طراحی ربات تعقیب خط

دسته بندي : فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT
چکیده:
مقاله حاضر در رابطه با روبات تعقیب خط که شامل ۵ فصل می باشد. در فصل اول می خوانیم: روبات تعقیب خط ماشینی است که می تواند یک مسیر را دنبال کند. مسیر می تواند مرئی باشد مانند یک خط مشکی بر یک سطح سفید (تعقیب خط) و یا نامرئی مانند یک میدان مغناطیسی در فضای ازاد باشد. هدف طی مسیر بابیشترین سرعت و کمترین خطا نسبت به مسیر تعیین شده است. سپس در ادامه با بلوک دیاگرام یک روبات تعقیب خط، عملکرد روبات تعقیب خط آشنا می شویم. در فصل دوم با سنسورهای روبات تعقیب خط، سنسور CNY70، تعداد سنسورها آشنا می شویم. سنسور CNY70 سنسور به صورت یک بسته حاوی دو عدد سنسور مادون قرمزاست. یک سنسور فرستنده و سنسور دیگر گیرنده می باشد. برای اینکه روبات شما بهتر کار کند بهتر است بجای استفاده از دو سنسور مادون قرمز به صورت مجزا از این packeg سنسور استفاده کنید. در این سنسور پایه های بلندتر در هر سمت سمت آند و پایه های کوتاهتر سمت کاتد است.  در فصل سوم با تبدیل و انتقال خروجی سنسور به مدار پردازشگر، مدار سوییچینگ،مدار ترانزیستوری،مدار اشمیت تریگر، تبدیل خروجی آنالوگ سنسور به ولتاژ دیجیتال به کمک A / D، مدار سوییچ با آپ امپ، آشنایی با تقویت کننده های عملیاتی (Opamp) ،آشنا می شویم. به کمک یک مدار الکترونیکی سوییچینگ می توان ولتاژ آنالوگ خروجی سنسور را به یک ولتاژ دیجیتال «صفر» یا «یک» قابل درک توسط مدار منطقی یا میکروکنترلر تبدیل کرد . به زبان ساده مداری می خواهیم که مثلاً وقتی سنسور در منطقه سفید است «صفرمنطقی» و وقتی وارد منطقه مشکی می شود ، «یک منطقی» را به عنوان خروجی تولید کند . با این کار، مدار پردازشگر از روی این ولتاژ متوجه «ورود» یا «عدم ورود» روبات به خط مشکی می شود.
در فصل چهارم با موتور و مدارهای کنترل آن آشنا می شویم. با موتور DC، موتور پله ای، درایور ها (راه انداز)، آی سی های درایور موتور L293B , 754410 یا L293D آشنا می شویم. در فصل پنجم پردازشگرها مورد بحث قرار می گیرد. بخش پردازشگر روبات که یک مدار منطقی یا میکرو کنترلر است ، بر حسب سیگنال های منطقی «صفر» و «یک» که از سنسورها و مدارهای سوییچینگ دریافت می کند، باید تصمیمی مناسب برای حرکت مستقیم یا پیچیدن روبات به جهت مناسب را اتخاذ نماید و به کمک فرمان هایی که به موتورهای چپ و راست می دهد، تصمیم خود را عملی کند.
