editor thumb

Robot

autor:Eduardo Bazano copy: sursa:externa contact:

Aceasata lucrare descrie functionarea si caracteristicile unui vehicul auto-ghidat, numit VART 3, proiectat si construit in Tehnica 3 de Wilde, ca un instrument de baza pentru formarea, dezvoltarea si tratarea problemelor legate de roboti autonomi.

I. Introducere

Adaptarea procesului de predare-invatare la progresele tehnologice, in cazul in care acesta ar fi o resursa activa care sa vizeze dezvoltarea competentelor necesare pentru a promova dezvoltarea personala si profesionala in secolul XXI. Robotica reprezinta o serie de provocari pentru adolescentii care depasesc simpla aplicatie de laborator. Constructia unui robot permite intelegerea conceptelor legate de sisteme dinamice complexe. Pentru obtinerea comportamentului dorit, elevul proiecteaza "creierul" (programul) si "corpul" artificial. Apoi se fac incercari succesive (ca si in cazul uni laborator ce progreseaza cu o viteza semnificativa), cu o proiectare corecta de ambele parti, pentru a atinge obiectivul dorit. Provocarea la rezolvarea problemelor de inteligenta artificiala creeaza o arie in care elevii sa reflecte asupra propriilor mecanisme de gandire si unde pot analiza reducerea comportamentelor complexe la comportamente simple.

Alt aspect este nevoia cuplarii perfecte intre software-ul si hardware-ul robotului. Se obisnuieste ca in atelierele de lucru elevii sa fie impartiti in doua grupe: cei care se ocupa de constructia fizica a robotului si cei care lucreaza pe partea de programare. Coordonarea si impartirea atributiilor nu este o sarcina chiar minora. Sunt dificultati comune bazate pe probleme de coordonare intre aceste doua aspecte. Prin urmare, comunicarea intre persoanele responsabile de programare si cele responsabile de constructie, deschide un joc foarte interesant cu privire la comportamentul grupului de elevi. Comportamentele individuale duc la esec. Este necesar ca elevii sa impartaseasca experientele lor colegilor si sa discute cu acestia de caracteristicile robotilor, care ii construiesc impreuna, pentru a ajunge la o solutie satisfacatoare.

VART 3 (Vehicul Autonom Robot Tehnic 3), ofera o platforma de baza pentru studiul si implementarea de senzori, algoritmi si sisteme legate de dezvoltarea vehiculelor robot, autonomi si cu auto-ghidare. Este de asemenea, un instrument de cercetare si dezvoltare pentru toti elevii de la tehnic (Fig. 1).

 
  
 

II. Dezvoltare

Intregul sistem este impartit in trei blocuri functionale :

A. Sistemul cu micro-controler :

Procesarea datelor, controlul si monitorizrea sistemului.

B. Sursa de energie si treptele de putere :

Administrarea consumului de putere pentru motoare si alimentarea cu energie a intregului sistem.

C. Sasiul, actuatorii si senzorii.

Suport mecanic al intregului sistem, inclusiv : doua motoare de curent continuu, doua roti de tractiune, senzori pentru miscare.

 

Sistem de dezvoltare.PICAXE

Aceasta unitate este responsabila pentru prelucrarea si implementarea algoritmilor de control si decizie ale sistemului, deoarece are un microcontroler din familia PICAXE (Central Processing Unit).

Motoare si senzori de proximitate.

Motoarele de curent continuu si senzorii de proximitate in infrarosu sunt in cadrul grupului de periferice. Motoarele sunt atasate la sistem prin intermediul amplificatorului de putere, care amplifica semnalul secventei de miscare si ofera protectie impotriva sarcinii inductive creata de infasurarea motorului. Motoarele sunt actionate prin intermediul pinilor 2 si 4 din PIC.

 
 
 

Sasiu

Acest modul se compune dintr-o structura fizica ce ofera suportul mecanic pentru celelalte module si partile lor componente de asemenea fac parte si doua motoare ce reprezinta sursa de putere, pentru miscare. Structura mecanica este construita din acril si aluminiu, iar designul incearca sa mentina un echilibru intre putere si distributia masei, pentru asigurarea unei tractiuni optime in orice moment. Sasiul este construit pe un capac floppy vechi si poate sustine motoarele si placile PCB ale circuitului electronic. Sistemul de actionare este cuplat la motoare prin cutii de viteza. Viteza maxima de rotatie este de 30 rotatii pe minut la un cuplu de 350 grame per cm. Ideea designului mecanic, adoptat pentru VART, ofera spatiu suficient pentru a incorpora senzori si/sau dispozitivele necesare de sprijin, fara modificari de baza, care permite mai multor sasiuri cu senzori diferiti pentru acelasi robot.

