Miss zahra
متخصص بخش تکنولوژی
خلاصه : ربات لابيرنت يك ربات هوشمند است. ميتوان گفت يك نمونه بسيار ساده از هوش مصنوعي در آن به كار برده شده است. به طور كلي اطلاعات محيط اطراف كه به صورت فيزيكي است در ابتدا به اطلاعات الكتريكي تبديل ميشود که اين كار به وسيله سنسورها صورت مي گيرد. در این پروژه راه اندازي سنسورها با یک شیوه جدید استفاده از PLL صورت میگیرد که سرعت حرکت را بالا برده و اثر نویز را از بین میبرد. كار ربات لابيرنت حل صفحه Maze است. اين ربات مي تواند از بين ديواره هاي يك الگوي Maze عبور كند، به ديواره ها برخورد نكند، وارد مسير بسته نگهداري نشود، وارد خانه تله نشود، خانه مقصد كه مختصات آن از قبل داده شده است را بيابد، در آن خانه توقف كند و يك LED را به منظور اتمام عمليات جستجو، روشن نماید.
1- مقدمه
هوش مصنوعی دانش جوانی است که از سال 1956 میلادی آغاز شده است. اولین کار جدی در این زمینه توسط وارن مک کلود و والته پیتر انجام شده است.
در ربات لابیرنت یک نمونه از هوش مصنوعی استفاده گردیده است، که توانایی تصمیم گیری به ربات را میدهد. در ابتدا اطلاعات محیط اطراف که به صورت فیزیکی است توسط سنسورها و ترانسدیوسرها به اطلاعات الکتریکی تبدیل میشود. اطلاعات الکتریکی که همان صفرها و یک ها می باشند، پس از تقویت وارد بخش پردازش شده و در پایان پس از تجزیه و تحلیل اطلاعات نتیجه به صورت یک علامت الکتریکی درآمده و در خروجی بخش کنترلی دستکاه ظاهر میشود که باعث روشن یا خاموش شدن موتورها میگردند.
هر سال درزمینه ساخت ربات های هوشمند درسطح کشور مسابقاتی برگزار می گردد که ربات لابیرنت نیز یکی از رشته های این مسابقات می باشد. در ربات حاضر با نوآوریهایی که در بخش سنسورها، مسیریابی و حرکت صورت گرفته، امید است که این ربات بتواند در این رشته عنوان نخست را کسب کند.
براي جلوگيري از برخورد به ديواره ها در چهار طرف ربات سنسورهای لازم به كار برده شده است كه این سنسورها، قبل از برخورد ربات به ديواره ها آن را تشخيص مي دهند و از برخورد و انحراف ربات جلوگيري مي كنند.
2- مشخصات صفحه Maze
Maze یا همان هزارتو از يك صفحه شطرنجي و ديواره ها تشكيل شده است. ديواره ها طوري روي صفحه چيده شده اند كه چند راه به خانه مقصد وجود دارد و تعدادي راه انحرافي كه بن بست ميباشند. در ضمن تعدادي از خانه هاي صفحه به عنوان خانه تله ناميده ميشود كه ربات نبايد وارد آنها شود. خانه تله با خانه هاي ديگر هيچ فرقي از لحاظ شكل ظاهري ندارند و فقط مختصات آنها به صورت كد باينري داده مي شود. ربات از روی خانه ها و لا به لای دیواره های Maze حرکت میکند و همواره مسیر حرکت را به گونه ای انتخاب می نماید که به خانه مقصد نزدیکتر شود. ممکن است در هنگام مسیر یابی وارد مسیر بن بست گردد. ربات وارد هر مسیر بسته ای که می شود آن را در حافظه ثبت میکند تا دیگر به آن مسیر تکراری باز نگردد.
سنسورهای اطراف، مانع برخورد ربات به دیواره ها میشوند و سنسورهای کف هم مختصات مکانی ربات را به صفحه نمایشگر و سیستم پردازشگر برده و هم انحراف در حرکت ربات را تشخیص میدهند و از این طریق است که ربات، انحراف را اصلاح میکند.
ربات به هنگام رسیدن به خانه تله دور می زند و وارد مختصات تله نمی شود و مسیر دیگری برای رسیدن به مقصد انتخاب می کند هر چند آن مسیر طولانی تر باشد. تصویر شماره (1) یک نمونه از صفحه Maze را نمایش میدهد که برای این پروژه ساخته شده است.
