• الگوریتم و بخشهای مکانیکی روبات نوریاب - بولینگ

  معمولاً در ساخت موبایل روبوتها برای اینکه روبات قابلیت حرکت در جهات مختلف را داشته باشد از چند روش استفاده می گردد مثلاً استفاده از چرخهای چند جهته ( امنی درکشنال ) که این روش بیشتر جهت ساخت رباتهای دقیق سرعتی مانند رباتهای جونیور استفاده می گردد. چرخ های مورد استفاده برای این رباتها چرخهای ویژه ای هستند که معمولاً سازنده ربات قیمت زیادی بابت آن ها پرداخت می کند ولی در عوض قدرت مانور روبات و همچنین دقت حرکت آن فوق العاده زیاد است.... ( بر روی ادامه مطلب کلیک کنید )

   روش دیگر استفاده از دو نیروی محرکه مجزا در طرفین ربات است. در واقع اگر شما بتوانید به گونه ای سمت راست ربات را به جلو ببرید و سمت چپ ان را ثابت نگه دارید چرخ بر روی یک دایره دور خواهد زد. برای چنین کاری کافی شما یک موتور در سمت راست ربات و یک موتور در سمت چپ ربات استفاده نمایید. در صورتی که هر دو موتور روشن باشد ربات به سمت جلو حرکت می کند و با خاموش کردن هر یک از موتورها و روشن کردن موتور مقابل ربات در جهتی چرخش خواهد نمود. اکثر سازندگان رباتهای ساده از این روش جهت کنترل ربات خود استفاده می کنند. ربات نوریاب ما نیز همینگونه طراحی شده است. شما می توانید به ابتکار خود شکل سازه ربات را تغییر دهید و تعداد چرخ های آن را کم و زیاد نمایید تنها دقت داشته باشید که یکی از موتورها در سمت راست ربات و موتور دیگر در سمت چپ آن قرار گیرد.

  

  برای تامین نیروی محرکه ربات باید یک موتور الکتریکی کوچک که ولتاژ کاری آن بین 3 تا 6 ولت است را انتخاب نمایید. معمولاً اینگونه موتورها قدرت چندانی ندارند و نمی توانند ربات شما را حرکت دهند. برای رفع این مشکل باید به نحوی نیروی موتور را افزایش دهید. معمولاً برای این کار از تعدادی چرخ دنده و یا تسمه و پولی استفاده می شود. شما با توجه به امکانات اطراف خود روش مناسب تر را انتخاب نمایید. اگر می خواهید یک نیروی محرکه خوب را بدون دردسرهای اضافی به دست آورید اسباب بازی ها گزینه مناسبی هستند. معمولاً درون اسباب بازی های متحرک مثل ماشینها حداقل یک موتور به همراه مجموعه ای از چرخ دنده ها ( گریبکس ) وجود دارد. موتور و گربکس نمونه ساخته شده به صورت کامل از نوعی ماشین اسباب بازی ( جیپ کوچک ) که قیمتی حدود هزار تومان دارد خارج شده است. البته نمونه های موتور و گریبکس سر هم در بازار موجود است که می توانید با قیمت بیشتری ( و البته کیفیت بهتر ) تهیه نمایید. پس از نصب موتور و گربکس بر روی بدنه ربات ( بدنه ربات را می توانید از چوب یا آلومینیوم بسازی ) نوبت به اتصال چرخ ها است. اگر از موتور و گریبکس ماشینها اسباب بازی استفاده کرده اید ، چرخ همان ماشین بهترین گزینه است در غیر اینصورت می توانید چرخ را از جنس چوب خراطی کنید یا از پلاستیک فشرده ( تفلون ) بسازید. دقت کنید که قطر چرخ شما سرعت ربات را تعیین می کند که هر چقدر قطر بیشتر باشد سرعت ربات بیشتر و در عوض قدرت آن کمتر می شود. معمولاً با چرخ هایی با قطر بین 5 تا 10 سانتی بهترین نتیجه حاصل می شود.

