2.3 Микроконтроллер как управляющее устройство

Как и у любого другого программируемого электронного устройства, «мозг» мобильного робота представлен микроконтроллером. Для его программирования используются различные языки программирования, среди которых можно выделить C, Assembler и Basic.

2.3.1 Определение микроконтроллера

Микроконтроллер – компьютер на одной микросхеме. Он предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера.

2.3.2 Классификационные признаки микроконтроллеров

Основным классификационным признаком микроконтроллеров является разрядность данных, обрабатываемых арифметико-логическим устройством (АЛУ). По этому признаку они делятся на 4-, 8-, 16-, 32- и 64-разрядные.

Тактовая частота, или, более точно, скорость шины, определяет, сколько вычислений может быть выполнено за единицу времени. В основном производительность микроконтроллера и потребляемая им мощность увеличиваются с повышением тактовой частоты. Производительность микроконтроллера измеряют в MIPS (Million Instruсtions per Second - миллион инструкций в секунду).

2.4 Взаимодействие со средой

Взаимодействие со средой мобильный робот осуществляет, как правило, с помощью различного рода датчиков, связанных с микроконтроллером.

Датчик – первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы. В робототехнике используются фотоэлементы (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы), датчики температуры, датчики наклона (а также переключатели по наклону и вибропереключатели), локационные и акустические датчики, ультразвуковые датчики, датчики магнитного поля, тактильные датчики и другие.

2.4.1 Преимущества использования света

Важная особенность света заключается в том, что его можно обнаружить на расстоянии. Это делает его идеальным фактором для работы дистанционных праздников.

Использование света может быть тесно связано с определением преград. Датчики приближения сообщают работу о близости (но не о касании) некоторого объекта. Под «объектом» сейчас понимаются неподвижные преграды, наподобие стен или мебели. Светочувствительный датчик определяет наличие близкого объекта, реагируя на свет, отраженный от этого объекта. Если интенсивность отраженного света превышает некоторое пороговое значение, то робот знает, что по близости что-то находится. Светочувствительный датчик, направленный в сторону, может использоваться для того, чтобы робот удерживался на фиксированном расстоянии от стены. Это распространенный тип поведения робота, который часто используется для определения пути в лабиринте.