Construirea unui robot - Introducere

Pentru construirea unui robot aveti nevoie de cunostinte minime in electronica, mecanica si programare. Nu trebuie sa va speriati, ca nu e chiar asa de complicat. Va voi explica cate ceva, iar restul puteti sa mai gasiti pe internet (probabil in limba engleza).

Un robot este compus din o parte mecanica (sasiu, roti, reductoare de turatie - gear box, eventual un brat cu un cleste - arm + gripper), o parte electronica (senzori, motoare, afisaj, difuzor, microfon, controller) si o parte de logica (programul care decide felul in care robotul actioneaza motoarele in functie de datele returnate de senzori).

Cand incepeti sa construiti un robot trebuie sa va ganditi la ce il veti folosi. Daca este destinat participarii la diverse competitii pe teme robotice, cititi regulametele sa vedeti daca nu sunt specificate dimensiuni, greutate, etc. de la care nu trebuie sa va abateti. Cel mai bine este sa va ganditi la un sistem modular, usor reconfigurabil, pe care sa il puteti folosi la un numar cat mai mare de competitii. Acelasi lucru este valabil si in cazul in care construiti un robot pentru uzul personal in casa.

Cea mai importanta componenta a robotului o constituie controllerul. Acesta poate fi un micro-controller sau chiar un calculator. Dar si daca optati pentru un PC ca fiind "creierul" robotului, cel mai bine este sa aveti si un micro-controller (conectat la portul serial sau USB), care sa citeasca senzorii si sa dea comenzi motoarelor. In felul acesta PC-ul se poate ocupa de calcule mai grele, cum ar fi recunoasterea de imagine, pozitia pe harta, recunoastere de voce si altele. Cel mai des intalnita este combinatia laptop-micro-controller, dar se poate lucra si cu componente ale unui calculator desktop, pentru reducerea costului.

Micro-controllerul poate fi din familia Basic Stamp, Atmel AVR, OOPIC, PIC Micro, Basic Atom, etc. Cea mai ieftina si usor accesibila este familia PIC Micro, pretul unui controller fiind de la 3-4 dolari pana pe la 14-15. Se gaseste si in Romania la magazinele de componente electronice care aduc piese din Germania. Partea proasta este ca aveti nevoie de un asa numit "programmer", care este un montaj electronic pe care se pune controllerul pentru a fi programat, un compiler, care este un software care traduce instructiunile scrise de voi in diverse limbaje si apoi le descarca in controller. Ca sa nu fie necesara la fiecare programare scoaterea controllerului de pe placa electronica si punerea in programator, se poate folosi un "boot loader" care permite programarea controlerului in circuit, folosind portul serial sau un conector special al programatorului.

Deplasarea. Robotii se pot deplasa folosind roti, senile sau picioare. Mai rar se intalnesc robotii care se deplaseaza in apa sau aer, folosind diverse mijloace de propulsie, bazate in general pe motor si elice. Deplasarea pe roti se poate face in doua feluri: stil masina - un motor propulseaza robotul si alt motor asigura directia, si stil tanc - un motor propulseaza roata stanga a robotului si alt motor roata dreapta a robotului. Aceasta deplasare se mai numeste si deplasare diferentiala. Pentru echilibrare, robotul fie foloseste una sau doua roti cu rotire independenta, fie foloseste cate doua roti motoare pe fiecare parte, care lucreaza in stil senila de tanc.

Motoarele. Cel mai des intalnite sunt motoarele de curent continuu, conectate la un reducator de turatie cu roti dintate (sau curele). Aceste motoare sunt usor de gasit in diverse jucarii electrice si in aparatura video.

Un caz aparte reprezinta servo-motoarele, care au reductorul de turatie si circuitul de comanda gata integrate. Aceste motoare au un unghi de deplasare de circa 180 grade, dar se pot modifica destul de usor pentru rotire continua. Avantajul lor este folosirea unui singur port al controllerului pentru a le comanda, spre deosebire de motoarele de curent continuu care au nevoie de un circuit de comanda si de 3 porturi ale controllerului.

Se mai intalnesc si motoare pas-cu-pas, care permit un control mai bun al deplasarii dar necesita mai folosirea mai multor porturi ale controllerului.

Senzorii. Pentru a se putea deplasa fara sa se izbeasca de primul obiect intalnit in cale, robotul foloseste diversi senzori. Acesti senzori pot fi de contact, de lumina, de proximitate, de distanta, de temperatura, de presiune,de sunet, de imagine.

Senzorii de contact sunt de obicei mecanici si sunt montati pe un fel de bare de protectie, care la atingerea de un obiect inchid sau deschid un circuit semnaland robotului coliziunea.

Senzorii de lumina sunt de obicei foto-rezistente de tipul CDS, care isi modifica rezistenta in functie de lumina ambienta.

Senzorii de proximitate sunt de obicei o combinatie de emitator-receptor de lumina infra-rosie, care se bazeaza pe emiterea unei unde infra-rosii care se reflecta pe suprafata unui obiect si este apoi receptionata. Acesti senzori semnaleaza controllerului prezenta unui obiect la o anumita distanta, robotul putand astfel evita coliziunea.

Senzorii de distanta se bazeaza pe acelasi principiu ca cei de proximitate, dar masoara ungiul de intoarcere a razei infra-rosii, determinand astfel distanta pana la obiect. Alt fel de senzori de distanta sunt senzorii ultrasonici, care masoara timpul in care se intoarce sunetul reflectat de un obiect.

Senzorii de temperatura masoara temperatura unui obiect, cei de sunet detecteaza prezenta unui sunet sau volumul lui, cei de presiune masoara presiunea aerului sau a unui lichid intr-un sistem pneumatic sau hidraulic.

Senzorii de imagine sunt de obicei camere video care sunt folosite pentru recunoastere de obiecte.

Surse de componente pentru construirea unui robot:

Jucarii electrice, timere, casetofoane, orice aparatura care poate contine motoare si eventual senzori. In special video-casetofoanele stricate sunt sursele cele mai bune de componente in construirea unui robot. In aceste aparate se gasesc, in afara de resistente si condensatori, unul sau doua motoare cu reductoare de turatie, uneori chiar cu reductor de tip melc-roata melcata, care este perfect pentru realizarea unui brat pentru robot, un senzor IR modulat pe frecventa de 38 sau 40 KHz, perfect pentru telecomanda, detectare de obiecte sau comunicare intre roboti, una sau doua fotodiode IR si unul sau doua LED-uri IR, folosite la detectarea de margine alb-negru sau proximitate.

Magazinele de piese electronice locale sau de pe internet.

Ro-Bot-X

Articol vizualizat de 4368 ori Nota medie obtinuta (276 voturi): 9.14

Voteaza acest articol: 1 2 3 4 5

Comentarii

Nu exista comentarii.

Adauga un comentariu

Nume:

Adresa de email:

Va rugam scrieti rezultatul adunarii: 8+3=?

Mesaj: