หุ่นยนต์เคลื่อนตามเส้น แบบใช้ทรานซิสเตอร์ หรือ หุ่นยนต์เดินตามเส้น แบบ analog เป็นวงจรที่ง่าย ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์น้อยชิ้น ดังนั้น วงจรหุ่นยนต์เดินตามเส้นนี้ จึงเหมาะสำหรับการฝึกหัดประดิษฐ์หุ่นยนต์ในขั้นเริ่มต้น
อุปกรณ์หุ่นยนต์เดินตามเส้น
smart car 2wd
บอร์ดทดลอง 400 ช่อง
Prototype PCB Board 2×8 cm
น็อตทองเหลือง M3 25+6 mm และ สกรู
สายไฟ จัมเปอร์ ผู้ – ผู้ ยาว 10 cm และ 20 cm.
transistor BC337 และ BD139
resistor 1/4 W 620 Omh และ 1K Omh
ตัวต้านทานปรับค่าได้
Sensor TCRT5000
ตัวเก็บประจุ 0.1uF
ไดโอด 1N4001
LED 5 mm
วงจรหุ่นยนต์เดินตามเส้น แบบใช้ทรานซิสเตอร์
การทำหุ่นยนต์เดินตามเส้น แบบใช้ทรานซิสเตอร์
1. ต่อหลอด LED เพื่อให้แสดงสถานะไฟฟ้ากระแสตรงจากแหล่งจ่ายไฟ
ต่อขั้ว แคโทด ( Cathode : K ) ของ LED กับไฟลบ และต่อขั้ว แอโนด ( Anode : A ) อนุกรมกับตัวต้านทาน 620 โอมห์ ไปที่ไฟบวก
2. ต่อแหล่งจ่ายไฟลงบนบอร์ดทดลอง (Protoboard)
แหล่งจ่ายไฟที่ใช้ในวงจร จะใช้ประมาณ 6 โวล์ต จึงต้องใช้ถ่าน AA จำนวน 4 ก้อน ต่อแบบอนุกรม เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า (Voltage) เพิ่มขึ้นตามที่ต้องการ จากนั้นจึงต่อขั้วบวกและขั้วลบ ลงบนบอร์ดทดลอง แล้วจ่ายไฟให้กับบอร์ดทดลอง ถ้าต่อวงจรถูกต้อง หลอด LED จะต้องติด
3. ต่อมอเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) 3-6 V
ต่อสายไฟของมอเตอร์ DC ไปยังไฟบวกและไฟลบ แล้วจ่ายไฟให้กับบอร์ดทดลอง หากมอเตอร์หมุน แสดงว่ามอเตอร์ใช้งานได้ หากมอเตอร์หมุนกลับทางให้สลับสายไฟของมอเตอร์ที่ต่อกับแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้มอเตอร์หมุนในทิศทางที่ต้องการ
4. ต่อทรานซิสเตอร์ BD139
ขา Emitter ต่อไฟลบ
ขา Collector ต่อสายไฟขั้วลบของมอเตอร์ (อีกสายของมอเตอร์ต่อที่ขั้วบวกเหมือนเดิม)
ขา Base ต่อกับตัวต้านทาน (Resistor) 1K โอห์ม แล้วต่อที่ไฟบวก เพื่อทดสอบการไบอัสเบส (Base Bias)
หากทรานซิสเตอร์ใช้งานได้ปกติ มอเตอร์จะหมุน จากนั้นจึงถอดตัวต้านทานออก
6. การต่อทรานซิสเตอร์ BC337
ขา Emitter ต่อขา Base ของทรานซิสเตอร์ BD139
ขา Collector ต่อไฟบวก
ขา Base ต่อกับตัวต้านทาน (Resistor) 1K โอห์ม แล้วต่อที่ไฟบวก เพื่อทดสอบการไบอัสเบส (Base Bias)
ต่อไฟให้กับบอร์ด หากทรานซิสเตอร์ใช้งานได้ปกติ มอเตอร์จะหมุน จากนั้นจึงถอดตัวต้านทานออก
7. ไฟสัญญาณการทำงานของมอเตอร์
ต่อขา Cathode ของ LED กับขา Collector ของทรานซิสเตอร์ BD139 และขา Anode ต่อกับตัวต้านทาน 620 โอมห์ อีกขาของตัวต้านทานต่อกับไฟบวก
8. ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
ขากลาง ของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ให้ต่อที่ขา Base ของทรานซิสเตอร์ BC337
ขาซ้ายและขวา ต่อไฟบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟ
ทดลองจ่ายไฟ แล้วหมุนตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ เพื่อตรวจสอบการทำงานของมอเตอร์
8. เซนเซอร์แสง TCRT5000
การหาขาของ IR LED และ Photo diode ด้วยมัลติมิเตอร์แบบเข็ม (Analog) โดยการตั้งค่าในย่านวัดความต้านทาน Rx10K แล้ววัดหาค่าความต้านทานต่ำ (เข็มมิเตอร์ขึ้นสูง) แล้วสังเกตสายของมัลติมิเตอร์ที่แตะขาอยู่ว่าเป็นสีอะไร สำหรับ IR LED ถ้าเป็นสายสีดำ ขานั้นจะเป็นขา Anode และอีกขาจะเป็นขา Cathode ส่วน Photodiode ถ้าเป็นสายสีดำ ขานั้นจะเป็นขา Emitter และอีกขาจะเป็นขา Collector
IR LED (หลอดสีฟ้า) ต่อขา A (Anode) ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน 620 Ohm แล้วต่อไฟบวก ส่วนขา K (Cathode) ต่อไฟลบ
Photo diode (หลอดสีดำ) ขา Collector ต่อไฟบวก ส่วนขา Emitter ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน 1K โอห์ม แล้วต่อขา Base ของทรานซิสเตอร์ BC337
เมื่อต่อวงจรครบแล้ว ให้ทำการต่อแหล่งจ่ายไฟเข้ากับวงจรเพื่อทดสอบ โดยนำเซนเซอร์แสงไปทดสอบกับพื้นสีดำ แล้วหมุนตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ไปจนสุด โดยที่มอเตอร์จะต้องไม่หมุน แล้วค่อย ๆ หมุนกลับมาจนอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้กับจุดที่มอเตอร์จะเริ่มหมุน หากปรับตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ถูกต้อง มอเตอร์จะไม่หมุนเมื่อเซนเซอร์แสงตรวจพบพื้นผิวสีดำเท่านั้น
เป็นอันว่าเสร็จสิ้นการต่อวงจรหุ่นยนต์เดินตามเส้นแบบทรานซิสเตอร์ แต่วงจรนี้จะเป็นการควบคุมมอเตอร์เพียง 1 ชุด หากจะทำหุ่นยนต์เดินตามเส้น เราจะต้องต่อวงจรอีก 1 ชุด เพื่อทำการควบคุมมอเตอร์อีก 1 ตัว แล้วค่อยนำไปปรับแต่งการอ่านค่าของเซนเซอร์แสงกับเส้นทางเดินสีดำบนพื้น โดยการปรับตัวต้านทานกับเส้นทางการเดินของหุ่นยนต์อีกที
