Żuczek światłolubek

Dawno, dawno temu w całkiem nieodległej bibliotece wpadła w moje ręce książka Alfreda Szklarskiego (tak, tak tego od Tomków) ?Sobowtór profesora Rawy?. Rzecz jest o zbudowanym przez Polaka człekopodobnym robocie a przeczytałem ją z zapartym tchem. Potem była biblia wielu elektroników, czyli ?Nowoczesne zabawki? Janusza Wojciechowskiego.

Książka zapoznawała czytelników z najciekawszymi zagadnieniami współczesnej elektroniki a szczególnie prostymi urządzeniami zdalnie sterowanymi oraz cybernetycznymi ze wskazaniem możliwości ich praktycznego zastosowania w życiu codziennym. Wspaniały i zajmujący rozdział o robotyce; o tym gdzie w świecie i jak były zbudowane pierwsze roboty, jak wyglądały i działały. Już wtedy zacząłem myśleć jak fajnie byłoby zrobić coś takiego samemu. Oczywiście urządzenie człekopodobne było nie na moje siły, trzeba było by zaprojektować i własnoręcznie wykonać zbyt wiele mechaniki i kosztownej (w owych czasach) elektroniki.

Chodziłem wtedy do pracowni warszawskiego Pałacu Młodzieży i tam powstał sztuczny pies. Była to blaszana imitacja zwierzęcia jeżdżąca na kółkach i dążąca do światła. Bardzo prosty układ elektroniczny, w części na tranzystorach germanowych, jako element światłoczuły wykorzystany został fotorezystor. Napęd stanowiły kółka ze Składnicy Harcerskiej (znowu powiew historii) poruszane silniczkami prądu stałego, sprzężonymi z przekładniami. Wszystko produkcji dawnego Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich. Nieskromnie powiem ze ?maszyna? ta zdobyła drugie miejsce w konkursie urządzanym właśnie przez Pałac Młodzieży.

Reakcja na światło jest jednym z podstawowych zachowań prymitywnych owadów i zwierząt. Jest stosunkowo łatwa do naśladowania, dlatego właśnie te zachowania powielały pierwsze roboty. Stosunkowo łatwe już w owym czasie do zdobycia fotoelementy były wykorzystywane w robotyce na różne sposoby. Albo, tak jak mój pies, wykrywały źródło światła i umożliwiały robotowi dążenie do niego (jak owady), lub potrafiły sterować urządzeniem poruszającym się po narysowanej na podłożu jasnej linii (roboty transportowe w fabrykach).

Teraźniejszość jest wspaniała zwłaszcza dla robotyki. Mikroprocesory zrewolucjonizowały elektronikę i otworzyły przed konstruktorami nowe możliwości. W ofercie wielu sklepów dostępne są podzespoły mechaniczne znacząco ułatwiające budowę własnych mini robotów. Jedno z popularnych, polskich wydawnictw wydało cykl zawierający części, opis montażu i programowania własnego robota. Mikroprocesor, sterowanie z telefonu komórkowego, czujniki dotyku i dźwięku... Rewelacja, ale też niestety wysokie koszty takiej ?zabawki?.

Dlatego proponuję wrócić do troszkę starszych rozwiązań. Prosty układ, bez układów scalonych, programowania, kłopotliwej regulacji może równie dobrze naśladować zachowanie prymitywnych owadów i być znakomitą zabawą. Do budowy mini robota reagującego na światło tym razem wykorzystałem gotowy zestaw. Opracowany przez firmę Velleman a sprzedawany przez AVT komplet o oznaczeniu MK129 zawiera wszystko (z wyjątkiem baterii) co niezbędne do zbudowania minirobota. Do tego potrzebować będziemy lutownicę, cynę i cążki do obcinania końcówek. I oczywiście troszkę czasu.

Na wieczku pudełka znajduje się zdjęcie zmontowanego urządzenia obok wizerunku kolorowego chrząszcza. Już to sugeruje atrakcyjny efekt końcowy. W środku znajdziemy komplet elementów elektronicznych, silniki napędowe, płytkę drukowaną i dokumentację. Ta ostatnia jest opracowana w bardzo przejrzysty sposób, niestety wśród krótkich opisów brak tych po polsku. Wszystkie fazy montażu elementów są ponumerowane, same elementy pokazane na rysunkach i dokładnie opisane. Rezystory identyfikuje przetłumaczony kod paskowy. Pozostałe elementy maja pokazane polaryzacje i sposób ich umieszczenia w układzie. Oczywiście zamieszczono również kompletny schemat ideowy układu.

Rysunkowo przedstawiony jest sposób zamontowania elementów napędowych naszego światłoluba oraz pojemnika na baterie. Za wykrywanie światła odpowiedzialne są dwa fotoelementy. Taki sposób działania pozwala sprawnie namierzyć miejsce, do którego robocik będzie dążył.

Płytka drukowana jest główną ?ramą? konstrukcyjną. Oprócz wszystkich elementów elektronicznych, mocujemy do niej silniki napędowe i pojemnik na baterie. Kształt płytki przypomina żuka, jej powierzchnia pokryta jest czerwoną soldermaską czyli warstwą farby zabezpieczającą przed przywieraniem cyny (oczywiście poza polami lutowniczymi) i możliwością powstania zwarć. Znacząco ułatwia to lutowanie nawet sprawniejszym elektronikom. Po stronie montażowej elementów umieszczony został dokładny rysunek ich rozmieszczenia wraz z odpowiednimi opisami.

Montaż zabawki jest bardzo prosty. Zaczynamy od wlutowania rezystorów, potem dołączamy odpowiednio wyprofilowane fotoelementy, przełączniki itd. Montaż kończy skompletowanie elementów pozwalających na ruch zabawki. Napęd naszego robaczka został zaprojektowany w bardzo ciekawy sposób. Tylne kółko to rolka wykorzystująca, jako oś diodę prostowniczą. Ta ostatnia ma postać walca o kilkumilimetrowej średnicy i doskonale pełni rolę piasty. I co ciekawe ? jest to jej jedyne zastosowanie ? w żaden, bowiem sposób nie współpracuje z układem elektronicznym.

Za ruch robocika odpowiadają dwa silniki elektryczne. Ich montaż do płytki polega na przylutowaniu obudów do dużych pól lutowniczych i wykonaniu podłączeń elektrycznych kawałkami przewodów. Brak jest jakichkolwiek kółek czy przekładni ? urządzenie opiera się i przesuwa dzięki ruchowi osi silników, na które nałożono kawałki rurki igielitowej. Rozwiązanie proste i nad wyraz skuteczne.

Zmontowany układ wymaga prostej regulacji. Przełącznikiem wybieramy rodzaj ruchu ? zrywami lub płynny. Jeden z potencjometrów służy do ustawienia prędkości przemieszczania się ?robaczka? dwa pozostałe do regulacji czułości każdego ?oka?. I to wszystko. Możemy teraz na stole ustawić latarkę, w przeciwnym rogu naszego światłoluba i obserwować jak powoli ale precyzyjnie dąży do celu.