تبلیغات
بانک مقالات علمی و آموزشی و هک - روباتیک جلسه پنجم

سه شنبه 1 اردیبهشت 1388 نوشته شده توسط حامد

با عرض سلام مجدد خدمت همه ی دوستای عزیز

   اجازه بدید بحث جلسه ی پیش رو بدون هیچ مقدمه ای دنبال کنیم، یعنی دیود:

   همانطور که می دانید دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت مخالف در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان می‌‌دهند(این مقاومت آنقدر زیاد است که تقریباً عایق می شوند و جریانی عبور نمی دهند).جالبه که بدانید به همین دلیل در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه(Valve )هم می گفتند.

   هنگامی که پایه ی مثبت دیود به قطب + منبع تغذیه(باطری یا هر مولد دیگر) و پایه ی منفی آن به قطب – متصل شود، دیود جریان را عبور داده و اگر برعکس وصل شود تقریباً جریان قطع می شود.

   برای فعال شدن دیود باید بین 2 سر آن حداقل 0.6 الی 0.7 ولت اختلاف پتانسیل برقرار شود، یعنی اگر کمتر از این مقدار ولتاژ بر روی آن قرار گیرد، دیود هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد. این ولتاژ را ولتاژ آستانه (Forward Voltage Drop) می گویند.

   هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می کنید(- به + ، + به -)، دیود جریانی بسیار کوچک و در حدA ? یا حتی کمتر از آن را از خود عبور می دهد، ولی این مقدار آنقدر کم است که هیچ تاثیری بر مدارهای ما نخواهد داشت.

نکته ی مهم: دیودها یک آستانه(Limit) برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس از آن بالاتر رود، دیود بر اثر پدیده ی فروشکست می‌‌سوزد و جریان را در هر دو جهت عبور می‌‌دهد. این ولتاژ را آستانه شکست (Break Down) می گویند.


   پایه ی منفی دیودها را با یک نوار سفید یا خاکستری رنگ در کنار آن مشخص می کنند.(به شکل دقت کنید)


   دیود را در مدارهای شماتیک به شکل نشان می دهند که ترتیب + و - پایه های آن نیز روی شکل مشخص شده.

   دسته ی دیگری از دیود ها به نام دیودهای زنر(Zener) وجود دارند که از آنها برای تثبیت ولتاژ استفاده می کنیم. به عنوان مثال با استفاده از این دیودها می توان ولتاژ را روی 5V ثابت نگه داشت. ولی ما برای تثبیت ولتاژ از این قطعه استفاده نخواهیم کرد، زیرا محدودیت هایی دارد که بهتر است به جای آن از قطعات دیگری مثل رگولاتور استفاده شود. در مورد رگولاتور در جلسات آینده توضیح کاملتری داده خواهد شد.

بحث دیود در اینجا به پایان رسید، به ادامه ی بحث توجه کنید:

   خوب ، وقت این رسیده که ببینیم این مطالبی که تا حالا کم و بیش یاد گرفتیم چه ارتباطی با کار ما داره، آیا این مطالبی که یاد گرفتیم همشون ضروری و مهم بودند ؟ از این به بعد چه چیزایی یاد می گیریم؟ و در نهایت قراره بعد از اموختن این مطالب به کجا برسیم؟
  
ما میخواهیم در ادامه یک دید کلی از یک ربات داشته باشیم تا متوجه بشویم که مطالبی که الآن ارایه می شوند، هر کدام در چه بخش هایی کاربرد دارند.
  
شاید اولین سوالی که باید جواب داده بشه این هستش که ما می خواهیم در نهایت چه رباتی بسازیم؟


  
: ما قصد داریم به لطف خدا یک ربات آتش نشان را در پایان این دوره ها طراحی کرده و بسازیم. پس بد نیست ساختار یک ربات آتش نشان ساده رو با هم بررسی کنیم.

