فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 24 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
معرفی روبوت های مسیر یاب
در این بخش سعی داریم ابتدا وظایف و فعالیت های روبوت های مسیر یاب را برای شما شرح دهیم و امیدواریم بتوانیم اطالاعات جامعی را در اختیار شما قرار دهیم:
روبوت های مسیر یاب معمولا به دو دسته ی ساده و ویژه(عکس بالا) تقسیم بندی می شوند که در بخش ساده روبوت ها توانایی دنبال کردن یک خط را دارا می باشند که این از توانایی های عمومی روبوت های مسیر یاب است اما ویژگی هایی که روبوت های مسیر یاب ویژه را از روبوت های ساده متمایز می کند توانایی عبور کردن از مسیر های سخت و دشوار است که در این حالت روبوت می تواند از مسیر هایی مثل دست انداز ، چاله ی آب ، شیب ۴۵ درجه و... عبور کند.
آشنایی با نحوه ی فعالیت روبوت ها ی مسیر یاب
هر چند روبوت های مسیر یاب می توانند در طرح ها و انواع مختلف ساخته شوند اما در مجموع فلسفه ی کار آن ها مشابه است. به طوری که در همه ی روبوت های مسیر یاب اطلاعات توسط میکرو کنترلر از حسگر ها گرفته می شود و بعد از پردازش دستورات لازم به موتور ها انتقال می یابد و این عمل به طور متناوب تکرار می شود که در این بین آی سی های الکترونیکی و قطعات مختلف قرار می گیرند.
بخش های مختلف روبوت های مسیر یاب
روبوت های مسیر یاب به طور کلی از سه بخش مکانیک ، الکترونیک و نرم افزار تشکیل می شود که در اینجا به شرح وظایف و معرفی قسمت های مختلف آن می پردازیم:
مکانیک : این بخش از مهمترین بخش های روبوت های مسیریاب است به طوری که در صورت نقص در این بخش قسمت های الکترونیم و نرمافزار هم کارآیی خود را از دست می دهند. این بخش از قسمت های مختلف تشکلی می شود که در اینجا به شرح آن ها می پردازیم:
مهمترین قسمت بخش مکانیک شاسی یا بدنه است می تواند هر صفحه ای باشد البته سبک و در صورت امکان عایق.
و قسمت دیگر چرخ ها هستند چرخ ها از قسمت های مهم روبوت های مسیر یاب می باشند که در انتخاب آن ها باید نکات مهمی از جمله اندازه قطر چرخ ها ، اندازه عرض چرخ ها و میزان اصطحکاک با زمین رعایت شود.
البته در روبوت های مسیر یاب معمولا از دو چرخ اصلی و ثابت استفاده می شود که به موتور ها متصل است
و از یک یا دو چرخ به عنوان چرخ هرزگرد که در جلوی روبوت تعبیه می شود
الکترونیک : این قسمت یکی از مهمترین قسمت های روبوت است که البته قسمتی است که بیشترین زمان را نیاز دارد که خود از قسمت های مختلف تشکیل می شود و در اینجا آن ها را نام می بریم:
۱- برد اصلی
۲-برد سنسور
۳-کنترل موتور ها
در اینجا به توضیح کوتاهی در مورد هر یک از این قسمت ها می پردازیم:
۱- برد اصلی : این برد همانطور که از نامش پیداست جز اصلی ترین قسمت های روبوت است که وظیفه اخذ اطلاعات ، پردازش اطلاعات و صدور دستور های لازم به دیگر قسمت ها را بر عهده دارد. به طوری که اطلاعات مورد نیاز را از سنسور ها گرفته و بعد از پردازش آن ، دستورات لازم را با توجه به Programing به موتور ها صادر می کند.
2-برد سنسور: این برد یکی از قسمت های ربات است که نیاز به ظرافت کاری زیادی دارد . سنسور ها به همراه اتصالات مربوط به سنسور ها باید بر روی این برد قرار گیرد .
3- کنتل موتور ها : موتور ها معمولا در هنگام طبقه بندی در قسمت مکانیک قرار می گیرند اما کنترل آن ها در قسمت الکترونیک قرار می گیرد . اما از آن جا که کنترل موتور ها از اهمیت فراوانی برخوردار است ، ما موتور ها را هم در این بخش به شما معرفی می کنیم. کنترل موتور ها به توانایی های موتور و اطلاعات پردازش شده بستگی دارد.
در اینجا هر یک از این قسمت ها را به تفصیل بیان می کنیم
۱- برد اصلی : ما در برد اصلی باید از المان هایی استفاده کنیم که بتوانیم اطلاعات مورد نیاز را از فرستنده سنسور ها دریافت نماییم و سپس بتوانیم با استفاده از میکرو کنترولر ها اطلاعات را پردازش کرده و بوسیله چند آی سی دستورات لازم را به موتور ها صادر نماییم .
پیشنهاد می شود برای در یافت اطلاعات از فرستنده سنسورها از apamp ها استفاده کنیم و بهتر است برای تنظیم ولتاژ apamp ها از پتانسیومترها استفاده کنیم بدین ترتیب می توانیم با اتصال apamp ها به میکروکنترلر اطلاعات را از سنسورها دریافت نماییم .
