مدار حس کننده اختلاف دما با حساسیت نیم درجه
این مدار اگر اختلاف دمای 2 نقطه تحت کنترل بیش از مقدار تعیین شده باشد، رله را فعال می کند، در این مدار از یک جفت دیود سیلیکونی معمولی 1N4148 به عنوان عناصر حساس به حرارت استفاده شده است و اگر اختلاف دمای دیود D1 نسبت به D2 بیشتر از مقدار تعیین شده باشد آنگاه رله مدار به کار می افتد فعال شدن رله در این مدار تحت تاثیر دمای مطلق دیود ها نمی باشد بلکه عملکرد مدار به شرح زیر است.
دیود های معمولی D1 و D2 به عنوان عناصر حس کننده دما بکار برده شده اند. جریان از خط مثبت تغذیه به واسطه پتانسیومتر و R1 و R3 از D1 عبور می کند، همچنین جریان d2 نیز از مسیر پتانسیومتر و R2 و R3 عبور می کند. مقدار نسبی این جریان ها را می توان توسط پتانسیومتر در محدوده کوچکی تغییر داد لذا ولتاژ بایاس میتقیم دیود ها را می توان یکسان نمود و بنابراین در دمای یکسان اختلاف ولتاژ آنها صفر است.
با فرض اینکه ولتاز های هر دو دیود با روش فوق یکسان شده باشند اختلاف ولتاز آنها صفر خواهد شد. حال اگر دمای دیودها به طور مثال 10 درجه سانتیگراد افزایش یابد آنگاه ولتاژ بایاس مستقیم آنها 20 میلی ولت کاهش می یابد ، ولی هنوز هم اختلاف ولتاژ آنها صفر خواهد بود. حال اگر به طور مثال دمای D2 یک درجه سانتیگراد از دمای D1 کمتر شود ، ولتاژ D2 حدود 2 میلی ولت بیشتر از d1 خواهد شد در نتیجه ولتاژ پایه 3 تقویت کننده عملیاتی از پایه 2 آن بیشتر شده که موجب می شود خروجی آن به اشباع مثبت برود. بنابراین ترانزیستور Q1 و رله خاموش می شوند.
حال اگر دمای D2 یک درجه سانتیگراد از D1 بیشتر شود ، ولتاژ D2 دو میلی ولت کمتر از D1 خواهد شد در نتیجه خروجی تقویت کننده عملیاتی به اشباع منفی خواهد رفت و Q1 فعال شده و رله روشن خواهد شد. بنابراین وقتی دمای D2 بیستر از D1 شود رله روشن خواهد شد. حساسیت این مدار حدود 0.5 درجه سانتیگراد است.
توضیحات فوق با فرض این مسئله بود که پتانسیومتر به گونه ای تنظیم شده باشد که اگر دیود ها در دمای یکسان قرار داشته باشند، ولتاژ های D1و D2 کاملا یکسان شده باشند.بنابراین اگر دمای d2 به اندازه کسری از درجه بالتر از D1 شود رله بکار خواهد افتاد.در عمل پتانسیومتر به گونه ای تنظیم می شود که ولتاژ بایاس مستقیم D2 قدری بیشتر از D1 نشده باشد ، رله بکار نیفتد. دامنه این اختلاف دما را می توان از صفر تا 10 درجه سانتیگراد تنظیم کرد.لذا مدار بسیار انعطاف پذیر می باشد. تنظیم این مدار بدین شکل است که اول دمای D2 را تا حد لزوم نسیت به D1 افزایش داده و سپس پتانسیومتر را به گونه ای تنظیم کرد که رله مدار دقیقا تحت این شرایط روشن شود.
سنسورها و هوش ، کلیدی به آينده ربات هاى صنعتى
سنسورها و هوش ، کلیدی به آينده ربات هاى صنعتى
مسلما آينده سیستم های رباتیک نمى تواند تنها با ادامه ی روند تکنولوژى هاى امروزی باشد، اما زمينه ها و عرصه هاى کاربردى جدید وکاملی بايد براي اين منظور ابداع شوند.
در بازار فروش رباتهاى صنعتى در چند سال اخير روند رو به رشدى مشاهده شده است. در يک انتظار طولانى اين روند رو به رشد هنوز ادامه دارد. توليد مستقيم اين رباتهاى صنعتى روز به روز در حال پيشرفت و افزايش است.
در دهه ۱۹۷۰ ربات ها براى طيف وسيعى از کارهاى اتوماسيونى معرفي شدند: مونتاژ اتومبيل ها و دستگاه هاى الکترونيکى و براده بردارى قسمتهاى پلاستيکى و آهنى آنها و جابجايي انواع محصولات. تا امروز صنعت خودروسازي و الکترونيک و صنايع وابسته به آنها اصلى ترين مصرف کنندگان سيستم هاى رباتيک بوده اند، تا آنجا كه بيش 60% فروش ساليانه ي ربات هاي صنعتي در اين صنايع مي باشد.
