Простое лазерное управление роботом

 Дистанционное лазерное управление не часто используется т.к. для лазерного луча существует много препятствий в окружающем мире которые проще обходятся радиоволнами из за чего именно радиоуправление получило наиболее широкое распространение. Лазерному лучу может быть препятствием любой непрозрачный или частично прозрачный элемент окружающей среды например туман или гипсокартоновая стена. Однако же при ясной погоде и отсутствии стен, лазерное управление имеет множество преимуществ перед радиоуправлением. Например большая эффективность по соотношению мощность/дальность действия т.к. лазерный световой луч направлен и может быть сфокусирован на небольшую площадь, чего обычно очень трудно добиться для радиоволн т.к. длинна волны их велика по сравнению со световой а при использовании высокочастотных излучателей возникают такие же проблемы как и со светом по тому что чем выше частота излучения тем сильнее оно поглощается элементами окружающей среды. Направленность лазерного луча создает проблемы для перехвата передаваемой им инфрмации т.к. приемник должен находиться не где то в пространстве в радиусе действия излучения а на линии по которой идет луч. Лазерным лучем можно передавать больше информации за меньшее время чем это можно сделать для радиоволн т.к. скорость передачи информации ограничена частотой излучения. Помех для фотоприемников лазерного излучения существует меньше чем для радиоприемников из за большей популярности радиоволн для передачи радиоволн. Одним из самых важных достоинств лазерного управления является простота реализации электроники. Излучателем может быть обычный светодиодный лазер из лазерной указки а приемником например фотодиод или солнечная батарея. Солнечные батарей могут использоваться как датчики т.к. они обладают хорошей чувствительностью к свету и большой площадью. Большая площадь поверхности солнечной батареи упрощает нацеливание лазерного луча на эту батарею и уменьшает вероятность промахнуться. Используя солнечные батареи и лазерную указку можно сделать простое лазерное управление роботом с поворотами по танковой схеме. Чтобы сделать схему, первое что приходит на ум, для этого можно использовать два компаратора (например LM339 -> https://alii.pub/6mvv1t) сравнивающих напряжения с солнечных батарей с каким то опорным напряжением и управляющих транзисторами управляющими моторами:

Рисунок 1 - Датчики света с солнечными батареями

Схема простая однако имеет один серьезный недостаток который делает её не пригодной для применения на практике (за исключением случаев применения её в полной темноте). Трудность заключается в правильном выборе опорного напряжения компараторов а именно в том что оно, ввиду действия факторов окружающей среды, не может быть постоянным следовательно не может быть задано обычным делителем на резисторах т.к. небольшое изменение фонового излучения, при этом, приведет либо к тому что оба мотора будут работать либо они не заработают при попадании лазерного луча на солнечные панели т.к. напряжения выдаваемого ими не хватит для того чтобы быть большим чем опорное. Самый простой способ решить проблему - это добавить ещё одну такую же солнечную батарею которая будет находиться в таких же условиях как и две другие и использовать её для задания опорного напряжения. Напряжения с основных солнечных батарей, при этом, надо немного уменьшить делителями так чтобы при попадании на них лазерного луча напряжение на них превышало опорное. Схема, при этом, будет выглядеть примерно так:

Рисунок 2 - Схема робота с лазерным дистанционным управлением

Схема, по прежнему, очень простая и устойчивая к изменению фонового светового излучения при использовании одинаковых солнечных батарей, прецезионных резисторов и аналогично сбалансированных остальных частях схемы. Реальные элементы электрических цепей не так хороши как в теории поэтому робот всё равно может начать вести себя непредсказуемо или отказаться работать. Есть некоторое колличество способов решить эту проблему. Можно например заменить делитель на R3 и R4 потенциометром на подстроечном резисторе и также поступить с делителем на резисторах R5 и R6. Можно управлять роботом в темноте и увеличить немного сопротивления резисторов R5 и R3. Можно регулировать количество падающего на солнечные батареи света как было сделано для робота на видео:

"лазерная указка" как на видео -> https://alii.pub/6mvw62