شنبه ۲۹ ارديبهشت ۱۴۰۳   |  كاربر مهمان  |    
 توجه :
 
 چنانچه مفاهیم یا عبارت ها و اصطلاحات به کار رفته در این صفحه را متوجه نمی شوید، می توانید مطالعه خود را از اولین جلسه آموزشی رباتیک شروع نمایید. بدین منظور روی لینک زیر کلیک فرمایید:
 
 
همچنین چنانچه بخشی از مطالب را قبلا خوانده اید، برای مشاهده فهرست موضوعات جلسات آموزشی رباتیک، لطفا روی لینک زیر کلیک فرمایید:
 
 
در این بخش از سایت رشد، مطالب آموزشی در زمینه رباتیک با زبان بسیار ساده و بر مبنای مطالبی که در سنین راهنمایی آموخته اید ارائه شده و در هر جلسه مطالب جدیدی آموزش داده شده اند.
 آخرین مطالب
 جلسه‌‌ي چهل و چهارم
جلسه‌‌ي چهل و چهارم
سيستم‌هاي حركتي چند جهته با 3 چرخ، كاربرد قطب نماي الكتريكي در تصحيح حركت ربات و ...
 

به نام خدا

با عرض سلام خدمت دوستان عزيز

 

در اين جلسه نيز، بحث را در مورد سيستم‌هاي حركتي چهار جهته ادامه خواهيم داد و شما را با نوع ديگر اين سيستم كه در آن به‌جاي 4 چرخ، فقط 3 چرخ وجود دارد، آشنا خواهيم كرد، هم‌چنين به نكاتي اشاره خواهيم كرد كه براي استفاده از اين سيستم مي‌بايست حتماً به آن توجه كرد.

شكل زير تصوير يك ربات فوتباليست است كه در آن از سيستم حركتي 4-جهته استفاده شده و به دلايلي كه در ادامه مطرح خواهد شد، به جاي 4 چرخ، از 3 چرخ استفاده شده است.

 

 

 



استفاده از سيستم 3-چرخه، 2 مزيت مهم نسبت به سيستم 4-چرخه دارد:

مزيت نخست: سيستم 3-چرخه اين است كه جاي كمتري را در ربات اشغال مي‌كند. اين موضوع در ربات‌هاي فوتباليست اهميت زيادي پيدا مي‌كند، زيرا در اين ربات‌ها همواره مشكل كمبود فضا وجود دارد و طراحان اين ربات‌ها در تلاشند تا حد ممكن از سيستم‌ها و قطعاتي استفاده كنند كه جاي كمتري اشغال مي‌كنند.

مزيت دوم: در سيستم 4-چرخه، يكي از مهم‌ترين مشكلاتي كه وجود دارد اين است كه به‌سختي مي‌توان ارتفاع 4 چرخ را با يكديگر تراز كرد، يعني در اين سيستم ممكن است به‌دليل نا‌همواري زمين مسابقه، يكي از چرخ‌هاي ربات با زمين اصطكاك نداشته باشد، مثلاً ممكن است يك سنگ‌ريزه زير يكي از چرخ‌ها گير كند و يكي از چرخ‌ها از روي زمين بلند شود. اين مشكل اصولاً براي همه‌ي سيستم‌هاي چهار-چرخه وجود دارد، حتي براي خودرو‌هاي سواري! اما چاره چيست؟



براي حل اين مشكل در خودرو ها از سيستم تعليق استفاده مي‌شود، يعني به‌وسيله‌ي فنر و كمك فنر و ...، چرخ‌ها اين قابليت را پيدا مي‌كنند كه كمي نسبت به شاسي ماشين بالا و پايين بروند و به اين واسطه مي‌توان اطمينان حاصل نمود كه هر چهار چرخ خودرو به‌طور كامل با زمين اصطكاك دارند.

