مقاله روبات های مسیر یاب تحت فایل ورد (word)

 

  مقاله روبات های مسیر یاب تحت فایل ورد (word) دارای 24 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله روبات های مسیر یاب تحت فایل ورد (word)   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله روبات های مسیر یاب تحت فایل ورد (word) ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله روبات های مسیر یاب تحت فایل ورد (word) :

روبات های مسیر یاب

معرفی روبوت های مسیر یاب
در این بخش سعی داریم ابتدا وظایف و فعالیت های روبوت های مسیر یاب را برای شما شرح دهیم و امیدواریم بتوانیم اطالاعات جامعی را در اختیار شما قرار دهیم:
روبوت های مسیر یاب معمولا به دو دسته ی ساده و ویژه(عکس بالا) تقسیم بندی می شوند که در بخش ساده روبوت ها توانایی دنبال کردن یک خط را دارا می باشند که این از توانایی های عمومی روبوت های مسیر یاب است اما ویژگی هایی که روبوت های مسیر یاب ویژه را از روبوت های ساده متمایز می کند توانایی عبور کردن از مسیر های سخت و دشوار است که در این حالت روبوت می تواند از مسیر هایی مثل دست انداز ، چاله ی آب ، شیب 45 درجه و; عبور کند.
آشنایی با نحوه ی فعالیت روبوت ها ی مسیر یاب
هر چند روبوت های مسیر یاب می توانند در طرح ها و انواع مختلف ساخته شوند اما در مجموع فلسفه ی کار آن ها مشابه است. به طوری که در همه ی روبوت های مسیر یاب اطلاعات توسط میکرو کنترلر از حسگر ها گرفته می شود و بعد از پردازش دستورات لازم به موتور ها انتقال می یابد و این عمل به طور متناوب تکرار می شود که در این بین آی سی های الکترونیکی و قطعات مختلف قرار می گیرند.

بخش های مختلف روبوت های مسیر یاب
روبوت های مسیر یاب به طور کلی از سه بخش مکانیک ، الکترونیک و نرم افزار تشکیل می شود که در اینجا به شرح وظایف و معرفی قسمت های مختلف آن می پردازیم:
مکانیک : این بخش از مهمترین بخش های روبوت های مسیریاب است به طوری که در صورت نقص در این بخش قسمت های الکترونیم و نرمافزار هم کارآیی خود را از دست می دهند. این بخش از قسمت های مختلف تشکلی می شود که در اینجا به شرح آن ها می پردازیم:
مهمترین قسمت بخش مکانیک شاسی یا بدنه است می تواند هر صفحه ای باشد البته سبک و در صورت امکان عایق.
و قسمت دیگر چرخ ها هستند چرخ ها از قسمت های مهم روبوت های مسیر یاب می باشند که در انتخاب آن ها باید نکات مهمی از جمله اندازه قطر چرخ ها ، اندازه عرض چرخ ها و میزان اصطحکاک با زمین رعایت شود.
البته در روبوت های مسیر یاب معمولا از دو چرخ اصلی و ثابت استفاده می شود که به موتور ها متصل است

