ربات های تحت کنترل اینترنت ربات را می توان به روش های مختلف کنترل کرد. فرآیند ساخت ربات

کنترل یک ربات یک کار چالش برانگیز است. تعریفی که ما برای آن انتخاب کرده ایم مستلزم این است که دستگاه از محیط خود آگاه باشد. سپس تصمیم بگیرید و اقدام مناسب را انجام دهید. ربات ها می توانند مستقل یا نیمه مستقل باشند.

  1. یک ربات مستقل بر اساس یک الگوریتم معین بر اساس داده های دریافتی از حسگرها کار می کند.
  2. یک ربات نیمه خودمختار وظایفی دارد که توسط انسان کنترل می شود. و علاوه بر آن وظایف دیگری نیز وجود دارد که به تنهایی انجام می دهد ...

ربات های نیمه خودمختار

یک نمونه خوب از یک ربات نیمه مستقل، یک ربات پیچیده زیر آب است. انسان حرکات اولیه ربات را کنترل می کند. و در این زمان، پردازنده آنبرد جریان های زیر آب را اندازه گیری کرده و به آن پاسخ می دهد. این به شما این امکان را می دهد که ربات را در همان موقعیت بدون دریفت نگه دارید. یک دوربین روی ربات ویدئو را برای انسان ارسال می کند. علاوه بر این، سنسورهای داخلی می توانند دمای آب، فشار و موارد دیگر را کنترل کنند.

اگر ربات تماس خود را با سطح قطع کند، برنامه مستقل روشن می شود و ربات زیر آب را به سطح می آورد. برای اینکه بتوانید ربات خود را کنترل کنید، باید سطح استقلال آن را تعیین کنید. شاید بخواهید ربات با کابل کنترل شود، بی سیم یا کاملا مستقل باشد.

مدیریت کابل

ساده ترین راه برای کنترل یک ربات این است که یک کنترلر دستی با کابل به آن متصل شود. سوئیچ ها، دستگیره ها، اهرم ها، جوی استیک ها و دکمه های این کنترلر به کاربر این امکان را می دهد که بدون نیاز به روشن کردن وسایل الکترونیکی پیچیده، ربات را کنترل کند.

در این شرایط می توان موتورها و منبع تغذیه را مستقیماً به کلید متصل کرد. بنابراین، چرخش به جلو/عقب آن قابل کنترل است. معمولاً در وسایل نقلیه استفاده می شود.

آنها هوش ندارند و به جای "ربات" "ماشین های کنترل از راه دور" در نظر گرفته می شوند.


  • مزیت اصلی این اتصال این است که ربات محدود به زمان کار نیست. از آنجایی که می توان آن را مستقیماً به شبکه متصل کرد. نیازی نیست نگران از دست دادن سیگنال باشید. ربات، به عنوان یک قاعده، دارای حداقل الکترونیک است و بسیار پیچیده نیست. خود ربات می تواند سبک وزن باشد یا بار اضافی داشته باشد. اگر مشکلی پیش بیاید، می‌توان ربات را با یک اتصال متصل به کابل بازیابی کرد. این امر به ویژه در مورد ربات های زیر آب صادق است.
  • معایب اصلی این است که کابل ممکن است در هم بپیچد، روی چیزی گیر کند یا پاره شود. فاصله ای که ربات می تواند ارسال کند با طول طناب محدود می شود. کشیدن یک تتر طولانی اصطکاک را افزایش می دهد و می تواند حرکت ربات را کند یا حتی متوقف کند.

کنترل ربات از طریق کابل و میکروکنترلر داخلی

مرحله بعدی نصب میکروکنترلر روی ربات است، اما همچنان از کابل استفاده کنید. اتصال میکروکنترلر به یکی از درگاه‌های ورودی/خروجی رایانه (مانند پورت USB) به شما امکان می‌دهد اقدامات خود را کنترل کنید. کنترل با استفاده از صفحه کلید، جوی استیک یا موارد دیگر انجام می شود دستگاه ثانوی. افزودن یک میکروکنترلر به پروژه ممکن است نیاز به برنامه ریزی ربات با سیگنال های ورودی داشته باشد.


  • مزایای اصلی مانند کنترل مستقیم کابل است. رفتار و واکنش‌های پیچیده‌تر ربات به دکمه‌ها یا دستورات فردی را می‌توان برنامه‌ریزی کرد. تعداد زیادی از کنترل های کنترلر (ماوس، صفحه کلید، جوی استیک و غیره) وجود دارد. میکروکنترلر اضافه شده دارای الگوریتم های داخلی است. این بدان معنی است که می تواند با حسگرها تعامل داشته باشد و تصمیمات خاصی را به تنهایی اتخاذ کند.
  • از معایب آن می توان به هزینه بالاتر به دلیل وجود وسایل الکترونیکی اضافی اشاره کرد. سایر معایب مانند کنترل مستقیم ربات توسط کابل است.

کنترل اترنت

استفاده شده اتصال دهنده اترنت RJ45. اتصال اترنت برای کنترل مورد نیاز است. ربات به صورت فیزیکی به روتر متصل است. بنابراین می توان آن را از طریق اینترنت کنترل کرد. برای ربات های متحرک نیز امکان پذیر است (البته نه چندان کاربردی).

راه اندازی رباتی که بتواند از طریق اینترنت ارتباط برقرار کند می تواند بسیار مشکل باشد. اول از همه، اتصال WiFi (اینترنت بی سیم) ترجیح داده می شود. ترکیب سیمی و بی سیم نیز گزینه ای است که در آن فرستنده گیرنده (فرستنده و دریافت) وجود دارد. فرستنده و گیرنده به طور فیزیکی به اینترنت متصل می شود و سپس داده های دریافتی از طریق اینترنت منتقل می شود به صورت بی سیمربات


  • مزیت این است که ربات را می توان از طریق اینترنت از هر نقطه از جهان کنترل کرد. این ربات محدودیت زمانی ندارد زیرا می تواند از Power over Ethernet استفاده کند. PoE. این یک فناوری است که به یک دستگاه از راه دور اجازه می دهد تا انرژی الکتریکی را همراه با داده ها از طریق یک استاندارد انتقال دهد جفت پیچ خوردهبر شبکه های اترنت. استفاده از پروتکل اینترنت (IP) می تواند طرح ارتباطی را ساده و بهبود بخشد. مزایا مانند کنترل مستقیم کامپیوتری سیمی است.
  • نقطه ضعف برنامه ریزی پیچیده تر و همان معایب کنترل کابل است.

