آموزش ساخت ربات (میکروکنترلر)

سلام ـ قرار شد برای ساخت ربات تفعلی بزنیمبه میکروکنترلر٬پس بی مقدمه بریم سر اصل مطلب:

میکروکنترلر چیست: میکروکنترلر رو درواقع می توان یه کامپیوتر کوچولو در قالب یه چیپ برای کنترل وسایل الکترونیکی (در اینجا ربات) تلقی کرد. تفاوت میکروکنترلر با میکروپروسسور در اینه که میکروکنترلر دارای یک CPU ٫مقدار محدودی RAM ٬ ROM ٬ پورت های I/O و تایمر در درون خود می باشد در صورتی که میکروپروسسور فقط یه CPU هست و شما باید RAM, ROM ,... رو به صورت اجزای جانبی به اون متصل کنید (درست مثل CPU کامپیوتر). برای همین میکروکنترلرها تک منظوره ولی میکروپروسسورها همه منظوره هستند. با این تفاسیر میکروکنترلرها دارای کارایی های خاص خودشون مثلا در ماشین لباسشویی٬ ماکروویو٬ تلفن و البته ربات هاو... هستند یعنی جایی که استفاده از میکروپروسسور نه از نظر کارایی و نه از نظر اقتصادی عقلانیه! تازه فهمیدیم میکرو یعنی چی :)

انتخاب میکرو(مناسب ربات ما): در انتخاب میکرو فاکتورهای زیادی دخیله: ۱-هزینه  ۲-سرعت  ۳-کارایی و قابلیت ها  ۴-راحتی کار با آن و... در حال حاضر در بازار ایران میکروهای متنوعی ازجمله ۸۰۵۱ از اینتل٬ PIC از میکروچیپ تکنولوژی و AVR از شرکت ATMEL هواخواهان زیادی دارن. همچنین آمارها نشون داده که در ساخت ربات اکثرا از PIC استفاده شده (در آمریکا :)) ولی من می خوام این پروژه رو با AVR انجام بدم چون تقریبا کم هزینه (۳۵۰۰) هستش٬ هم کارایی های مناسبی داره٬ هم برنامه نویسی برا اون آسونه (هم C داره هم Basic تازه کلی هم نرم افزار Emulator, Simulator ,... داره) و تازه پروگرمر ائن بسیار ساده و کم خرجه. با این حال فکر نمی کنم نوع میکرو تفاوتی در نقشه مدار و.. بزاره بجز کد و کامپایلر میکرو که سعی می کنم مال PIC یا حتی ۸۰۵۱ رو هم در کنار AVR زمیمه کنم. پس کسایی که با AVR کار نکردن اصلا نگران نباشن.

راستی یادم رفت بگم برا این ربات از AVR مدل Atmega32 استفاده خواهم کرد (مفت ۳۵۰۰ :)) و برای آموزش برنامه نویسی اون با وجود کامپایلرهای متنوعی چون Bascom (بیسیک) و CodeVision (سی) من Bascom رو انتخاب می کنم تا تازه کارهای برنامه نویسی هم مشکلی نداشته باشن (بیسیک که دیگه کاری نداره!). فکر نمی کنم چیزی ناگفته مونده باشه! پس از جلسه بعد آموزش ساخت پروگرمر و یکم آموزش برنامه نویسی AVR ٬البته فقط در حد کار خودمون -ربات- رو خواهیم داشت. (بگو ایشالا )

واما مدار:

واما مدار:

 

 

C1, C3, C5, C7, C15, C16		2.2uf خازن شیمیایی
C2, C6		0.05uF خازن عدسی
C4		0.22uF خازن عدسی
C8, C10		0.015uF خازن عدسی
C9		100uF خازن شیمیایی
C11, C12, C13, C14		0.1uF خازن عدسی
R1, R4		10K 1/4وات
R2, R5		33K 1/4W وات
R3, R6		4.7K 1/4W وات
R7		2.2K 1/4W وات
R8, R9, R10, R11		50K ولوم
U1		TDA1524A Tone Control IC
S1		سویچ
J1, J2, J3, J4		فیش ورودی خروجی

مداری رو که در بالا میبینید مدار یک تون کنترل استریو با امکان کنترل حجم صدا وتنظیم بالانس است که همه این کارها را فقط با استفاده از یک آی سی جدید وپیشرفته به نام فTDA1524a  وچند قطعه جانبی دیگر انجام میدهد همچنین این مدار میتواند به عنوان پری آمپلی فایر مورد استفاده قرار گیرد ولی برای کسب بعترین نتیجه آن را بین پری آمپلی فایر ومدار آمپلی فایر قدرت قرار میدهند به نظر من بزرگترین مضیت این مدار بعد از کیفیت عالی آن اندازه کوچکش میباشد که قابلیت نصب مدار را در دستگاههای ساخته شده بوجود می آورد.

در این مدار به ترتیب پتانسیومترهای R8,R9,R10,R11  وظیفه تنظیم حجم صدا ،کنترل بالانس دستگاه ، کنترل صدای تریبل و کنترل صدای باس را بر عهده دارند

همچنین کلید S1 وظیفه کنترل کانتر را به عهده دارد

J1,J4 به ترتیب وردیهای راست وچپ دستگاه میباشند و J2,J3 خروجیهای راست وچپ دستگاه هستند.

این مدار قابلیت اتصال مستقیم به میکروفون را نیز دارد.

آموزش ساخت ربات (موتور DC)

دوستان خوبم سلام. عید نوروز رو به همتون تبریک می گم و برای همه آرزوی موفقیت می کنم .