واژه های کلیدی: روبات تعقیب خط، سنسور، موتور، پردازشگر، مدار منطقی

فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول: مقدمه
1-1 روبات تعقیب خط چیست
1-2 بلوك دياگرام يك روبات تعقيب خط
1-3 عملكرد روبات تعقيب خط
فصل دوم: سنسورها
2- 1سنسورهاي روبات تعقيب خط
2-1-1 ديود مادون قرمز
2-1-2 مقاومت متغير با نور (فوتو- رزيستور يا فوتوسل)
2-1-3 فوتو- ترانزيستور
2- 2 سنسور CNY70
2-3 تعداد سنسورها
2-3-1استفاده از یک سنسور: (The Edge Finder)
2-3-2 استفاده از 2 سنسور: (The Line Avoider)
2-3- 3استفاده از 3 سنسور: (The Line Seer)
2-3-4استفاده از 5 سنسور: (The Line Dancer)
فصل سوم: تبدیل و انتقال خروجی
3-1تبديل و انتقال خروجي سنسور به مدار پردازشگر
3-1-1مدار سوييچينگ
3-1-2مدار ترانزيستوری
3-1-3مدار اشميت تريگر
3-1-4تبديل خروجي آنالوگ سنسور به ولتاژ ديجيتال به كمك A / D
3-1-5 مدار سوييچ با آپ امپ
3-2آشنايي با تقويت كننده هاي عملياتي (Opamp):
3-2-1اتصالات تغذيه تقويت كننده هاي عملياتي
3-2-3 اشباع
فصل چهارم: موتور ومدارهای کنترل آن
موتور و مدارهاي كنترل
4-1 موتور DC
4-1-1 مدار كنترلي آرميچر
4-1-2 معكوس كردن جهت چرخش موتور
4-2 موتور پله اي (Stepper Motor)
4-2-1 مدار كنترلي موتور پله اي
4-2-2 ميكروكنترلر
4-2-3 شيفت رجیستر
4-2-4مدار تقويت جريان
4-2-5 بافر
4-3 درایور ها (راه انداز)
4-3-1 درایورهای H-bridge 
4-3-2 نیروی محرکه القایی بازگشتی و دیودهای حفاظتی
4-3-3 شکل دیگر نیروی محرکه القایی بازگشتی
4-3-4 یک مدار H-bridge ساده (با جریان پایین)
4-3-5 یک مدار H-bridge با عملکرد بهتر( با جریان پایین)
4-3-6 لسیت قطعات مورد نیاز برای مدار H-bridge ساده
4-3-7 آی سی های H- Bridge
 4-4 آی سی های درایور موتور L293B , 754410 یا L293D
4-4-1 درایور موتور L298
4-4-2 درایور موتور LMD18200 
4-4-3 درایور موتور UCN 2998
4-4-4درایور موتور UCN 3951
4-5 مقدار جریان ماکسیمم یک سیم
4-6مدولاسیون پهنای پالس PWM
4-6-1PWM مقدار ـ علامت
4-6-2 PWM آنتی فاز قفل شده
4-6-3 بهترین فرکانس PWM
4-7 آی سی های دیگر برای راه اندازی موتور پله ای
4-7-1 راه اندازه موتور پله ای تک قطبی با استفاده از  ULN 2004 و  TULN 2003 
4-7-3راه اندازی موتور پله ای دو قطبی با استفاده از L298
4-8 حسگر جریان و محافظت در برابر اضافه جریان
4-9 طول و عمر موتور
4-10 حفاظت در برابر اضافه حرارت
4-11 شناسایی موانع
فصل پنجم: پردازشگر
بخش پردازشگر
5-1 مدار منطقی
5-2 میکروکنترلر
5-2-1 میکرو کنترلر AVR
5-2-2 AVR هاي مدل tiny
 5-2-3 AVR هاي مدل Mega
5-2-4 مقايسه AVR با 8051
5-3 BASCOM
5-3-1 منوی FILE
5-3-2 منوی EDIT
5-3-3 منوی PROGRAM
5-3-4 معرفی محیط برنامه ریزی
5-3-5 دستورات و توابع محیط برنامه نویسی BASCOM
5-3-6 اعداد  ومتغیرها و جداول LOOKUP
5-3-7 دستور العمل های حلقه و پرش
5-3-8 دستور العمل DO-LOOP
5-3-9 دستور العمل FOR-NEXT
5-3-10 دستورالعمل IF
5-3-11 پیکره بندی پورت ها
5-3-12 نوشتن برنامه
5-3-13 توضیح برنامه
5-4 نقشه کامل روبات
ضمیمه الف)
منابع و ماخذ