  اگر ربات شما دو چرخ دارد ( در هر طرف یک چرخ ) باید برای حفظ تعادل آن فکری بکنید. این کار را می توانید با نصب دو چرخ هرز گرد در جلو و عقب روبات انجام دهید. اگر چرخ کوچک در دسترس ندارید کافی است که یک مفتول را به صورت قلاب ( علامت سوال ) در آورده و در انتها و ابتدای ربات نصب کنید. این کار از کشیده شدن عقب و جلوی ربات بر روی زمین جلو گیری می کند.

  این ربات می تواند هسته اصلی یک روبات بولینگر را تشکیل دهد. در اینصورت باید جایی برای نصب سنسور حساس به نور ( فتوسل ) در ارتفاع 30 سانتی متری از کف زمین بر روی ربات در نظر بگیرید ( با توجه به قوانین این رشته از مسابقات ) همچنین بدنه ربات را به گونه ای طراحی کنید که در هنگام برخورد با بطری ها بشترین تعداد بطری را واژگون کند.

  در صورتی که همه کارها را درست انجام داده باشد پس از اتصال مدار الکترونیک و همچنین قرار دادان فتوسل در جلوی ربات ، ربات شما منبع نور را دنبال خواهد کرد. ...

•  

• ...................................................................................................................................................................................

• روبات دنبال کننده نور

• قطعات مورد نیاز

• مقاومت نوری

• کریستال

• PIC16F84A

• نقشه مدار

• برنامه میکروکنترلر

• توضیحات مدار

• 
  
  در این پروژه با نحوه ساخت روبات دنبال کننده نور آشنا می شوید
  
  

• قطعات مورد نیاز  

1. 3 عدد<u> مقاومت نوری</u>(LDR)

2. 3 عدد مقاومت 1 کیلو اهم

3. 1 عدد میکروکنترلر PIC16F84A

4. 4 عدد دیود 1N4007

5. سه عدد خازن 0.1 میکرو فاراد

6. دو عدد موتور 3 تا 5 ولت DC

7. 1 عدد کریستال 4 مگا هرتز

8. 1 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم

9. 2 عدد خازن 22 پیکو فاراد

10. 1 عدد آیسی ULN2803

مقاومت نوری المانی الکترونیکی است.، که با تابش نور به آن مقاومتش تعقییر می کند.
تا قبل از تابش نور به آن جریانی از آن عبوی نخواهد کرد.در واقع در این حالت مقاومت زیادی دارد.هر چه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت آن کمتر می شود.،درواقع مقدار مقاومت با تابش نور رابطه عکس دارد.به منحنی های روی فتوسل توجه کنید.میزان حساسیت فتوسل به طور مستقیم وابسته به تعداد این منحنی هاست.

این قطعه الکترونیکی جهت تولید پالس برای میکروکنترلر مورد استفاده قرار می گیرد.در شکل زیر کریستال 10 مگاهرتز را مشاهده می کنید.

این میکرو کنترلر از ساده ترین انواع میکروکنترلر از لحاظ برنامه نویسی است .اما فوق العاده قدرتمند می باشد.زبان برنامه نویسی این میکروکنترلرغالبا زبان <u>برنامه نویسی سی</u>(C)<u>برنامه نویسی بیسیک</u>(BASIC)
<u>برنامه نویسی پاسکال</u> (PASCAL) میباشد.که شما می توانید با تهیه کمپایلر هر کدام از این زبانها،با برنامه ای که به آن تسلط دارید.، اقدام به برنامه نویسی آن کنید.
برای کار با این میکروکنترلر احتیاج به پروگرامر خانواده گروه PIC دارید.،به همراه کمپایلر زبان برنامه نویسی که به آن علاقه دارید.

