74HC240制作尋光機(jī)器人

　　下面是我制作74HC240尋光機(jī)器人的過程。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/74HC240">74HC240機(jī)器人移動(dòng)平臺的結(jié)構(gòu)和制作方法與上一期的NE555尋光機(jī)器人相同，這里不再鰲述。見表1。

　　電子控制部分的全部材料，與NE555尋光機(jī)器人相同，依然使用紅外線接收管作為光敏器件，把它們反相串聯(lián)，接在+3.7V電源與地之間。為了使控制部分獲得足夠的輸出電流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要使用兩片74HC240，把它們疊加焊接在一起工作。

　　控制核采用BEAM仿生機(jī)器人常用的“DEAD BUG”的焊接方式。使用這種手法建造電路的特點(diǎn)是把集成電路管腳朝上，在管腳上進(jìn)行外圍元件的搭棚焊接，它好處是可以迅速搭建起一個(gè)功能電路，另外完成的作品兼具一點(diǎn)藝術(shù)性。

　　我們可以把圖6看做一個(gè)硅基的大腦，從電路功能和表現(xiàn)形式上都比較符合。注意把需要的連接外部設(shè)備的端口留出適當(dāng)?shù)拈L度，方便搭焊導(dǎo)線。圖7為安在機(jī)器人頭部的“大腦”特寫，為了美觀和增加氣氛，我用塑料包裝板給它做了透明蓋。

　　圖6 為焊接完畢的控制核，頂視圖

　　圖7 機(jī)器人的大腦

　　圖8為機(jī)器人底部，鋰電池直接粘在減速電機(jī)上。因?yàn)?4HC240的工作電壓范圍比較寬2～6V，這樣在電源的選擇上就很靈活，可以使用我偏好的3.7V鋰電池。而NE555的最低工作電壓是4.5V，在電源的選擇上就有很大的局限性。圖9為總體裝配完畢的74HC240尋光機(jī)器人。

　　圖8 機(jī)器人底部

　　圖9 74HC240尋光機(jī)器人

機(jī)器人的運(yùn)行效果

　　根據(jù)光線的變化，機(jī)器人的步態(tài)呈現(xiàn)出一種不規(guī)則的步進(jìn)形式，非常類似單片機(jī)控制下的PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)效果，只是74HC240機(jī)器人的步態(tài)完全是自發(fā)的。通過仔細(xì)的觀察，機(jī)器人的主要行為模式可以總結(jié)為：當(dāng)它向著一個(gè)固定光源前進(jìn)，沒有周圍的干擾，兩個(gè)電機(jī)將以左右交替觸發(fā)的方式步進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)，每執(zhí)行一步，輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大概在30～350°(取決于光源強(qiáng)度)。從能量的利用角度看，它也優(yōu)于NE555尋光機(jī)器人，74HC240機(jī)器人的兩只電機(jī)是緩沖器分別觸發(fā)啟停，間歇工作，非常經(jīng)濟(jì)。而NE555機(jī)器人的兩只電機(jī)是串聯(lián)在電源里，啟停會(huì)互相牽制，造成執(zhí)行效率降低和能量的浪費(fèi)。我使用的是一塊手機(jī)拆下的800mAH的鋰電池(實(shí)際容量小于800mAH)，充滿實(shí)測機(jī)器人的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過90分鐘。

　　機(jī)器人制作是一項(xiàng)實(shí)踐性極強(qiáng)的愛好，需要多加動(dòng)手實(shí)踐，才能體會(huì)到電路和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。