|
Voor nog geen vijf euro kunt u dit bouwpakketje kopen van een elektrisch autootje dat een op een witte ondergrond uitgezet zwart tracé volgt. Een leuk pakketje om de jeugd interesse voor de elektronica bij te brengen!
|
Kennismaking met de D2-1 van Sheng Yang
Het eindresultaat
In de onderstaande foto ziet u het eindresultaat van een uurtje knutselen. Een batterijgevoed autootje met als afmetingen 10,5 cm bij 8,5 cm bij 4,5 cm. Het autootje heeft maar twee achterwielen die ieder door een eigen motor worden aangedreven. De voorzijde rust op een afgeronde metalen sluitmoer die over de tafel glijdt. Naast deze moer staan twee rode LED´s die de witte tafel fel verlichten. Twee LDR's (lichtgevoelige weerstanden) vangen het al dan niet teruggekaatste licht op en sturen via een zeer eenvoudige stuurschakeling de twee motoren.
 |
| Het eindresultaat van de bouw van deze auto. (© Sheng Yang) |
Het is een 'tracking line car'
De D2-1 wordt door de fabrikant Sheng Yang een 'tracking line car' genoemd, ofwel 'een auto die een lijn volgt'. Dat betekent dat u in ieder geval een licht gekleurde ondergrond nodig hebt en daar met zwarte tape een tracé aanbrengt met een breedte van ongeveer 15 mm. Scherpe bochten moet u vermijden, want die kan het autootje niet volgen. Als u de auto vervolgens op dit tracé zet met de tape midden tussen de twee LED's en de drukschakelaar bedient, dan is het de bedoeling dat de D2-1 dit tracé zigzaggend gaat volgen. Om u een indruk te geven hebben wij een deel van een video die gemaakt is door RC LIFE gekopieerd:
Waar te koop en wat kost het?
De D2-1 is blijkbaar een heel populair bouwpakketje want u kunt het bij tientallen postorderbedrijven via AliExpress en ook bij Banggood bestellen. Wel even uitgebreid Googlen naar de laagste prijs! Op het moment dat wij dit artikel schreven kwam het goedkoopste aanbod van de Aideepen Direct Store op AliExpress die het voor de ongelofelijke prijs van € 1,78 aanbood met € 2,61 verzendingskosten naar Nederland. Maar dat kan op het moment dat u dit artikel leest weer heel anders zijn. Wij kochten ons bouwpakket bij onze vaste leverancier Banggood, die erg snel levert.
De levering van het bouwpakket
Zoals gebruikelijk bij dergelijke goedkope Chinese bestellingen zitten alle onderdelen opgepropt in een klein plastic zakje. Dat is weer verpakt in het bekende zwarte plastic waarin een heleboel Chinese postpakketten worden geleverd. Het past in de brievenbus, u moet er dus niet voor thuis blijven.
 |
| De verpakking van het bouwpakket. (© 2022 Jos Verstraten) |
De kwaliteit van de geleverde onderdelen
In de onderstaande foto ziet u wat u krijgt voor die twee euro's. De twee gele onderdelen onder de batterijhouder zijn de twee motoren. Deze zijn voorzien van een tandwielkastje dat voor de noodzakelijke reductie van het toerental zorgt en een asje, loodrecht op de motor-as, waarop u de wieltjes met rubberen banden moet schroeven. De drie grijze rechthoeken onder de weerstanden zijn drie dubbelzijdig klevende folies die u moet gebruiken voor het bevestigen van de motoren en de batterijhouder op de print. Dat lijkt nogal onbetrouwbaar, maar dat valt in de praktijk mee. De drie onderdelen zitten muurvast op de print.
 |
| De inhoud van het bouwpakket. (© 2022 Jos Verstraten) |
De handleiding
Dat is een onbeduidend velletje papier in het Chinees! Na een zoektocht via Google vonden wij echter een goede twaalf pagina's dikke Engelstalige handleiding die wij bewaard hebben op onze eigen Google-cloud en die u hier kunt downloaden:
Aanklikbare link ➡ Tracking_Line_Car_Manual.pdf
De print voor de tracking auto
In de onderstaande foto ziet u beide zijden van de print. Deze is enkelzijdig en de gaatjes zijn dus niet doorgemetalliseerd. Bovendien zijn de gaatjes nogal groot en de pad's vrij klein, waardoor het even wennen is bij het solderen. Het soldeer vloeit nu niet soepel in het gaatje, maar blijft op het pad liggen.
 |
| De twee zijden van de print. (© Sheng Yang) |
Het schema van de D2-1
In de onderstaande figuur hebben wij het volledig en nogal merkwaardig schema van deze 'intelligente' auto getekend met sPlan. Merkwaardig, omdat er bepaalde zaken te zien zijn die in theorie helemaal niet kunnen. Hart van de schakeling is IC1, een dubbele comparator van het type LM393. Deze schakeling heeft een open collector uitgang die naar de massa wordt getrokken als de spanning op de negatieve ingang groter is dan de spanning op de positieve ingang. Als de spanning op +IN groter is dan deze op -IN wordt de uitgang hoogimpedant. Die uitgangen sturen via weerstanden van 10 Ω (!!) de basissen van de transistoren Q1 en Q2. De emitters van deze halfgeleiders hangen aan de plus van de voeding. Het lijkt er op dat, als de uitgangstransistoren in de comparatoren in geleiding worden gestuurd en de uitgangen dus naar nul gaat, er een veel te grote basisstroom in de transistoren gaat vloeien. Tóch werkt de schakeling in de praktijk uitstekend. Bij metingen blijkt dat de uitgangen van de LM393 niet naar nul gaan, maar op ongeveer 1,2 V blijven hangen bij een voedingsspanning van 2,8 V uit de twee batterijen.