بررسی سیستم روبات مسیریابی :
بر روی زمین خطی سیاه رنگ متمایز از زمینه روشن تصور کنید . پهنای این خط در حدود دو سانتی متر و طول انرا نامحدودبا پیچ وخمهای فراوان تصورکنید تئوری میگوید وقتی نور به جسمی کدر یا سیاه رنگ برخورد می کند قسمت بیشتری از نورجذب ان می شود و مقدار کمی از ان باز تابیده میشود و وقتی نور به جسمی روشن و سفید بتابد قسمت زیادی از نور را باز می تاباند و قسمت کمی را جذب می کند پس میتوان سفید یا سیاه بودن دو جسم را با اندازه گیری نوربازتابیده شده ازان حدس زد کافی است یک منبع نورانی داشته باشیم که نور رابه طرف جسم مورد نظر بتاباند ودرهمان حال یک سنسورنوری میزان نور بازتابش را اندازه گیری کند مطمئنا برای دو جسم با رنگهای مختلف یا دو جسم سفید وسیاه میزان باز تابش متفاوت ثبت خواهد شد.
انجام ازمایش بالا درتاریکی ممکن است به نتایج خوبی منجر شود اما در محیطی مثل محیط اتاق انواع و اقسام منابع نوری را داریم .همچنین باید در نظر داشته باشیم که سنسورنوری مابرروی روباتی قرار دارد که همواره در حال حرکت است و نسبت به منابع نوری در اتاق درزاویه های تاریک و روشن واقع میشود اگر محیط با لامپهای فلورسنت روشن میشود.
مساله از این هم بدتراست چون لامپهای فلورسنت در هر ثانیه صد بار روشن وخاموش میشوند و سنسورها این مطلب را حس خواهند کرد اگر تلویزیون هم در محیط روشن باشدحرکت تصاویر نور محیط را دچار تغییر خواهد کرد.
راه حل چیست؟
راه حل اول :
راه حلی که ما پیشنهاد میکنیم استفاده ازدو نوع نور است دراصل استفاده از دو طیف نوری مجزا. سعی میشود نور اتاق نور لامپهای فلورسنت باشد وازلامپهای معمولی رشته ای و نور خورشید حتی المقدور اجتناب شود .
نور لامپهای فلورسنت در اصل درطیف نزدیک به نورماورابنفش قراردارد که با ماده فسفرسانس میزانی ازان را به نور مرئی تبدیل می کنند با این وجود لامپهای فلورسنت نور قرمز یا مادون قرمز ندارند.درصد نور مادون قرمزتولیدی توسط این لامپها بسیارناچیزاست درعوض لامپهای رشته ای به میزان زیادی نورمادون قرمز ونورقرمزدارندونور ماورابنفش تولیدی توسط لامپهای رشته ای بسیار ناچیز و قابل صرفنظراست روی این اصل ما درسیستمی که قرار است مسیر سیاه رادرزمینه سفید تشخیص دهد از لامپهای مادون قرمز استفاده می کنیم دیودهایLED وجود دارند که در طیف مادون قرمز کار می کنند این دیودها نور مادون قرمز غیرمرئی تولید می کنند .
سنسورهای نور مادون قرمز هم در بازار یافت میشوند سنسورهایی که فقط با نور مادون قرمز تحریک میشوند طبق قراری که با هم گذاشتیم در اتاق فقط از لامپهای فلورسنت استفاده می کنیم که در طیف مادون قرمز تداخلی ایجاد نمی کنند .
راه حل دوم:
راه حل دیگری هم هست که دقیق تر عمل می کند و این حساسیت های بی مورد را ندارد اما روش پر هزینه ای می تواند یاشد صرفنظر از اینکه نور اتاق حاوی کدام یک از طیف های نوری است منبع های نوری مسیر یاب به صورت لحظه ای کار میکنند سعی می شود میزان نور برخوردی به یک سطح نیمی از یک مقدار مبنا باشد .
برای لحظه ای کوتاه دیود نور گسیل را روشن می کنیم و میزان نوری را که منعکس شده را اندازه میگیریم حال دیود نور گسیل را خاموش می کنیم و بلافاصله دوباره سطح نور موجود را اندازه گیری میکنیم این مقادیر را توسط A\D به صورت دیجیتال به یک پردازنده می دهیم تا از همدیگر کم کند. تفاوت بین دو سطح نوری بیانگر تیره یا روشن بودن سطح مورد نظر می تواند باشداز روش دوم برای جاهای دیگر هم می توان استفاده کرد .
فرض کنید می خواهید میزان دوری یا نزدیکی به دیواری را تخمین بزانید روش بالا می تواند به یک روبات میزان دوری یا نزدیکی به یک دیوار را نشان دهد بدون اینکه روبات به میزان نور محیط ونور موجود حساس باشد.
نحوه تشخیص مسیر چگونه است ؟
ساده ترین کار استفاده از فقط یک چشم الکترونیکی برای تشخیص مسیر سیاه و سفید می باشد. در برنامه نرم افزاری برای روبات اینطور تعریف می کنیم که تا وقتی بر روی مسیر سیاه قرار دارد به سمت جلو حرکت کند هر گاه که مسیر سیاه را گم کرد با توجه به حالت قبلی برای یافتن مسیر به سمت چپ یا راست حرکت کند .
روش بالا مستلزم این است که روبات همواره موقعیت خود را همواره محاسبه و نگهداری کند اگر تعداد چشمها را به سه عدد افزایش دهیم کار راحتتر پیش می رود و به احتمال زیاد احتیاجی به محاسبه موقعیت روبات نباشد زیرا چشم مرکزی همواره باید روی مسیرسیاه قرارداشته باشد ودوسنسور کناری مسیرسفید را رویت کنند هر گاه هرکدام ازسنسورهای کناری خط سیاه را رویت کرد باید روبات به سمت مخالف اصلاح مسیر کند.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 24 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
روبات های مسیر یاب