هرچند طراحي يك سيستم تعليق براي چرخ‌هاي ربات كمي دشوار است، ولي تنها راهي است كه استفاده از سيستم‌هاي 4-چرخه را براي ما ممكن مي‌سازد.

اما استفاده از سيستم 3-چرخه كمي پيچيده‌تر از سيستم چهار-چرخه است، زيرا در سيستم 4-چرخه به-سادگي مشخص بود براي حركت به هر سمت بايد كدام موتور‌ها حركت كنند، اما در سيستم 3-چرخه كار كمي پيچيده‌تر است، زيرا در همه‌ي حركت‌ها هر 3 موتور درگير هستند، اما سرعت و جهت آن‌ها با يك‌ديگر متفاوت است.

تنظيم سرعت موتور‌ها را مي‌توان با استفاده از PWMها انجام داد. يعني براي هدايت هر موتور از يك PWM ميكروكنترلر استفاده مي‌كنيم. مي‌دانيم كه براي حركت به جلو، عقب، چپ و ... بايد سرعت و جهت هر 3 موتور را تنظيم نمود. براي پيدا كردن سرعت‌هاي مناسب براي حركت ربات در هر جهت را مي‌توان از بحث‌هايي كه در مورد بردارها در دروس دبيرستاني خوانده‌ايد استفاده كرد، اما روش بسيار ساده‌تر و بعضاً كارآمد‌تر، استفاده از روش سعي و خطا است. مثلاً اگر مي‌خواهيم ربات به سمت چپ حركت كند، بايد با كم و زياد كردن عدد PWMها مشخص كنيم هر موتور با چه سرعتي و در چه جهتي حركت كند.

 

در جلسه‌ي چهلم در مورد ربات‌هاي مين‌ياب خودكار و الگوريتم‌‌هاي جستجوي زمين مسابقه توضيح داده شد. يك نكته‌ي بسيار مهم در ساخت ربات‌هايي كه از الگوريتم ‌جستجوي منظم استفاده مي‌كنند وجود دارد كه بايد حتماً به آن توجه كرد. همان‌طور كه گفته شد ربات در اين الگوريتم مي‌بايست به‌صورتي كه در شكل نشان داده شده است، كل زمين مسابقه را جستجو كند.

 


اما مشكل اين است كه ربات در حالت عادي بدون سيستم‌هاي تصحيح حركت نمي‌تواند اين مسير را طي كند، زيرا طول زمين 5 متر است، و در اين مسافت طولاني نمي‌توان مطمئن بود كه ربات مسير مستقيم را طي كند. مثلاً طبق شكل بالا ربات حركت خود را در زمين مسابقه از خانه‌ي (1و1) شروع مي‌كند و انتظار مي‌رود در انتهاي زمين به نقطه‌ي (10و1) برسد، اما به دلايل گوناگون (مثلاً ناهمواري‌هاي سطح زمين يا عدم هماهنگي موتور‌ها) به‌جاي خانه‌ي (10و1) به خانه‌ي (10و2) مي‌‌رسد و در نتيجه بخشي از زمين مسابقه را نمي‌تواند پوشش دهد.

براي حل اين مشكل چند راه وجود دارد (كه البته هيچ كدام هم زياد ساده نيستند)، متداول‌ترين راه براي حل اين مشكل استفاده از قطب‌نماي الكتريكي است. به‌وسيله‌ي قطب‌نماي الكتريكي، ربات مي‌تواند با دقت بسيار بالايي زاويه‌ي خود را نسبت به قطب شمال و جنوب به‌دست آورد، و به‌كمك آن مي‌تواند هرگونه انحرافي را از مسير خود تشخيص دهد. يعني مثلاً اگر ربات 2 درجه به‌ سمت راست منحرف شده باشد (2 درجه به سمت راست چرخيده باشد)، با استفاده از قطب‌نماي الكتريكي مي‌توان اين انحراف را متوجه شد و سپس با فرمان مناسب به موتور‌ها، مسير حركت ربات را اصلاح كرد. استفاده از قطب‌نماي الكتريكي نيازمند آموزش مبحث ارتباط سريال در ميكروكنترلر است، در جلسه‌هاي آينده به اين موضوع مفصلاً خواهيم پرداخت.