کنترل از راه دور IR

فرستنده ها و گیرنده های مادون قرمز کابل اتصال ربات را به اپراتور حذف می کنند. این معمولاً توسط مبتدیان استفاده می شود. کنترل مادون قرمز برای عملکرد به یک "خط دید" نیاز دارد. گیرنده باید بتواند فرستنده را در هر زمانی "دید" کند تا داده ها را دریافت کند.

ریموت های مادون قرمز کنترل از راه دور(مانند ریموت های جهانیکنترل از راه دور، برای تلویزیون) برای ارسال دستورات به گیرنده مادون قرمز متصل به میکروکنترلر استفاده می شود. سپس این سیگنال ها را تفسیر کرده و اعمال ربات را کنترل می کند.


  • مزیت آن هزینه کم است. برای کنترل ربات می توان از کنترل از راه دور تلویزیون ساده استفاده کرد.
  • معایب آن این است که برای کنترل نیاز به یک خط دید دارد.

کنترل رادیویی

کنترل فرکانس رادیویی به یک فرستنده و گیرنده با میکروکنترلرهای کوچک برای ارسال، دریافت و تفسیر داده های فرکانس رادیویی (RF) نیاز دارد. جعبه گیرنده شامل تخته مدار چاپی(برد مدار چاپی) که شامل واحد گیرنده و یک کنترلر موتور سروو کوچک است. ارتباط رادیویی به یک فرستنده منطبق/جفت شده با گیرنده نیاز دارد. امکان استفاده از فرستنده و گیرنده ای وجود دارد که می تواند داده ها را بین دو محیط سیستم ارتباطی متفاوت ارسال و دریافت کند.

کنترل رادیویی نیازی به دید مستقیم ندارد و می تواند در فواصل طولانی انجام شود. دستگاه های استاندارد RF می توانند داده ها را بین دستگاه ها در فواصل تا چندین کیلومتر انتقال دهند. در حالی که دستگاه های RF حرفه ای تر می توانند کنترل ربات را تقریباً در هر فاصله ای فراهم کنند.


بسیاری از طراحان ربات ترجیح می دهند ربات های نیمه خودمختار با رادیو کنترل بسازند. این به ربات اجازه می دهد تا حد امکان مستقل باشد و بازخورد را به کاربر ارائه دهد. و در صورت لزوم می تواند کنترل برخی از عملکردهای خود را به کاربر بدهد.

  • از مزایای آن می توان به توانایی کنترل ربات در فواصل قابل توجهی اشاره کرد که به راحتی می توان آن را پیکربندی کرد. ارتباط همه جانبه است، اما ممکن است به طور کامل توسط دیوارها یا موانع مسدود نشود.
  • معایب بسیار است سرعت کمانتقال داده (فقط دستورات ساده). علاوه بر این، باید به فرکانس ها نیز توجه کنید.

کنترل بلوتوث

بلوتوث یک سیگنال رادیویی (RF) است و از طریق پروتکل های خاصی برای ارسال و دریافت داده ارسال می شود. برد معمولی بلوتوث اغلب به حدود 10 متر محدود می شود، اگرچه این مزیت این است که به کاربران امکان می دهد ربات خود را از طریق دستگاه های دارای بلوتوث کنترل کنند. اینها در درجه اول تلفن های همراه، PDA ها و لپ تاپ ها هستند (اگرچه ممکن است برنامه نویسی سفارشی برای ایجاد رابط مورد نیاز باشد). درست مانند کنترل رادیویی، بلوتوث ارتباط دو طرفه را ارائه می دهد.


  • مزایا: از هر دستگاه دارای بلوتوث مدیریت می شود. اما، به عنوان یک قاعده، برنامه ریزی اضافی مورد نیاز است. اینها تلفن های هوشمند، لپ تاپ ها و غیره هستند. نرخ داده های بالاتر می تواند همه جانبه باشد. بنابراین، خط دید مورد نیاز نیست و سیگنال می تواند کمی از دیوارها عبور کند.
  • ایرادات باید جفت کار کرد مسافت معمولاً حدود 10 متر (بدون موانع) است.

کنترل وای فای

کنترل WiFi اغلب یک گزینه اضافی اختیاری برای روبات ها است. توانایی کنترل ربات شبکه بی سیماز طریق اینترنت مزایای قابل توجهی (و برخی از معایب) برای کنترل بی سیم دارد. برای تنظیم کنترل Wi-Fi ربات، به یک روتر بی سیم متصل به اینترنت و یک واحد WiFi روی خود ربات نیاز دارید. برای ربات، می توانید از دستگاهی استفاده کنید که از پروتکل TCP / IP پشتیبانی می کند.


  • مزیت آن توانایی کنترل ربات از هر نقطه از جهان است. برای این کار باید در محدوده روتر بی سیم باشد. ممکن است سرعت بالاانتقال داده
  • معایب این است که برنامه نویسی مورد نیاز است. حداکثر فاصله معمولاً با انتخاب روتر بی سیم تعیین می شود.

کنترل تلفن همراه

دیگر فناوری بی سیمتلفن همراه که در ابتدا برای ارتباط انسان با انسان ساخته شده بود، اکنون برای کنترل روبات ها استفاده می شود. از آنجایی که فرکانس ها تلفن همراهقابل تنظیم هستند، گنجاندن یک ماژول سلولی روی ربات معمولاً به برنامه ریزی اضافی نیاز دارد. همچنین نیازی به درک سیستم و قوانین شبکه سلولی ندارد.


  • مزایا: ربات را می توان در هر جایی کنترل کرد سیگنال سلولی. ارتباط ماهواره ای امکان پذیر است.
  • ایرادات؛ تنظیم کنترل توسط ارتباط سلولیمی تواند دشوار باشد - نه برای مبتدیان. هر شبکه سلولی الزامات و محدودیت های خاص خود را دارد. خدمات آنلاین رایگان نیست. معمولاً هرچه داده های بیشتری را انتقال دهید، پول بیشتری باید پرداخت کنید. این سیستم هنوز برای استفاده در رباتیک پیکربندی نشده است.

