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每週進度報告 指導教授：李吉群 教授 組員：林根豐 許尹融 蘇正宇 控制部份整體系統的修改： 我們未了增進8051單晶片對馬達轉速的控制，我們決定將開迴路的轉速控制改變成閉迴路型的轉速控制。因為閉迴路控制系統能讓馬達的運轉更加穩定以及對8051單晶片下達控制訊號的響應也會更加的平緩，而且在對於控制訊號的反應也會變得比開迴路系統更加地迅速。對於上述此種種的優點，我們在控制部份的架構改進成閉迴路的控制系統。 因為控制單板部分本身所接收訊號是由RS－232無線發射模組所接收的，而此接收的訊號則是由主控電腦所發出控制指令的訊號，也就是8－bit的數位訊號，我們利用一個數位轉類比的IC來處理這些接收進來的8－bit數位訊號，該單晶片為DAC0800，是一個8－bit的D/A轉換器。利用電源上的線性變化而讓輸入進來的訊號可以有不同的變化。更廣的應用上，利用這些經過變壓的訊號電壓控制式可以控制馬達轉速的快慢。以下我們用一個簡單的例子說明；如果我們現在想要讓馬達以全速電壓12Ｖ來跑，我們可以讓輸入訊號為25510也就是二進位中而如果我們馬達停止運轉，也就是馬達的輸入電壓為0Ｖ，這時候我們可以讓輸入為010，也就是二進位中 　　在DAC0800中，輸入的第14根接腳以及第15根腳是訊號電壓的輸入，第2根接腳與第4根接腳則是電流的輸入。在輸入二根接腳前分別我們設置了二個電阻值相同的電阻R1，相對地；我們也在輸出的接腳後同樣地設置了另外二個電阻值相同的電R2，而在第2根接腳和第4根接腳後接一個訊號放大器LM741，借著這個放大器和R1與R2之間比例的配合，可以使得我們輸出訊號電壓可以限定在0到＋12Ｖ之間，因此我們可以找出R1和R2之間的關係式，並實際找出元件上的實際的電阻R1與R2的電阻值。在設計R1和R2時候，我們考慮第15根接腳的輸入電壓為＋5Ｖ，而所需要的輸出電壓則是＋12Ｖ。所以R2和R1的比值要和輸出電壓＋12Ｖ與輸入電壓＋5Ｖ的比值相同方可。12V ÷5V＝2.4，因此我們在實際上找尋可以配置的電阻時就按照R2 ÷ R1=2.4的關係式下去找，相當幸運地，我們找到了5.1K和2.2K的電阻，這樣子的電阻組合剛好可以符合我們所需求的配置電阻，而其詳細的數學關係式如下頁所示： 　　當我們輸入訊號為High時，也就是為25510的時候； 輸入電流　Iinput ＝ 5V ÷2.2KΩ ＝ 2.273 mA 輸出電壓　Voutput＝2.273mA × 5.1KΩ ＝ 11.59V ～ 12V 所以由上列數學運算式可以証明我們所找出的R1和R2的確是符合我們所需求的。然 而其電路設計圖如下圖2.1所示。 　　　　　　 圖1　DAC0800示意圖 本週我們對於數位轉類比的晶片有更深入的了解，也對於電路的完成，以及PCB的繪製有更詳盡的認識，下週我們將針對此部門的訊號做一連串的測試。 機構部分 問題： 聽從老師在上次專題討論時的建議，我們這個禮拜到建國市場五金行觀察材料和零組件的情形，發現情況出乎意料之外，幾乎現成的齒輪齒條都是金屬製的，這不符合原先我們清洗機構設計重量儘量減輕之原意。而要訂做一個塑膠齒輪需花費新台幣400元整，若是傘齒輪則要上千元，因此若以目前設計考量的話實為不敷成本。 取代方案： 所以目前的構想是想以現成的零組件為主，以日常生活中看到的機構拼湊，比如在玩具內部的機構或是印表機內部等等，少部分必須零件才考慮訂做的，因此目前的CAD圖製作也得叫停，免得設計與現時間有太大的落差。 原先設計： 2個傘齒輪，4個正齒輪，4條鏈輪 目前計畫： 尋找日常生活中可用機構，再設計改良。 基座、軌道部分： 經過上禮拜與老師的討論，我將原本的齒條改為皮帶（or鏈條？）來帶動。可是這部份目前存在著一個問題，那就是價錢與規格，目前較小一條皮帶加兩顆齒輪至少大約要600至700元起跳，再來就是市面上並無這類較小型的齒輪，如果訂做的話，一顆齒輪少說也要400元，所以目前只好朝著老師所建議的方向去進行，去找中古印表機或是掃描機來搭配。以下是我這禮拜所畫的圖： 圖一：基座部分（活動桿的移動），將齒條改為皮帶，並修改了部份元件的位置。 150 mm 150 mm 150 mm 180 mm 20 mm 80 mm 40 mm 圖一 30 mm 90 mm 80 mm 註：綠色圓型區塊為一馬達 圖二：基座部分（基座在軌道上的移動），馬達與齒輪的配置說明（目前所想到的就大概是這樣，日後也許會稍作修改）。另外，在前軌部份，我共想了三種方案；在後軌部份，因為要顧慮到讓基座做平移的動作，目前還在構思中，