امروزه مشترى ها و مصرف کنندگان ربات هاي صنعتي آنها را در ابتدا از منظر انجام چرخه توليدي در زمان کمتر، مورد بررسي قرار مي دهند. در کشورهايى كه عموما به عنوان بازارهاي بزرگ وسايل رباتيک به حساب مي آيند، ميزان رشد نصب اين سيستم ها، كم شده است و تنها كار خانه هاي جديد كوچك و متوسط به راه حل هاي رباتيكي، براي افزايش كارائي توليدات در بخش هاي كوچك تر، فكر مي كنند. توانايي بهره وري و افزايش سرعت توليد، ابتدايي ترين اصول بازار هستند.
ربات هاى صنعتى سه قسمت مهم و مشترک دارند: استخوان (اتصالات)، ماهيچه (نيروي حركتي)، و مغز(هوش). در حالي كه پيشرفت هاي تکنولوژيك، براى بهبود دو قسمت اول ادامه دارد (مثلا مواد اصلاح شده و يا موتور هاي سبك و قوي) در قسمت سوم ربات ها ، عملکردي انقلابى به وجود آمده است. براى مثال براى هدايت دقيق تر ربات ها، آنها معمولا شامل سيستم هاي بينايي ماشين مى شوند، که مانند چشم براى آنها عمل مى کند. حساسيت توسعه يافته و هوش مصنوعى مرتبط به طور روزافزون به مهمترين عوامل براي پديدار شدن نقاط عطف جديد در اين صنعت تبديل شده اند.
تکنولوژى به شتاب دادن و تسريع کردن در عملکرد هاى ذاتى رباتيک براى بالا بردن سطح آنها تا جائى که به يک اتفاق بزرگ تبديل شود ، ادامه مى دهد. شايد شما مسابقات دارپاي (DARPA) مارچ 2004 را به خاطر بياوريد، مسابقه اي براي عبور اتومبيل هاى خودکار از محيط هاى طبيعى. رقابت همچون يك شكست تمام شد- هيچ تيمي نتوانست جايزه يک ميليون دلارى را از آن خود کند- کمتر از دو سال بعد در اکتبر ۲۰۰۵ اين مسابقه دوباره برگزار گرديد و جايزه آن نيز دو برابر شد. و به جاي آنكه آسانتر شود مسير بسيار سخت تري طراحي شد. در آن مسابقه اما جهش تکنولوژيك چشمگيري به وجود آمده بود، 5 تيم شرکت کننده خط پايان را قطع كردند و سريعترين آنها برنده جايزه ۲ ميليون دلارى شد.
در حال حاضر، تنها چند کارخانه بزرگ توليد كننده ي محصولات رباتيکى و هوشمند در سراسر دنيا مشغول به فعاليت هستند.-که از اين کارخانه ها مى توان به ABB، Fanuc، Kuka، Yaskawa،Motoman و چند كمپاني نه چندان مطرح ديگر اشاره کرد. مثلا Adept Technology كه درشهر ليورمور، كاليف و در سال ۱۹۸۳ تاسيس شد و امروزه يکى از بزرگترين توليد کننده گان روبات هاي صنعتي در آمريكا مي باشد، پس از بيش از 25 سال با بيش از 50 ميليون دلار فروش سالانه هنوز آنچنان سود آور نيست.
در مقابل كمپاني iRobot كه ارگان آن در برلينگتون، ماساچوست مي باشد و براي مصارف خانگي، دولتي و همچنين بازارهاي صنعتي ربات توليد مي كند در سال 2007 دويست ميليون دلار درآمد داشت. در سال 1990 تاسيس شد و تا سال 2000 توسعه ي آنچناني پبدا نكرد و حالا محصولات خانگي شامل ربات هاي نظافتچي و شوينده مانند Roomba (كه خود من از سال 2003 يكي از آنها را خريده ام و هنوز هم از اين خريدم بسيار راضيم!) را توليد مي كند. iRobot همچنين محصولاتي صنعتي و دولتي را توسعه داده است، مانند ربات هاي قابل حمل، تاکتيکى ومتحرك براى عمليات نظامي در مناطق شهري و يا محيط هاي جنگي. به عقيده ي من برخي از تكنولوژي هاي iRobot مى توانند و البته بايد با كاربرد هاي صنعتي و تجاري همسو شوند.
مسلما آينده سیستم های رباتیک نمى تواند تنها با ادامه ی روند تکنولوژى هاى امروزی باشد، اما بايد زمينه ها و عرصه هاى کاربردى جدید وکاملی با توجه به انقلاب سنسورها و توسعه ي هوش مصنوعي ، براي تحريك سطوح جديد رقابت هاي توليدي، ابداع شوند. اين گونه از رباتيك به عنوان جزئي كليدي از كار خانه هاي ديجيتالي آينده خواهند بود.
آنسوي آدمي
در حالي كه ما همچنان علاقه داريم ربات ها را در ماجراها و فيلم هاي علمي تخيلي تصور كنيم، اما آن تعريف قديمي از ربات در ديكشنري وبستر، به ربات هاي صنعتي آينده بسيار نزديك تر است:«يك ابزار يا وسيله ي خودكار كه با آنچه شبيه هوش آدمي مي باشد، اعمالي را انجام مي دهدكه مربوط به انسان است. » تعريفي كه مي تواند زيادتر شود تا شامل اين عبارت نيز گردد:«ابزاري كه دريافت و هوش را در آنسوي توانايي هاي آدمي افزايش مي دهد.»
