آموزش ساخت ربات

[ریپورتر]

در اين جلسه در مورد كاربرد PWM در ساخت يك ربات مسيرياب حرفه‌اي توضيح مي‌دهيم.



در ربات‌هاي مسيرياب ساده كه در جلسه های قبل در مورد آن توضيح داديم، هنوز ميكروكنترلر وارد ربات ما نشده و تصميصماتي كه ربات ما براي يافتن خط مي‌گيريد بسيار مقدماتي هستند و ربات نمي‌تواند مسير‌هاي پيچيده را با سرعت مناسبي دنبال كند.



يكي از مهمترين فوايد استفاده از ميكروكنترلر در ساخت ربات‌هاي مسيرياب، استفاده از قابليت PWM براي هدايت موتور‌هاي ربات است. اما به چه صورت از PWM استفاده مي‌كنيم؟

به شكل بالا نگاه كنيد، در جلسه‌ي نوزدهم گفتيم 3 سنسور هر طرف را با همديگر ANDمنطقي مي‌كنيم و اگر هر يك از اين 3 سنسور خط را تشخيص داد، موتور همان سمت را متوقف مي‌كنيم تا به اين ترتيب ربات خط را تعقيب كند.

اما در ربات‌هاي مسيرياب ميكروكنترلر دار، ما مي‌توانيم براي هر سنسور، به طور مجزا دستوري به موتور بدهيم. براي درك اين موضوع مجدد به شكل بالا نگاه كنيد، اين نماي كلي يك ربات از زير است. سنسور‌هاي آن را به ترتيب از چپ به راست، از 7 تا 1 شماره گذاري مي‌كنيم.
همانطور كه به خاط داريد در ربات‌هاي بدون ميكروكنترلر، تفاوتي نداشت كه سنسور 1 يا 2 يا 3 كداميك خط را بيابند، هر كدام خط را تشخيص مي‌داد، موتور سمت چپ خاموش مي‌شد. اما در ربات‌هاي ميكروكنترلر دار، ما مي‌توانيم تعيين كنيم كه مثلاً اگر سنسور شماره‌ي 3 خط را ديد، موتور سمت چپ به طور كامل متوقف نشود، بلكه سرعت آن به نصف كاهش پيدا كند. اين كار به نظر هم منطقي مي‌رسد، زيرا سنسور شماره‌ي 3 و 5 تا خط فاصله‌ي كمي دارند و نياز نيست وقتي خط را تشخيص مي‌دهند به طور كامل موتور متوقف شود، بلكه فقط كافيست سرعت موتور كمي كاهش پيدا كند تا ربات به تدريج به روي خط باز گردد. اين عمل باعث مي‌شود حركت ربات نرم‌تر و دقيق‌تر بشود و در مجموع سرعت ربات بالاتر برود.
حال اگر سنسور شماره‌ي 2 خط را ببيند، يعني شرايط كمي خطرناك‌تر شده و ربات ممكن است از خط خارج شود، پس مي‌توانيم در اينجا به موتور دستور توقف كامل را بدهيم تا ربات با سرعت بيشتري به مسير مسابقه بازگردد. و در نهايت اگر سنسور شماره‌ي 1 خط را ببيند، يعني ربات در آستانه‌ي خروج از مسير مسابقه قرار گرفته است و بايد با حداكثر توان ربات را به مسير مسابقه بازگرداند. براي اين كار به موتور سمت چپ دستور باز گشت به عقب را مي‌دهيم. اين كار بيشترين سرعت ممكن براي چرخش ربات را فراهم مي‌سازد و ربات با سرعت زيادي به زمينه مسابقه باز مي‌گردد.

در زير بخشي از برنامه‌ي يك ربات مسيرياب پيشرفته، كه فقط براي سنسور‌هاي سمت چپ و طبق توضيحات بالا نوشته شده است را مي‌بينيد. همانطور كه مي‌دانيد ما نياز به 3 پايه به عنوان ورودي براي دريافت وضعيت سنسورهاي سمت چپ، و يك پايه‌ي خروجي و يك PWM براي كنترل موتور سمت چپ داريم كه به ترتيب زير هستند:
PA.0 براي سنسور شماره‌ي 1
PA.1 براي سنسور شماره‌ي 2
PA.2 براي سنسور شماره‌ي 3
PD.6 و OCR2 براي كنترل موتور چپ
PD.3 و OCR1BL براي كنترل موتور راست

حالا به برنامه دقت كنيد:

(if (PINA.0==0
}
; PORTD.6=0
; OCR2=127

; PORTD.3=0
; OCR1BL=255
{

(if (PINA.1==0
}
; PORTD.6=0
; OCR2=0

; PORTD.3=0
; OCR1BL=255
{

(if (PINA.2==0
}
; PORTD.6=1
; OCR2=0

; PORTD.3=0
; OCR1BL=255
{

به همين منوال بايد براي سنسور‌هاي سمت راست هم برنامه را ادامه دهيد. دقت كنيد كه بايد حتماً قبل از نوشتن برنامه، از داخل CodeWizard، تنظيمات اوليه را انجام دهيد.

در مورد سنسور وسط هم در جلسه‌ي بيستم توضيحاتي داده شد، اگر اين سنسور خط را تشخيص دهد، بيانگر اين است كه ربات در وضعيت مناسبي نسبت به خط قرار دارد و هر 2 موتور با تمام توان به سمت جلو حركت مي‌كنند. اگر پايه‌ي PA.3 را نيز به سنسور وسط اختصاص دهيم، براي اين سنسور نيز داريم:

(if (PINA.3==0
}
&nبbsp; ; PORTD.6=0
; OCR2=255

; PORTD.3=0
; OCR1BL=255
{

منبع:www.roshd.ir

[ریپورتر]

اين جلسه تصميم داريم شما را با ليگ ربات‌هاي مين ياب يا "Deminer" آشنا كنيم. اما اهميت اين ربات‌ها چيست و اصولاً چرا چنين مسابقاتي برگزار مي‌شود؟
پاراگراف زير عيناً از دفترچه‌ي قوانين مسابقات كشوري ربات‌هاي مين ياب در تبيين اهداف ربات‌هاي مين‌ياب آورده شده است:

«بر اساس گزارشات موجود، ايران سومين كشور دنيا از لحاظ مين‌هاي دفن شده است. در طول 8 سال جنگ تحميلي عراق بر عليه ايران بالغ بر 16 ميليون مين در سرزمين‌هاي مرزي غرب و جنوب كشور كاشته شده است كه بعضاً به علت دورافتاده بودن و صعب‌العبور بودن مناطق خنثي نشده باقي مانده و همه ساله افراد زيادي از بين مردم عادي و نظاميان قرباني مي‌كنند. استانهاي آذربايجان غربي، كرمانشاه، كردستان، ايلام و خوزستان، هنوز در معرض خطر انفجار مين‌هاي باقي‌مانده از بيست سال پيش هستند. كشف و خنثي سازي مين‌ها كاري بسيار خطرناك و پرهزينه است. اين اميد وجود دارد كه ربات‌هاي مين‌ياب بتوانند اين خطر را رفع نموده و تلفات انساني و هزينه مين‌يابي را كاهش دهند.»

اين پاراگراف به خوبي هدف از ساخت چنين ربات‌هايي را تبيين مي‌كند. اولين دوره‌ي مسابقات ربات‌هاي مين‌ياب در ايران، 6 سال پيش و توسط دانشگاه اميركبير برگزار شد، اما آن مسابقات در سال‌هاي بعد تداوم نيافت. اما مجدداً بعد از چند سال ليگ ربات‌هاي مين‌ياب جايگاه خود را در بين ليگ‌هاي مسابقاتي رباتيك ايران باز كرد و توانست به يكي از پر طرفدارترين ليگ‌هاي رباتيك در ايران تبديل شود. در حال حاضر مسابقات متعددي ساليانه در اين ليگ برگزار مي‌شود كه معتبرترين آن هم مسابقات ملي رباتيك خوارزمي است كه آبان ما سال گذشته دوره‌ي نخست آن برگزار شد.
هر چند كه اين ليگ توسط فداراسيون جهاني روبوكاپ به عنوان ليگ مسابقات جهاني شناخته نشده است، اما در تمامي مسابقات معتبري كه هر سال در كشور ما برگزار مي‌شود، نظير خوارزمي، IranOpen، موش‌هاي هوشمند، دانشگاه نوشيرواني بابل و... مسابقات در اين ليگ برگزار مي‌شود و طرفداران زيادي هم دارد.اين ليگ در 3 زير شاخه‌ي زير برگزار مي‌شود:

1- ربات‌هاي مين‌ياب خودكار
2- ربات‌هاي مين‌ياب غيرخودكار(دستي)
3- رقابت فني

در اين جلسه بحث ما فقط در مورد ربات‌هاي مين ياب خودكار خواهد بود، در جلسات آينده، در مورد ربات‌هاي مين ياب غير خودكار و رقابت فني ليگ ‌هم توضيح خواهيم داد.
اين ليگ جزو ليگ‌هاي دانش‌جويي دسته بندي مي‌شود، اما به دليل عدم پيچيدگي‌هاي فني‌اي كه نسبت به ساير ليگ‌هاي دانشجويي(مثل ربات‌هاي فوتباليست‌و ...) دارد، باعث شده تا اين ليگ در اكثر مسابقات داخلي پرشركت كننده‌ترين ليگ‌هاي دانشجويي باشد. حتي در مسابقات امسال تيم‌هاي دانش‌آموزي حرفه‌اي هم در اين مسابقات شركت داشتند كه اتفاقاً موفق به كسب جايگاه‌هاي مناسبي هم شدند.
در ادامه تشريح مي‌كنيم كه اين ربات چه وظايفي بر عهده دارد و در پيست مسابقه بايد چه عملي را انجام دهد.
يك ربات مين ياب، بايد قادر باشد تمامي مين‌هاي كارگذاري شده در يك ناحيه‌ي مشخص را كشف و خنثي يا نابود سازد. اما شايد ساخت رباتي كه بتواند مين‌ها را خنثي يا نابود سازد كار بسيار پيچيده‌اي باشد، زيرا اين كار براي انسانها هم كار ساده‌اي نيست و نياز به قابليت‌هاي فيزيكي و هوشي بسيار بالايي دارد، و تا به حال رباتي با چنين قابليت‌هايي ساخته نشده است. پس اين بخش (يعني خنثي سازي مين‌ها) از مسابقات حذف شده است و كار ربات مين ياب در زمين مسابقه به كشف مين‌ها و تهيه‌ي نقشه‌ي ميدان مين بسنده شده است. ابتدا در مورد مشخصات زمين مسابقه و نحوه‌ي كارگذاري مين‌ها در اين زمين و سپس در مورد نحوه‌ي كشف مين‌ها توضيح مي‌دهيم و در نهايت هم به نقشه‌ا‌ي كه بايد از ميدان مين تهيه مي‌شود مي‌پردازيم.

زمين مسابقه


زمين مسابقه را هيئت داوري و كميته‌ي برگزاري هر مسابقه با توجه به امكانات و شرايط برگزار كننده‌ها طراحي مي‌كنند، پس طبيعي است كه زمين مسابقات مختلف با هم تفاوت‌هايي داشته باشد، اما تشابهاتي بين همه‌ي آن‌ها وجود دارد كه به آن‌ها خواهيم پرداخت.