و از یک یا دو چرخ به عنوان چرخ هرزگرد که در جلوی روبوت تعبیه می شود

الکترونیک : این قسمت یکی از مهمترین قسمت های روبوت است که البته قسمتی است که بیشترین زمان را نیاز دارد که خود از قسمت های مختلف تشکیل می شود و در اینجا آن ها را نام می بریم:
1- برد اصلی
2-برد سنسور
3-کنترل موتور ها
در اینجا به توضیح کوتاهی در مورد هر یک از این قسمت ها می پردازیم:
1- برد اصلی : این برد همانطور که از نامش پیداست جز اصلی ترین قسمت های روبوت است که وظیفه اخذ اطلاعات ، پردازش اطلاعات و صدور دستور های لازم به دیگر قسمت ها را بر عهده دارد. به طوری که اطلاعات مورد نیاز را از سنسور ها گرفته و بعد از پردازش آن ، دستورات لازم را با توجه به Programing به موتور ها صادر می کند.
2-برد سنسور: این برد یکی از قسمت های ربات است که نیاز به ظرافت کاری زیادی دارد . سنسور ها به همراه اتصالات مربوط به سنسور ها باید بر روی این برد قرار گیرد .
3- کنتل موتور ها : موتور ها معمولا در هنگام طبقه بندی در قسمت مکانیک قرار می گیرند اما کنترل آن ها در قسمت الکترونیک قرار می گیرد . اما از آن جا که کنترل موتور ها از اهمیت فراوانی برخوردار است ، ما موتور ها را هم در این بخش به شما معرفی می کنیم. کنترل موتور ها به توانایی های موتور و اطلاعات پردازش شده بستگی دارد.
در اینجا هر یک از این قسمت ها را به تفصیل بیان می کنیم
1- برد اصلی : ما در برد اصلی باید از المان هایی استفاده کنیم که بتوانیم اطلاعات مورد نیاز را از فرستنده سنسور ها دریافت نماییم و سپس بتوانیم با استفاده از میکرو کنترولر ها اطلاعات را پردازش کرده و بوسیله چند آی سی دستورات لازم را به موتور ها صادر نماییم .
پیشنهاد می شود برای در یافت اطلاعات از فرستنده سنسورها از apamp ها استفاده کنیم و بهتر است برای تنظیم ولتاژ apamp ها از پتانسیومترها استفاده کنیم بدین ترتیب می توانیم با اتصال apamp ها به میکروکنترلر اطلاعات را از سنسورها دریافت نماییم .

بررسی سیستم روبات مسیریابی :
بر روی زمین خطی سیاه رنگ متمایز از زمینه روشن تصور کنید . پهنای این خط در حدود دو سانتی متر و طول انرا نامحدودبا پیچ وخمهای فراوان تصورکنید تئوری میگوید وقتی نور به جسمی کدر یا سیاه رنگ برخورد می کند قسمت بیشتری از نورجذب ان می شود و مقدار کمی از ان باز تابیده میشود و وقتی نور به جسمی روشن و سفید بتابد قسمت زیادی از نور را باز می تاباند و قسمت کمی را جذب می کند پس میتوان سفید یا سیاه بودن دو جسم را با اندازه گیری نوربازتابیده شده ازان حدس زد کافی است یک منبع نورانی داشته باشیم که نور رابه طرف جسم مورد نظر بتاباند ودرهمان حال یک سنسورنوری میزان نور بازتابش را اندازه گیری کند مطمئنا برای دو جسم با رنگهای مختلف یا دو جسم سفید وسیاه میزان باز تابش متفاوت ثبت خواهد شد.
انجام ازمایش بالا درتاریکی ممکن است به نتایج خوبی منجر شود اما در محیطی مثل محیط اتاق انواع و اقسام منابع نوری را داریم .همچنین باید در نظر داشته باشیم که سنسورنوری مابرروی روباتی قرار دارد که همواره در حال حرکت است و نسبت به منابع نوری در اتاق درزاویه های تاریک و روشن واقع میشود اگر محیط با لامپهای فلورسنت روشن میشود.
مساله از این هم بدتراست چون لامپهای فلورسنت در هر ثانیه صد بار روشن وخاموش میشوند و سنسورها این مطلب را حس خواهند کرد اگر تلویزیون هم در محیط روشن باشدحرکت تصاویر نور محیط را دچار تغییر خواهد کرد.

