آموزش ساخت ربات مسیر یاب:

آموزش ساخت ربات مسیر یاب:

فروشگاه رباتیک,فروشگاه الکترونیک,خرید ربات,فروش ربات,ساخت ربات,طراحی ربات,ربات مسیریاب ,ربات مسیریاب حرفه ای,ربات مسیریاب پیشرفته ,ربات نعقیب خط,liner robot


برای ساخت ربات مسیریاب چند اصول کلی را باید رعایت کرد و همچنین باید با الکترونیک ,مکانیک, برنامه نویسی تا حد ساده ای آشنایی داشته باشید.

ساخت ربات مسیریاب روش های متنوعی دارد که در زیر بیان میشود:

  • ربات های مسیریابی که با استفاده از سنسور های مادون قرمزIR راه اندازی میشوند.
  • ربات های مسیریابی که با استفاده از پردازش تصویر مسیر خود را جستجو میکنند.

البته استفاده از ربات های نوع اول خیلی رایجتر است و در مسابقات ربات مسیر یاب کلا از این نوع ربات ها استفاده میشود.

نوع دوم برای مکان های صنعتی و نیمه صنعتی که نویزهای متغیر نوری وجود دارد به جای استفاده از سنسورهای مادون قرمز از دوربین استفاده میشود.

هر دو نوع ذکر شده در بالا مهم هستند ولی هر کدام در جای خود استفاده میشود و هزینه های متفاوتی با هم دارند و معمولا نوع دوربین دار خیلی پر هزینه و از لحاظ سایز بزرگتر میباشد.

ربات مسیر یاب با سنسور مادون قرمز
ربات مسیر یاب دوربین دار

برای ساخت ربات مسیریاب که در این مقاله نمی خواهیم که به مسائل تکراری بپردازیم و مستقیما به مسائل اصلی می پردازیم.

ربات مسیر یاب با سنسور مادون قرمز
ربات مسیر یاب با سنسور مادون قرمز

همانطور که می دانید رباتیک مجموعه ای از علوم الکترونیک مکانیک و کامپیوتر می باشد و  برای ساخت ربات مسیریاب این علوم را تا حدی که بتوانید یک ربات را طراحی کرده و آن را بسازید.

ربات های  مسیریاب را از لحاظ تعداد سنسورها می توان به چند بخش تقسیم کرد و این را بدانید که افزایش تعداد سنسور ها در ربات مسیر یاب تا حدی باعث افزایش دقت در مسیریابی ربات می شود.

ربات مسیریاب ۴ سنسوره:

آموزش ساخت ربات مسیر یاب
آموزش ساخت ربات مسیر یاب

ربات مسیریاب ۸ سنسوره:

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

ربات مسیریاب ۱۶ سنسوره:

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

برای ربات مسیریاب در تعداد بالای ۱۶ سنسور کلا از همین چیدمان های بالا میتوان استفاده کرد البته تعداد سنسورهای ربات مسیر یاب به سلیقه و محاسبه طراح,میتواند تغییر کند.

 البته شما می توانید خارج از این دسته ها تعداد سنسور ها را کم و زیاد کنید ولی اعم استفاده از سنسورها در این تعداد می باشد.

دلیل این دسته بندی ها, آی سی هایی است که در  کنترل ربات مسیریاب استفاده می شوند و تعداد پایه هایی که دارند نزدیک به این تعداد سنسور است.

برای مثال اگر شما برای ساخت ربات مسیریاب می خواهید از میکروکنترلر tini13 استفاده کنید .فقط میتوانید تا سقف ۴ سنسور به آن وصل کنید .

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

هر چند با استفاده از گیت های منطقی میتوانید تعداد سنسورها را افزایش دهید ولی اگر بخواهید مستقیم هر سنسور را به یک ورودی میکرو وصل کنید , نمیتوانید تعداد بیشاری وصل کنید.

اگر میخواهید ربات ۸ تا ۱۸ سنسوره طراحی کنید میتوانید از atmega8 و atmega48 استفاده کنید که تقریبا ۳۲ پایه ورودی خروجی دارد.

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

و برای طراحی ربات ۲۴ سنسور به بالا میتوانید از میکرو atmega32 or atmega16 استفاده کنید که تعداد پایه های ورودی خروجی آن تقریبا ۳۲ عدد میباشد.

سایز روبات مسیریاب:

سایز ربات ارتباط مستقیمی با استفاده از قطعات الکترونیکی و سایز موتور ها دارد.

برای مثال:

شما احتمال دارد بخواهید ربات مسیریابی با سایز ۸*۸ سانتی متر طراحی کنید در این صورت شما نمی توانید که از میکروکنترلر های سایز بزرگ و یا تعداد سنسورهای زیادی استفاده کنید و محدودیت فیزیکی خواهید داشت .

پس قبل از خرید و اقدام برای ساخت ربات سایز ربات مسیر یاب خود را تعیین کرده و طبق محدودیت اندازه مناسبترین قطعات مکانیکی و الکترونیکی را انتخاب کنید.