شكل كلي زمين مسابقات مين‌ياب به شكل بالاست. ابعاد زمين معمولاً در حدود 5×5 متر است و معمولاً در داخل زمين موانعي مكعب شكل با ابعاد گوناگون بين (20 تا 50 سانتي متر) قرار دارد. جنس زمين از گچ و خاك است و سعي شده است تا جاي امكان سطح آن مسطح و سفت باشد. مرز‌هاي زمين با نوارهايي سفيد رنگ (با پهناي حدوداً 30 سانتي‌متر) مشخص شده و خارج از اين مرز‌ها مين كاشته نشده است. مين‌ها در زير اين زمين و با فاصله‌ي حدوداً 10سانتي متر از سطح آن كاشته شده‌اند و جاي آن‌ها را به جز تيم داوري هيچ فرد ديگري نمي‌داند و در واقع كار اصلي اين ربات‌ها اين است كه جاي مين‌ها را با علايمي مشخص نشان دهند. اما ربات‌ها چگونه‌در اين زمين مي‌توانند جاي مين‌ها را پيدا كنند؟

كشف مين


همانطور كه در عكس بالا مي‌بينيد، يكي از پركاربردترين عناصر در مين‌ها و كلاً تسليحات جنگي، فلزات هستند. اين مسئله اساس كار ربات‌هاي مين‌ياب است، ربات‌هاي مين ياب به يك عدد سنسور فلزياب مجهز هستند كه مي‌تواند فلزات را تا فاصله‌ي معيني(حدوداً 20 سانتي‌متر) در زير خاك نيز تشخيص دهند. در مسابقات هم به جاي مين واقعي، از يك عدد قوطي كنسرو ماهي استفاده شده است. كار اصلي ربات اين است كه اين سنسور را در تمام نقاط زمين حركت دهد و هرجا كه توسط سنسور، جاي مين (قوطي فلزي) را پيدا كرد، ربات بر روي آن نقطه 5 ثانيه توقف كند و يك LED قرمز را روشن كند، تا به اين وسيله به تيم داوري جاي مين را اعلام كند.
زمين مسابقه به مربع‌هاي 50×50 سانتي‌متر تقسيم شده است، كه مين‌ها در وسط بعضي از اين مربع‌ها كارگذاري شده است. زمانيكه رباتي جاي يك مين را اعلام مي‌كند، داور با توجه به اين كه جاي مين‌ها را مي داند، مشخص مي‌كند كه ربات جاي مين را درست تشخيص داده است يا خير، و امتياز هر مين را جداگانه محاسبه مي‌كند. امتياز نهايي هر تيم، بر حسب تعداد مين‌هاي درست كشف شده، زمان، و تعداد برخورد‌ها با مانع و ديواره‌ها، طبق فرمول خاصي محاسبه‌مي‌شود.در نهايت امتياز تهيه‌ي نقشه‌ي ميدان مين توسط ربات(كه امتياز زيادي هم هست) به اين امتيازات اضافه مي‌شود. اما نقشه چيست؟



نقشه‌هاي مين‌ها



ربات‌ها بايد امكانات مكان‌يابي‌اي در اختيار داشته باشند تا بتوانند به وسيله‌ي آن‌ها مختصات دقيق مين‌ها را مشخص كنند و در پايان مسابقه مختصات تمام مين‌هاي كشف شده را در اختيار كاربر قرار دهند. اين بخش تقريباً پيچيده‌ترين بخش ساخت يك ربات مين‌ياب خودكار است، و تيم‌هاي محدودي اين قابليت را دارند كه از محل مين‌ها نقشه‌اي تهيه كنند.
تهيه‌ي نقشه‌ي مين‌ها اجباري نيست، اما هر تيمي كه بتواند اين كار را انجام دهد امتياز قابل توجهي دريافت خواهد كرد كه شانس آن را براي موفقيت بسيار افزايش خواهد داد. در جلسه‌ي آينده در مورد تهيه‌ي نقشه‌ي مين‌ها بيشتر توضيح مي‌دهيم



منبع:سایت رشد

[ریپورتر]

در جلسه‌ي قبل توضيحاتي در مورد ربات‌هاي مين‌ياب خودكار داده شد و دوستان تا حد زيادي با اين ربات و نحوه‌ي عمل‌كرد آن آشنا شدند. در اين جلسه نيز در مورد ربات‌هاي مين‌ياب خودكار، توضيحات جلسات پيش را تكميل خواهيم كرد و در مورد نحوه‌ي ارايه‌ي نقشه‌ي مين‌ها توضيح خواهيم داد، سپس الگوريتم‌هاي متداول در ساخت ربات‌هاي مين‌ياب را مورد بررسي قرار خواهيم داد.
ربات‌هاي مين‌ياب خودكار بايد به سيستم‌هايي مجهز باشند كه وقتي ميني را كشف مي‌كنند، بتوانند موقعيت(مختصات مكاني) آن مين را ثبت كنند، و در پايان زمان جستجو، مختصات تمام مين‌ها را در اختيار كاربر بگذارند تا كاربر بتواند با در اختيار داشتن اين مختصات مكان مين‌ها را به راحتي پيدا كند. همان‌طور كه در جلسه‌ي پيش هم گفته شد، زمين مسابقه به مربع‌هاي 50×50 سانتي‌متري فرضي تقسيم شده است و مين‌ها دقيقاً در وسط بعضي از اين مربع‌هاي فرضي كاشته شده‌اند. اعلام مختصات مين‌ها نيز بايد بر اساس همين تقسيم بندي‌هاي فرضي انجام شود. مثلاً اگر زمين مسابقه 5×5 متر باشد، اين تقسيم‌بندي زمين مسابقه را به 100 خانه تقسيم مي‌كند كه در وسط بعضي از آن‌ها (كمتر از 10 خانه) مين كاشته شده است. ربات بايد قادر باشد توسط 2 عدد بين 1 تا 10 مختصات هر مين را اعلام كند. به عنوان مثال به شكل زير نگاه كنيد، اين شكل مكان مين‌هايي كه در زمين مسابقه دفن شده‌اند را نشان مي‌دهد.

ربات در پايان زمان مسابقه، بايد بتواند صورت خودكار مختصات خانه‌هايي را كه در آن‌ها مين دفن شده‌ است را به طريقي به كاربر (داور مسابقه) اعلام كند: مثلاً اگر زمين مسابقه مانند شكل بالا باشد، ربات بايد 3 جفت عدد روبه‌رو را اعلام كند. (3،2) و (6،4) و (6،9).
بعضي از ربات‌ها اين اعداد را توسط نمايش‌گرهاي كوچكي كه بر روي آن تعبيه شده است نشان مي‌دهند. اين نمايش‌گرها مشابه نمايشگرهاييست كه در ساخت ساعت‌هاي مچي ديجيتال استفاده مي‌شوند. كار با اين نمايش‌گرها را نيز در جلسات آينده توضيح خواهيم داد.