برنامه به زبان بیسیک نوشته شده است.،مقدار حساسیت و پاسخگویی فتوسل ها به منبع نوری هر لحظه در سه پورت RB1,RB2,RB3 بارگذاری می شود.میکرو کنترلر بر اساس این بارگذاریها تصمیم گیری می کند .،و به سمت راست یا چپ منحرف می شود.

  1:  

  2:  m var byte

  3:  l var byte

  4:  r var byte

  5:  m=portb.2

  6:  l=portb.1

  7:  r=portb.3

  8:  if  m=1 and l=0 and r=0 then

  9:                              high portb.6

 10:                              high portb.7

 11:  endif

 12:  if  r=0 and l=1 and (m=0 or m=1) then 

 13:                                       high portb.7

 14:                                       low portb.6

 15:  endif

 16:  if  l=0 and r=1 and (m=0 or m=1) then

 17:                                       high portb.6

 18:                                       low portb.7

 19:  endif  

 20:  if  m=0 and l=0 and r=0 then

 21:                              low portb.6

 22:                              low portb.7

 23:  endif

 24:  if m=1 and l=1 and m=1 then

 25:                             high portb.6

 26:                             high portb.7

 27:  endif

 28:                             

 29:

همانطور که در نقشه می بینید.،یک پایه فتوسل ها به تغذیه 5 ولت ویک پایه دیگر آن به ورودی های RB1,RB2,RB3از میکروکنترلر متصل است.پایه های فتوسل که به ورودی میکروکنترلر متصل است از همان اشتراک با مقاومت 1 کیلو اهم به منفی منبع تغذیه نیز متصل می شود.،هرچه قدر مقدار این مقاومت بیشتر باشد جریان کمتری از طریق آن به منفی می رود.،و حساسیت بیشتری از فتوسل را میکرو دریافت می کند.،به طور مثال اگر شما مقاومت 1 مگا اهم به بالا قرار دهید حتی با نور محیط نیز روبات حرکت خواهد کرد.، و هر چه قدر مقدار مقاومت کم شود.،حساسیت روبات کمتر می شود.،و برای حرکت روبات می بایست منبع نوری را به فتو سل بیشتر نزدیک کرد.،از سه عدد سنسور یکی را در جلوی مدار یکی را سمت چپ ویکی دیگر را سمت راست برد خود قرار دهید.هر بار که منبع نوری مثل چراغ قوه را به سمت جلوی مدار خود می گیرید روبات به سمت جلو حرکت می کند در این حالت هر دو موتور کار می کنند.، اگر منبع نوری را به سمت چپ یا راست منحرف کنید روبات به سمت چپ و راست ،در واقع در هر سمتی که منبع نوری باشد منحرف می شود.

منبع: http://www.roshd.ir/

تایمر صوتی یا تایمر آمپلی فایر

این مدار در واقع یک تایمر است که خروجی دستگاه صوتی شما را ببرسی می کند و در صورتی که در خروجی آن  در مدت 15 دقیقه هیچ گونه سیگنالی وجود نداشته باشد تایمر می تواند. می تواند پس از 15 دقیقه دستگاه مورد نظر شما را خاموش کند. با استفاده از این مدار می توانید دستگاههای صوتی خود را به گونه تنظیم کنید که در صورت ای استفاده ماندن پس از 15 دقیقه به صورت خودکار خاموش شوند. با فشار دادن کلید فشاری P1 مدار عمل کرده و آمپلی فایر شما نیز روشن خواهد شد. سیگنالهای صوتی ورودی توسط آی سی آمپلی فایر در دو مرحله تقویت می گردد. IC2A, IC2B و نهایتاً این سیگنالها توسط دیود نورانی LED موجود در مدار نمایش داده می شوند. زمانی که دیود نورانی حتی به مقدار بسیار کم روشن شود آی سی شمارنده 4060 ریست شده و به نوبه آن شمارش آن نیز مجدداً از ابتدا آغاز خواهد شد. و در نتیجه پایه شماره 2 آیسی شمارنده 4060 در سطح منطقی صفر باقی خواهد ماند که باعث روشن ماندن دو ترانزیستور موجود در مدار می گردد. ترانزیستور Q2 جریان مورد نیاز رله را تامین می کند و رله نیز از طریق کناکت نگهدارنه خود تغذیه مدار تایمر و همچنین تغذیه دستگاه صوتی را که از سوکت SK1  تامین شده است را برقرار می نماید. در صورتی که پس از 15 دقیقه هیچ گونه سیگنالی به ورودی مدار نرسد ، شمارش آیسی شمارنده موجود در مدار پایان یافته و خروجی به سطح منطقی 1 (Hig) می رود. در نتیجه این عمل ترانزیستورهای Q1 , Q2 خاموش شده و رله قطع می گردد. با قطع رله هم مدار تایمر و هم دستگاه یا دستگاههایی که از سوکت SK1 تغذیه می گردند خاموش خواهند شد. برای مشاهده لیست کامل قطعات مدار ادامه مطلب را مطالعه نمایید.

