بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
آشنایی با ربات مسیریاب یا ربات تعقیب کننده خط Line Following Robot
اسلاید 2 :
ربات مسیریاب چیست؟
رباتی است که می تواند خطوط را تشخیص داده و آنها را دنبال کند و هر زمان که خطوط تغییر مسیر دادند ربات مسیر یاب نیز مسیر خود را همراه با خطوط تغییر می دهد.
ربات های مسیریاب ماموریت ساده ای دارند :
” دنبال کردن خطوط ! “
اسلاید 3 :
عملکرد ربات مسیریاب:
خط مسیر ربات، توسط سنسورهای مادون قرمز تشخیص داده شده
توسط آپ امپ، ورودی های آنالوگ سنسور به دیجیتال تبدیل میشوند
اطلاعات توسط میکروپروسسور(پردازشگر) پردازش شده و خروجی به درایور ارسال میشود
درایور دستورات لازم برای موتور را آماده میکند
موتور حرکت کرده و ربات نیز حرکت میکند
اسلاید 4 :
برخی از کاربردهای ربات مسیریاب
اسلاید 5 :
ساخت ربات مسیریاب
ساخت یک ربات مسیریاب شامل سه بخش است:
مکانیک
الکترونیک
برنامه نویسی
اسلاید 6 :
مکانیک ربات مسیریاب
اسلاید 7 :
شاسی یا بدنه
این بخش در سادهترین حالت میتواند یک طلق پلاستیکی یا چوب (تخته سه لا) باشد که نسبتا سبک بوده و استحکام خوبی دارد. برد الکترونیکی شما روی آن پیچ میشود و موتورها و چرخها به آن وصل میشود و برد سنسور در جای خود قرار می گیرد.
اسلاید 8 :
موتورها
موتورهای ربات یکی از مهمترین اجزا ربات محسوب میشوند.
موتورهایی که باید در این رباتها استفاده شوند از نوع DC Motor میباشند و مستقیماً نمیتوان آنها را به چرخ وصل کرد مگر اینکه توسط گیربکس از سرعت آنها کم شود و به قدرت آنها اضافه شود.
شما در یک ربات مسیریاب به دو موتور نیاز دارید موتور سمت راست و موتور سمت چپ.
بهتر است موتورها و چرخها در عقب ربات نصب شوند و چرخ هرزگرد و برد سنسور در جلوی ربات نصب شوند.
اسلاید 9 :
سه نوع موتور قابل استفاده برای ربات
موتورهای اسباب بازیها
در ساده ترین حالت شما میتوانید موتور و گیربکس اسباب بازیها را باز کرده و از آن ها استفاده کنید. اگر موتورها جریانکشی بالایی دارند بهتر است از یک موتور دیگر استفاده کرد.
گویی وپولی
روش دیگری که می توان استفاده کرد استفاده از گویی وپولی ها است که از تسمه برای وصل کردن وتبدیل دور استفاده می شود اما این روش توصیه نمیشود.
موتور گیربکس دار
در این موتورها موتور و گیرباکس داخل یک مجموعه قراردارند و در دورهای مختلف با توانهای مختلف عرضه شدهاند. بهترین گزینه استفاده از این نوع موتورها میباشد. دقت کنید موتورهای معمولی را مستقیماً به چرخ وصل نکنید زیرا آنها دارای سرعت بالا ( ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه) هستند ولی قدرت لازم برای حرکت را ندارند.
اسلاید 10 :
چرخها
اندازه قطر چرخها
بهتر است اندازه چرخها طوری تعیین شود که با موتورها هماهنگی کاملی داشته باشند، چون هرچه قطر چرخها بیشتر باشند با یک دور چرخش موتور، ربات به مقدار بیشتری حرکت میکند و هرچه چرخها کوچکتر باشد حرکت ربات کمتر است.
اندازه عرض چرخها
عرض چرخها بهتر است بین ۱ تا ۲ سانتیمتر باشد، چون هرچقدر عرض چرخها بیشتر باشد هم وزن چرخ بیشتر میشود و سطح اصطکاک بیشتری با زمین پیدا میکند.
میزان اصطکاک چرخ با زمین
برای اینکه لاستیکها سر نخورند بهتر است چرخی را انتخاب کنید که اصطکاک بسیار بالایی با زمین داشته باشد.
چرخ هرزگرد
این نوع چرخ فقط وظیفه حفظ تعادل ربات را بر عهده دارد و باید کمترین اصطکاک را بر با زمین داشته باشد تا در زمانی که ربات به سمت راست یا چپ گردش داشت، گشتاور کاملی داشته باشد.