الگوريتم‌هاي جستجوي زمين براي كشف مين

كار اصلي يك ربات مين‌ياب اين است كه سنسور فلزياب را در تمام نقاط زمين حركت دهد و در هر كجا كه وجود فلز را احساس كرد، وجود مين فرضي را اعلام كند. اما 2 نكته‌ي بسيار مهم را در ساخت يك ربات مين‌ياب بايد مد نظر قرار دهيم تا ربات عمل‌كرد مطلوبي داشته باشد:
1- در جستجوي خود به دنبال مين كليه‌ي نقاط زمين را پوشش دهد و هيچ نقطه‌اي از زمين نباشد كه سنسور فلز ياب از روي آن گذر نكرده باشد.
2- عمل بالا را در كمترين زمان ممكن انجام دهد. به عنوان مثال اگر ربات يكي از نواحي زمين را چندين بار بگردد، ممكن است زمان زيادي تلف شود، پس بايد الگوريتمي طراحي شود كه هر نقطه از زمين بيش از يك بار هم جستجو نشود.

اما پياده سازي اين 2 نكته كار ساده‌اي نيست و كمتر تيمي مي‌تواند اين 2 نكته را به دقت اجرا كند، الگوريتم ساده‌تري هم براي جستجوي زمين وجود دارد كه در اين راه نيازي نيست 2 نكته‌‌ي بالا رعايت شوند، اكثر تيم‌ها هم براي هدايت ربات‌هاي خود در زمين مسابقه از الگوريتم «تصادفي» (Random) استفاده مي‌كنند. اما طبيعيست كه عدم رعايت دو نكته‌ي بالا در طراحي ربات، موجب كاهش دقت و سرعت ربات خواهد شد.



الگوريتم جستجوي تصادفي



در اين روش، ربات زمين مسابقه را طبق هيچ الگوي خاصي جستجو نمي‌كند، و زماني‌كه به ديواره‌ها يا موانع برسد، فقط جهت خود را عوض مي‌كند و راه را ادامه مي‌دهد، هر زماني هم كه وجود مين را احساس كند، 5 ثانيه بر روي آن متوقف مي‌شود و مجدداً به راه خود ادامه مي‌دهد. در اين الگوريتم سازندگان ربات فقط 2 مشكل اساسي در پيش رو دارند:

1- چگونه وجود مانع يا ديواره را در جلوي خود تشخيص دهند.
2- چگونه وقتي مانع را در جلوي خود تشخيص دادند، جهت خود را به گونه‌اي تغيير دهند كه با مانع برخورد نكنند.
براي تشخيص موانع و ديواره‌هاي اطراف زمين، بايد از سنسور‌هاي فاصله‌ياب استفاده نمود. توسط اين سنسور‌ها مي‌توان فاصله از مانعي كه در روبروي ربات قرار دارد را تشخيص داد. در نتيجه زماني ‌كه اين فاصله كمتر از حد معيني شد مي‌توان تشخيص داد كه ربات به مانع نزديك شده است و امكان برخورد با مانع وجود دارد. در مورد انواع سنسور‌هاي فاصله ياب و نحوه‌ي كار با آن‌ها هم در جلسات آينده توضيح خواهيم داد.
زماني كه ربات به مانع نزديك شد، براي جلوگيري از برخورد ربات با موانع و ديواره‌ها بايد ربات جهت حركت خود را تغيير دهد. ساده‌ترين راه براي تغيير جهت اين است كه ربات مسير حركت خود را مثلاً 90 درجه تغيير دهد، يعني هرگاه مانعي را در جلوي خود احساس كرد، به اندازه‌ي ربع دايره ربات به دور خود بچرخد و به مسير خود ادامه دهد.
اين الگوريتم پر كاربردترين الگوريتم براي جستجوي زمين مسابقه است، زيرا پياده‌سازي آن پيچيدگي فني زيادي ندارد و به خاطر ساده‌تر بودن سيستم، احتمال بروز خطاهاي پيش‌بيني نشده در آن كم‌تر است.



الگوريتم‌هاي جستجوي منظم




در اين الگوريتم، زمين مسابقه توسط الگوي مشخصي جستجو مي‌شود كه به واسطه‌ي آن، هيچ قسمتي از زمين جستجو نشده باقي نمي‌ماند و هيچ قسمتي هم چند بار جستجو نمي‌شود.
ساده‌ترين الگو براي جستجوي منظم زمين اين است كه ربات، زمين را به صورت رديف به رديف جستجو كند، شكل زير نماي كلي حركت ربات را توسط اين الگوريتم نشان مي‌دهد:

در شكل بالا، ربات حركت خود را از خانه‌‌ي (1و1) شروع مي‌كند، و در خانه‌ي (1و10) به پايان مي‌رساند. در اين روش اگر در زمين مسابقه مانعي وجود داشته باشد، كار كمي پيچيده‌تر مي‌شود و ربات بايد قادر باشد زمانيكه مانع را احساس مي‌كند، به گونه‌اي از برخورد با مانع پيش‌گيري كند كه از مسير حركت خود نيز منحرف نشود. به شكل زير دقت كنيد:

در شكل بالا، مانع در خانه‌ي شماره‌ي (6و4) قرار دارد. ايده‌ال‌ترين مسير براي ردّ مانع در شكل بالا نشان داده شده است.

[ریپورتر]

با عرض سلام خدمت دوستان
اميدوارم بحثمون در جلسات پيش در مورد ربات‌هاي مين‌ياب خودكار مفيد و جذاب بوده باشه. در 2 جلسه‌ي قبل هدف ما صرفاً آشنايي اجمالي با اين ربات‌ها بود و قصد نداشتيم به طور تخصصي‌تر وارد بحث شويم. اما در مورد نحوه‌ي طراحي اين ربات‌ها بحث‌ها و نكات مفصلي بايد مطرح شود كه اين نكات به‌تدريج در جلسه‌هاي آينده تشريح خواهند شد. از جمله‌ي اين مباحث، سيستم‌هاي حركتي چهار‌جهته، سنسور‌هاي فاصله‌ياب مختلف، قطب نماي الكتريكي، و سيستم‌هاي مكان‌يابي هستند، كه تلاش مي‌كنيم هر‌كدام از اين مباحث را در جلسه‌هايي مفصلاً مورد برسي قرار دهيم.
اما در اين جلسه بحث را در مورد ربات‌هاي مين‌ياب كنترل از راه دور (Manual) و رقابت فني ليگ ربات‌هاي مين‌ياب ادامه خواهيم داد.