قدم بعدی استفاده کامل از میکروکنترلر در ربات است. و اول از همه، برنامه نویسی الگوریتم آن برای ورود اطلاعات از سنسورهای آن. کنترل مستقل می تواند به اشکال مختلف اعمال شود:

  1. بدون بازخورد از محیط از قبل برنامه ریزی شده باشد
  2. با بازخورد محدود از سنسورها
  3. با بازخورد حسگر پیچیده

کنترل مستقل واقعی شامل حسگرها و الگوریتم‌های زیادی است. آنها به ربات اجازه می دهند تا به طور مستقل بهترین اقدام را در هر موقعیتی مشخص کند. اکثر روش های پیچیدهکنترل‌هایی که در حال حاضر بر روی ربات‌های خودمختار اجرا می‌شوند، فرمان‌های دیداری و شنیداری هستند. برای کنترل بصری، ربات به یک فرد یا شی نگاه می کند تا دستورات خود را دریافت کند.


کنترل یک روبات برای گردش به چپ با خواندن یک فلش سمت چپ از روی یک صفحه کاغذ بسیار دشوارتر از آن چیزی است که تصور کنید. یک فرمان سرویس مانند "چرخش به چپ" نیز به مقدار زیادی برنامه نویسی نیاز دارد. برنامه نویسی بسیاری از دستورات پیچیده مانند "دمپایی را برای من بیاور" دیگر خیالی نیست. اگرچه نیاز به برنامه نویسی بسیار بالا و زمان زیادی دارد.

  • مزایای آن رباتیک "واقعی" است. وظایف می تواند به سادگی چشمک زدن یک نور بر اساس خوانش های یک حسگر واحد تا فرود یک فضاپیما در سیاره ای دور باشد.
  • معایب فقط به برنامه نویس بستگی دارد. اگر ربات کاری را انجام می دهد که شما نمی خواهید انجام دهد، شما فقط یک گزینه دارید. این برای بررسی کد شما، تغییر آن و آپلود تغییرات در ربات است.

بخش عملی

هدف پروژه ما ایجاد یک پلت فرم مستقل است که قادر به تصمیم گیری بر اساس آن باشد سیگنال های خارجیاز سنسورها ما از یک میکروکنترلر Lego EV3 استفاده خواهیم کرد. این به ما امکان می دهد آن را به عنوان یک پلت فرم کاملا مستقل بسازیم. بنابراین نیمه خودکار، از طریق بلوتوث یا با استفاده از کنترل از راه دور مادون قرمز کنترل می شود.


آجر قابل برنامه ریزی LEGO EV3

مواد مشابه:

  • طرح: 1-اینترنت چیست (مفهوم) 2-روش های اتصال به اینترنت 81.69kb.
  • کلاهبرداری از طریق "اینترنت"، 11.94 کیلوبایت.
  • ساختار و اصول اولیه اینترنت، 187.31kb.
  • مطالعه امکان سنجی، 609.73 کیلوبایت.
  • با استفاده از فناوری های شبکه، 81.79 کیلوبایت.
  • اینترنت شبکه جهانی اطلاعات، 928.45 کیلوبایت.
  • طرح پایه تعداد ساعت طبق برنامه، کل شامل 45.76 کیلوبایت.
  • "sbis ++ گزارش‌دهی الکترونیکی" به صورت الکترونیکی از طریق اینترنت، 80.99 کیلوبایت.
  • 243.98 کیلوبایت.
  • شبکه اینترنت. سرویس www, 240.73kb.
شبیه سازی و کنترل از راه دور ربات ها

بوسیله ی اینترنت

پژوهشگر ارشد I.R. بلوسوف

1/2 سال، 2-5 دوره و دانشجویان کارشناسی ارشد

بررسی روشهای نوین مدلسازی و کنترل رباتها. الگوریتم‌هایی برای تعامل ربات‌ها با اجسام دینامیکی پیچیده با استفاده از یک سیستم بینایی در حلقه کنترل در نظر گرفته شده‌اند. روش های کنترل از راه دور ربات ها از طریق اینترنت در حال بررسی است. معماری سیستم های کنترل توزیع شده ارائه شده است، روش های انتقال اطلاعات، مدل سازی گرافیکی، برنامه نویسی از راه دور ربات ها با استفاده از فناوری های باز جاوا و Java3D در نظر گرفته شده است.

مقدمه.

بیان وظایف در نظر گرفته شده در دوره. نمایش نتایج تجربی.

کنترل ربات ها در وظایف تعامل با اجسام متحرک.

1. تعیین اهداف مثال ها.

بررسی وظایف و روش های تعامل بین ربات ها و اجسام متحرک. استفاده از سیستم بینایی و مدل‌های دینامیک شی. بیان مشکل گرفتن میله روی تعلیق دو رشته ای توسط ربات. بیان مسئله تعامل ربات با آونگ های کروی.

2. استفاده از سیستم های بینایی.

الگوریتم های پردازش ویدیو تعیین موقعیت میله و آونگ با استفاده از پیش بینی سینماتیک. پردازش نتایج اندازه گیری

3. مدل سازی ریاضی و توسعه تجربی الگوریتم ها.

معادلات ارتعاشات یک میله روی یک سوسپانسیون دو رشته ای. الگوریتم هایی برای گرفتن میله توسط یک دستکاری رباتیک معادلات نوسانات یک آونگ کروی. الگوریتم های تعامل ربات با آونگ. معماری غرفه آزمایشی. بحث در مورد نتایج آزمایشات.

کنترل از راه دور ربات ها از طریق اینترنت.

4. بررسی سیستم های موجود.

سیستم های کنترل اینترنت برای ربات های موبایل و دستکاری معایب سیستم های موجود، مشکلات مدیریت از طریق اینترنت، رویکردهای حل.

5. معماری سیستم های کنترل توزیع شده برای روبات ها.

