تکمیل مدار اصلی ربات مسیریاب ساده...
به نام خدا
سلام به همه‌ي دوستان عزيزم
طبق قولي که داده بوديم از اين به بعد تا پايان تابستون، انشاالله ما هر 5 روز يک جلسه مطلب جديد بر روي سايت قرار خواهيم داد. اميدوارم دوستاني هم که از سرعت پايين کار گلايه داشتند، از روند فعلي کار راضي باشند.
بدون مقدمه ي بيشتر وارد بحث مي شويم...
در جلسه قبل در مورد الگوريتم کلي حرکت يک ربات مسير ياب براي دنبال کردن خط آشنا شديم و ديديم ربات براي دنبال کردن خط بايد با توجه به اطلاعاتي که از سنسورها دريافت مي کند، هرگاه سنسور هر سمت خط را ديد(يعني هرگاه بر روي خط قرار گرفت و خط را حس کرد)، موتور متناظر همان سمت خاموش شود تا ربات روي خط باقي بماند.
همچنين در جلسه ي پيش توضيح داده شد که چگونه مي توان به وسيله ي يک جفت گيرنده فرستنده ي مادون قرمز، خط سياه را در زمينه ي سفيد تشخيص داد.
همانطور که در جلسه ي پنجم توضيح داده شد، ربات به 3 قسمت تقسيم مي شود: 1-ورودي ها 2-پردازش 3-خروجي
تا به اينجا ما در مورد قسمت ورودي هاي ربات، يعني همان گيرنده فرستنده ها توضيحاتي داده ايم. پيشنهاد مي شود براي بالاتر رفتن دقت ربات، براي هر طرف، 3 جفت گيرنده _فرستنده بر روي ربات تعبيه شود.دوستان اگر روي لحيم کاري بردهاي سوراخ دار(يا فيبري) تسلط دارند، مي توانند اين 6 جفت گيرنده_فرستنده را بر روي يک برد هزارسوراخ(فيبري) لحيم کنند.(مانند آخرين عکس جلسه ي پيش ).
اما در مورد بخش پردازش...
| بخش پردازشگر و کنترل کننده ي مرکزي |
در اين قسمت ما بايد با توجه به آموخته هاي فعلي خود بتوانيم مداري طراحي کنيم که بتواند الگوريتم مورد نظر ما را پياده سازي کند. يعني 3 سنسور هر طرف را چک کند و اگر هر کدام خط را ديدند به موتور آن سمت دستور خاموش شدن بدهد. براي اينکار، با توجه به اينکه رنگ زمينه سفيد، و رنگ خط سياه است، بهتر است براي راه اندازي سنسورها از مدار شماره 2(به جلسه ي 14 مراجعه شود) استفاده شود. سپس يک AND 3 ورودي درست کرده(به جلسه ي هفدهم مراجعه شود) و خروجي سنسورها را به اين 3 ورودي وصل کنيم.
به همين ترتيب براي 3 سنسور طرف ديگر هم همين مدار را مي بنديم.
حال نتيجه ي مدار را بررسي مي کنيم. (به عنوان مثال سمت راست را بررسي مي کنيم)
در حالت عادي که هيچ يک از سنسورها روي خط نيستند، سنسورها در ناحيه ي سفيد رنگ هستند و خروجي انها 1 منطقي است و در نتيجه، خروجي AND نيز 1 مي باشد، و اگر هر کدام از سنسورها بر روي خط بروند، خروجي آ ن سنسور 0 مي شود و در نتيجه خروجي AND نيز 0 منطقي مي شود.
حالا چگونه به وسيله ي خروجي AND هر طرف موتور آن سمت را خاموش و روشن کنيم؟
| بخش خروجي ربات(کنترل موتورها) |
ما در اين قسمت بايد مداري را براي موتورها ببنديم که بتوان با آن، به وسيله ي خروجيِ ANDي که در قسمت پردازشگر آماده کرده ايم، موتور را روشن و خاموش کرد. يعني هرگاه خروجي AND ، 1 منطقي بود، موتور روشن باشد و هرگاه خروجي AND ، 0 منطقي بود، موتور خاموش شود.
اين مدار همانطور که احتمالاً حدس زده ايد بسيار ساده است، فقط کافيست ما پايه ي – موتور هر سمت را به – منبع تغذيه متصل کنيم، و + آن موتور را هم نيز به خروجي AND هر طرف وصل کنيم.
حالا مدار اصلي ربات را به صورت شماتيک رسم مي کنيم.
نکته: در مدار بالا، براي مختصرتر شدن مدار شماتيک، فرستنده هاي مادون قرمز در مدار کشيده نشده اند، دوستان فراموش نکنند که در مدار اصلي در کنار هر گيرنده بايد يک فرستنده تعبيه شود!!
| نکته ي بسيار مهم:
همانطور که در شکل مي بينيد، خروجي آي سي 7408 مستقيماً به موتورها متصل نشده است، بلکه وارد بافر شده و از از پايه ي متناظر به موتور وصل شده. همانطور که در جلسات قبل نيز گفته شده بود، آي سي هاي معمولي مثل 7408 و 7432 و ...، جريان دهي پاييني دارند و نمي توان آن ها را مستقيماً به موتور يا ساير قطعاتي که جريان بالايي مي خواهند متصل کرد، به همين منظور ما از بافر74245 استفاده مي کنيم. اما معمولاَ اين أي سي نيز توانايي راه اندازي موتور ربات را ندارد. ساده‌ترين راه براي حل اين مشكل، يك تقويت ترانزيستوري ساده است. يعني خروجي بافر را توسط يك ترانزيستور(مثلاً TIP41) تقويت كنيم. در صورت استفاده از ترانزيستور معمولاً ديگر نيازي به استفاده از بافر نيست و مي‌توان خروجي آي سي 7408 را مستقيماً به پايه‌ي Base ترانزيستور متصل نمود و آن را به اين شكل تقويت كرد.
|
البته براي موتورها قوي تر، بايد از درايورهاي مخصوص مثل L298 استفاده کنيم که جلسه ي بعد به آن اشاره خواهد شد.
همچنين در جلسه ي بعد با آي سي ULN2003 نيز آشنا خواهيد شد (براي راه اندازي موتور). چند نکته ي حرفه اي هم در مورد ربات مسير ياب مطرح خواهيم کرد.
موفق و پيروز باشيد.تا جلسه ي آينده خدا نگه دار
دوست شما، فراز