Elektronik

Stromversorgung:

Als Antriebsakku wählten wir dieses mal Nickel-Cadmium-Akkus aus. Sie bestehen nicht aus einem Block wie Bleiakkus und lassen sich so besser den Konturen des Roboters anpassen.Mit einer Kapazität von 1,7 Amperestunden und 14,4 Volt entsprechen sie ungefähr der Energiemenge, die IWAN als Bleiakku mitschleppt.

Beide Akkuhälften weden auf der Powerplatine zusammengeführt. Hier kann Boris auch komplett abgeschaltet werden, der Notaus-Knopf ist nämlich nur für die Abschaltung der Antriebsmotoren. Jeder Roboterbauer lernt diesen Vorteil beim Programmieren zu schä;tzen.

BORIS wird von einem Atmega gesteuert, erst hatten wir den 8515. Nach PWM-Problemen ersetzten wir ihn durch den Pin-kompatiblen Atmega162. Und zwar am Freitag vor der Robochallenche2004! Dank noch mal an Markus für die schnelle Hilfe. Im Nachhinein stellten wir aber fest, dass eine falsche Doku das Problem war, denn der neue Chip verhielt sich wie der alte. Um den Prozessor herum sind noch einige Taster und natürlich die Steckverbinder für LCD, Bus und Motorsteuerung verteilt. Es war sogar noch ein Port für eine LED übrig.

Es hat sich bewährt, die 5Volt-Versorgung mit einem Schaltregler zu machen, die Verlustleistung bleibt klein und das Wickeln der Spule ist auch nicht allzu schwer. Im Bild rechts sieht man ja wie's geht. Und wer Angst vor dem Wickeln hat, dem sei gesagt, dass alle Spulen dieser Grösse handgewickelt sind. Asiatische Kinderhände können das halt ein bischen schneller als ich. Ich entschied mich für einen Eisenpulver-Kern T94-18. Den gibt es günstig bei Reichelt und ist nicht zu klein zum Wickeln. Beim Berechnen des Kerns hat mir das Programm mini Rinkern Rechner von Wilfried Burmeister geholfen. Der Schaltregler ist übrigens ein LT1074.

Ein LCD-Display darf natürlich nicht fehlen, dieses hier stammt vom Elektronik-Schrott und ist ein 16*4 ohne Beleuchtung.

Boris hat wie IWAN ein 8bit breites Bussystem, dass von einem 4bit breitem Adressbus begleitet wird. Die Verteilung geschieht auch wie bei IWAN, bloss dass hier alle 16 Adressen genutzt werden können. Es ist schliesslich genug Platz da.

Als Sensoren kommen u.a. die Infrarot-Sensoren von Sharp zum Einsatz. Wir verwendeten die analoge Variante. Die Analogwerte werden von einem AD-Wandler ADC0804 freilaufend in 8bit-Werte umgerechnet und mittels einem 74HC573 bei Anfrage auf den Bus gelegt.

Einzelne Sensoren kann man so auch auf den Bus legen, nur dass hier je Sensor ein Bit benutzt wird. Wie man sieht, kann noch erweitert werden.

Der Empfänger für die Bake besteht eigentlich aus drei gleichen Schaltungen auf einer Platine. Damit kann man ein bisschen nach der Richtung des Signals schauen. Das blaue Klebeband dient der Lichtabschirmung von hinten.

Antrieb:
Als Motoren wurde zweimal der Getriebemotor M 6V von Conrad Elektronik eingesetzt. Er hat zwar weniger als 65% Wirkungsgrad, aber für mehr muß man auch viel tiefer in die Tasche greifen. Die Stromaufnahme hält sich auch in Grenzen, so daß Boris ungefähr eine gute halbe Stunde mit vollgeladenen Akkus schafft.
Der Platz zwischen Motor und Antriebsachse wird von einem L6203 besetzt, eine Vollbrücken-Schaltung mit 5 Ampere Spitzenstrom und eingebauten Schutzdioden.

Normalerweise wird der Enable-Eingang für das Einspeisen der PWM benutzt. Bei Boris wird die PWM mit je 2 NAND-Gattern auf die Steuereingänge der L6203 gegeben. Mit 2 NOR-Gattern auf der Hauptplatine kann der Enable-Eingang für seinen Zweck benutzt werden, nämlich das Ein- oder Ausschalten der Motoren. Dadurch kann man das Bremsverhalten des Motors besser in der Software steuern.
Zusätzlich findet sich noch ein L293 als Treiber für die Walzen- und Scheibenmotoren. Die beiden übriggebliebenen Nand-Gatter bilden einen prima PWM Generator dafür.

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