اسلاید 11 :
برد سنسور
این برد در جلوی ربات نصب میشود و باید فاصله استاندارد از سطح زمین را داشته باشد تا بهترین بازده از لحاظ وضعیت خط زیر ربات را به ما ارائه دهد.
اسلاید 12 :
الکترونیک ربات مسیریاب
اسلاید 13 :
مدار تغذیه
این بخش از مدار وظیفه تبدیل ولتاژ ورودی مدار به برق ۵ ولت را برعهده دارد، به این دلیل که میکرو کنترلر شما و اکثر المانهای برد با برق ۵ ولت کار میکنند.
برای این تبدیل ولتاژ بهتر است از رگولاتور ۷۸۰۵ استفاده و برای گرفتن نویز مدار یک خازن با ظرفیت بالا (با این بخش موازی کنیم LED 2000 ) و یک خازن با ظرفیت بسیار پایین با مدار موازی کنیم.
اسلاید 14 :
مدار درایور موتور
وظیفه این بخش تامین ولتاژ و جریان مورد نیاز موتور است و توسط میکروکنترلر کنترل میشود.
میکروکنترلر مستقیما نمیتواند برق موتورها را تامین کند.
برای راه اندازی موتورها از دو روش استفاده میشود:
رله
ترانزیستورها یا IC های درایور موتور
اسلاید 15 :
رله
رلهها قطعات الکترومکانیکی هستند که با وصل کردن برق رله، اتصال دو سیم رله متصل میشود و برق به موتورهای ما وصل میگردد. استفاده از رله چند عیب دارد ، سرعت قطع و وصل شدن رله کم است و نمیتوان از آن به صورت PWM استفاده کرد و موتورها را نمیتوانیم به صورت دو جهته کنترل کنیم.
اسلاید 16 :
ترانزیستورها یا IC های درایور موتور
با ترانزیستورها یا IC های درایور موتور میتوان موتورها را کنترل کرد. بهترین گزینه برای کنترل این موتورها آی سی L293 و آی سی L298 میباشد که میتوان موتورها را به صورت دو جهته کنترل کرد.
اسلاید 17 :
بخش خروجی
این بخشها میتواند شامل LED و LCD ها باشد که بتوانیم خروجیهای یک ربات و وضعیتهای آن را مشاهده کنیم تا بتوانیم راحتتر مشکلات ربات را بررسی و برطرف کنیم. “البته این بخش یک بخش اختیاری در ربات است”
اسلاید 18 :
میکروکنترلر
میکرو کنترلر در حقیقت مغز ربات ما میباشد و طبق برنامه که ما به آن میدهیم ربات را کنترل میکند، که شامل فرآیند دریافت ورودی از سنسورها، پردازش توسط برنامهای که ما برای آن مشخص کردهایم و خروجی دادن به موتورها میشود.
اسلاید 19 :
میکروکنترلر
میکروهایی که معمولا در رباتهای مسیریاب استفاده میشود از دو خانواده هستند:
میکروکنترلرهای ۸۰۵۱
میکرو کنترلرهای خانواده AVR یا آردوینو (Arduino)
ما به چند دلیل میکرو کنترلر AVR را پیشنهاد میکنیم.
مدار ساده تر نسبت به خانواده ۸۰۵۱
داشتن مبدل آنالوگ به دیجیتال
داشتن PWM سخت افزاری
داشتن مدار پروگرامر ساده
تکنولوژی بالاتر در طراحی میکرو و مقاومت بیشتر در مقابل Noise
اسلاید 20 :
مقایسهگرهای آنالوگ (Opamp)
این مدار در صورتی مورد نیاز است که از میکرو های خانواده ۸۰۵۱ استفاده کنیم. در این مدار خروجی سنسورها با یک ولتاژ متغیر که توسط یک مقاومت متغیر ساخته شده مقایسه میشود و خروجی آنالوگ ولتاژ سنسورها به صفر یا یک تبدیل شده که برای میکرو قابل فهم است. از Opamp های رایج می توان به Lm324 اشاره کرد .
در میکروهای ۸۰۵۱ به دلیل داشتن مبدل آنالوگ به دیجیتال ما ولتاژ را در میکرو به صورت یک عدد بین ۰ تا ۱۰۲۳ دریافت می کنیم که ۰ به عنوان ۰ ولت و ۱۰۲۳ به عنوان ولتاژ مرجع ( ۵ ولت ) است.