تفاوت بارز ربات‌هاي مين‌ياب كنترل از راه دور با ربات‌هاي مين‌ياب خودكار، در نحوه‌ي هدايت آن‌ها است؛ در ربات‌هاي مين‌ياب خودكار همان‌طور كه توضيح داده شد، تمامي حركات ربات توسط مدارات داخلي ربات كنترل مي‌شود و هيچ‌كس حق ندارد به هيچ وجهي حركات و تصميمات ربات را كنترل كند و آن را به نوعي هدايت كند، اما در ربات‌هاي مين‌ياب كنترل از راه دور، يك نفر به عنوان اپراتور به داور معرفي مي‌شود كه اين فرد حق دارد توسط سيستم‌هاي كنترل از راه دور، ربات را در زمين مسابقه مستقيماً كنترل كند. اما نكته‌ي اساسي اينجاست كه زميني كه ربات بايد در آن جستجو كند زمين بسيار ناهموار و نامناسبي است، و طراحي و ساخت رباتي كه فقط بتواند در تمام نقاط اين زمين حركت كند بسيار كار دشواري است. عكس زير يك تصوير از زمين مسابقه‌اي است كه ربات بايد تمام آن را به دنبال مين جستجو كند!

همان‌طور كه احتمالاً حدس زده‌ايد در اين ربات‌ها بر خلاف ربات‌هاي مين‌ياب خودكار، بيشتر پيچيدگي‌هاي فني در بخش مكانيك است، زيرا كنترل تمام بخش‌هاي ربات بر عهده‌ اپراتوري است كه توسط دستگاه كنترل از راه دور، ربات را كنترل مي‌كند، و طبيعتاً نيازي به سيستم‌هاي كنترل هوشمند و الگوريتم‌هاي پيچيده‌ي رد مانع و غيره ندارد.
حالا كمي تخصصي‌تر اين ليگ را بررسي ‌كنيم. براي شروع بند اول از دفترچه‌ي قوانين را عيناً مي‌بينيم:


«هدف از اين مسابقه طراحي ربات‌هايي است كه بتوانند در زمين‌هاي ناهموار حركت كرده و مين‌هاي دفن شده در زمين را كشف نمايند.
در اين مسابقه كنترل ربات توسط يك اپراتور انجام مي‌شود. اپراتور در فاصله‌ي 20 الي 30 متري زمين مسابقه مستقر شده و هيچگونه ديدي بر روي جزييات زمين مسابقه ندارد. اعضاي تيم حق فرمان دادن و كمك به اپراتور را ندارند. اپراتور فقط توسط وسايلي كه روي ربات نصب است حق كنترل ربات را دارد.»

همان‌طور كه در قوانين مي‌بينيد، اپراتور فقط مي‌تواند با وسايلي مانند دوربين كه بر روي ربات نصب شده است زمين را ببيند و ربات را هدايت كند و هيچ‌گونه ديد مستقيمي بر روي زمين مسابقه ندارد. و اما در مورد زمين مسابقه:



زمين مسابقه


توضيحات زمين مسابقه را هم عيناً از متن قوانين ذكر مي‌كنيم:

«زمين مسابقه به ابعاد تقريبي 8 در 6 متر است و قسمت‌هايي از آن داراي سطح شيب‌دار با شيب حداكثر 35 درجه به صورت دره‌هايي به عمق حداكثر 75 سانتي متر و يا تپه‌هايي به ارتفاع حداكثر 75 سانتي‌متر از جنس خاك سفت و سيمان و گچ و در قسمت‌هاي با ارتفاع كمتر صرفاً خاك است. زمين داراي سنگريزه‌ها و قلوه‌سنگ‌هايي به ابعاد مختلف است.
ممكن است حوضچه آب به عمق حداكثر 15 سانتي متر نيز وجود داشته باشد. ساختار و تركيب زمين شبيه بيابان طبيعي ايران خواهد بود. در قسمت‌هاي مسطح ممكن است از سيم خاردار و قطعات سنگ بزرگ و بوته‌هاي خار و ضايعات غيرفلزي نظير الوار استفاده شود.
زمين از مناطقي تشكيل مي‌شود كه در حد فاصل اين مناطق ممكن است سطوح صعب‌العبور شامل سنگ، چاله آب به عمق حداكثر 15 سانتي‌متر، سيم خاردار تك‌رشته، سطح شيب‌دار و سيم خاردار چند‌رشته و غيره وجود داشته باشد.»


اين توضيحات به طور كامل شرايط زمين مسابقه را روشن مي‌كند.
در مورد مين‌هاي دفن شده در زمين مسابقه هم شرايط مشابه ربات‌هاي مين‌ياب خودكار است و مين‌هاي فرضي هم همان قوطي‌هاي كنسرو ماهي هستند.
در حقيقت تفاوت عمده‌ي ربات‌هاي مين‌ياب كنترل از راه دور و خودكار در ساختار مكانيكي آن‌هاست كه در مورد ربات‌هاي مين‌ياب كنترل از راه دور، اين ساختار مي‌بايست بسيار كامل‌تر و توانمندتر باشد تا بتواند شرايط دشوار زمين مسابقه را بپيمايد، اما از طرفي در رباتهاي مين ياب خودكار، ربات‌ها از نظر الكترونيكي و برنامه‌نويسي بسيار پيشرفته‌تر هستند و عمده‌ي پيچيدگي آن‌ها هم در همين بخش‌هاست.
توضيحات دقيق‌تر در مورد جزئيات اين ليگ را مي‌توانيد در دفترچه‌ي قوانين مسابقات بخوانيد. براي دريافت دفترچه‌ي قوانين اولين دوره‌ي مسابقات رباتيك خوارزمي اينجا كليك كنيد. لازم به ذكر است اين قوانين براي مسابقات IranOpen نوشته شده است، كه در مسابقات خوارزمي هم عيناً از همين قوانين استفاده شد.



