جلسه هفدهم

سلام عرض می کنم خدمت همه هی دوستای خوبم
این جلسه قراره انشاالله با هم ساخت یه ربات مسیریاب ساده (بدون میکروکنترلر) رو با هم شروع کنیم.

کار را ابتدا از قسمت مکانیک شروع می کنیم، یعنی بدنه‌ی فیزیکی ربات

سيستم حركت تانك

تا حالا به حرکت یک تانک جنگی دقت کرده اید؟ اگر دقت نکرده باشید هم متوجه خواهید شد که تانک، مثل خودروهای شخصی معمولی دارای سیستم فرمان نیست، یعنی برای چرخش در سر پیچ ها، چرخ‌های جلوی آن به سمت خاصی متمایل نمی‌شوند. پس تانک‌ها چگونه حرکت می‌کنند؟
به شکل زیر نگاه کنید

سیستم حرکتی تانک به این صورت است که در 2 طرف آن چند چرخ به وسیله ی یک تسمه ی فلزی ضخیم (به اصطلاح شنی) به یکدیگر متصل شده‌اند، حرکت شنی‌ها هر کدام جداگانه توسط راننده‌ی تانک کنترل می‌شود و راننده عمل پیچیدن تانک به هر سمت را با توقف شنی آن سمت انجام می‌دهد. مثلاً اگر تصمیم داشته باشد تانک به سمت چپ بپیچد، شنی سمت چپ را متوقف کرده و شنی سمت راست به حرکت خود ادامه می‌دهد و در نتیجه تانک حول محور مشخصی (محور همان شنی سمت چپ است) به سمت چپ می‌پیچد.
از مهم‌ترین مزیت‌های این سیستم نسبت به سیستم خودروهای سواری، بالاتر بودن قدرت مانور آن در سر پیچ‌ها می‌باشد، یعنی با سیستم تانک می‌توان با سرعت بیشتری پیچ‌ها را پیمود.
همچنین شبیه‌سازی این سیستم در ابعاد کوچک‌تر بسیار ساده‌‌تر از سیستم خودروهای معمولیست. به همین خاطر ما در ربات‌‌ها از همین سیستم به اصطلاح تانکی استفاده می‌کنیم، اما با یک تغيیرات جزیی. ما شنی را از سیستم حذف می‌کنیم، یعنی دور چرخ ها تسمه ای نمی‌اندازیم، زیرا این تسمه برای کاربردهای خاص طراحی شده و در ساخت یک ربات مسیریاب نیازی به آن نیست. همچنین چرخ‌های جلو را نیز می‌توانیم حذف کرده و به جای آن در فاصله‌ی بین 2 چرخ هرزگرد بگذاریم. (هرزگرد یک چرخ است که به هر جهتی می‌تواند حرکت کند. در پایه‌ی بعضی از مبل‌های خانگی و صندلی‌های کامپیوتری از هرزگرد استفاده شده است.)
شکل زیر نمای کلی ربات ما است (دید از زیر)

خود شاسی ربات نیز بهتر است از جنس MDF یا پلاستیک فشرده (پلکسی گلاس) باشد. برای اتصال موتورها به بدنه هم می‌توانید از "دیوار کوب" لوله‌های آب استفاده کنید.

الگوریتم تعقیب خط در یک ربات مسیریاب

ربات مسیریاب ساده باید قادر باشد یک خط مشکی رنگ به پهنای تقریبی 2 سانتی‌متر را در یک زمینه‌ی سفید دنبال کند. البته در ربات‌های مسیریاب حرفه‌ای بحث خیلی پیچیده‌تر شده و ربات‌ها باید قادر باشند حتی در بخش‌هایی از زمین مسابقه خط سفید رنگ را در زمینه‌ی سیاه دنبال کنند.

در جلسات قبل با سنسورهای نوری فتوترنزیستور آشنا شدیم و دیدیم چگونه می‌توان به وسیله‌ی این سنسورها و مدارات جانبی آنها تغییرات نور محیط را اندازه‌گیری کرد. همان طور که می‌دانید جسم سفید نور تابیده شده به خود را بازتاب می‌کند و جسم سیاه رنگ بیشتر نور تابیده شده به خود را جذب کرده و بازتاب نمی‌کند. ما هم با استفاده از همین خاصیت و به کمک گیرنده فرستنده‌های نوری خود می‌توانیم خط سیاه را در کف زمینه‌ی سفید تشخیص دهیم. به این صورت که ما یک جفتِ گیرنده فرستنده گیرنده‌ی نوری را در کنار هم قرار می‌دهیم، با مدارهای راه‌انداز، فرستنده، نور را به کف زمین می‌تاباند و گیرنده با توجه به تغیيرات نور دریافتی از کف زمین، می‌تواند خط سیاه را پیدا کند. به شکل نگاه کنید. (دید از بالا)

بر روی بدنه‌ی ربات 2 سنسور به گونه‌‌ای تعبیه شده است که وقتی ربات دقیقاً بر روی خط قرار می‌‌گیرد سنسورها در 2 طرف خط مشکی رنگ قرار گیرند. زمانی که ربات را فعال می‌کنیم هر 2 چرخ ربات شروع به چرخیدن به سمت جلو می‌کنند. ربات به سمت جلو حرکت می‌کند تا زمانی که مانند شکل ربات به پیچ اول برسد و سنسور سمت راست آن بر روی خط مشکی قرار گیرد، حال ربات باید به صورت خودکار موتور سمت راست خود را خاموش کند تا با چرخش موتور سمت چپ، ربات به دور خود بچرخد و از مسیر منحرف نشود. پس الگوريتم حركت ربات به اين صورت است كه سنسور هر سمت بر روي خط قرار بگيرد، موتور همان سمت متوقف مي‌شود تا ربات به مسير اصلي باز گردد.
اما مشكلي كه در اينجا مطرح مي‌شود اين است كه اگر ربات با سرعت زيادي حركت كند و قادر نباشد سر پيچ بطور كامل پيچ را دنبال كند و از خط خارج شود ديگر راهي براي بازگشت به مسير اصلي وجود ندارد.
براي حل اين مشكل به هر طرف، چند سنسور ديگر اضافه مي‌كنيم تا اگر سنسور اول از خط خارج شد، سنسورهاي بعدي بتوانند خط را دنبال كنند. به شكل دقت كنيد.

دقت كنيد كه سنسورها مستقيماً در كنار هم چيده نشده‌اند و يه صورت زاويه دار (به شكل هشتي) چيده شده‌اند(چرا؟)

اين هم نحوه‌ي چينش سنسورها‌ي كف يك ربات مسيرياب حرفه‌اي

باقي مطالب در خصوص ساخت يك ربات مسيرياب ساده در جلسه‌ي آينده بر روي سايت قرار مي‌گيرد

جلسه هفدهم

مطالب مشابه :

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

آموزش ساخت ربات مسیر یاب

جلسه هفدهم

طراحی یک روبات مسیر یاب ساده

ربات مسیریاب چیست؟

ربات مسیریاب(شماره 3)

ساخت ربات مسیریاب؛ ساده ترین ربات

ساخت ربات مسیریاب