 |
| Het schema van het model. (© 2022 Jos Verstraten) |
Ook de manier waarop de auto de zwarte lijn volgt is een beetje vreemd. De LED's D4 en D5 schijnen loodrecht naar beneden. De LDR's R13 en R14 vangen het teruggekaatste licht op. Als de auto over een witte tafel rijdt zullen de LDR's de maximale hoeveelheid teruggekaatst licht opvangen en zal hun weerstand minimaal zijn. De spanning op de knooppunten R1/R7 en R2/R8 is dan minimaal. Die spanningen sturen de vier ingangen van de twee comparatoren, maar echter in 'tegenfase'. R1/R7 gaat naar de positieve ingang van IC1A en naar de negatieve ingang van IC1B. Voor R2/R8 geldt het omgekeerde. Omdat de spanningen op beide knooppunten uiteraard nooit precies even groot zijn zou er in de geschetste situatie dus altijd een van de twee motoren worden gestuurd en zou de auto cirkeltjes rijden. Tóch kunt u met de twee instelpotentiometers R1 en R2 een vrij groot gebied instellen waarbij de twee motoren gaan draaien en het model een relatief rechte koers rijdt. Dat is vreemd, of zien wij iets over het hoofd?
Als u vanuit deze situatie, dus de auto laten rijden op een witte tafel, het model afstuurt op een lijn gemaakt van 15 mm brede zwarte plakband zal de auto deze zwarte plakband in de meeste gevallen keurig gaan volgen. Dat is, vanuit het schema, uiteraard ook volledig te verklaren. Als een van de LDR's boven de plakband komt te staan gaat de hoeveelheid teruggekaatst licht flink dalen, stijgt de weerstand van de LDR en stijgt dus ook de spanning op het betreffende knooppunt tussen beide weerstanden. Een van de comparatoren wordt dan ondubbelzinnig naar 'L' gestuurd en de andere naar 'H'. Het gevolg is dat één motor gaat draaien en de andere stopt en het model zó wordt gestuurd dat het de zwarte tape gaat volgen.
Bij het volgen van de tape is mooi te zien hoe zo'n regelsysteem werkt. Beide motoren worden om beurt even gestuurd, zodat het model van links naar rechts en van rechts naar links zigzaggend de tape volgt.
De bouw van de D2-1 tracking line car
De componentenzijde van de print
Dat is kinderspel, tien weerstanden, twee elco's, twee transistoren, twee LED's, twee instelpotentiometer, een schakelaar en een IC zijn zó gesoldeerd. De batterijhouder laat u nog even liggen.
Vervolgens schroeft u de lange 35 mm lange M4 bout op de print met de meegeleverde moer en bevestigt u de sluitmoer met halfronde kop op de bout.
De koperzijde van de print
Op die zijde moet u eerst de twee rode LED's en de twee LDR's monteren. Dat moet u zo doen dat de koppen van deze onderdelen precies 5 mm lager zitten dan de sluitmoer, zie de onderstaande foto.
 |
| Monteren van de LED's en de LDR's. (© Sheng Yang) |
Vervolgens soldeert u aan de twee soldeerlipjes van de twee motoren soepele draadjes van ongeveer vier centimeter. Plak twee van de drie stukjes tweezijdig klevende folie op de print en druk de motoren op deze strips. Let op de stand, zie de onderstaande foto. Soldeer de vier draadjes op de vier pad's zonder gaatjes. Dat moet u zo doen dat u eventueel de twee draadjes zonder problemen van plaats kunt wisselen. Op dit moment weet u immers nog niet of de motoren in de juiste richting draaien. Bevestig de twee wieltjes met de kleine schroefjes op de assen van de motoren.
 |
| Monteren van de twee motoren. (© Sheng Yang) |
De eindmontage
Plak de laatste tweezijdig klevende strip op de componentenzijde van de print op de plaats waar de batterijhouder komt. Druk deze stevig op de strip. Voer de twee draadjes van de houder door het ene gaatje van de print en soldeer de draadjes vast op de + en - pads op de koperzijde van de print.
Het spelen met de D2-1 tracking line car
Afregelen van de potentiometers
Draai een van de twee instelpotentiometers naar de middenstand. Zet twee 1,5 V batterijen in de houder en druk op de schakelaar. Druk met de ene hand het model zo op een witte tafel dat de wielen vrij in de lucht draaien, maar de sluitmoer van de bout op de tafel rust. Een van de motoren zal nu gaan draaien. Verdraai de loper van de andere instelpotentiometer tot ook de tweede motor gaat draaien.
Controleer of beide motoren in dezelfde richting draaien. Indien dat niet het geval is moet u de twee draadjes van de verkeerd draaiende motor even omwisselen op de print.
Zet nu het model helemaal op de tafel en controleer of het autootje een tamelijk recht pad aflegt.
Maken van een parcours
Hiervoor kunt u een rolletje zwarte isolatietape gebruiken. Zet een parcours uit met niet al te scherpe bochten. Als u het autootje nu op een recht stuk van dit parcours zet zal de auto keurig het parcours gaan volgen.
Tracking-Line-Intelligent-Robot-Car
