Rivelatore di Rampa

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Circuito di tilting per la rilevazione della rampa

Il rivelatore di rampa è un circuito che, come dice il nome, serve per capire quando il robot si trova sulla rampa dell'arena di gara.Il circuito sfrutta un interruttore, solidale al robot che, in relazione alla sua inclinazione, chiude o apre un contatto, che può essere utilizzato per segnalare l'evento alla CPU. Attualmente il rivelatore di rampa ha installato il tilt switch TSM 40/110, che è di forma identica all'interruttore di figura 6.9, ma con due differenze:

- la prima è che, mentre il TSM 40/110 è un tilt switch al mercurio, quello raffigurato (TSW 30/60) non lo è

- la seconda differenza, quella di maggior interesse poiché riguardante la gara, è l'angolo di inclinazione che i due interruttori permettono per un funzionamento utile.

Lo switch installato sul robot ha un angolo di inclinazione pari a 10 o 40 gradi, a seconda del verso in cui viene posizionato (orizzontale o verticale). L'altro switch invece, ha il vincolo di essere posizionato orizzontalmente alla superficie, perché "percepisce" l'inclinazione solo in un verso; l'angolo di inclinazione che serve all'interruttore per cambiare di stato è di 16 gradi.

Schema elettrico
In sintesi, il funzionamento del ricevitore è il seguente:


- attraverso la resistenza R3, i 5V di alimentazione, caricano il condensatore C1, che mantiene alto il segnale Rx per tutto il periodo di tempo in cui l'interruttore si mantiene aperto;


- con C1 caricato al massimo la giunzione base-emettitore di Q2 si polarizza inversamente evitando che giunga corrente al collettore e il diodo led "LED2" rimane spento e la FPGA leggerà un valore logico alto;


- quando invece il robot si trova sulla rampa, l'interruttore si chiude, il condensatore C1 si scarica verso massa, polarizzando direttamente la giunzione base-emettitore di Q2 e consentendo alla corrente di  circolare nel circuito di collettore accendendo il led; in questo stato il segnale Rx verso la FPGA sarà a livello logico basso, indicando che Nessie è sulla rampa.

Il circuito trasmettitore permette di visualizzare il segnale di riconoscimento della rampa da parte della FPGA sul led rosso segnalando così l'evento all'esterno.

Considerazioni e problemi riscontrati
I due interruttori sono stati acquistati con lo stesso package in modo tale da poterli utilizzare sullo stesso circuito, e di intercambiarli in base alle esigenze del robot e della pista che dovrà affrontare.

Il TSW 30/60 è molto sensibile alla pendenza, tenendo conto che ha un range di inclinazione piccolo (16°); il TSM 40/110 invece è meno sensibile e ciò sarebbe una buona cosa ma presenta un inconveniente: "sente" le variazioni d'inclinazione sia lungo il piano di beccheggio, sia lungo quello orizzontale; pertanto, durante il movimento del robot, le vibrazioni orizzontali producono rimbalzi sui contatti, che ingenerano instabilità sul segnale Rx.

Il problema è stato risolto via hardware sfruttando, appunto, la flessibilità della logica programmabile e filtrando il segnale Rx, diretto verso la CPU, con il circuito digitale indicato nel seguente schema a blocchi.

Scheda montata sul robot