اگر کمی بر روی این مدار و طرز عملکرد آن دقیت کنید خواهید دید که مدار بسیار جالب و مناسبی برای انجام پروژه های گوناگون است. تنها باید با صرف کمی وقت تغییرات مورد نیاز خود را در آن ایجاد نمایید. از نمونه کاربردهای این مدار می توان به موارد زیادی اشاره نمود.

R1,R8___________1K   1/4W Resistors
R2,R3___________4K7  1/4W Resistors
R4_____________22K   1/4W Resistor
R5______________4M7  1/4W Resistor
R6,R9__________10K   1/4W Resistors
R7______________1M5  1/4W Resistor
R10___________100K   1/4W Resistor
R11____________15K   1/4W Resistor
R12____________10M   1/4W Resistor
R13_____________1M   1/4W Resistor
R14_____________8K2  1/4W Resistor
R15_____________1K8  1/4W Resistor

C1____________470΅F   25V Electrolytic Capacitor
C2,C3,C6______100nF   63V Polyester Capacitors
C4,C5__________10΅F   25V Electrolytic Capacitors

D1_____Diode bridge  100V 1A
D2,D7________1N4002  100V 1A Diodes
D3__________Red LED  5mm.
D4_______Yellow LED  5mm.
D5,D6________1N4148  75V 150mA Diodes

IC1___________78L12  12V 100mA Voltage regulator IC
IC2___________LM358  Low Power Dual Op-amp
IC3____________4060  14 stage ripple counter and oscillator IC

Q1____________BC557  45V 100mA PNP Transistor

Q2____________BC337  45V 800mA NPN Transistor

J1______________RCA audio input socket

P1_____________SPST Mains suited Pushbutton

P2_____________SPST Pushbutton

T1_____________220V Primary, 12V Secondary 3VA Mains transformer

RL1___________10.5V 270 Ohm Relay with SPST 5A 220V switch

PL1____________Male Mains plug

SK1__________Female Mains socket

......................................................................................................................................................

دماسنج دیجیتال با نمایشگر کریستال مایع

. نمایید ) نشان می دهد. برای سنسور حسگر حرارت این مدار می توانید از آی سی S8100 ااین مدار با دقت قابل قبولی دمای محیط را بر روی نمایشگر کریستال مایع ( در صورت تمایل می توانید از نمایشگر ال ای دی استفادهستفاده نمایید که قابلیت اندازه گیری دماهایی بین -40 تا +100 درجه سانتیگراد را دارد. همچنین می توانید از دیود 1S1588 استفاده نمایید که در این صورت مدار شما قابلیت اندازه گیری دما از -20 تا +150 درجه سانتیگراد را دارا خواهد بود.