رقابت فني


هدف از ايجاد اين ليگ كشف ايده‌ها و طرح‌هاي نو در ارتباط با ربات‌هاي مين‌ياب است. براي اين طرح‌ها 4 دسته‌بندي كلي تعيين شده است كه تيم‌ها مي‌توانند ايده‌هاي خود را در ارتباط با يكي از اين 4 موضوع به رقابت بگذارند:

• شناسايي مين‌هاي غير فلزي
• ايده‌هاي بديع براي حركت در زمين‌هاي ناهموار
• خارج ساختم مين از زمين
• علامت‌گذاري محل كشف مين

طبق قوانين مسابقات اولويت با ايده‌ها و طرح‌هاييست كه به مرحله‌ي اجرا رسيده‌اند، اما طرح‌هايي كه به صورت مقاله‌ يا شبيه‌سازي شده هم ارايه شوند قابل بررسي هستند.

[ریپورتر]

در مورد ميكروكنترلر‌هاي AVR در جلسات گذشته توضيحات مفصلي داده شده است و دوستان تا حد خوبي با اين خانواده از ميكروكنترلر‌ها آشنا شده‌اند، اما اين آشنايي براي انجام پروژه‌هاي حرفه‌اي‌تر كافي نيست و مطالب بسيار گسترده‌ي ديگري هم در مورد اين خانواده از ميكروكنترلرها وجود دارد كه هنوز مطرح نشده‌اند، ولي اهميت بسيار زيادي دارند. از اين رو ما سعي مي‌كنيم در خلل كار، مجدداً جلساتي را به مباحث مرتبط با AVR اختصاص دهيم تا خلأ موجود در اين بخش را به تدريج برطرف كنيم.
در اين جلسه به موضوع انواع حافظه در ميكروكنترلرهاي مي‌پردازيم.
با نحوه‌ي پروگرام كردن ميكرو كنترلر آشنا شديد. همان‌طور كه مي‌دانيد، اطلاعاتي كه در مرحله‌ي پروگرام كردن به ميكروكنترلر منتقل مي‌شود، با خاموش كردن سيستم(يعني قطع جريان برق ميكروكنترلر)، از بين نمي‌رود و نيازي نيست براي هر بار استفاده از ميكروكنترلر مجدداً آن را پروگرام كنيم، و تا زمانيكه برنامه‌ي پروگرام شده روي ميكروكنترلر توسط كاربر Erase نشود، آن برنامه پاك نخواهد شد. اين نوع حافظه را «حافظه‌ي غير فرّار» مي‌گوييم، در اين نوع حافظه اگر جريان برق قطع هم شود اطلاعات از بين نخواهند رفت. مثال ديگر اين نوع حافظه‌ها، هارد ديسك كامپيوتر‌هاي شخصي خانگيست.
نوع ديگر حافظه‌ها، حافظه‌هاي «فرّار» نام دارند، در اين نوع، با قطع جريان برق، اطلاعات هم از بين مي‌روند. مثال آن حافظه‌ي RAM در كامپيوتر‌هاي شخصي خانگيست.
در ميكروكنترلر‌هاي AVR چند نوع حافظه وجود دارد كه در زير به اختصار در مورد هر يك آن‌ها توضيح مي‌دهيم.

حافظه‌ي FLASH


اين حافظه در مرحله‌ي پروگرام كردن، و براي ذخيره‌ي برنامه‌ي كامپايل شده توسط كامپيوتر (فايل با پسوند hex.) در ميكروكنترلر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همان‌ط‌ور كه توضيح داده شد اين حافظه از نوع حافظه‌هاي غير فرّار است.


حافظه‌ي SRAM


وقتي در برنامه‌هاي خود متغيري تعريف مي‌كنيم، در زمان اجراي آن توسط ميكروكنترلر، به‌طور معمول از حافظه‌ي SRAM استفاده مي‌شود. مثلاً وقتي در برنامه جمله‌ي زير را مي‌نويسيد:
int TEMP;

ميكروكنترلر براي ساختن اين متغير 2-بايتي، از حافظه‌ي SRAM استفاده مي‌كند.
حافظه‌ي SRAM از نوع حافظه‌هاي فرّار است و اطلاعاتي كه در آن ذخيره مي‌شوند، پس از خاموش شدن ربات و قطع جريان برق از ميكروكنترلر، همگي پاك مي‌شوند. اگر بخواهيم براي تعريف حافظه از فضاي ديگري به جز SRAM استفاده كنيم، بايد در الگوي تعريف متغير، تغيير كوچكي دهيم كه در ادامه شرح داده شده است.

حافظه‌ي EEPROM


گاهي اوقات ما نياز داريم اطلاعاتي كه در متغير‌ها ذخيره شده‌اند با خاموش شدن ربات يا دستگاه پاك نشوند و براي استفاده در زمان‌هاي ديگر هم قابل استفاده باشند. براي اين منظور حافظه‌ي EEPROM تعبيه شده است. EEPROM جزو حافظه‌هاي غير فرّار است.
براي استفاده از اين حافظه بايد متغير‌ها را به گونه‌اي تعريف كنيد كه به جاي استفاده از SRAM از EEPROM استفاده كنند. براي اين منظور طبق الگوي زير عمل مي كنيم:
eeprom int TEMP;

يعني پيش از تعريف متغير، كلمه‌ي كليدي «eeprom» را ذكر مي‌كنيم. اگر اين كار را نكنيم، متغير به صورت پيش فرض در حافظه‌ي SRAM تعريف مي‌شود.
براي مثال فرض كنيد ربات مين‌يابي داريم كه مختصات مين‌هاي كشف شده را در متغيرهايي از حافظه‌ي ميكروكنترلرش ذخيره كرده است. اگر اين متغير‌ها در SRAM باشند، زماني‌كه ربات خاموش شود اين اطلاعات پاك مي‌شوند و ديگر قابل بازبيني نيستند، در اين‌گونه موارد بهتر است اطلاعات در eeprom ذخيره شوند تا خيالمان از بابت ذخيره‌ي اين اطلاعات راحت باشد.


