Kde je světlo? (2)

Další jednoduchý obvod, který dokáže natočit dvoukolový nebo pásový podvozek do směru nejsilnějšího světla a jet za ním, si dokonce vystačí se dvěma výkonovými FET tranzistory.

Zapojení je v podstatě standardním astabilním klopným obvodem se dvěma tranzistory, použité FET tranzistory IRLZ34N však dovolují spínat proud nejméně 10 A. Tranzistory samotné mohou být ve spínacím režimu a s chlazením zatěžovány proudem až 30 A (respektive impulzně přes 100 A), ale protože v tomto zapojení nejsou optimálně buzeny a nepočítá se ani s výkonným chlazením, je třeba se omezit asi na 10 A.

S uvedenými součástkami kmitá obvod s frekvencí 100 až 800 Hz podle charakteru zátěže (motorů). Kmity ovlivňují dva fotoodpory LDR07, ty by měly mít co nejpodobnější parametry. Pokud je to možné, vybereme je z většího počtu. Trimrem jemně nastavíme symetrické kmity. Obvod vlastně vytváří PWM výkonový signál pro motory, takže symetriii kmitů nemusíme měřit, stačí nastavit tak, aby podvozek při stejném osvětlení obou čidel jel rovně. Může se stát, že blízko krajní polohy trimru vysadí oscilace a oba motory se rozjedou naplno, potom stačí jezdec trimru trochu vrátit a následně vypnout a zapnout napájení. Rovnou jízdu seřizujeme při podobné úrovni světla, v níž má potom obvod fungovat. Rovný směr nemusí být nastaven přesně, naopak je výhodnější , aby podvozek jezdil spíše ve větších kruzích.

kde_je_svetlo_2

Schéma zapojení výkonového astabilního klopného obvodu s fotorezistory

Fotoodpory umístíme rovnoběžně  a upevníme je blízko u sebe, mezi nimi by měla být kolmá clona z neprůsvitného materiálu. Čím je clona vyšší, tím bude jízda ke světlu přesnější. Při stejném osvětlení nezávisle na jeho úrovni jsou kmity symetrické a oba motory „táhnou“ stejně. Když je jeden osvětlen víc, jeden z motoru přidá a druhý symetricky ubere. Podvozek se začne natáčet tak, aby zese směřoval ke světlu a osvětlení obou čidel bylo stejné. Pokud by funkce byla opačná a podvozek by se snažil stáčet od světla pryč, je nutné přehodit zapojení (nebo umístění) fotoodporů. Když je výrazně osvětleno jen jedno čidlo, motor na vnitřní straně zatáčky se dokonce zastaví, a podvozek zatočí téměř na místě.

cidlo2

Umístění fotoodporů

Tranzistory IRLZ34N mohou být pro menší motory s odběrem asi do 5 A nahrazeny slabšími a levnějšími tranzistory IRLZ24N, případně pro větší motory i výkonnějšími IRL2203N. Vždy musí jít o tranzistory s buzením třídy L, tedy buzením TTL úrovněmi (k plnému otevření tranzistoru dochází při <5V), ne o „standardní“ FET, které se otevírají až při napětí mezi 9 – 10 V.

IRLZ34

Výkonový FET IRLZ34N v pouzdře TO220

Obvod je vhodný pro dvoukolové podvozky, jako je třeba Robrouk, nebo pásové podvozky. Při stejném osvětlení čidel by měl jet podvozek rovně, v praxi ale bude nejspíš zatáčet ve větším kruhu. Jede stále, nezastavuje ani ve tmě. Když na čidla posvítíme, měl by úměrně rozdílu osvětlení začít podvozek zatáčet do směru světla. Ke svícení je podstatně lepší použít žárovkovou svítilnu než LED, na ni nebudou fotorezistory reagovat tak výrazně a v některých případech nemusí reagovat vůbec.

Jestliže v zapojení nahradíme kondenzátory 100 n jinými s vyšší kapacitou, například elektrolytickými 10 μF nebo 22 μF (orientace kondenzátorů je uvedena v závorkách), sníží se frekvence přepínání motorů na jednotky Hz a podvozek se bude pohybovat kolébavě či trhaně. Není to na závadu, naopak může to být i atraktivnější na pohled, dokonce jsou takto tranzistory méně namáhány.

robrouk

Robrouk – příklad vhodného podvozku

Kat. 1