III. Specificatii

Vehicul : 2 roti pentru tractiune diferentiala, 1 supor de confogurat isoscel.

Controler : PICAXE-08.

Motoare : DC, cu magnet permanent.

Alimentare : o baterie de 9V, 250 mA, ce alimenteaza o alta sursa din care se obtin 5V la 500 mA.

Viteza maxima : radial 55,43 grade/s si liniar 11,12 cm/sec.

Autonomie : 1 ora continuu.

Capacitate suplimentara : 1 kg.

Masa : 1140 g

 
 

IV. Rezultate

Inca de la inceputul proiectului, in 2005, au existat modificari fata de versiunile anterioare ale robotului, schimbarile de azi pot oferi un instrument solid, care reprezinta o baza pentru activitatile si progresele legate de roboti autonomi.

Vom prezenta diferitele tipuri de probleme:

1.Miscari in toate directiile.

2.Senzori mecanici tip da/nu, cu "mustati" care detecteaza obiectele prin atingere.

3.Senzori de infrarosu ce detecteaza obiectele care emit si receptioneaza raze infrarosuii.

4.Reflectat de obstacole.

5.Rezolva problemele in functie de informatiile oferite de senzori.

6.Comunicare cu utilizatorul.

Concluzii.

1.Robotica educativa este un domeniu care are oportunitati ample in domeniul cunoasterii. Concepte de invatare abordate de colaborare pentru proiect de constructie colectiv si sa ofere cadrul concretizate metodologice de referinta acest potential.

Articularea prezentata ca si planul de lucru, vor evolua in acest an prin contributia membrilor proiectului precum si prin colaborarea cu companii publice si private.

Succesul este dat de nivelul sactisfactiei elevilor, profesorilor si membrilor comunitatii educationale de succes este dat de nivelul de satisfactie de elevi, profesori si membrii ai comunitatii educationale.

Universitatea poate oferi resurse si solutii tehnologice pentru a permite profesorilor sa-si regandeasca un proiect inovator.

V. Proiecte

- adaptarea dupa lumina

- senzori de ultrasunete

- busola electronica

- auto ghidare

- dezvoltarea de echipamente pentru domeniul roboticii educationale

 

VI. Bibliografie

Editorial baza Robotica CEKIT

http://www.superrobotica.com/S300010.htm

http://www.educoas.org/Portal/ineam/premio/es58_2004.pdf

http://www.rev-ed.co.uk/picaxe/es/index.htm

http://www.roboticajoven.mendoza.edu.ar/docu/stepper.pdf

http://www.eduteka.org/pdfdir/RoboticaPropuesta.pdf

http://www.micropik.com/provisional/pag_sensores.htm

http://www.geocities.com/clubroboticaperu/

http://www.webelectronica.com.ar/index.htm

http://www.rambal.com/

http://www.roboticajoven.mendoza.edu.ar/foro_rob.htm

http://www.robodacta.com/productos.asp?IDCategoria=19

http://www.robotia.com.ar/rb/fr/fr.htm

http://www.x-robotics.com/robots_simples.htm#TOP 
 
 
 

VII. Programul

Algoritmul programului de baza, VART.

Programul de baza

main:

Label_14: if pin2=1 then label_14

if pin3=1 then label_4A

low 1

low 0

goto label_14

label_43: wait 1

high 0

label_4: wait 1

high 1

goto label_14

 

 
 

VIII. Circuitul

Schema - placa de control - bazat pe un PICAXE 08, pentru a programa folositi editor, care poate fi descarcat de pe siteul : http://www.rev-ed.co.uk/picaxe/es/index.htm, sau de pe revista Saber Electronics, din a carei pagini pot fi obtinute informatii suplimentare despre utilizarea acestui cip.

 

 
 

Amplificatorul de putere.

Ca toti robotii VART 3 si acesta se construieste folosind elemente reciclabile. In amplificatorul de putere s-a folosit o placa de interfata cu un ULN 2803 legat cu doi inversori si doua relee duble inversoare. Intreg circuitul este alimentat cu o baterie de Ni-Cd de 5 volti.

 

 
 
 

Emitator infrarosu si microsursa.

 
 

Receptoare:

Ideal este sa utilizati doua receptoare, dar din motive de cost s-a testat cu un singur receptor. Momentan se dezvolta un program care sa solutioneze aceasta problema.

Lista de materiale :

 

Comentarii:

Nu exista nici un comentariu la acest articol


Adauga comentariul tau:

comentariile inaccesibile
spacer
spacer