نمایشگر کریستال مایع استفاده شده در این مدار و شکل پایه های آن

در این مدار آی سی  ICL7136  به کار گرفته شده است که ولتاژ رسیده از دیود حسگر حرارت را را اندازه گیری می نماید.برای نمایش اطلاعات از یک نمایشگر کریستال مایع  3/5 رقم  به شماره SP521PR استفاده شده است. که با ارزش ترین رقم آن تنها امکان نمایش عدد یک را دارد. در صورت نیاز می توانید با کمی تغییر در مدار از نمایشگرهای  ال ای دی  و نظیر آنها نیز استفاده نمایید. انرژی مصرفی  آی سی  ICL7136 بسیار اندک بوده به گونه ای که دماسنج دیجیتال شما می تواند حدود 3 ماه به صورت پیوسته تنها با یک باتری 9 ولت به خوبی دمای محیط را اندازه گیری نماید. توجه داشته باشد که برای آیسی و نمایشگر مدار حتماً از سوکت استفاده مایید.

شکل PCB  ( نقشه مدارچاپی ) ترمومتر دیجیتال به صورت زیر است. دقت کنید که به خاطر واضح شدن نقشه تصویر بزرگتر از اندازه واقعی برد است. برای بدست آوردن اندازه واقعی می توانید اندازه آی سی را مبنای کار خود قرار دهید.

خطوط سبز فسفری سیم های اتصال در طرف دیگر برد را نشان می دهندو سیم قرمز رنگ برای روشن کردن نقطه ( ممیز ) نمایشگر به کار رفته است.

تنظیم و راه اندازی :

پس از ساخت مدار ، هنگامی که مطمئن شدید همه چیز به درستی انجام شده است ، تغذیه مدار را متصل نمایید. دماسنج دیجیتال شما قبل از استفاده نیاز به تنظیم دارد. معمولاً این تنظیم را در دمای صفر و 100 درجه انجام داده و ملاک را مخلوط آب و یخ برای صفر درجه و آب جوش برای 100 درجه قرار می دهند.
برای تنظیم ابتدا سنسور را در مخلوط آب و یخ قرار داده و توسط  پتانسیومتر VR2  دما را بر روی صفر درجه تنظیم نمایید. پس از آن سنسور را در آب در حال جوشیدن قرار داده و پتانسیومتر VR1 را آنقدر بچرخانید تا دماسنج دیجیتال عدد 100 را نمایش دهد. حال دستگاه شما تنظیم شده و آماده به کار است.
در زیر جدول مقایسه ای بین دماهای اندازه گیری شده توسط دماسنج الکلی و ترمومتر دیجیتال را مشاهده می کنید . همانگونه که از نمودار رسم شده نیز مشخص است ، دماسنج ساخته شده توسط شما با دقت قابل قبولی قادر به اندازه گیری دما است.

آشکار ساز بدن انسان و حرکت توسط سنسور PIR

در این پروژه با نحوه کار با سنسورهای PIR آشنا می شو ید.این سنسور در بهینه سازی انرژی در ساختمان ، دزد گیرها و موارد دیگر کاربرد دارد.
سنسور PIR به هر جسم متحرکی که داری حرارت باشد.واکنش نشان می دهد.این جسم متحرک می تواند انسان یا حیوان باشد.حتی شما می توانید برای تست این مدار یک لیوان آب جوش را در بالای این سنسور حرکت داده و شاهد روشن و خاموش شدن LED به کار رفته در این مدار باشید.به جای LED می توانید بیزر(Buzzer) استفاده کنید .در صورت استفاده از بیزر به جای LED به جای روشن و خاموش شدن LED در صورت حرکت جسم متحرک صدای بوق را خواهید شنید.

