الأربعاء، 18 أبريل 2018

بناء روبوت متتبع الخط باستخدام المقارن


بناء روبوت متتبع الخط باستخدام المقارن


المقارنات Comparators: 

عبارة عن دارات كهربائية متكاملة لتحويل الاشارات التماثلية إلى رقمية




المقارن التماثلي LM324:

عبارة عن دارة كهربائية متكاملة لها مدخلان أحدهما موجب والآخر سالب ولها مخرج واحد



مثال توضيحي بناءاً على النشاط الوراد في الكتاب المدرسي ص78










نستنتج أن:

المقارن التماثلي يأخذ إشارة تماثلية من المدخل الموجب والسالب ويقوم بعمل مقارنة بين الجهدين حيث أنه إذا كان:
V1 > V2      ===>         Vout = 1
V1 < V2      ===>          Vout = 0
V1 = V2      ===>          Vout = 0

مكونات دائرة الروبوت باستخدام المقارن:

أولاً: المدخلات:
وهي عبارة عن المجسات وتعمل بالأشعة تحت الحمراء (IR) (المرسل والمستقبل)


ثانياً: العمليات والتحكم:
عبارة عن المقارن التماثلي الموجود في دارة متكاملة LM324.
 

ترانزستور يعمل كمفتاح في الدارة.
ثالثاً: المخرجات:
وهي عبارة عن محرك + ثنائي باعث للضوء.



مخطط دائرة الروبوت باستخدام المقارن



آلية عمل الروبوت باستخدام المقارن
عيوب استخدام الروبوت باستخدام المجسين
1. اهتزاز الروبوت بشكل ملحوظ أثناء السير.
2. خروج الروبوت عن المسار أثناء سيره بسرعة عالية.
3. خروج الروبوت عن المسار في حال كان المسار أكثر تعقيداً.

الحل: استخدام أكثر من مجسين وهذا يتطلب إضافة متحكم (الأردوينو)


بناء الروبوت باستخدام الترانزستور

بناء الروبوت باستخدام الترانزستور

مكونات دارة الروبوت باستخدام الترانزستور


أولاً: المدخلات:
وهي عبارة عن المجسات وتعمل بالأشعة تحت الحمراء (IR)
تنقسم إلى قسمين:
1. المرسل: يرسل الأشعة تحت الحمراء و تنعكس عن الخط الأبيض (يوصل بانحياز أمامي).
2. المستقبل: يستقبل الأشعة الصادرة عن المرسل (يوصل بانحياز عكسي). لونه أسود ويسمى (photo diode)


ثانياً: العمليات والتحكم:
وهي عبارة عن ترانزستورين موصلين على التوالي.
1. الترانزستور الأول: يعمل كمفتاح في الدارة.
2الترانزستور الثاني: يعمل على تضخيم التيار الواصل للمخرجات.


ثالثاً: المخرجات:
وهي عبارة عن محرك + ثنائي باعث للضوء.


1. المحرك: لتحريك الروبوت في الاتجاه المناسب.
2. ثنائي باعث للضوء: يشير إلى أن الدارة تعمل.
ملاحظة:
يوصل مع المحرك ثنائي عادي: لحماية الترانزستور من التيار العكسي يوصل مع المحرك توصيل عكسي.


مخطط دائرة الروبوت باستخدام الترانزستور

تتكون من دائرتين متماثلتين احداهما للمجس الأيمن (والمحرك الأيمن) والثانية للمجس الأيسر (المحرك الأيسر) كما في الشكل التالي

 آلية عمل الروبوت باستخدام الترانزستور


عيوب الروبوت متتبع الخط الأسود باستخدام الترانزستور والحلول:

1.    الروبوت سريع ويخرج عن المسار لأنه يصل للمحرك 6V.
     الحل: استخدام بطارية منفصلة قيمتها 3V ووضع تروس مع المحرك.
2.  لا يعمل بشكل جيد و ذلك لأن المحركات ذات أحمال صغيرة (مقاومتها صغيرة)لذا يسحب المحرك
     كل التيار و يؤثر على دائرة المجسات.
     الحل: فصل دارة المجسات عن دارة السائق driver.
3.    لا يتحمل الترانزستور تياراً عالياً يمكن يؤدي إلى تلفه.
     الحل: استخدام ترانزستور يتحمل التيار العالي مثل D880.




الخميس، 22 مارس 2018

الروبوت متتبع الخط الأسود:

الروبوت متتبع الخط الأسود:
هو جهاز إلكتروميكانيكي يقوم بوظيفة تتبع خط أسود مرسوم على أرضية بيضاء من خلال مجسات تستشعر اللونين الأبيض والأسود.

طرق بناء الروبوت متتبع الخط الأسود بإستخدام القطع الإلكترونية:

آلية حركة الروبوت ( متتبع الخط ):
الحالة الأولى:
عند وضع الروبوت على اللوح الأبيض بحيث يكون الخط الأسود بين المجسين الأيمن والأيسر، فإن كلا المجسين يكون أسفلهما اللون الأبيض فتنعكس الأشعة تحت الحمراء من المرسل الى المستقبل ، فيصل جهد أعلى من 0.7v الى قاعدة الترانزستور، فيصبح في حالة ON فيعمل المحركان فيندفع الروبوت الى الأمام.