تصویر شماره (1)- یک نمونه از صفحه Maze
3- نيروی محركه
براي به حركت درآوردن ربات از موتورهاي پله اي استفاده شده است. موتورهاي پله اي نسبت به موتورهای DC ساده از دقت بسيار بالايي برخوردار هستند و مي توانند به ميزان كسري از درجه بچرخند و اين توانايي باعث مي شود كه ربات بتواند در هنگام دور زدن دقيقاً به ميزان ْ 90 و يا هر زاويه اي ديگري (حداقل 1.8 درجه) بچرخد.
براي تعيين چپگرد يا راستگرد بودن موتور پله اي نميتوان مانند موتورهای DC ساده جاي قطب مثبت و منفي را عوض كرد بلكه بايد جهت اعمال پالس به موتور را تعویض نمود.
در اين ربات از موتور ( ّْ 1.8 و V 5) استفاده شده است كه مي تواند به ميزان حداقل ْ 1.8 بچرخد. پالس مورد نياز براي حركت موتور از ميكروكنترلر AVR گرفته میشود.
چرخهاي مورد استفاده از جنس پلاستيك خشك ميباشد كه يك لايه لاستيكي نرم در اطراف آن براي افزايش اصطحكاك چرخ با صفحه Maze كشيده شده است. قطر آنها حدود cm8 و ضخامت آنها نیز mm5 است. استفاده از چرخهای فلزی باعث افزایش وزن ربات و کاهش سرعت ان میگردد.
به دليل قدرت بالای این موتورها در اتصال موتور به چرخ، ديگر از گيربكس استفاده نشده است و محور موتور مستقيماً به چرخ وصل میگردد. براي حركت ربات از دو استپرموتور استفاده میشود. سيستم حركتي ربات تقریبا شبيه سيستم حركتي یک تانك ميباشد. هرگاه ربات نياز به چرخش ْ 90 داشته باشد هر دو چرخ طوري عكس يكديگر مي چرخند كه ربات در جاي خودش ْ 90 بچرخد و اگر نياز به چرخش ْ 180 باشد ربات دور نميزند بلكه وضعیت حالت قبل مجددا تکرار میشود.
براي اينكه حركت ربات روي صفحه Maze راحتتر صورت گيرد از دو هرزگرد در دو طرف (زيرشاسي) استفاده شده است كه باعث مي شود وزن ربات روي چرخها نيافتد.
تصویر شماره (2) استپر موتورهای ربات که دو عدد بوده و به چرخها متصل شده اند را نشان میدهد.
تصویر شماره(2)- شمای موتورهای محرک ربات
1- مقدمه
هوش مصنوعی دانش جوانی است که از سال 1956 میلادی آغاز شده است. اولین کار جدی در این زمینه توسط وارن مک کلود و والته پیتر انجام شده است.
در ربات لابیرنت یک نمونه از هوش مصنوعی استفاده گردیده است، که توانایی تصمیم گیری به ربات را میدهد. در ابتدا اطلاعات محیط اطراف که به صورت فیزیکی است توسط سنسورها و ترانسدیوسرها به اطلاعات الکتریکی تبدیل میشود. اطلاعات الکتریکی که همان صفرها و یک ها می باشند، پس از تقویت وارد بخش پردازش شده و در پایان پس از تجزیه و تحلیل اطلاعات نتیجه به صورت یک علامت الکتریکی درآمده و در خروجی بخش کنترلی دستکاه ظاهر میشود که باعث روشن یا خاموش شدن موتورها میگردند.
هر سال درزمینه ساخت ربات های هوشمند درسطح کشور مسابقاتی برگزار می گردد که ربات لابیرنت نیز یکی از رشته های این مسابقات می باشد. در ربات حاضر با نوآوریهایی که در بخش سنسورها، مسیریابی و حرکت صورت گرفته، امید است که این ربات بتواند در این رشته عنوان نخست را کسب کند.
براي جلوگيري از برخورد به ديواره ها در چهار طرف ربات سنسورهای لازم به كار برده شده است كه این سنسورها، قبل از برخورد ربات به ديواره ها آن را تشخيص مي دهند و از برخورد و انحراف ربات جلوگيري مي كنند.