راه حل چیست؟
راه حل اول :
راه حلی که ما پیشنهاد میکنیم استفاده ازدو نوع نور است دراصل استفاده از دو طیف نوری مجزا. سعی میشود نور اتاق نور لامپهای فلورسنت باشد وازلامپهای معمولی رشته ای و نور خورشید حتی المقدور اجتناب شود .
نور لامپهای فلورسنت در اصل درطیف نزدیک به نورماورابنفش قراردارد که با ماده فسفرسانس میزانی ازان را به نور مرئی تبدیل می کنند با این وجود لامپهای فلورسنت نور قرمز یا مادون قرمز ندارند.درصد نور مادون قرمزتولیدی توسط این لامپها بسیارناچیزاست درعوض لامپهای رشته ای به میزان زیادی نورمادون قرمز ونورقرمزدارندونور ماورابنفش تولیدی توسط لامپهای رشته ای بسیار ناچیز و قابل صرفنظراست روی این اصل ما درسیستمی که قرار است مسیر سیاه رادرزمینه سفید تشخیص دهد از لامپهای مادون قرمز استفاده می کنیم دیودهایLED وجود دارند که در طیف مادون قرمز کار می کنند این دیودها نور مادون قرمز غیرمرئی تولید می کنند .
سنسورهای نور مادون قرمز هم در بازار یافت میشوند سنسورهایی که فقط با نور مادون قرمز تحریک میشوند طبق قراری که با هم گذاشتیم در اتاق فقط از لامپهای فلورسنت استفاده می کنیم که در طیف مادون قرمز تداخلی ایجاد نمی کنند .
راه حل دوم:
راه حل دیگری هم هست که دقیق تر عمل می کند و این حساسیت های بی مورد را ندارد اما روش پر هزینه ای می تواند یاشد صرفنظر از اینکه نور اتاق حاوی کدام یک از طیف های نوری است منبع های نوری مسیر یاب به صورت لحظه ای کار میکنند سعی می شود میزان نور برخوردی به یک سطح نیمی از یک مقدار مبنا باشد .
برای لحظه ای کوتاه دیود نور گسیل را روشن می کنیم و میزان نوری را که منعکس شده را اندازه میگیریم حال دیود نور گسیل را خاموش می کنیم و بلافاصله دوباره سطح نور موجود را اندازه گیری میکنیم این مقادیر را توسط AD به صورت دیجیتال به یک پردازنده می دهیم تا از همدیگر کم کند. تفاوت بین دو سطح نوری بیانگر تیره یا روشن بودن سطح مورد نظر می تواند باشداز روش دوم برای جاهای دیگر هم می توان استفاده کرد .
فرض کنید می خواهید میزان دوری یا نزدیکی به دیواری را تخمین بزانید روش بالا می تواند به یک روبات میزان دوری یا نزدیکی به یک دیوار را نشان دهد بدون اینکه روبات به میزان نور محیط ونور موجود حساس باشد.
نحوه تشخیص مسیر چگونه است ؟

ساده ترین کار استفاده از فقط یک چشم الکترونیکی برای تشخیص مسیر سیاه و سفید می باشد. در برنامه نرم افزاری برای روبات اینطور تعریف می کنیم که تا وقتی بر روی مسیر سیاه قرار دارد به سمت جلو حرکت کند هر گاه که مسیر سیاه را گم کرد با توجه به حالت قبلی برای یافتن مسیر به سمت چپ یا راست حرکت کند .
روش بالا مستلزم این است که روبات همواره موقعیت خود را همواره محاسبه و نگهداری کند اگر تعداد چشمها را به سه عدد افزایش دهیم کار راحتتر پیش می رود و به احتمال زیاد احتیاجی به محاسبه موقعیت روبات نباشد زیرا چشم مرکزی همواره باید روی مسیرسیاه قرارداشته باشد ودوسنسور کناری مسیرسفید را رویت کنند هر گاه هرکدام ازسنسورهای کناری خط سیاه را رویت کرد باید روبات به سمت مخالف اصلاح مسیر کند.
هر چقدر تعداد چشمها را زیادتر کنیم برنامه پچیده ترمیشوداما قدرت تشخیص مسیر صحیح بالاتر می رود و امکان مانور بیشتری خواهد بود.
شرح سخت افزاری مدار تشخیص مسیرمداری که در شکل یک مشاهد می کنید داری چهار طبقه است از چهار چشم الکترونیکی یعنی چهار عدد سنسور نور مادمن قرمز استفاده شده است هر سنسور مادون قرمز به طور جداگانه همراه با یک عدد LED مادون قرمز درون یک استوانه فلزی قرار دارد که از یک طرف باز است و به طرف مسیر سیاه وسفید قرارمی گیرد علت اینکه سنسورهارا از هم جدا کرده ایم این است که نور هر LED مادون قرمزبه سنسورمربوط به خودش ارتباط داشته باشد واز تداخل های نوری با سایر سنسورها جلوگیری شود.
ازسه عدد سنسور در یک ردیف و از سنسور چهارم در پشت سر انها استفاده شده است .

