Бесполезная коробка

Владимир Макаров

 

Аннотация:
Коробка действительно бесполезная. Но своим поведением является несомненным символом противостояния и активного сопротивления превосходящей ее силе. С завидным упорством она выключает включенный человеком тумблер, упорно приводя тем самым свое состояние в состояние покоя. Хороший сувенир для настойчивого и целеустремленного друга.

 

Внешний вид устройства

Внешний вид устройства показан на рисунке.

Рисунок 1. Положение рычага «Парковка» (Рычаг внутри коробки)

Рисунок 2. Положение рычага «Крышка» (Рычаг приподнял крышку коробки)

Рисунок 3. Положение рычага «Тумблер» (Рычаг выключил тумблер коробки)

Устройство после включения тумблера выполняет последовательно цикл перехода из одного положения в другое:

 

•    исходное положение – «Парковка» (рычаг внутри коробки крышка коробки закрыта)
•    поднятие крышки – «Крышка» (рычаг слегка приподнимает крышку и выглядывает из коробки)
•    выключение тумблера – «Тумблер» (рычаг упирается в тумблер и переводит его в выключенное положение)
•    возврат в исходное положение – «Парковка» (рычаг внутри коробки крышка коробки закрыта)

 

 

Демонстрацию работы устройства можно посмотреть здесь:

 

 

О сервоприводе

В устройстве применен аналоговый сервопривод SG90, внешний вид которого показан на рисунке.

Рисунок 4. Сервопривод SG90

На сервопривод необходимо подавать сигнал в виде прямоугольных импульсов с периодом около 20 мс и изменяемой скважностью.  При этом ширина импульса должна варьироваться от 1 мс до 2 мс. В этом диапазоне ширины импульсов вал сервопривода должен принимать положение от 0 до 180 градусов. Структура управляющего сигнала, унифицированного для аналоговых сервоприводов, приведена на рисунке:

 

 

Такой сигнал называется сигналом широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Для того чтобы повернуть вал сервопривода на угол 0 градусов, необходимо подать серию импульсов шириной 1мс. Для поворота вала сервопривода на 180 градусов от нулевого положения, необходимо подать серию импульсов шириной 2мс. Поворот вала сервопривода может быть выполнен на любой угол в диапазоне он 0 до 180 градусов при подаче импульсов, имеющих ширину в диапазоне от 1мс до 2мс.

Схема электрическая

Схема электрическая принципиальная показана на рисунке:

 

Рисунок 5. Схема электрическая принципиальная

Устройство собрано на микроконтроллере ATtiny2313A.

Установите Фьюзы (!): EXT=0xFF; HIGH=0xDF; LOW=0x24. Такая установка фьюзов обеспечивает подачу тактовых импульсов на МК с частотой 1 МГц от внутреннего RC – генератора.

Питается устройство от 3-x гальванических элементов типа AAA. На транзисторах VT1 и VT2 собран блок блокировки выключения питания: устройство включается тумблером, а выключается микроконтроллером (при условии, что тумблер уже переведен в состояние «выключено» рычагом сервопривода).
После включения устройства на выводе PB 0 микроконтроллера устанавливается высокий уровень, который через открытый транзистор VT1 удерживает транзистор VT2 в открытом состоянии. Это позволяет обеспечивать подачу питания на включенное устройство от питающей батареи, независимо от положения тумблера SW1.

В устройстве применен аналоговый сервопривод типа SG90.

Светодиод VD1 включается при включении устройства тумблером, а выключается после выключения устройства микроконтроллером.

Кнопки SA1, SA2 и SA3 - служат для настройки угла поворота рычага, закрепленного на «качалке» сервопривода.
Кнопкой SA1 задается положение рычага: «Парковка», «Крышка» или«Тумблер».
Кнопками SA2 и SA3 обеспечивается изменение угла поворота рычага.

   

Режимы настройки устройства индицируются светодиодами VD2… VD5.

Цепочка R1C1 служит для сброса МК при включении устройства.

Конструкция

Печатная плата со стороны деталей и со стороны печатного монтажа показана на рисунках:

Рисунок 6. Печатная плата со стороны радиодеталей

 

Рисунок 7. Печатная плата со стороны печатного монтажа

 

Рисунок 8. Плата с деталями

 

 

Рисунок 9. Крепление сервопривода и рычага

 

 

Рисунок 10. Элементы коробки, напечатанные на 3D-принтере

Где,

  1.   Корпус
  2.   Крышка откидная
  3.   Крышка стационарная
  4.   Рычаг

 

 

 

Удачи вам в творчестве!

Приложение:

UseLessBox.dch      схема электрическая в DipTrace

UselessBox.dip      печатная плата в DipTrace

UseLessBox.rar      проект в MicrochipStudio 7

UseLessBox.hex      прошивка МК

 

Скачать архив