سخت افزار و سازمان برنامهبخش های سرور و مشتری یک سیستم کنترل ربات توزیع شده سازمان تبادل اطلاعات

6. برنامه نویسی از راه دور از طریق اینترنت.

زبان های برنامه نویسی ربات محیطی برای برنامه نویسی از راه دور ربات ها از طریق اینترنت.

7. مدیریت سیستم های واقعی.

آزمایش‌هایی روی کنترل ربات‌های دستکاری و متحرک از طریق اینترنت. استفاده از محیط کنترل ربات مجازی بحث در مورد نتایج آزمایشات. راهنمایی برای تحقیقات بیشتر

مدل سازی گرافیکی ربات ها

8. مقدمه ای بر گرافیک کامپیوتری.

سیستم های مختصات، تبدیل های سه بعدی. ساده ترین الگوریتم ها

9. مدل سازی اجسام هندسی در Java3D.

مقدمه ای بر Java3D. ویژگی های برنامه نویسی گرافیکی در Java3D. مفاهیم اساسی. تجسم ساده ترین اجسام هندسی در Java3D. نورپردازی، بافت، مدیریت شی، پیکربندی مجدد صحنه پویا.

10. شرح سینماتیک ربات ها.

روش‌هایی برای توصیف سینماتیک دستکاری‌کننده‌ها. مسائل مستقیم و معکوس سینماتیک. روش تشکیل متوالی سیستم های مختصات. مثال ها.

11. مدل سازی گرافیکی ربات ها و فضای کاری.

ترکیب اشیاء. تحولات هندسی تجسم ربات ها، اجسام پیچیده هندسی و متحرک.

1

پوژیدایف I.V.

توانایی کنترل یک ربات متحرک از طریق کانال رادیویی، دامنه کاربرد آن را به میزان قابل توجهی گسترش می دهد. برای حل این مشکل یک کامپیوتر قابل حمل بر روی یک ربات متحرک نصب شد و یک تلفن همراه با مودم GPRS به آن متصل شد. دسترسی به اینترنت از طریق مودم GPRS برقرار می شود. از طریق اینترنت و با کمک یک کامپیوتر دیگر کنترل و نظارت بر سیستم های ربات انجام شد. امکان کنترل موتورهای ربات، دریافت اطلاعات از حسگرها و همچنین دریافت اطلاعات از دوربین فیلمبرداری در جهت حرکت ربات متحرک «Iris-1» وجود داشت. بنابراین، امکان کنترل از راه دور یک ربات متحرک از طریق اینترنت با استفاده از کانال رادیویی یک تلفن همراه با مودم GPRS در آن امکان پذیر شد. و در نتیجه این امر، فاصله ای که در آن می توانید یک ربات متحرک را کنترل کنید به طور قابل توجهی افزایش یافته است. و همچنین دامنه کاربرد ربات از نظر مکان های صعب العبور در خشکی گسترش یافته است.

ربات های متحرک به طور گسترده ای در صنایع مختلف و خانگی استفاده می شوند. آنها ضروری هستند: در از بین بردن حوادث در نیروگاه های هسته ای، در جستجو و کشف مواد منفجره، در تشخیص نقص در ارتباطات و از بین بردن آنها. استفاده گسترده از ربات های متحرک در مطالعه بستر دریا در اعماق زیاد مشاهده می شود. در هوانوردی از ربات های بدون سرنشین برای انجام فعالیت های شناسایی و از بین بردن دشمن استفاده می شود. ربات های متحرک در فرآیند کاوش سیارات دیگر در منظومه شمسی استفاده می شوند. اخیراً رباتیک در بخش ربات های متحرک با سرعت زیادی در حال توسعه است. بازار فروش ربات های سیار در سال 2000 655 میلیون دلار بود و در سال 2005 به 17 میلیارد دلار خواهد رسید.

مشکلی در ارتباط با استفاده پویاتر از یک ربات متحرک برای بازرسی ارتباطات و اشیاء زیرزمینی، مصنوعی و طبیعی ایجاد شده است. این به این دلیل است که ربات از طریق کابل متصل به کنترل از راه دور کنترل می شود که حرکت آن را محدود می کند.

توانایی کنترل یک ربات متحرک از طریق کانال رادیویی، دامنه کاربرد آن را به میزان قابل توجهی گسترش می دهد. این به شما امکان می دهد آن را کاملاً مستقل و در فاصله بسیار زیادی کنترل کنید. محدوده فرکانس با کنترل رادیویی بسیار گسترده تر از ارتباطات سیمی است.

برای حل این مشکل یک کامپیوتر قابل حمل بر روی یک ربات متحرک نصب شد و یک تلفن همراه با مودم GPRS به آن متصل شد. دسترسی به اینترنت از طریق مودم GPRS برقرار می شود. از طریق اینترنت و با کمک یک کامپیوتر دیگر کنترل و نظارت بر سیستم های ربات انجام شد.

AT این آزمایشدو نوع دستگاه تلفن با رابط های مختلف استفاده شد. این تلفن ها از این جهت با یکدیگر متفاوت هستند که یک دستگاه از طریق کابل کشیده شده به رایانه متصل می شود پورت USBو یک کامپیوتر به یک پورت تلفن همراه، نمودار جریان شماره 1 را ببینید. و نوع دیگری از تلفن همراه از طریق کابل از پورت comآ لپتاپبه تلفن همراه، نمودار جریان شماره 2 را ببینید.

ربات "Iris-1" که به رایانه شخصی متصل است، با استفاده از نرم افزار برای عملیات کنترل شد سیستم مایکروسافتپنجره ها. خود ربات از طریق بردهای موجود در رایانه شخصی و کابل آنها به رایانه متصل شد. AT سیستم عاملنصب شده بر روی کامپیوتر شامل یک جزء استاندارد است - اینترنت اکسپلورر، ناوبر اینترنتی. ناوبرهای اینترنتی از تولید کنندگان مختلف تولید می شوند. دو مجموعه نرم افزار روی دو کامپیوتر وجود دارد. یکی برای ربات متصل به رایانه شخصی که شامل موارد زیر است: ویندوز مایکروسافت NT 4.0 و نرم افزار "Iris-1" به عنوان جزء اصلی "LABVIEW 6.0" برای کنترل ربات. کامپیوتر دوم با مجموعه نرم افزاری متفاوت به جهانی دسترسی دارد شبکه کامپیوتریاینترنت با استفاده از یک جزء استاندارد مایکروسافت ویندوز - اینترنت اکسپلورر، اما ما از Netscape Navigator و همچنین رایانه ای که یک ربات به آن متصل است، که از راه دور کنترل می شود، استفاده کردیم، نمودار شماره 3 را ببینید.