همانطور که در بلوک دیاگرام مشاهده می کنید این مدار از چهار قسمت تشکیل شده است

1.  سنسور PIR
2. قسمت تقویت کننده
3. مقایسه کننده
4.  خروجی

نقشه مدار

اگر به سنسور PIR دقت کنید.داری سه پایه است.درنزدیکی یکی از پایه های زایده ای وجود دارد.این پایه،‌پایه شماره 1 است.حال اگر درجهت عقربه های ساعت به پایه ها نگاه کنید.پایه بعدی شماره 2 و بعد از آن شماره 3 یا گراند را خواهیم داشت.
پایه یک را با یک مقاومت 10 کیلو اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.پایه 2و3 را توسط یک مقاومت 100 کیلو اهم به یکدیگر و پایه 3 را نیز به منفی منبع تغذیه که در اینجا همان زمان است.،وصل کنید.از پایه 2 این سنسور به پایه 3 آیسی LM324 متصل کنید.پایه 2 این آیسی را با یک مقاومت 10 کیلواهم و خازن 10 میکروفاراد به زمین متصل نمایید.این خازن الکترولیت است.بنابراین در هنگام اتصال به مدار به سر مثبت و منفی آن توجه کنید.سر مثبت را به مقاومت 10 کیلواهم و سر منفی را به زمین متصل کنید.
پایه یک و دو آیسی LM324 را توسط مقاومت 1 مگا اهم وخازن 0.1 میکرو فاراد که با یکدیگر موازی شده اند.به یکدیگر متصل کنید.
حال پایه یک آیسی LM324 را با یک مقاومت 10 کیلو اهم وخازن 10 میکروفاراد به پایه 6 آیسی LM324 متصل کنید.،توجه داشته باشید که سر مثبت خازن را به پایه 6 آیسیLM324 متصل شود.
پایه 5 آیسی LM324 را از طریق یک دیود به پایه 12 همین آیسی متصل کنید.توجه داشته باشید که آند آن در پایه 5 و کاتد آن در پایه 12 باشد.سپس پایه 12 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به زمین اتصال دهید.دوباره پایه 5 را با یک دیود به پایه 9 وصل کنید با این تفاوت که این بار کاتد دیود در پایه 5 باشد و آند آن در پایه 9 ، سپس پایه 9 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.

پایه های 6 و 7 را نیز مانند پایه 1و2 همین آیسی به ترکیب موازی مقاومت 1 مگا اهم و خازن 0.1 میکرو فاراد متصل کنید.پایه 7 آیسی LM324 را به طور مشترک به پایه های 13 و 10 آیسی LM324 متصل کنید.پایه های 8 آیسی LM324 را از طریق دیود1N914 به پایه 4 آیسی 4538 متصل کنید.همین کار را برای پایه 14 آیسیLM324 تکرا کنید.،و آنرا نیز به پایه 4 آیسی 4538 به صورت مشترک وصل کنید.توجه داشته داشته باشید که آند دیودها در پایه های 8 و 14 و سر کاتد این دیودها به صورت مشترک به پایه 4 آیسی 4538 وصل شود.سپس پایه 4 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگااهم به زمین متصل کنید.پایه های 3 و 5 آیسی 4538 را با یک سیم به هم متصل کنید.وهر دوی آنها را به مثبت منبع تغذیه اتصال دهید.پایه های 1 و 8 را نیز به زمین متصل نمایید.
پایه 2 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه و از همین پایه با یک خازن 1 میکروفاراد الکترولیت به پایه 8 آیسی 4538 متصل کنید.،به گونه اییکه سمت منفی آنرا به زمین متصل کنید.
پایه خروجی آیسی 4538 را که پایه 6 می باشد با یک مقاومت 100 اهم به مثبت یا آند LED وصل کنیدو سمت کاتد LED را نیز به زمین مدار وصل کنید.

پایه 7 نیز خروجی این آیسی است با این تفاوت که این خروجی NOT یا برعکس پایه 6 است.برای کار با این پایه ،منفی LED یا کاتد آنرا به این پایه متصل کنید.ومثبت آنرا به مثبت منبع تغذیه متصل نمایید.تمامی موارد فوق در نقشه کاملا مشخص است.
آیسی LM324 حاوی 4 عدد آپ امپ است.که جهت تقویت و مقایسه در این مدار به کار می رود.

منبع : Roshd.ir