluminação diferente. O diagrama verde é o nível de tensão no ADC, a imagem em preto e branco é o resultado da conversão do sinal que o MK “vê”.


Teste de ponto único. A resolução real é de aproximadamente 53 linhas


"Tiro" de três baterias digitais em um fundo claro

A velocidade do "vídeo" é de 4 quadros (ciclos) por segundo e é determinada pelos recursos do SD. Para uma aplicação hipotética (?) Em um robô simples - basta.

O principal é que a gravação de vídeo consome poucos recursos do microcontrolador, ainda existem possibilidades para outras ações e até para reconhecimento de imagem, se necessário.

Houve também uma tentativa de realizar AGC (exposição automática), mas o ganho foi muito não linear. No amplificador operacional pode ser feito nas próximas versões.

Fontes:

Arquivar com origem para CodeVisionAVR e receptor no VBasic 6

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Alexander