کامپیوتری که به اینترنت متصل است دارای نرم افزاربرای تعویض گوشی با کامپیوتر و نرم افزار برای مودم GPRS برای مدل خاصتلفن همراه. تلفن های همراه در محدوده فرکانس 900 مگاهرتز تا 1800 مگاهرتز کار می کنند. همه مدل های تلفن همراه دارای عملکرد GPRS نیستند.

تلفن های دارای کلاس 8 و 10 GPRS از نظر تعداد کانال های ارسال و دریافت اطلاعات متفاوت هستند. برای کلاس GPRS 8 - سه کانال برای دریافت با سرعت 14.4 کیلوبیت در ثانیه و دو کانال برای انتقال. برای گوشی با GPRS نوع 10 4 کانال برای دریافت و دو کانال برای ارسال داریم. مدل های تلفن نیز دارای ویژگی های نوع A و B هستند، یعنی از مودم GPRS و مکالمه یا فقط یک مودم GPRS پشتیبانی می کنند.

در طول آزمایش، کنترل پایدار ربات از راه دور از طریق تلفن همراه آشکار شد، به جز موارد محافظت از سیگنال رادیویی (دریافت ناپایدار بین پایه و تلفن همراه یا عدم وجود آن - محافظت کامل) از تلفن همراه یا موارد نقض در خود شبکه اینترنت سیمی

هنگام استفاده از یک کانال رادیویی از تلفن همراه، امکان کنترل از راه دور تمام سیستم های مجتمع روباتیک Iris-1 و همچنین کنترل بر کار آنها حفظ شد. ما تصاویر ویدئویی را در جهت ربات به صورت سیاه و سفید دریافت می کنیم. موتورهای ربات می توانند به طور متناوب کار کنند، که در حضور کرم ها، به آن اجازه می دهد در یک جهت یا جهت دیگر بچرخد. اگر موتورها به طور همزمان با سرعت چرخش یکسانی کار می‌کردند، ربات مستقیم به جلو یا در جهت مخالف حرکت می‌کرد. اطلاعاتی در مورد وجود یک مانع در جهت ربات (به جلو) با استفاده از سنسور اولتراسونیک وجود داشت. سنسور اولتراسونیک از دو بخش تشکیل شده است: یک گیرنده که سیگنالی را در جلوی ربات به یک مانع احتمالی می فرستد و یک فرستنده که سیگنال منعکس شده را از یک جسم احتمالی روبروی ربات دریافت می کند. وجود یک شی در مقابل ربات توسط یک اپراتور در کیلومترها فاصله RTC "Iris-1" به صورت بصری روی نمودار مشاهده شد. به همین ترتیب، تصویر وجود یک مانع در بالای ربات با استفاده از سنسور مایکروویو قابل مشاهده بود. پارامترهای حسگرهای فوتوپالس که از طریق اینترنت با استفاده از یک کانال رادیویی از تلفن همراه منتقل می شوند، ساخت یک مدل سه بعدی پارامتریک در حرکت با تاخیر زمانی را با استفاده از بسته T-FLEX CAD 3D نسخه 6.0 و بالاتر امکان پذیر کردند.

بلوک دیاگرام شماره 1، اتصال تلفن همراه از طریق پورت USB رایانه شخصی.

بلوک دیاگرام شماره 2، اتصال تلفن همراه از طریق پورت PC com.

فلوچارت شماره 3 کنترل ربات متحرک "Iris - 1".

لیست اجزای کنترل ربات متحرک "Iris-1" در فاصله دور.

  1. کامپیوتری که یک تلفن همراه از طریق پورت com یا usb به آن متصل است.
  2. کانال رادیویی با مودم GPRS در دستگاه
  3. ایستگاه پایه تکرارکننده شرکت سلولی
  4. نماینده خدمات شبکه جهانی کامپیوتر (اینترنت) - ارائه دهنده.
  5. کامپیوتر دیگری از طریق یک برد در آن و کابلی از آن به یک ربات متحرک به آن متصل می شود.
  6. دسترسی به شبکه جهانی کامپیوتر از طریق یک کامپیوتر با یک ربات از طریق کانال رادیویی تلفن همراه.
  7. وجود یک اتصال پایدار در بخش کانال های سیمی و رادیویی شبکه کامپیوتری (اینترنت).

تمام موارد فوق به شما این امکان را می دهد که یک ربات متحرک را از راه دور در فاصله دور کنترل کنید و اطلاعات مربوط به آن را دریافت کنید.

بنابراین، امکان کنترل از راه دور یک ربات متحرک از طریق اینترنت با استفاده از کانال رادیویی یک تلفن همراه با مودم GPRS در آن امکان پذیر شد. و در نتیجه این امر، فاصله ای که در آن می توانید یک ربات متحرک را کنترل کنید به طور قابل توجهی افزایش یافته است. و همچنین دامنه کاربرد ربات از نظر مکان های صعب العبور در خشکی گسترش یافته است.

کتابشناسی - فهرست کتب

  1. نه ش. هندبوک رباتیک صنعتی. - 1989. - V.1. - M.: Mashinostroenie. - 480 c.
  2. نه ش. هندبوک رباتیک صنعتی. - 1990. - V.2. - M.: Mashinostroenie. 480 c.
  3. اوه K. Gonzalez، R. Lee K. Robotics. - 1989. - م.: میر. - 624s.
  4. Kuleshov V. S. Lakota N. A. Adryunin V. V. روبات‌ها و دستکاری‌کننده‌های کنترل از راه دور. - 1986. - م.: Mashinostroenie. - 328c.
  5. Zharkov F. P. Karataev V. V. Nikiforov V. F. Panov V. C. استفاده از ابزار مجازی LabVIEW. - 1999. - M.: Solon-R. - 268c.
  6. Poduraev Yu. V. مبانی مکاترونیک. - 2000. - M.: MSTU "STANKIN". - 80c.
  7. Maksimov N. V. Partyka T. L. Popov I. I. معماری کامپیوتر و سیستم های محاسباتی. - 2005. - M.: Forum-Infra-M. - 512s.