رجيسترها



در مورد رجيستر‌ها توضيحاتي داده شده است. رجيسترها هم جزو متغير‌هاي فرّار هستند و با قطع جريان برق پاك مي‌شوند. مهم‌ترين مزيت رجيسترها نسبت به SRAM سرعت بالاي آن‌ها به‌خاطر نزديك بودن به واحد پردازش‌گر مركزي است. و مهم‌ترين محدوديت‌ آن‌ها هم كم بودن تعداد آن‌هاست. نيازي نيست كه ما در برنامه‌هاي خود مستقيماً از رجيستر‌ها استفاد كنيم، اما خود ميكروكنترلر براي اجراي برنامه‌هاي خود مكرراً از آن‌ها استفاده مي‌كند.
مطالب مطرح شده مختصر و اجمالي هستند، ولي اين مطالب براي رفع نياز دوستان و انجام پروژه‌هاي مختلف كفايت مي‌كنند و نياز به بررسي تخصصي‌تر روي اين مبحث نيست.



منبع:www.roshd.ir

[pinky]

با تشکر از توضیحات خوبت دوست عزیز....................
من میخوام ربات اتش نشان بسازم................
این توضیحات خوب شما فقط مقدمه بود .............

اگر لطف کنین در طی چند روز اینده توضیحات بیشتری نسبت به چگون بستن قطعات مورد نیاز ربات اتش نشان بفرمایین بسیار باعث شادی من میشوید و همچنین برنامهavr این ربات اتش نشان...................

لطفا با توجه به این که 6 شهریور من باید ربات را تحویل بدم لفا در صورت امکان توضیحات تکمیلی را بفرمایید..............

[ریپورتر]

با تشکر از توضیحات خوبت دوست عزیز....................
من میخوام ربات اتش نشان بسازم................
این توضیحات خوب شما فقط مقدمه بود .............

اگر لطف کنین در طی چند روز اینده توضیحات بیشتری نسبت به چگون بستن قطعات مورد نیاز ربات اتش نشان بفرمایین بسیار باعث شادی من میشوید و همچنین برنامهavr این ربات اتش نشان...................

لطفا با توجه به این که 6 شهریور من باید ربات را تحویل بدم لفا در صورت امکان توضیحات تکمیلی را بفرمایید..............

سلام درباره این موضوع به سایت www.roshd.ir مراجعه کنید

[ریپورتر]

در اين جلسه كمي از دنياي الكترونيك و كامپيوتر فاصله مي‌گيريم و به بررسي يك سيستم مكانيكي خاص براي حركت ربات در زمين مسابقه مي‌پردازيم.
ما تا كنون با 2 سيستم براي حركت ربات آشنا شده‌ايم: يكي سيستمي كه براي خودروهاي شهري استفاده مي‌‌شود و براي پيچيدن خودرو به هر سمت، چرخ‌هاي جلو به همان سمت متمايل مي‌شوند. دوم سيستم حركت ديفرانسيلي كه براي حركت تانك يا و خودروهاي سنگين راه‌سازي استفاده مي‌شود كه توضيح كامل آن هم در جلسه‌ي 18 داده شده است.
وجه اشتراك اين دو سيستم اين است كه در هر دو، وسيله‌ي مورد نظر (خودرو يا ربات)، فقط در يك راستا مي‌تواند جلو عقب برود و اگر بخواهد به سمت ديگري به جز جلو يا عقب برود، بايد به دور خود بچرخد. براي مثال در شكل زير اگر بخواهد از نقطه‌ي A به نقطه‌ي B برود، ابتدا بايد 90 درجه به راست بچرخد، سپس به سمت جلو حركت كند تا به نقطه‌ي B برسد.

اين جلسه‌ با سيستم حركتي جديدي آشنا مي‌شويم كه به ربات ما اين قابليت را مي‌دهد كه ربات بتواند در دو راستاي عمود برهم بدون چرخش حركت كند. يعني همان‌گونه كه به راحتي مي‌تواند به جلو يا عقب حركت كند، بتواند هركجا كه لازم بود بدون اين كه به سمتي بچرخد، مستقيماً به چپ يا راست حركت كند. يعني در شكل بالا براي رسيدن به نقطه‌ي B، ديگر نيازي نيست ربات به سمت راست بچرخد و بعد حركت كند، بلكه مي‌تواند مستقيماً به سمت راست حركت كند و به B برسد.
اما چگونه ممكن است ربات بتواند در دو راستاي عمود بر هم حركت كند بدون اينكه به دور خود 90 درجه بچرخد؟
ابتدا با نوعي چرخ خاص آشنا مي‌شويم كه مهمترين عنصر براي طراحي اين سيستم حركتي جديد است:

اين چرخ‌ها اُمني ويل (Omni Wheel) نام دارند. شكل بالا يك اُمني ويل است كه به يك موتور گيربكس-دار متصل شده است. همان‌طور كه مي‌بينيد تعداد زيادي چرخ كوچك بر روي يك چرخ بزرگ‌تر در راستاي عمود بر هم تعبيه شده‌اند.
چند مدل ديگر از اين چرخ‌ها در زير نشان داده شده است:

اما چگونه از اين چرخ عجيب براي طراحي خود استفاده مي‌كنيم؟
رايج‌ترين نحوه‌ي چينش و استفاده از اين نوع چرخ، براي طراحي يك سيستم حركتي چند جهته (منظور سيستم حركتي‌ است كه ربات به‌وسيله‌ي آن مي‌تواند در 2 راستاي عمود بر هم به‌راحتي بدون چرخش حركت كند)، در شكل زير نشان داده شده است: (عكس از زير ربات است)