الحالة الثانية:
عندما ينحرف الروبوت جهة اليسار، فإن المجس الأيمن يصبح أسفله لون أسود فلا تنعكس الأشعة تحت الحمراء من المرسل الى المستقبل، ولا يصل جهد كافٍ إلى قاعدة الترانزستور، فيصبح في حالة OFF  فيتوقف المحرك الأيمن عن الدوران، بينما المحرك الأيسر يكون في حالة عمل فيعدل الروبوت مساره ويتجه الى الجهة اليمنى.

الحالة الثالثة:
عندما ينحرف الروبوت جهة اليمين، فإن المجس الأيسر يصبح أسفله لون أسود فلا تنعكس الأشعة تحت الحمراء من المرسل الى المستقبل، ولا يصل جهد كافٍ إلى قاعدة الترانزستور، فيصبح في حالة OFF، فيتوقف المحرك الأيسر عن الدوران، بينما المحرك الأيمن يكون في حالة عمل فيعدل الروبوت مساره ويتجه إلى الجهة اليسرى.

الحالة الرابعة:
عندما يصل الروبوت الى نقطة النهاية، يكون كلا المجسين أسفلهما لون أسود فيتوقف كلا المحركان عن العمل، وبالتالي يتوقف الروبوت عن الحركة. 






الأربعاء، 21 مارس 2018

الروبوت Robot

الروبوت:
هو آلة ميكانيكية وإلكترونية محوسبة تمتلك الذكاء الاصطناعي وقادرة على اتخاذ القرار وانجاز مهام يصعب على الإنسان تنفيذها.
الماكنة العادية: تنفذ المهام المبرمجة حسب الزمان والمكان المعروفين مسبقا.
متى يطلق على الآلة اسم روبوت؟

  •       امتلاك الذكاء الاصطناعي وان تكون لها القدرة على تمييز الأنماط والتعرف على النظم والاستدلال والاستنتاج.
  • الحصول على معلومات عن البيئة المحيطة من خلال المجسات المختلفة.
  • القيام برد فعل مناسب بناء على تلك المعلومات (امتلاك القدرة على اتخاذ القرار المناسب في الوقت المناسب).
مزايا استخدام الروبوت: 
  •     انتاجية عالية.
  •     انجاز وسرعة في العمل.
  •     ثبات مستوى الجودة.
  •     الدقة في الانتاج .
  •     العمل في ظروف خطرة
  •     تعدد المهام (سهولة البرمجة)
      مجالات استخدام الروبوت:
 الصناعة: تجميع السيارات والأجهزة الإلكترونية في خطوط الإنتاج.
 الزراعة: التحكم في ري  المزروعات وجني الثمار.
 الطب: إجراء عمليات جراحية يتم توجيهها من قبل طبيب عن بعد.
 الخدماتية: تقديم الخدمات المختلفة لأفراد في المطاعم والمنازل والمؤسسات.
 الفضاء: استكشاف الكواكب وصيانة الأقمار الصناعية.
              الأمن والسلامة: تفكيك الأجسام المشبوهة والتعامل مع المواد الخطرة.

    الوحدات الرئيسية للروبوت:
       عند التعامل مع الروبوت كنظام مغلق فإنه يتكون من ثلاث وحدات

   المدخلات: المجسات ونظم الاستشعار أو الأوامر البرمجية مثل المجسات  الضوئية


  العمليات والتحكم: مثل اتخاذ القرار بتغيير الاتجاه معالجة الإشارات الكهربية القادمة من المدخلات لاتخاذ القرارات المناسبة.

   المخرجات: وهي عبارة عن المكونات التي بدورها تنفذ الاوامر القادمة من المتحكات. مثل نقل الأشياء بواسطة ذراع الروبوت





المتحكمات الدقيقة Microcontroller:

المتحكم الدقيق عبارة عن دارة متكاملة تحتوي على:
        - وحدة أساسية هي المعالج الدقيق.
        - وحدات فرعية مثل: أ
                * الذاكرة.
                * وحدات الادخال والاخراج.
                * مؤقت لتشغيل ساعة المعالج.
                * محول رقمي - تماثلي.
                * محول تماثلي - رقمي.

تستخدم في العديد من التطبيقات لمعالجة الاشارات، واتخاذ القرارات، بدءا من الألعاب الصغيرة مرورا بالروبوتات والمنازل الذكية، والمصانع المؤتمتة.

أنواع المتحكمات الدقيقة:

  • عائلة المتحكمات الدقيقة نوع PIC.
  • متحكمات البيسك ستامب Basic Stamp.
  • عائلة متحكمات AVR.
  • لوحات الأردوينو Arduino التي تستخدم متحكمات ATmega328.