آموزش ساخت ربات ساده تعقیب خط

[M.A.H.S.A]

ساخت ربات تعقیب خط
خلاصه :
وظیفه ربات تعقیب خط همانطوری که از نامش پیداست دنبال کردن خط سیاه در زمینه سفید یا خط سفید در زمینه سیاه است . این کار اکثرا با استفاده از میکروکنترلرها انجام می شود ، اما می توان بدون استفاده از این وسایل پر هزینه نیز این کاررا انجام داد . در اینجا ما این ربات را با استفاده از قطعات معمولی طراحی و می سازیم .

مقدمه :
امروزه بیشتر رباتها با استفاده از کنترل کننده های قابل برنامه ریزی طراحی و ساخته می شوند این مدار که طرح می شود صرفا جنبه آموزشی دارد و جوابگوی یک ربات تعقیب خط کاملا حرفه ای نیست . اما برای آموزش و یادگیری کار یک ربات ، مفید می باشد . قبل از آوردن مدار ابتدا توضیحی درمورد چگونگی حرکت ربات و عملکرد سنسورها میدهیم سپس مدار ربات که توسط خودمان طراحی شده است را آورده و کار بخش های مختلف را شرح میدهیم .

چگونگی حرکت ربات :
شکل ربات و طرز قرار گرفتن سنسورها و موتورها در شکل زیر نشان داده شده است. این شکل نمای کلی از طرز قرار گرفتن سنسورها (s ) و موتورها را نشان میدهد

ضمیمه:

robot01.gif [ 22.88 KIB | 341 بار دیده شده ]




این ربات با توجه به مدار ساده خود دارای محدودیتهایی میباشد از جمله اینکه فقط قادر به تعقیب خط سیاه در زمینه سفید و بدون قطع شدگی ( مگر اینکه قطع شدگی در امتداد مستقیم خط و حداکثر بطول 20 سانتیمتر با توجه به سرعت ربات ) است .

عملکرد حرکتی ربات در بخش های مختلف :

پس از روشن کردن ربات و قرار دادن آن در مسیر ، s2 ، باید روی خط سیاه و s1 و s3 روی زمینه سفید در دو طرف خط سیاه قرار گیرند . در این صورت هر دو موتور روشن شده و ربات در مسیر مستقیم حرکت میکند ( شکل 2 )

ضمیمه:

robot02.gif [ 12.57 KIB | 2346 بار دیده شده ]

[M.A.H.S.A]

مسیر ناپیوسته

حال اگر خط سیاه در مسیر خود قطع شده باشد با توجه به تایمر پیش بینی شده در مدار ربات به مسیر خود ادامه میدهد ( حدود 20 سانتی متر ) اگر باز هم s2 روی خط سیاه ربات دوباره کار خود را شروع میکند در غیر این صورت مسیر را تمام شده تلقی خواهد کرد . ( شکل 3 )

ضمیمه:

[M.A.H.S.A]

مسیر منحنی

در پیچ های یک طرفه با توجه به جهت پیچ راست یا چپ بودن یکی از سنسورها ی s1 , s3 روی خط سیاه قرار میگیرند در حالی که دو سنسور دیگر روی زمینه سفید قرار دارند ( شکل 4 )
ضمیمه:

robot04.gif [ 10.1 KIB | 2294 بار دیده شده ]




در این صورت فقط یکی از موتورها ( در شکل 4 M1 ) روشن خواهد شد بنا براین با ادامه حرکت یکی از موتورها هر سه سنسور روی زمینه سفید قرار میگیرند . در این قسمت نیز برای انجام این عمل از تایمر پیش بینی شده استفاده میگردد. ( شکل 5 )
ضمیمه:

robot05.gif [ 10.19 KIB | 2271 بار دیده شده ]




این کار ادامه می یابد تا اینکه s2 روی خط سیاه قرار گیرد در این صورت هر دو موتور روشن میگردد (شکل 6 ) .
ضمیمه:

robot06.gif [ 12.96 KIB | 2271 بار دیده شده ]




اما بدیهی است که ربات به طور کامل در مسیر قرار نمیگیرد . در این صورت پس از قرار گرفتن s2 روی خط سیاه ربات به حرکت خود ادامه میدهد تا اینکه ربات در مسیر مستقیم قرار گیرد

[M.A.H.S.A]

مدار ربات

ضمیمه:

[M.A.H.S.A]

شرح مدار

مدار ربات همانطور که از شکل پیداست از سه قسمت اصلی سنسورها ، مدار کنترل گر و موتورها تشکیل شده است که در قسمت اول ( سنسورها ) از دو قسمت فرستنده و گیرنده ، قسمت دوم از بخشهای تایمر ، حافظه نگهدارنده ( با استفاده از ترانزیستور ) و بخش های خروجی و ورودی و رابط تشکیل شده است . همچنین قسمت موتور ها دو بخش رله و بخش موتورها را داراست که به ترتیب هر یک را توضیح می دهم :
1- سنسورها :
الف ) گیرنده ها :
در این ربات به علت وجود 3 سنسور از سه گیرنده استفاده شده است که سنسور گیرنده پس از دریافت امواج باز تابیده شده حاصل از فرستنده ic ua741 ، را فعال نموده و این ic پس از تقویت سیگنال ارسالی ، آنها را بوسیله دیودهای موجود یکسو نموده و ترانزیستورهای t1 , t2 پس از تقویت جریان و ایجاد ولتاژ لازم ( ولتاژ بالا – 1 - ولتاژ پایین – 0 - ) را برای استفاده در بخش دوم تامین می کنند .

[M.A.H.S.A]

میکرو رایانه