در حالت کلی یک ربات شامل 3 بخش زیر می باشد:

1- ورودی ها: شامل همه ی سنسورهای مختلف ربات که اطلاعات محیط رو اعم از میزان نور، میزان گازهای مختلف، درجه حرارت محیط و.... دریافت و در در اختیار بخش پردازش گر ربات قرار می دهند

2- پردازش گر: اطلاعات ورودی ربات را دریافت و توسط مدارهای کنترلی(اعم از میکرو کنترولرها و مدارهای الکترونیکی دیگر) آنرا پردازش و تصمیم گیری می کند و تصمیمات رو در اختیار بخش های اجرایی ربات قرار می دهد.

3- خروجی ها(بخش های اجرایی): شامل موتورها، پمپ آب، LEDهای هشدار دهنده، آژیر خطر و...

ابتدا ربات به وسیله ی سنسورهای نوری(نوعی مقاومت نوری) و بخش پردازشگر ابتدا مکان آتش را بر روی زمین مشابقه پیدا می کند.


الگوریتم پیدا کردن آتش:(الگوریتم در اینجا به معنای راهکار حل مسآله می باشد)


    همان طور که میدونید یکی از مهمترین مشخصات آتش تابش نور و گرمای زیاد می باشد. مقاومت های نوری هم هر زمانی که نور بیشتری از محیط دریافت کنند مقاومت آنها کمتر می شود(در اینجا از مقاومت نوری به عنوان حسگر نور استفاده کردیم). ربات برای پیدا کردن آتش در ابتدا به صورت ثابت به دور خود می چرخد. یک مقاومت نوری نیز در جلوی ربات قرار دارد . هنگامیکه جلوی ربات در حین چرخش در مقابل آتش قرار بگیرد، نوری که به مقاومت نوری میرسد افزایش یافته و مقاومت آن کاهش می یابد. در نتیجه ربات توسط بخش پردازشگر وجود آتش را تشخیص می دهد. بخش پردازشگر دستور توقفِ چرخش و حرکت به سوی آتش را صادر می کند. این دستور توسط مدارهای واسط(در اینجا منظور مدارهایست که برای تقویت و کنترل جریان طراحی می شوند) به موتورها منتقل و اجرا می شود و ربات به سوی آتش حرکت می کند.


الگوریتم خاموش کردن آتش:


   
   ربات در حال حرکت به سوی آتش می باشد،پس باید در یک فاصله ی مناسب از آتش که در آن فاصله به ربات اسیب نرسد بایستد و پمپ آب روشن کرده و آتش را خاموش کند. برای این کار یک مقاومت نوری دیگر را جوری بر روی ربات قرار می دهیم تا فقط هنگامیکه ربات در بالا سر آتش قرار میگیرد این سنسور آتش را ببیند. (سنسور به صورت عمود بر زمین مسابقه و در ارتفاع حدود 20،10سانتیمتری سطح زمین قرار می گیرد). پس هنگامیکه این مقاومت نوری در مقابل آتش قرار گرفت، بخش پردازشگر به موتورها دستور توقف و به پمپ آب دستور پاشیدن آب را می دهد. به این ترتیب آتش خاموش می شود.

   این ساختار یکی از ساده ترین ساختارها برای ساخت ربات آتش نشان می باشد که الآن به صورت بسیار مختصر ارایه شد.

   ما بعد از پایان این بخش وارد بخش دیجیتال شده و با طراحی های دیجیتال و بحث هایی از مدارهای منطقی آشنا می شوید که قطعاً جذابیت های بسیار زیادی برای دوستای عزیز خواهد داشت. در حقیقت بخش فعلی شاید کسل کننده ترین بخش کار ما می باشد، چون مطالب ارایه شده بیشتر قالب کلاسیک و سنتی دارد و هنوز به معنی واقعی وارد بخش های پژوهشی و عملی کار نشدیم!

منتظر سوالات و نظرات دوستای خوبم هستم...

فعلاً خدا نگه دار...



بازدیدها [] - نظرات []
< class=downr>

آدرس ما:
صفحه اصلی طراحی لینكدونی ارتباط با ما