2- مشخصات صفحه Maze
Maze یا همان هزارتو از يك صفحه شطرنجي و ديواره ها تشكيل شده است. ديواره ها طوري روي صفحه چيده شده اند كه چند راه به خانه مقصد وجود دارد و تعدادي راه انحرافي كه بن بست ميباشند. در ضمن تعدادي از خانه هاي صفحه به عنوان خانه تله ناميده ميشود كه ربات نبايد وارد آنها شود. خانه تله با خانه هاي ديگر هيچ فرقي از لحاظ شكل ظاهري ندارند و فقط مختصات آنها به صورت كد باينري داده مي شود. ربات از روی خانه ها و لا به لای دیواره های Maze حرکت میکند و همواره مسیر حرکت را به گونه ای انتخاب می نماید که به خانه مقصد نزدیکتر شود. ممکن است در هنگام مسیر یابی وارد مسیر بن بست گردد. ربات وارد هر مسیر بسته ای که می شود آن را در حافظه ثبت میکند تا دیگر به آن مسیر تکراری باز نگردد.
سنسورهای اطراف، مانع برخورد ربات به دیواره ها میشوند و سنسورهای کف هم مختصات مکانی ربات را به صفحه نمایشگر و سیستم پردازشگر برده و هم انحراف در حرکت ربات را تشخیص میدهند و از این طریق است که ربات، انحراف را اصلاح میکند.
ربات به هنگام رسیدن به خانه تله دور می زند و وارد مختصات تله نمی شود و مسیر دیگری برای رسیدن به مقصد انتخاب می کند هر چند آن مسیر طولانی تر باشد. تصویر شماره (1) یک نمونه از صفحه Maze را نمایش میدهد که برای این پروژه ساخته شده است.
3- نيروی محركه
براي به حركت درآوردن ربات از موتورهاي پله اي استفاده شده است. موتورهاي پله اي نسبت به موتورهای DC ساده از دقت بسيار بالايي برخوردار هستند و مي توانند به ميزان كسري از درجه بچرخند و اين توانايي باعث مي شود كه ربات بتواند در هنگام دور زدن دقيقاً به ميزان ْ 90 و يا هر زاويه اي ديگري (حداقل 1.8 درجه) بچرخد.
براي تعيين چپگرد يا راستگرد بودن موتور پله اي نميتوان مانند موتورهای DC ساده جاي قطب مثبت و منفي را عوض كرد بلكه بايد جهت اعمال پالس به موتور را تعویض نمود.
در اين ربات از موتور ( ّْ 1.8 و V 5) استفاده شده است كه مي تواند به ميزان حداقل ْ 1.8 بچرخد. پالس مورد نياز براي حركت موتور از ميكروكنترلر AVR گرفته میشود.
چرخهاي مورد استفاده از جنس پلاستيك خشك ميباشد كه يك لايه لاستيكي نرم در اطراف آن براي افزايش اصطحكاك چرخ با صفحه Maze كشيده شده است. قطر آنها حدود cm8 و ضخامت آنها نیز mm5 است. استفاده از چرخهای فلزی باعث افزایش وزن ربات و کاهش سرعت ان میگردد.
به دليل قدرت بالای این موتورها در اتصال موتور به چرخ، ديگر از گيربكس استفاده نشده است و محور موتور مستقيماً به چرخ وصل میگردد. براي حركت ربات از دو استپرموتور استفاده میشود. سيستم حركتي ربات تقریبا شبيه سيستم حركتي یک تانك ميباشد. هرگاه ربات نياز به چرخش ْ 90 داشته باشد هر دو چرخ طوري عكس يكديگر مي چرخند كه ربات در جاي خودش ْ 90 بچرخد و اگر نياز به چرخش ْ 180 باشد ربات دور نميزند بلكه وضعیت حالت قبل مجددا تکرار میشود.
براي اينكه حركت ربات روي صفحه Maze راحتتر صورت گيرد از دو هرزگرد در دو طرف (زيرشاسي) استفاده شده است كه باعث مي شود وزن ربات روي چرخها نيافتد.
تصویر شماره (2) استپر موتورهای ربات که دو عدد بوده و به چرخها متصل شده اند را نشان میدهد.