پیوند کتابشناختی

پوژیدایف I.V. کنترل ربات موبایل "IRIS-1" از طریق یک کانال رادیویی با استفاده از تلفن همراه // تحقیقات بنیادی. - 2005. - شماره 7. - ص 14-16;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=6320 (دسترسی در 2019/08/25). مجلات منتشر شده توسط انتشارات "آکادمی تاریخ طبیعی" را مورد توجه شما قرار می دهیم.

این شبکه تعداد زیادی دستورالعمل برای مونتاژ مدل های مختلف ربات دارد. بیایید سعی کنیم مدل خودمان را بسازیم وای فای خانگیربات با استفاده از اطلاعات انجمن Cyber-place، جزئیات تا حدی از فروشگاه آنلاین. سفارش بسیاری از قطعات یدکی به طور مستقیم از چین (Ebay، Aliexpress) سودمند است. این امر باعث کاهش چشمگیر بودجه می شود.
دیدگاه او در مورد تئوری و طراحی ربات های مدرن تشریح شده است.

نمای عملکردی ربات

  1. حرکت بر روی سطح طبق دستورات اپراتور،
  2. پخش ویدئو با زاویه دید وسیع.

بلوک کنترل

کنترلر جهانی Carduino Nano V7

میکروکنترلر: ATmega328
ولتاژ ورودی: 5 تا 30 ولت
فرکانس ساعت: 16 مگاهرتز
حافظه فلش: 32 کیلوبایت
رم (SRAM): 2 کیلوبایت

مادربرد ربات CyberBot

این برد برای اتصال به آن طراحی شده است دستگاه های آردوینویا دستگاه های آنالوگ از طریق رابط های استاندارد.

ماژول کنترل موتور - سپر موتور

این می تواند دو موتور را متصل و کنترل کند جریان مستقیمیا 4 موتور پله ای. دارای درایور موتور دو کاناله HG7881.
برق: 2.5 تا 12 ولت
مصرف جریان در هر کانال:: تا 800 میلی آمپر

موتورهای دنده ای

گیربکس با ضریب دنده 1:48
محدوده ولتاژ از 3 تا 6 ولت
سرعت چرخش چرخ 48 متر در دقیقه
جریان بدون بار (6v): 120mA
سطح نویز:<65dB

ماژول ارتباطی

روتر وای فای بی سیم TP-Link 3020MR

این مدل برای نصب سیستم عامل شخص ثالث ایده آل است. برای کنترل ربات ما انتخاب شده است. سفت‌افزار مبتنی بر سیستم‌افزار OpenWRT نسخه r37816 است.
روتر از هر مرورگر وب از طریق رابط وب کنترل می شود. مدیریت از طریق telnet، SSH نیز در دسترس است. عملکرد با نصب افزونه ها از کاتالوگ گسترش می یابد. حافظه موجود برای برنامه ها 1.2 مگابایت.

وب کم لاجیتک E3500

دوربین با قابلیت تصحیح تصویر.

هاب USB

بلوک برای اتصال دستگاه های USB به یکدیگر: آردوینو، روتر، وب کم.

عناصر کمکی

سکو

چرخ ها

مجهز به لاستیک‌های لاستیکی و شفت برای دیسک رمزگذار نوری اختیاری، ایده‌آل برای حرکت پلت فرم روی سطح.

محفظه باتری

برای نصب باتری ها لازم است. برای نسخه ما از ربات، 4 باتری سایز AA کافی است.

اتصال دهنده ها، سیم ها

ابزارهای کمکی برای اتصال عناصر فردی.

فرآیند ساخت ربات

آماده سازی ربات ربات CyberBotبرای مبتدیان سخت ترین است، زیرا. شامل استفاده از آهن لحیم کاری است. نیاز به لحیم کاری:

  1. مسدود کردن خازن ها از 0.1 میکروفاراد و بالاتر
  2. خازن الکترولیتی از 100 میکروفاراد در 16 ولت و بالاتر
  3. مقاومت 150 اهم

مقاومت ها باید بر اساس یک الکترولیت و یک خازن مسدود کننده برای هر ماژول نصب شده نصب شوند. در نتیجه باید موارد زیر را بدست آوریم:

اتصالات به شما این امکان را می دهد که ریزمدار را با سنسورهای اضافی تکمیل کنید و ما را از لحیم کاری مداوم قطعات نجات دهید.

ماژول کنترل موتور - Motor Shield را به برد کنترلر متصل می کنیم. محفظه باتری را پیچ کنید. برای نصب موتورها روی سکو، به پیچ و مهره M3x30 نیاز دارید. روی موتورها چرخ می زنیم.
بقیه را به قسمت دوم پلت فرم متصل می کنیم: یک دوربین وب، یک روتر، یک هاب USB. سیم ها را با براکت محکم می کنیم و آنها را با دقت می گذاریم تا با عناصر دیگر تداخل نداشته باشند.

نرم افزار

سیستم عامل روتر TP-Link 3020MR

پس از نصب و راه اندازی محیط توسعه، باید نوع برد مورد استفاده و پورتی که از طریق آن اطلاعات بین کنترلر و کامپیوتر رد و بدل می شود را انتخاب کنید. این تنظیمات از طریق منو انجام می شود. ابزار منوی تابلو.

هنگام استفاده از برد آردوینو نانو CH340G تحت سیستم ویندوز، نصب درایور CH341SER مورد نیاز است
برد باید در سیستم به صورت USB2.0 Serial تعریف شود.

قبل از آپلود طرح، آن را برای خطا بررسی کنید. در منو "طرح"انتخاب کنید "بررسی/تجمیع".
در صورت وجود خطا در حین بررسی، کامپایلر به خطی با کد نادرست اشاره می کند. اگر خطایی پیدا نشد، در منو "طرح"انتخاب کنید "بار".