نكته‌ي بالا فقط مربوط ربات‌هاي مين‌ياب با سيستم حركتي 4-جهته نيست، بلكه در سيستم حركت ديفرانسيلي(سيستم حركت تانك) هم بايد به اين موضوع دقت كرد، مگر اينكه نخواهيم از الگوريتم جستجوي منظم استفاده كنيم و ربات الزامي به حركت دقيق نداشته باشد. علاوه بر آن در ربات‌هاي فوتباليست دانش‌اموزي هم بايد به موضوع انحراف ربات دقت كرد، در غير اين صورت ربات ممكن است به‌جاي دروازه‌ي حريف، به دروازه‌ي خودش گل بزند.

جلسه‌ي آينده شما را با ليگ ربات‌هاي فوتباليست دانش‌اموزي و ساختار كلي ربات‌هاي آن آشنا خواهيم كرد.

منتظر سوالات و نظرات دوستان عزيز هستم

جلسه‌ي آينده سه شنبه‌ي هفته‌ي آينده بر روي سايت قرار خواهد گرفت.

موفق و پيروز باشيد

دوست شما، فراز اميرغياثوند

 

 



واين نيز تصوير يك نمونه‌ي ديگر از ربات‌هاي 3-چرخه با استفاده از اُمني ويل است:

1388/5/29لينک مستقيم
فرستنده :
رضا HyperLink HyperLink 1388/8/25
مـتـن : آقا پس چا جواب مارو نمیدین؟
الان بار دومه که این سوال رو می پرسم
من ربات ساختم مسیر یاب به و لتاژ 5 کار میکنه اما سرعت و قدرتش خیلی کمه چجوری باید سرعتش رو افزایش بدم با آیسی uln2003 هم حتی خروجی به جای اینکه زیاد بشه کم میشه در حد نیم ولت میشه در حالی که ورودی 5 ولته و باید 7 بیرون بده ! لطفا راهنماییم کنید چجوری ولتاژ را زیاد کنم که درایور به موتور سرعت بیشتری بده!
پاسـخ :سلام رضا جان
عذر خواهی می کنم از بابت تاخیر. شما می تونید از درایور موتور L298 استفاده کنید. در مورد نحوه ی کار با این ای سی می تونید از مطالب همین سایت استفاده کنید. Uln 2003 جریان دهی بالایی نداره و برای راه اندازی موتور، آی سی مناسبی نیست. مگر موتورهایی که جریان بسیار کمی نیاز دارند.
موفق باشید.
فرستنده :
مهناز HyperLink HyperLink 1388/7/9
مـتـن : سلام با تشکر از زحماتتون.سرعت کار خیلی پایینه.می خواستم اگه میشه مطالب بیشتری در مورد ربات مین یاب توی سایت قرار بدید.ً
پاسـخ : سلام دوست عزيز
عذر خواهي مي‌كنم از تاخير مطالب. در مورد مين ياب اگر سوال مشخصي داريد حتماً در خدمت هستم، اما در اين بخش بنا نيست كه بيش از اين وارد بحث تخصصي هر ربات بشويم.
پيروز باشيد
فرستنده :
HrHk HyperLink HyperLink 1388/7/9
مـتـن : سلام آقا فراز یه مشکل واقعا اساسی دارم که بد جوری کارمو مختل کرده:
برای ساخت پروگرمرSTK200/300 پایه 6و7و9و10 از پورت LPT را فهمیدم باید کجا وصل کنم اما پایه 24 را نه و اینکه پایه ی 18 تا 25 را هم باید وصل کنیم این همه پایه که به 5 رشته سیم وصل نمیشن در ضمن مقاومت کجا و چطور وصل شه و اینکه آیا باید میکرو موقع پروگرام شدن به باتری وصل شه؟
شرمنده از این همه سوال. بابت همه چیز ممنونم
در ضمن فکر کنم فرمول PWM اشتباه باشه چون گریه ی منو در اورد امید وارم در ماه مبارک اجر کار نیک خود را بگیرید
پاسـخ :سلام دوست عزيز
خوب خودتون كه گفتيد، پايه‌هاي 18 تا 25 همگي به GND وصل مي‌شوند، 24 هم شامل اين پايه‌ها است. اين پايه‌ها را در داخل خود سوكت توسط يك سيم از پشت به هم وصل مي‌كنيد.
فرمول PWM هم اصلاح شده است و شكل صحيح آن در سايت قرار داده شد.
پيروز باشيد.
فرستنده :
Nazanin HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : tanx a lot
پاسـخ :ممنون
فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : سلام آقاي اميرغياثوند، من دانشجو هستم. اما رباتيك در حد يك ربات مسير ياب ساده بلد هستم.زبان c رو بلدم،رشتم سخت افزاره ,avr هم كمي بلدم.به نظرتون براي مسابقات خوارزمي ميتونم شركت كنم؟ البته من عضو هيچ تيمي نيستم.و از دانشگاهمونم يك تيم در اين مسابقه شركت ميكنند.ميشه به صورت آزاد در اين مسابقات شركت كرد؟ساده ترين ربات در اين مسابقه چيه؟
پاسـخ : سلام دوست عزيز
به نظر من شما سعي كن با همون تيمي كه در دانشگاهتون در حال فعاليت هستش همكاري كنيد، خودتون اگر بخواهيد اين كار رو به تنهايي انجام بديد خيلي كارتون سخت خواهد بود و شايد حتي نشدني. خير، بايد حتماً از طرف يك مركز آموزش عالي در مسابقات شركت كنيد.
پيروز باشيد
فرستنده :
مرتضی HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : من هنوز تمام مطالب رو نخوندم ولی آقا فراز دعا می کنم که خدا روز به روز علمت رو افزایش بده چون به نظر من شما لیاقتش رو داری
پاسـخ : سلام مرتضي جان
ممنونم از لطفت.پيروز باشي
فرستنده :
فاطمه HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : با عرض سلام و خسته نباشید
