پيشگفتار
واژه رباتيک که اولين بار توسط آيزاک آسيموف ابداع شد،به علم مطالعه و استفاده از ربات ها باز مي گردد و هدف آن اتصال هوش از ادراک به رفتار است.
نويسندگان اين پروژه با تشخيص اهميت اين علم و نياز اوليه ، به ساخت ربات تعقيب خط که از سري ربات هاي انتخاب شده در بسياري از مسابقات مي باشد،پرداخته اند. با به کارگيري رويکرد هاي عملي و اصول بنيادين اين رشته،قابليت هاي اين رباتنشان داده شده است تا به هدف آن که اتوماسيون نمودن ،کاهش وقت و هزينه و افزايش کارايي هر چه بهتر در اين زمينه مي باشد،دست يابند.
موضوع هاي مورد مطالعه رباتيک بيشتر در سه حوزه مهندسي مکانيک،مهندسي برق و مهندسي کامپيوتر قرار دارد.بدين منظور در بخش هاي مختلف اين پروژه مباحث اين سه حوزه به طور مشخص و کامل توضيح داده شده است.در زير فصل هاي اين پروژه مختصراً توضيح داده شده است.
• فصل اول به مقدمات رباتيک از معرفي ربات گرفته تا مزايا و کاربرد آن و همچنين آشنايي مختصري با ربات تعقيب خط ،پرداخته است.
• در فصول دوم،سوم و چهارم به مباحث الکترونيک،مکانيک و نرم افزار پرداخته شده است.
• در فصل پنجم نحوه ساخت ربات و اجزاي به کار رفته در آن بيان شده است.
• در قسمت پيوست ها شماتيک مدارات آورده شده است.
در طراحي اين ربات مراحل بررسي و امکان سنجي،تجزيه و تحليل که شامل فهم دقيق موضوع و تحليل مهندسي مي باشد،طراحي و شبيه سازي ،پياده سازي و مستندسازي ،اطمينان از صحت عملکرد و اصلاح خطاها انجام گرفته شده است.
اميدواريم تلاش اين گروه سهمي کوچک در ارتقاء دانش داشته باشد.
چكيده:
ربات يك ماشين هوشمند است كه جهت انجام وظايف مختلف استفاده مي شود و در شرايط مختلف قابليت تصميم گيري را دارد.
طرح فوق به بررسي اجزاء و شرح مراحل كار ساخت ربات تعقيب خط مي پردازد كه قابليت طي كردن مسيرهاي از پيش تعيين شده را دارد.
بخش هاي اصلي سخت افزار سيستم شامل مدار سنسورها،مدار درايور و موتور مي باشد كه از سنسور هاي مادون قرمز، درايور TIP122 و موتور DCگيربکسياستفاده شده است.
IC ربات، ميكرو كنترلر AVRسري ATMEGA 16 مي باشد.
برنامه ريزي ميكرو توسط نرم افزار CodevisionAVR و زبان C انجام شده است و براي بارگذاري دستورات در ميكرو از پروگرامر STK 200/300 استفاده شده است.
ايده اصلي در برنامه ريزي ميكرو،برطرف كردن نويز سنسور ها بوده است كه اين كار توسط تابع هاي تعريف شده در قسمت ADC ميكرو انجام گرفته است.
كلمات كليدي:
ربات،ربات تعقيب خط،سنسور مادون قرمز،درايور TIP122، موتور DC،پروگرامرSTK 200/300 ،ميكرو كنترلر AVR ،نرم افزار CodevisionAVR
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه
1-1 ربات چيست؟
1-2 تاريخچه توسعه تكنولو‍ژي رباتيك
1-3 نسل هاي رباتيك
1-4 اهداف استفاده از ربات
1-5 قوانين كلي ربات ها
1-6 اجزاي سازنده ربات
1-7 كاربرد ربات
1-8 مزايا و معايب ربات
1- 9 انواع ربات
1-10 آشنايي با ربات تعقيب خط
1-11 برخي از قوانين مسابقات تعقيب خط
فصل دوم: الكترونيك
2-1 مفاهيم پايه الكترونيك
2-2 سنسور
2-2-1 سنسور چيست؟
2-2-2 انواع سنسورهاي نوري
2-2-3 كاربرد سنسور نوري
2-3 درايور
2-3-1 يك نمونه مدار درايور(L298)
فصل سوم: مكانيك
3-1 مكانيك و زير ساخت هاي مكانيكي در ساخت ربات
3-2 بدنه و شاسي
3-3 موتور
3-4 چرخ
3-4-1 انواع چرخ ها
3-4-2 نقش چرخ ها
3-4-3 تعداد چرخ ها
3-4-4مكان چرخ ها
3-4-5 مشخصات فيزيكي چرخ ها
3-5 سيستم هاي انتقال قدرت
3-5-1 اتصال مستقيم
3-5-2 مكانيزم چرخ و تسمه
3-5-3 مكانيزم چرخ و دنده
3-5-4 مكانيزم چرخ و زنجير
3-5-5 چرخ هاي اصطكاكي
فصل چهارم: نرم افزار
4-1 مرجع كامپايلر C
4-1-1 دستورات اوليه و كاربردي
4-1-2 انواع داده ها
4-1-3 متغير ها
4-1-4 ثابت ها
4-1-5 عملگر ها
4-1-6 عبارات شرطي و كنترلي
4-1-7 ساختار تصميم گيري if
4-1-8 ساختار تصميم گيري else if
4-1-9 حلقه تكرار for
4-1-10 حلقه تكرار while
4-1-11 فرمان go to
4-1-12 ساختار برنامه ها در C
4-1-13 توابع در زبان C
4-2 ميكرو كنترلر
4-2-1 مختصري راجع به8051
4-2-2 مختصري راجع به PIC 57
4-2-3مختصري راجع به AVR 58
4-2-3-1 ويژگي هاي ميكروها
4-2-3-2 تنظيماترجيسترهاي I/O
4-2-3-3 منابع کلاک
4-2-3-4 مبدلآنالوگبهديجيتال
4-3 پيکر بندي پورت ها
4-4 پيکره بندي تايمر،کانتر
4-4-1 تايمر/ کانتر يک و ريجسترهاي مربوطه
4-4-2 تايمر کانتر 1 در حالت PWM
فصل پنجم: ارزيابي سيستم
5-1 سنسور بكار رفته در سيستم
5-2 موتور، چرخ ها وسيستم انتقال قدرت بكار رفته در سيستم
5-2 درايور بكار رفته در سيستم
5-3ميكروكنترلر سيستم
5-3-1 ميكروكنترلر ATMEGA 16
5-3-2 فيوز بيت هاي ATMEGA 16
5-4 مدار رگولاتور ولتاژ
5-5پروگرامر ATK200/300
5-6 برنامه ريزي ميكرو و توابع موجود
فصل ششم: نتيجه گيري و پيشنهادات براي ادامه كار
6-1 نتيجه گيري
6-2 مشكلات طرح
6-3 پيشنهاد براي ادامه كار
ييوست يک : شماتيك مدارات و ديتا شيت ها
مراجع