خوب قرار شد کار با موتورهای DC رو شروع کنیم. شاید خیلی هاتون که تو این مدت با استپر کار کردید و یا حداقل با ویژگی هاش آشنایی دارید بگید امکان نداره بشه با موتور DC ربات، اونم مسیریاب ساخت!حداقل به این فکر می کنید که موتور DC  نمی تونه به سرعت توقف کنه، یا کنترل سرعتش مشکله و... (این ضعفها به روشهایی حل می شوند) اما حقیقت اینه که استپر ها با وجود دقت و شاید کنترل آسون، مشکلات زیادی از جمله وزن زیاد، قیمت بالا و قدرت بسیار کم دارند و در مواقعی حتی وزن خودشون رو هم نمی تونن حمل کنند و کلا استفاده از اونها به عنوان نیروی محرکه صحیح نیست. در عوض موتورهای DC حداقل در بازار ایران قیمت بسیار مناسب، اندازه و طرحهای گوناگون، سرعت مناسب و... دارند. و از همه مهمتر اینکه به عنوان یه تجربه اینروزها دیگه همه از این نوع موتور استفاده می کنند پس ما هم می کنیم :).

نکته دیگه ای که باید راجع به موتورهای DC بگم این هست که این موتورها در ولتاژ کاری خودشون سرعت بسیار بالایی دارند و برای حل این مشکل چاره ای نیست جز استفاده از گیربوکس. تو بازار موتورهای مختلفی به همراه گیربکس عرضه میشن اما قیمتهای سرسام آوری دارند. چیزی که من توصیه می کنم این هست که ماشین های اسباب بازی که در اونها از آرمیچر (همون موتور DC) استفاده شده تهیه کنید و از گیربکس های پلاستیکی که برای کاهش سرعت در اونها تعبیه شده استفاده کنید -دقیقا همون کاری که خود من و خیلی های دیگه کردن(به عکسهای مراجعه شود) -. تازه ممکنه بتونید از چرخها و یا بدنه ماشین هم در ساخت رباتتون استفاده کنید.

کنترل موتور DC:
حالا اگر بخوایم بریم سر اصل مطلب باید بپردازیم به نحوه کنترل این نوع موتور. می دونم همه دیدید که موتورهای DC (یا آرمیچر خودمون) دارای دو سر هستند که اگر یکی رو به قطب + و دیگری رو به - باطری وصل کنیم باعث چرخش موتور در یک جهت می شیم و اگر جای سیم ها رو عوض کنیم موتور در جهت معکوس خواهد چرخید.
حالا ساده ترین نوع کنترلی که با دانش فعلی ما پیشنهاد میشه استفاده از همون آیسی ULN2803 هستش به این صورت که یک سر از یک موتور رو به یکی از پینهای خروجی این آیسی وصل کنیم (در مقالات قبلی گفتم که پینهای ۱۸ تا ۱۱ خروجی و ۱ تا ۹ ورودی های اونها هستند) و سر دیگر رو به قطب مثبت منبع مون وصل کنیم. حالا با صفر کردن ورودی (وصل کردن اون به ۰ولت یا ۰منطقی از میکرو)  موتور روشن و با یک کردن اون (۵ولت یا ۱ منطقی از میکرو) موتور خاموش خواهد شد. می تونیم این کار رو با دو موتور همانند مدار زیر انجام بدیم و در واقع ربات مسیریاب ساده ای بسازیم که میتونه خطوط تیره بدون انحرافات شدید (مثل پیچهای تند یا ۹۰) رو با سرعت دنبال کنه.

البته این مدار و حتی تمام مدارهای قبلی آموزش داده شده رو می شد بدون وجود میکرو هم ساخت اما قصد من چیزهای دیگه ای از جمله آموزش کار با میکرو و همچنین آمادگی شما برای کارهای بزرگتر بوده. شما می تونید مثل مثالهای قبلی دو سنسور چپ و راست خودتون رو به ترتیب به پینهای ۰ و ۱ از پورت C میکرو وصل کنید و ورودی های موتور ۱ و ۲ رو هم که در شماتیک بالا نشون داده شده به پینهای ۰ و ۱ از پورت D میکروتون وصل کنید و با پروگرم کردن میکروتون با برنامه زیر، همونطور که گفتم ربات مسیریاب ساده ای بسازید  که میتونه خطوط تیره بدون انحرافات شدید (مثل پیچهای تند یا ۹۰) رو با سرعت دنبال کنه. راستی اگر از این آیسی قبلا در کنترل استپر استفاده کردید دیگه اسراری برای بستن این مدار نیست چون این فقط مقدمه ای بود برای مطالب پست بعد:

Config Pind.0 = Output                                  'Left Motor
Config Pind.1 = Output                                  'right motor
Config Pinc.0 = Input                                   'left sensor
Config Pinc.1 = Input                                   'right sensor
Lm Alias Portd.0
Rm Alias Portd.1
Dim Ls As Bit
Dim Rs As Bit
Do
   Ls = Pinc.0
   Rs = Pinc.1
   If Ls = 1 And Rs = 0 Then
      Rm = 1
      Lm = 0
   End If
   If Ls = 0 And Rs = 1 Then
      Rm = 0
      Lm = 1
   End If
   If Ls = 0 And Rs = 0 Then
      Rm = 1
      Lm = 1
   End If
Loop
End 

البته می دونم این مقاله خیلی هم یونیک (منظور باحال بید) و در سطح مقالات قبلی نیست، اما درواقع به عنوان مقدمه ای برای مقاله بعدیم که معرفی و آموزش نحوه استفاده از یکی از پیشرفته ت