خود ربات مسیریاب را می توان به چند بخش تقسیم کرد که مهم ترین این بخش ها در زیر بیان می شود:

  • بخش بدنه ربات  مسیریاب
  • بخش سیستم حرکتی ربات مسیریاب
  • بخش سنسور ربات مسیریاب
  • بخش کنترل ربات مسیریاب
  • بخش  منبع تغذیه ربات مسیریاب

در طراحی بدنه ربات مسیر یاب نیازمند اصول مکانیکی خاصی نیست و تقریباً مکانیک  یک ربات مسیریاب را

می توان به سادگی ساخت برای مثال چند روش برای مکانیک ربات مسیریاب وجود دارد.

روش اول بدنه ربات:

استفاده از خود فیبر مدار الکترونیکی به عنوان بدنه ربات مسیریاب یعنی موتور ها و باتری ها بر روی خود فیبر

مدار الکترونیکی نصب می شود و هیچ گونه طراحی خاصی برای بدنه نخواهید داشت.

روش دوم بدنه ربات :

بعضی از افراد در طراحی ربات مسیریاب خود مایل اند که ربات دارای پلتفرم یا بدنه ی شکیل باشد و یا اینکه

دارای بدنه ای مقاوم در برابر ضربات و فشارهای احتمالی باشد.

در بعضی از مسابقات ربات های مسیریاب موانع فیزیکی وجود دارد که ربات احتمال دارد با آنها

برخورد کند و دچار اسیب شود.

البته در قوانین  هر مسابقه تمامی این موانع ذکر خواهند شد و روبات مسیریاب باید این قابلیت را داشته باشد که

با موفقیت از این موانع عبور کند و به مسیر خود ادامه دهد .

  • دیوار
  • حوضچه ی آب
  • موانعی با ارتفاع ۲ الی ۴ سانتی متر
  • شیب های تند

بخش سیستم حرکتی ربات مسیریاب:

طراحی سیستم حرکتی ربات مسیریاب یا همان موتور ها و چرخ های ربات از اهمیت بالایی برخوردار است چرا

که تمامی دستوراتی که از سمت بخش کنترلر و سنسور های ربات دریافت میشود, این بخش اجرا می‌کند.

باید گفت که یک ربات مسیریاب خوب باید دارای سیستم حرکتی خوبی باشد و سرعت و دقت یک روبات مسیریاب

بیشتر به سیستم حرکتی خوب وابسته است .

در انتخاب موتور ها از لحاظ سایز- قدرت – ولتاژ – جریان کشی – دقت بالایی داشته باشید و قبل از خرید

موتور برای ربات , دیتا شیت آن موتورها را مطالعه کنید.

چرخ ربات:

بخشی از ربات مسیریاب که با زمین اتصال مستقیم دارد چرخ های یک ربات مسیریاب می باشد و بخش دیگر

قسمت جلوی ربات که می تواند یک چرخ هرزگرد باشد.

چرخ های یک ربات مسیریاب باید هم دارای وزن مناسب باشند و مهمتر از همه اینها بتواند چسبندگی و استحکاک بالایی را با سطح زمین داشته باشند .

اصطحکاک و چسبندگی چرخ های ربات مسیریاب باید بالا باشد, ولی نباید باعث شود که بار اضافی به موتورها

و مدار راه انداز وارد شود چرا که باعث گرم شدن موتور ها و راه انداز ها خواهد شد .

پخش سنسور های ربات مسیریاب:

سنسورهای ربات مسیریاب مانند چشم ربات عمل می کنند و تمامی اطلاعات محیطی ربات مسیریاب از طریق

سنسور ها به بخش کنترل ربات داده میشود.

سنسور های ربات مسیریاب باید به نحوی جاگذاری شوند که بالاترین دقت و کمترین نویز را به واحد کنترل

ارسال کنند.

 برای سنسور های ربات می توان از پکیج های فرستنده گیرنده مادون قرمز که به صورت یکپارچه و آماده در

بازار موجود می باشد استفاده کرد مانند شکل زیر :

فرستنده گیرنده ی مادون قرمز ربات مسیر یاب
فرستنده گیرنده ی مادون قرمز ربات مسیر یاب

و هم می‌توان از فرستنده مادون قرمز و گیرنده مادون قرمز به صورت مجزا استفاده کرد که در زیر نمایش داده شده :

فرستنده گیرنده ی مادون قرمز ربات مسیر یاب

فرستنده گیرنده ی مادون قرمز ربات مسیر یاب

سنسورهای فرستنده و گیرنده مادون قرمز حساسیت به نور خورشید دارند و تقریبا نور آفتاب می توانند به 

عنوان نویز در بخش سنسور های ربات مسیریاب عمل کنند و دستورات نادرستی به بخش کنترل ربات بده

و ربات را از مسیر خود منحرف کنند پس بخش سنسورهای ربات یا همان چشم های ربات مسیر یاب باید از

قطعات اورجینال و مقاوم و دارای دقت بالا استفاده شوند.

