Робототехника

Инженеры-электроники

Сегодня больше всего распространены гибридные роботы. Они состоят из двух и более систем с разными принципами работы. Почти всегда в них есть электроника: платы, провода, микросхемы. Значит, в команду разработчиков робота нужен инженер-электроник.

Задача электротехники — соотнести требования программного обеспечения с реальностью. Важно правильно подобрать комплектующие и тщательно их настроить.

Это особенно критично, когда все компоненты робота создаются с нуля. Готовые модули построены и проверены производителем, их параметры продуманы заранее. Однако для некоторых специфических задач они не подходят, и тогда приходится разрабатывать составляющие самостоятельно.

Давайте разберем на конкретном примере, что именно делает электроник для робота и от каких проблем он может спасти.

1. Блок питания

   Блок питания дает роботу энергию для работы. Если включить все приводы одновременно, блок питания может не справиться с нагрузкой и перегореть. Именно электроник посчитает суммарную потребляемую мощность всех приводов и их схемы управления и спроектирует блок питания с запасом по мощности.

2. Силовые провода — провода, по которым идет высокий ток

   Силовые провода могут быть разной толщины (электроники говорят «сечения»). Чем выше ток, который идет по проводу, тем толще провод должен быть. В противном случае есть опасность, что провод будет перегружен, нагреется или даже загорится. Грамотный электроник подберет провода нужного сечения в зависимости от силы тока, который по ним пойдет.

3. Силовая цепь — участок электронной платы, отвечающий за передачу энергии

   Силовая цепь получает напряжение от блока питания и распределяет его по всей плате, тем самым запуская работу всех систем. Если неправильно учесть силу тока, протекающего в силовой цепи, плата нагревается. В лучшем случае робот перестанет работать, в худшем — загорятся отдельные компоненты. Электроник необходим, чтобы учесть силу тока при выборе платы и проводников.

4. Условия работы

   Иногда получается так, что условия реальной работы не совпадают с теми, для которых проектировали устройство. Это может вызвать явные проблемы — отдельные компоненты выходят из строя, какие-то системы или все устройство перестает работать. Могут возникать и малозаметные проблемы — из-за реакции компонентов на температуру манипулятор перемещается на неверное расстояние. Электроник учтет будущие условия работы при проектировании, а при необходимости — предусмотрит охлаждение элементов или внутреннюю вентиляцию.

Вот еще несколько задач, которые помогают решить электроники:

• подобрать величину напряжения и тока на выходе устройства управления двигателями робота, чтобы он мог перемещаться на точное расстояние с заданной скоростью;

• выбрать датчики исходя из поставленных задач;

• подобрать управляющий микроконтроллер, чтобы обработать информацию, приходящую с датчиков;

• выбрать требуемые электродвигатели при проектировании робота.