شرح عملکرد روبات

روباتی که در اینجا تصمیم به تو ضیح نحوه ساخت آنرا دارم بروی زمینه سفید بدنبال خط مشکی حرکت میکند. میکروکنترلر مورد استفاده در روبات ATmega8 می باشد. و کدهای برنامه روبات با استفاده از نرم افزار BASCOM ایجاد شده اند.

روبات شامل دو موتور در طرفین خود می باشد، که جهت حرکت به جلو هر دو موتور را روشن می کند، زمان دور زدن به چپ موتور سمت چپ خاموش و موتور سمت راست روشن می شود و برای دور زدن به سمت راست موتور سمت راست خاموش و موتور سمت چپ روشن می شود. البته موتورهای بکار رفته DC موتور بوده و جهت کاهش سرعت و در نتیجه کنترل دقیق تر روبات از موتورهایی با گیربکس سرخود استفاده شده، که قیمت آن در بازار جمهوری تهران 7000 تومان است در صورتی که به این نوع موتور دسترسی ندارید میتوانید از موتورهای اسباب بازی گیربکس دار استفاده کنید، در غیر این صورت بایستی خودتان گیربکس را بسازید دقت داشته باشید که دور نهایی چرخش چرخهای روبات 60 دور بر دقیقه باشد.

برای تشخیص مسیر از دو LED پر نور استفاده شده که سطح مسیر حرکت را روشن می کنند و انعکاس نور به فتو رزیستورهای قرار گرفته در زیر روبات برخورد می کند. اگر روبات روی خط باشد مقدار نور منعکس شده حداقل بوده و در نتیجه مقدار مقاومت آن افزایش میابد و ولتاژ دو سر آن افزایش می یابد و میکروکنترلر از روی این تغییر ولتاژ متوجه وجود خط می گردد.(در غیر این صورت نور منعکس شده زیاد بوده، مقدار مقاومت فتورزییستور کاهش میابد و ولتاژ دوسر آن کاهش میابد.)پس همانطور که ذکر شد میکرو کنترلر تغییرات ولتاژ فتورزیستور را احساس میکند. من برای این کار از مبدل های درونی آنالوگ به دیجیتال میکرو استفاده کردم. البته دو عدد فتورزیستور به همراه دو LED جهت تشخیص طرفین مسیر استفاده شده.

برنامه روبات به زبان BASIC نوشته شده در محیط BASCOM :

$regfile = “m8def.dat”
$crystal = 8000000

Config Portd = Output ‘Portd used for control motor
Config Adc = Single , Prescaler = Auto
Start Adc ‘Start Analog to Digital Converter

Dim S1 As Word ‘S1 Right Sensor
Dim S2 As Word ‘S2 Left Sensor

Portd = 0
Wait 3

Do

S1 = Getadc(3) ‘Read Sensor 1
S2 = Getadc(5) ‘Read Sensor 2
‘portd.0 right motor
If S2 > 400 Then Set Portd.0
If S2 < 300 Then Reset Portd.0

‘portd.2 left motor
If S1 > 400 Then Set Portd.2
If S1 < 300 Then Reset Portd.2

Loop
End ‘end program

لیست قطعات مدار روبات:
میکرو کنترلر ATmega8 یک عدد

–آی سی رگولاتور7805 یک عدد

–آی سی ULN2803 یک عدد

–موتور 5 ولتی با گیربکس و دور بر دقیقه 60 دو عدد

–رله 5 ولتی دو عدد
–دیود 1N4001 دو عدد

–مقاومت 10کیلو اهمی دو عدد

–مقاومت 330 اهمی دو عدد

–فتورزیستور کوچک دو عدد

–دیود نورانی سفید پر نور دو عدد

–خازن 330 میکروفاراد دو عدد

–برد هزار سوراخ 115 در 65 سانتی متر

.::لیست قطعات مکانیک روبات::.