با استفاده از آموزش عالی شما،تصمیم به ساختن یک ربات مسیریاب گرفته ام.میخواستم بپرسم حالا که استفاده از میکروکنترلر را یاد گرفته ایم،آیا باید قسمت هایی از مداری که در جلسه نوزدهم وجود دارد را حذف کنیم یا تغییری ایجاد کنیم،اگر امکان دارد درباره ی آن توضیحی کامل بدهید.سوال دیگری که داشتم این بود که ربات مسیریاب از کی کارش را شروع میکند؟یعنی مدارهای ربات همیشه فعال هستند و به محض اینکه آنرا روی خط قرار دهیم الگوریتم را اجرا میکند یا اینکه باید مثلا کلیدی در مدار تعبیه کنیم که با فشردن آن موتورها فعال شوند؟(مثلا با فشردن آن به پایه های 6 و 11 آی سی l298ولتاژ5 ولت وصل شود ).سوال دیگری هم داشتم درمورد گیرنده های نوری.آیا درصورتی که مدار شماره ی2(که در جلسه 14 فرمودید)را برای آنها ببندیم،در صورتیکه نور زیاد از محیط دریافت کنند و ولتاژ آنها افزایش یابد،حتما این ولتاژ بین دو و نیم تا پنج ولت خواهد بود؟(که با وارد شدن به پایه های ورودی میکروکنترلر منطقی شده و پنج ولت بشوند)یا اینکه امکان دارد این ولتاژ آنها بیشتر از 5 ولت شود و در اینصورت باید چکار کرد؟
ببخشید که اینقدر سوال کردم(اگر از شما نپرسیم،از که بپرسیم؟!)ممنون از راهنمایی های شما
پاسـخ : سلام دوست عزيز
آفرين؛ خيلي عاليه، براتون آرزوي موفقيت مي كنم.
بله، اون مطالب مربوط به زماني بود كه شما كار با ميكرو كنترلر را بلد نبوديد، حالا كه ياد گرفتيد نيازي به استفاده از اون مدار‌هاي مقدماتي نيست. شما بايد از ميكروكنترلر استفاده كنيد و در كنار اون براي راه اندازي موتورها از درايور‌هايي كه معرفي شده، مثل L298. البته ساختن ربات با ميكروكنترلر خيلي پيچيده‌تر است و اگه بخواهيد زود جا بزنيد موفق نخواهيد شد، اميدوارم در روند كار هيچوقت دلسرد نشويد همواره با اعتماد به نفس به تلاشتون ادامه بدهيد.اينوطري حتماً به نتيجه خواهيد رسيد.
در مورد سوال دوم: شما يك كليد معمولي بر روي سيم باطري يا منبع تغذيه ببنديد و هر وقت ربات را بر روي زمين گذاشتيد، كليد را روشن كنيد.
جواب سوال سوم: خير، هيچوقت ولتاژ آن بيشتر از 5 ولت نخواهد شد، زيرا مدار سنسور با ولتاژ 5 ولت تغذيه مي‌شود. اماوقتي مقاومت‌ مدار را تغيير دهيم، ممكن است كمتر از 2.5 ولت شود.
پيروز باشيد
فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : با عرض سلام و خسته نباشید
شما در جلسه ی سی و پنجم فرمودید:
"در حقيقت ولتاژ خروجي از رابطه‌ي ساده‌ي زير به دست مي‌ايد:"
(طول بازه‌ا‌ي كه خروجي 0 است) / ( طول بازه‌اي كه خروجي 1 است)
پس طبق رابطه‌ي بالا،براي ايجاد ولتاژ 4 ولت، مي‌توان به جاي استفاده از بازه‌هاي 8 و 2 ميكرو ثانيه‌اي، از بازه‌هاي 4 و 1 ميكرو‌ ثانيه‌اي استفاده كرد. (يعني 4ميكرو ثانيه 5ولت، 1 ميكرو ثانيه 0 ولت) زيرا: 2÷ 8 = 1÷4
من کمی گیج شده ام.زیرا برحسب این رابطه ای که شما فرموده اید،برای ایجاد ولتاژ دو ونیم ولت،باید عدد دو ونیم بر یک (یا پنج بر دو)تقسیم شود.به عبارتی،2و ونیم میکرو ثانیه خروجی یک و یک میکرو ثانیه خروجی صفر باشدیا 5 میکروثانیه خروجی یک و 2 میکرو ثانیه خروجی صفر باشد.در این صورت ولتاژ خروجی دو و نیم ولت خواهد بود.واگر 5میکروثانیه خروجی یک و 5میکروثانیه خروجی صفر باشد،براساس رابطه ای که فرمودید،ولتاژحاصل یک ولت خواهد بود.لطفا مرا راهنمایی کنید.
همچنین واقعا ممنونم از آموزش عالیتون
پاسـخ : سلام دوست عزيزم
از دقت نظر شما بسيار ممنونم، نكته‌ ي بسيار مهمي رو گوشزد كرديد، اشتباه از بنده بود، رابطه‌ي صحيح اين است:
(طول كل بازه) / ( طول بازه‌اي كه خروجي 1 است)
جلسه‌ي 35 رو هم اصلاح كردم. پيروز باشيد
فرستنده :
aram HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : tashakor.
پاسـخ : ممنونم
فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1388/6/30
مـتـن : با تشکر از مطالب خوب شما.
پاسـخ :ممنونم دوست عزيز
نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 

 

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 

سرویس‌های رشد:

فهرست:

وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران (رشد)