هنگام خرید, این اطلاعات را می توانید از فروشنده دریافت کنید و یا به دیتاشیت هر قطعه مراجعه کنید

چون از لحاظ ظاهری شباهت های زیادی با هم دارند و تقریبا تفاوت آنها را می توانید از فروشنده دریافت

کنید.

در بیشتر روبات‌های مسیریاب , سنسور ها با سطح زمین ارتباط دارند و تقریبا  ربات در هنگام حرکت

, سنسورها را به سطح زمین می ساید و باعث ایجاد اختلال در مدار سنسور ربات شود.

ارتفاع سنسور ها را تا حدی تنظیم کنید که یک میلی متر از سطح زمین فاصله داشته باشند چون اگر این

فاصله زیاد شود هر چند باعث می شود سنسور ها سالم باشند ولی اطلاعات ارسالی به سمت ربات

نادرست باشد .

زاویه دید این سنسور ها تقریبا ۳۰ درجه می باشد و این سنسور ها چون که در کنار هم چیده شده اند می توانند در

کار هم دخالت کنند و اطلاعات خود را جابجا کنند .

در بعضی از ربات های مسیریاب یک کاور فیزیکی طراحی می شود و بر روی سنسور ها نصب می شود تا از

ورود نویز های نوری به بخش سنسور ربات جلوگیری شود.

بخش کنترل ربات مسیریاب:

 بخش کنترل ربات مسیریاب

بخش کنترل ربات مسیریاب

بخش کنترل ربات مسیریاب قسمتی است که اطلاعات بخش سنسور ربات را دریافت می کند و بعد از اینکه

اطلاعات دریافتی از سمت سنسور را پردازش کرد آنگاه دستورات لازم را به موتور ها میدهد.

طراح ربات مسیریاب باید با الگوریتم های برنامه نویسی ربات مسیریاب آشنایی داشته باشد و بتواند

بهترین الگوریتم را برای ربات مسیریاب انتخاب کند .

بخش برنامه نویسی ربات مسیریاب از اهمیت بالایی برخوردار است.

الگوریتم خوب سریع و دقیق باعث ساخت ربات مسیریاب خوبی خواهد شد که مسیر را بدون خطا و با بهترین کنترل به آخر رساند.

در بخش برنامه نویسی ربات های مسیریاب چند بخش است که طراح باید آنها را رعایت کند:

  • دریافت اطلاعات از سمت سنسورهای ربات
  • الگوریتم نویسی و یا برنامه نویسی مناسب برای ربات
  • دستورات ارسالی به سمت موتورهای ربات مسیریاب

پخش منبع تغذیه و باتری ربات مسیریاب:

ربات های مسیریاب برای تامین انرژی الکتریکی خود هم میتوانند از آداپتور یا منابع تغذیه سیمی استفاده کنند و

هم می‌توانند از باتری‌های متنوع موجود در بازار استفاده کنند.

البته این موارد در قوانین هر مسابقات نوشته خواهد شد که ربات مسیریاب می تواند از کدام یک از این

 گزینه ها استفاده کند.

ولی در بیشتر مسابقات اجازه استفاده از هر هر دو نوع این گزینه ها وجود دارد البته استفاده از باتری در ۹۸

درصد روبات‌های مسیریاب وجود دارد و فقط در ربات های مسیریاب دانش آموزی احتمال استفاده از منبع تغذیه

سیمی وجود دارد.

چند نوع باتری :

  • باتری نیکل کادمیم
  • باتری لیتیوم پلیمر
  • باتری لیتیوم یون
  • باتری های قلمی یک و نیم ولت

ولتاژ ربات بستگی بیشتر بستگی به ولتاژ موتورها دارد .

تمامی باطری های ذکر شده در بالا رامی توان با سری یا موازی کردن, افزایش ولتاژ یا افزایش جریان دهیم طبق

شکل زیر:

آموزش ساخت ربات مسیر یاب
آموزش ساخت ربات مسیر یاب
  • اگر ۲ عدد باتری لیتیومی را با همسری کنید از آنجایی که هر باتری لیتیوم ۳٫۷ولت است پس با سری
  • کردن دو عدد باتری لیتیومی ما به ولتاژ ۷.۴ خواهیم رسید.
  • اگر ۳ باتری لیتیومی را با  هم سری کنیم ۱۱٫۱ ولت به شما میدهد.

معمولا آمپر باتری هایی که برای ربات مسیریاب استفاده می شود نیم آمپر تا ۲ آمپر معمول است و در

ربات های مسیریاب نیاز به موتورهای قدرتی نیاز نیست .

تبلیغات

طراح و سازنده ی پروژه های رباتیکی

کانال تلگرام

اگر می‌خواهید از آخرین و محبوب‌ترین مقالات ما در ایمیل خود مطلع شوید، همین الان ایمیل خود را در کادر زیر وارد کنید

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند

۳۸

مقاله های مرتبط :

دیدگاه خود را بیان کنید :