طرحی برای Arduino Nano و Arduino UNO

طرح به کتابخانه CyberLib نیاز دارد

#عبارتند از #define motors_init(D4_Out; D5_Out; D6_Out; D7_Out;) uint8_t inByte; uint8_tspeed=255; void setup() (motors_init; D11_out; D11_Low; randomSeed(A6_Read); for(uint8_t i=0; i<12; i++) beep(70, random(100, 2000)); робота UART_Init(57600); wdt_enable (WDTO_500MS); } void loop() { if (UART_ReadByte(inByte)) { switch (inByte) { case "x": robot_stop(); break; case "W": robot_go(); break; case "D": robot_rotation_left(); break; case "A": robot_rotation_right(); break; case "S": robot_back(); break; } if(inByte>47 && inByte<58) speed=(inByte-47)*25+5; } wdt_reset(); } void robot_go() { D4_Low; analogWrite(5, speed); analogWrite(6, speed); D7_Low; } void robot_back() { D4_High; analogWrite(5, 255-speed); analogWrite(6, 255-speed); D7_High; } void robot_stop() { D4_Low; analogWrite(5, 0); analogWrite(6, 0); D7_Low; } void robot_rotation_left() { D4_Low; analogWrite(5, speed); analogWrite(6, 255-speed); D7_High; } void robot_rotation_right() { D4_High; analogWrite(5, 255-speed); analogWrite(6, speed); D7_Low; }

طرحی برای آردوینو مگا

#عبارتند از #تعریف motors_init (D4_Out; D5_Out; D6_Out; D7_Out;) #define robot_go (D4_Low; D5_High; D6_High; D7_Low;) #Define robot_back (D4_High; D5_Low; #D5_Lowe_Low; D6_Lowe_Low; ;) #define robot_rotation_left (D4_Low; D5_High; D6_Low; D7_High;) #define robot_rotation_right (D4_High; D5_Low; D6_High; D7_Low;) uint8_t inByte; void setup() ( motors_init; D11_out; D11_Low; randomSeed(analogRead(6))؛ Serial.begin(57600); wdt_enable(WDTO_500MS)؛ ) void loop() ( if (Serial.available()) (inByte = S. read()؛ سوئیچ (inByte) ( مورد "x": robot_stop؛ break؛ case "W": robot_go؛ break; case "D": robot_rotation_left؛ break; case "A": robot_rotation_right؛ break; case "S": robot_back; break; ) ) wdt_reset();)
کد منبع گرفته شده از cyber-place.ru

سرویس

ابزار ترمینال

ماژول کار با کنسول از مرورگر وب.

لیستی از دستورات پرکاربرد در CyberWrt

unname-a- نسخه هسته لینوکس؛
cat /proc/cpuinfo- اطلاعات سخت افزاری
cat /proc/meminfo- اطلاعات گسترده در مورد RAM اشغال شده
آزاد-م- اطلاعات در مورد رم استفاده شده و رایگان
ls /dev- نمایش تمام دستگاه های موجود در سیستم
شناسه- اطلاعات خلاصه در مورد کاربر فعلی (ورود به سیستم، UID، GID)؛
ps- تمام فرآیندهای بارگذاری شده؛
تاریخ- نمایش تاریخ/زمان
dmesg- دانلود فایل لاگ
lsmod- لیست ماژول های بارگذاری شده در هسته
netstat -rn- جدول مسیریابی
netstat -an | grep گوش کن- لیست تمام پورت های باز
netstat-tup- اتصالات اینترنتی فعال

fdisk -lاطلاعات در مورد تمام درایوهای متصل؛
سیاه- اطلاعات UUID در مورد تمام درایوهای موجود در سیستم؛
mount /dev/sda1 /mnt- پارتیشن /dev/sda1 را در نقطه نصب /mnt قرار می دهد.
کوه- اطلاعات کامل در مورد دستگاه های نصب شده؛
umount /mnt- پارتیشن را از نقطه نصب /mnt خارج کنید.

روشن- پاک کردن پنجره ترمینال؛ - پایان جلسه؛
passwd- تغییر رمز عبور کاربر فعلی؛

آپدیت opkg- به روز رسانی لیست بسته
ارتقاء opkg- به روز رسانی تمام بسته های نصب شده
لیست opkg نصب شده است- لیست بسته های نصب شده را نمایش می دهد.

بررسی سلامت موتورها در محیط توسعه

در منو "ابزار"انتخاب کنید "مانیتور پورت سریال". در خط ترمینال، دستور حرکت را تایپ کنید:

echo x > /dev/ttyUSB0

اگر همه چیز به درستی متصل و پیکربندی شده باشد، پس از فشار دادن دکمه "ارسال"موتورها باید شروع به چرخیدن کنند.

می توانید حرکت را با دستور متوقف کنید:

Echo W > /dev/ttyUSB0

چالش ها و مسائل

ناسازگاری میکروکنترلر آردوینو Nano V3 CH340 با روتر TP-LINK TL-MR3020

راه حل های موجود در انجمن:

  • اتصال یک مقاومت 100 اهم در هر پین RSTو در + 5 ولت
  • کاهش سرعت اتصال به 9600
  • برداشتن خازن یا برش یک مسیر در آردوینو
  • اتصال میکروکنترلر به روتر از طریق رابط UART

همانطور که تمرین نشان داد، هیچ یک از روش های فوق کمک نکرد. تنها پس از جایگزینی میکروکنترلر با Carduino Nano V7، ربات از طریق روتر شروع به کار کرد.

من مدت ها آرزوی ساخت یک ربات وای فای را داشتم که از راه دور قابل کنترل باشد. و بالاخره روزی فرا رسید که من توانستم ربات را از طریق اینترنت کنترل کنم، هر آنچه در اطراف او اتفاق می افتد را ببینم و بشنوم.
از علاقه مندان زیر گربه دعوت می کنم

برای ساخت ربات از اجزای زیر استفاده شده است:

این همان چیزی است که من مونتاژ کردم، بدون پوشش بالایی.