–چرخ ماشین اسباب بازی کوچک دو عدد

–فولی ضبط صوت جهت چرخ وسط یک عدد

–پیچ اسپیسر (Spacer) سه سانتی به همراه مهره چهار عدد

–ترمینال برق چهار خانه یک عدد

–تخته سه لا 12 در 12 سانتی متر

مراحل ساخت مکانیک روبات :

 

ساخت ربات های مسیر یاب کاری نسبتا ساده میباشد ، برای ساخت ربات شما نیاز به دانش برنامه نویسی برای پردازنده و رباتیک برای ساخت قسمت متحرک دارید ، شما همچنین باید طریقه کار با سنسور ها را بدانید ، در ادامه شما را با کلیه مراحل ساخت ربات مسیر یاب اشنا میکنیم .
یک ربات مسیر یاب از بخش های کلی زیر تشکیل میشود که در ادامه هر یک را بررسی میکنیم :
بدنه ربات
مدار تغذیه
قسمت حرکت
بخش سنسور ها و فرمان
پردازنده و برنامه نویسی
بدنه ربات:
برای بدنه ربات ، شما میتوانید از هر جسمی استفاده کنید اما این جسم باید دارای شرایط زیر باشد:
– سبک باشد
– محکم باشد
– امکان سوار کردن اجزا روی ان وجود داشته باشد.
– امکان ایجاد تغیر در شکل ان باشد .
-جمع جور باشد.
با توجه به مطالب بالا بهترین گزینه برای بدنه ربات پلاستیک میباشد ، شما میتوانید از شاسی ماشین های اسباب بازی یا از شاسی های اماده موجود در بازار استفاده کنید . در یک ربات معمولا پردازنده و قسمت فرمان در وسط بدنه ، موتور ها در طرفین ، سنسور ها در جلو ، و باطری در عقب قرار میگیرد . همچنین کلیه اجزا توسط پیچ و مهره یا چسپ حراراتی یا .. (بهتر است از پیچ و مهره استفاده شود )محکم به بدنه چسبانده میشوند . برای حفاظت از پردازنده در مقابل نویز یک روکش فلزی روی قسمت فرمان قرار میگیرد . همچنین برای جلوگیری از دستگاری مدارات و اجزای ربات حتما برای بدنه یک روکش مناسب تهیه کنید ، بطوری که فقط چرخ ها بیرون باشد و بس .

>>>> من خودم از برد ربات به عنوان بدنه استفاده میکنم و همه اجزا رو محکم روی فیبر لحیم میکنم

توجه >>>
1- از انجا که در هنگام حرکت ، ربات لرزش خفیفی دارد ف به هیچ وجه از چسب حراراتی برای جسابندن موتور ها و سایر قطعات استفاده نکنید ، در صورت استفاده از پیچ مهره حتما از مهره فنر در زیر مهره استفاده شود .

RE: اموزش ساخت ربات مسیر یاب

قسمت حرکت :
این قسمت در اقلب ربات ها مشتر ک هست و بسته به امکانات موجود میتوانید از هر روش استفاده کنید .
1- سیستم حرکت چهار چرخ (اگه اسمش این نیست بگید )

در این روش ربات دارای چهار چرخ میباشد ، چرخ های سمت راست توصط چرخدنده های به هم متصل شده اند ، دو چرخ سمت چپ نیز همین گونه اند ، برای گردش ربات ، چرخ های یک سمت برعکس میچرخند ، مثلا فرض کنید ربات به سمت راست گردش میکند ، در این صورت چرخ های سمت راست ، برعکس میچرخد ، چرخ های سمت چپ نیز به صورت عادی گردش میکند

 

کلمات کلیدی :