3D光電跟蹤頭的制作材料：74HC240,二極管,電容電阻,鋰電池,開關(guān)端子

3D光電跟蹤頭與前一個(gè)2D光電跟蹤頭相比，這個(gè)跟蹤頭的掃描范圍更大(縱向可以比 擬人類視野，橫向可以360°旋轉(zhuǎn)),結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，效果也更酷。

作為一個(gè)FPS 游戲玩家，這個(gè)跟蹤頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深受《使命召喚：現(xiàn)代戰(zhàn)爭 2》中自動(dòng)機(jī)槍的啟發(fā)，采用了比較復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)使這個(gè)機(jī)器人的 動(dòng)作效果頗具科幻色彩。想象一下在自己家的桌子上擺這么一個(gè)東西，那些游戲發(fā) 燒友看到它時(shí)的表情吧!

3D 光電跟蹤頭的整體制作仍然貫徹以往的制作方針，即：低成本、高趣味性 和藝術(shù)性。跟蹤頭的核心部分由兩個(gè)分別以d立的神經(jīng)元電路控制的電機(jī)組成，因 為采用了更高J的模擬神經(jīng)元控制電路，相對于前一個(gè)數(shù)字邏輯控制的跟蹤頭來 說，它的動(dòng)作變得更加“聰明”。

跟蹤頭由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使這個(gè)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)的制作上增加了不小的難度。但 是對于喜歡動(dòng)手制作的“魔術(shù)師”來說，有難度才有激情!

材 料 ：

 >>74HC240,1片

>> 74HC245,2 片(也可以使用74HC240、H橋或其他專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC)

>> 紅外線接收二極管，4個(gè) 

>>0.22μF無極電容，4個(gè) 

 >>2.2MΩ電阻，2個(gè)

>>3.3kΩ電阻，2個(gè) 

>>鋰電池，1塊

>>減速電機(jī)，2個(gè)

>>車條，5~6根

>>端子芯(連桿機(jī)構(gòu)),4個(gè)

>> 空開開關(guān)端子(電機(jī)軸連器),2個(gè) 

>>曲別針，2~3個(gè)

>>鋁板或鐵板，邊角料2小塊

>> M3螺絲、鎖緊螺母、墊片，適量 

>>手機(jī)充電器，1個(gè)

>>導(dǎo)線，適量

>>排針、排座，2位

>> 2×2孔洞洞板，1塊

>> 黑色膠卷盒或其他遮光材料 >>M4拉鉚釘，2根

>> 0.1μF無極電容(可選),2個(gè)

光電跟蹤頭的感光元件可以使用任何規(guī)格的光敏二極管或紅外線接收二極管。

74HC240 在這里作為兩組神經(jīng)元電路使用，為了使神經(jīng)元可以驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)， 還需要配備雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。這里使用的是74HC245 三態(tài)總線收發(fā)器，你也可以 使用74HC240 、 分立元件構(gòu)成的H橋或其他專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC。

74HC245 是小型BEAM 機(jī)器人常用的雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。和74HC240 一樣，它 里面的每個(gè)緩沖器輸出電流也是±35mA, 為了驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同樣需要多組緩沖器并 聯(lián)使用。它的優(yōu)點(diǎn)是芯片引腳的排列方式非常方便走線(相對于74HC240), 只 需 要少量的跳線就可以把它改裝成一塊不錯(cuò)的雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

74HC245 的跳線方式如圖2-3所示。因?yàn)槭请p向收發(fā)器，電路在兩個(gè)方向上有 不同的接法，使得芯片上的纏繞焊接方法變得非常靈活，你可以選擇讓芯片的正面 還是背面露在外面(從美觀和藝術(shù)的角度考慮)。

74HC245 作為小型雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的接線圖

圖2-3 左側(cè)所示是我常用的接法。第10、19腳的接地線可以在芯片背面做一根 跳線。第1、20腳電源正極的跳線可以做在芯片側(cè)面。兩個(gè)電機(jī)的4路輸入/輸出布 局很清晰，將對應(yīng)引腳就近短接在一起就可以了。單個(gè)芯片連接，電機(jī)每相的Z大 電流是±70mA, 稍顯不足，一般要將兩片74HC245并聯(lián)起來使用。

注：74HC245內(nèi)部集成了16個(gè)緩沖器，由第1、19腳的使能端進(jìn)行選通控制。 如果你想進(jìn)一步了解這個(gè)芯片，可以參考芯片手冊中的真值表和邏輯框圖。

電機(jī)為機(jī)器人常用的中型減速電機(jī)，標(biāo)稱電壓6V, 要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速低于30r/ min 。這次使用中型電機(jī)是從整體設(shè)計(jì)考慮的，你也可以用小型N20電機(jī)制作一個(gè) 縮小版。電路使用一塊3.7V的鋰電池供電，電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的轉(zhuǎn)速還會(huì)更低。

端子芯取自工業(yè)連接器里面的接線排座。端子芯的結(jié)構(gòu)和使用方法參見前面的 文章。

電機(jī)軸連器的替代材料取自空氣開關(guān)，這次使用的電機(jī)輸出軸頸高達(dá)5mm,只有空氣開關(guān)這樣的大電流器件里面的端子芯才能保證有足夠的安裝空間。

鋰電池和充電器的介紹參見上一節(jié)。機(jī)器人使用兩位鍍金排針、排座作為充電接口。