حالا همه چیز مرتب است:

مونتاژ پلت فرم ربات:

محل قطعات روشن مادربرد. من فقط آردوینو نانو، درایور موتور و پخش کننده صدای HC را نصب کردم:

روتر wr703N با نوار دو طرفه به پایین پلت فرم ربات متصل شد:

وب کم به گوشه مبلمان، به سوراخ های معمولی پلت فرم، که برای سروموتورها ارائه شده است، متصل است:

CyberWrt یک سفت‌افزار است که بر اساس OpenWrt ساخته شده و عمدتاً برای روبات‌ها، خانه‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های ساخته شده بر اساس مدل‌های محبوب طراحی شده است. روترهای Tp-Link mr3020 b Wr703N. CyberWrt حداکثر حجم ممکن را دارد فضای خالیبرای نصب بسته ها - 1.25 مگابایت. به طور پیش فرض، یک وب سرور نصب شده است و تمام عملیات را می توان از طریق رابط وب داخلی انجام داد. بلافاصله پس از فلش، روتر از طریق کابل و WiFi به عنوان نقطه دسترسی در شبکه در دسترس است. از طریق رابط وب، می توانید در " خط فرمان» - از طریق ترمینال وب و در مدیر فایل، جایی که می توانید فایل ها را ویرایش، آپلود، حذف، ایجاد، کپی کنید و موارد دیگر.

پس از فلش روتر به عنوان اکسس پوینت وای فای با نام CyberBot در دسترس است، به آن متصل می شویم، به صفحه نخستروتر. این همان چیزی است که رابط وب درست بعد از سیستم عامل به نظر می رسد.

ماژول های FTDI Driver، Video Driver و CyberBot-2 را نصب کنید.

فلش کردن کنترلر آردوینو

کد برنامه ربات بسیار ساده است، اما کافی است ربات را از راه دور کنترل کنید شبکه محلییا اینترنت
این کد برای کنترلرهای آردوینو با ATmega168/328 سازگار است و از کتابخانه CyberLib استفاده می کند.
این کتابخانه به حداکثر استفاده از کنترلر و کاهش مقدار کد نهایی کمک می کند.
این کد از WDT برای جلوگیری از یخ زدن ربات استفاده می کند.
این کد همچنین از کنترل دوربین در امتداد محورهای X و Y پشتیبانی می کند، اما من سرووهای رایگان نداشتم و نمی توانستم از این عملکرد استفاده کنم:

کد برای آردوینو

#عبارتند از #عبارتند از سروو myservo1; سروو myservo2; میلیس طولانی; http://cyber-place.ru/attachment.php?attachmentid=600&d=1389429469 uint8_t LedStep = 0; // شمارنده int i; boolean light_stat; uint8_t inByte; uint8_tspeed=255; // حداکثر سرعت، بیشینه سرعت#define init (D4_Out; D5_Out; D6_Out; D7_Out; D8_out; D11_Out; D12_Out;) void setup() ( myservo1.attach(9); // سرووها را به پورت myservo2.attach(10) وصل کنید. // Att init؛ // راه‌اندازی پورت‌ها D11_Low؛ // Speaker OFF randomSeed(A6_Read)؛ // دریافت یک مقدار تصادفی horn(); // اعلان صوتی آمادگی ربات UART_Init(57600)؛// راه‌اندازی پورت برای ارتباط با روتر wdt_enable (WDTO_500MS)؛ ) void loop() (جریان طولانی بدون علامت فعلیMillis = millis(); if (LedStep == 0 && currentMillis - previousMillis > 500)( // 0.5 ثانیه تاخیر. previousMillis = فعلی Millis; LedStep = فعلی (LedStep == 1 && currentMillis - previousMillis > 500)( // تأخیر 0.5 ثانیه. previousMillis = فعلیMillis؛ LedStep = 2; ) اگر (LedStep == 2 && currentMillis - previousMillis > 500)( // Delay 0.pS. 0; ) if (UART_ReadByte(inByte)) //اگر چیزی آمد (سوئیچ (inByte) // ببینید چه دستوری آمد (مورد "x": // Os تنظیمات ربات robot_stop(); زنگ تفريح؛ case "W": // حرکت رو به جلو robot_go(); زنگ تفريح؛ case "D": // Rotate left robot_rotation_left(); زنگ تفريح؛ case "A": // Rotate right robot_rotation_right(); زنگ تفريح؛ case "S": // Move backwards robot_back(); زنگ تفريح؛ case "U": // Camera up up myservo1.write(i -= 20); زنگ تفريح؛ case "J": // Camera down myservo1.write(i += 20); زنگ تفريح؛ case "H": // دوربین به سمت راست می چرخد ​​myservo2.write(i += 20); زنگ تفريح؛ case "K": // دوربین به چپ می چرخد ​​myservo2.write(i -= 20); زنگ تفريح؛ مورد "B": // Blaster D12_High; زنگ تفريح؛ مورد "C": // Klaxon horn(); زنگ تفريح؛ case "V": // روشن/خاموش چراغ ها اگر(light_stat) (D8_Low; light_stat=false; ) other (D8_High; light_stat=true; ) break; ) if(inByte>47 &&inByte<58) speed=(inByte-47)*25+5; //принимаем команду и преобразуем в скорость } wdt_reset(); } void horn() { for(uint8_t i=0; i<12; i++) beep(70, random(100, 2000)); //звуковое оповещение } void robot_go() { D4_Low; analogWrite(5, speed); analogWrite(6, speed); D7_Low; } void robot_back() { D4_High; analogWrite(5, 255-speed); analogWrite(6, 255-speed); D7_High; } void robot_stop() { D4_Low; analogWrite(5, 0); analogWrite(6, 0); D7_Low; } void robot_rotation_left() { D4_Low; analogWrite(5, speed); analogWrite(6, 255-speed); D7_High; } void robot_rotation_right() { D4_High; analogWrite(5, 255-speed); analogWrite(6, speed); D7_Low; }

همه چیز مونتاژ و دوخته شده است، اکنون ربات را روشن می کنیم و آن را از راه دور کنترل می کنیم.
در رایانه شخصی، علاوه بر دکمه های روی صفحه، می توانید از طریق صفحه کلید، کلیدهای W، A، D، S، X را نیز کنترل کنید.

ارسال ویدئو:

در آینده قصد دارم به ربات یاد بدهم که در فضا حرکت کند و نقشه اتاق را ترسیم کند.