همان‌طور كه مي‌بينيد چهار عدد اُمني ويل دو به دو روبروي يك‌ديگر تعبيه شده‌اند.
به‌عنوان مثال اگر موتور‌هاي شماره‌ي 1 و 3 هم‌زمان در جهتي كه در شكل مشخص شده است بچرخند و موتور‌هاي 2 و 4 خاموش باشند، چرخ‌هاي كوچك روي اُمني ويل‌هاي شماره‌ي 2 و 4 به روي زمين چرخانده مي‌شوند و ربات به سمت راست به‌راحتي حركت مي‌كند.
برعكس اين نيز ممكن است. يعني موتورهاي 2 و 4 در يك جهت يك‌سان بچرخند و موتورهاي 1 و 3 خاموش باشند. در اين‌صورت چرخ‌هاي كوچك روي اُمني ويل‌هاي 1 و 3 روي زمين چرخانده مي‌شوند و ربات در راستايي عمود بر حالت بالا حركت مي‌كند.
بيشترين كاربرد سيستم‌هاي حركتي چندجهته در رباتيك، در ساخت انواع ربات‌هاي فوتباليست و مين‌ياب است. اين سيستم را نمي‌توان در ساخت تمام ربات‌ها به‌كار برد، مثلاً در ساخت ربات مسير‌ياب تقريباً به هيچ شكل نمي‌توان از اين سيستم استفاده كرد.
اما راه‌اندازي و استفاده از اين سيستم بر روي ربات، كمي پيچيده‌تر از سيستم‌هاي حركتي قبلي است. در جلسه‌ي آينده چند نكته‌ي اساسي براي استفاده از اين سيستم مطرح مي‌شود كه اگر اين به اين نكات توجه نشود، درعمل ربات نمي‌تواند عمل‌كرد مطلوب و قابل قبولي را داشته باشد.



منبع:www.roshd.ir

[ریپورتر]

در اين جلسه نيز، بحث را در مورد سيستم‌هاي حركتي چهار جهته ادامه خواهيم داد و شمارا با نوع ديگر اين سيستم كه در آن به‌جاي 4 چرخ، فقط 3 چرخ وجود دارد، آشنا خواهيم كرد، هم‌چنين به نكاتي اشاره خواهيم كرد كه براي استفاده از اين سيستم مي‌بايست حتماً به آن توجه كرد.

شكل زير تصوير يك ربات فوتباليست است كه در آن از سيستم حركتي 4-جهته استفاده شده و به دلايلي كه در ادامه مطرح خواهد شد، به جاي 4 چرخ، از 3 چرخ استفاده شده است.

واين نيز تصوير يك نمونه‌ي ديگر از ربات‌هاي 3-چرخه با استفاده از اُمني ويل است:

استفاده از سيستم 3-چرخه، 2 مزيت مهم نسبت به سيستم 4-چرخه دارد:
مزيت نخست: سيستم 3-چرخه اين است كه جاي كمتري را در ربات اشغال مي‌كند. اين موضوع در ربات‌هاي فوتباليست اهميت زيادي پيدا مي‌كند، زيرا در اين ربات‌ها همواره مشكل كمبود فضا وجود دارد و طراحان اين ربات‌ها در تلاشند تا حد ممكن از سيستم‌ها و قطعاتي استفاده كنند كه جاي كمتري اشغال مي‌كنند.
مزيت دوم: در سيستم 4-چرخه، يكي از مهم‌ترين مشكلاتي كه وجود دارد اين است كه به‌سختي مي‌توان ارتفاع 4 چرخ را با يكديگر تراز كرد، يعني در اين سيستم ممكن است به‌دليل نا‌همواري زمين مسابقه، يكي از چرخ‌هاي ربات با زمين اصطكاك نداشته باشد، مثلاً ممكن است يك سنگ‌ريزه زير يكي از چرخ‌ها گير كند و يكي از چرخ‌ها از روي زمين بلند شود. اين مشكل اصولاً براي همه‌ي سيستم‌هاي چهار-چرخه وجود دارد، حتي براي خودرو‌هاي سواري! اما چاره چيست؟

براي حل اين مشكل در خودرو ها از سيستم تعليق استفاده مي‌شود، يعني به‌وسيله‌ي فنر و كمك فنر و ...، چرخ‌ها اين قابليت را پيدا مي‌كنند كه كمي نسبت به شاسي ماشين بالا و پايين بروند و به اين واسطه مي‌توان اطمينان حاصل نمود كه هر چهار چرخ خودرو به‌طور كامل با زمين اصطكاك دارند.

هرچند طراحي يك سيستم تعليق براي چرخ‌هاي ربات كمي دشوار است، ولي تنها راهي است كه استفاده از سيستم‌هاي 4-چرخه را براي ما ممكن مي‌سازد.
اما استفاده از سيستم 3-چرخه كمي پيچيده‌تر از سيستم چهار-چرخه است، زيرا در سيستم 4-چرخه به-سادگي مشخص بود براي حركت به هر سمت بايد كدام موتور‌ها حركت كنند، اما در سيستم 3-چرخه كار كمي پيچيده‌تر است، زيرا در همه‌ي حركت‌ها هر 3 موتور درگير هستند، اما سرعت و جهت آن‌ها با يك‌ديگر متفاوت است.
تنظيم سرعت موتور‌ها را مي‌توان با استفاده از PWMها انجام داد. يعني براي هدايت هر موتور از يك PWM ميكروكنترلر استفاده مي‌كنيم. مي‌دانيم كه براي حركت به جلو، عقب، چپ و ... بايد سرعت و جهت هر 3 موتور را تنظيم نمود. براي پيدا كردن سرعت‌هاي مناسب براي حركت ربات در هر جهت را مي‌تواناز بحث‌هايي كه در مورد بردارها در دروس دبيرستاني خوانده‌ايد استفاده كرد، اما روش بسيار ساده‌تر و بعضاً كارآمد‌تر، استفاده از روش سعي و خطا است. مثلاً اگر مي‌خواهيم ربات به سمت چپ حركت كند، بايد با كم و زياد كردن عدد PWMها مشخص كنيم هر موتور با چه سرعتي و در چه جهتي حركت كند.

در جلسه‌ي چهلم در مورد ربات‌هاي مين‌ياب خودكار و الگوريتم‌‌هاي جستجوي زمين مسابقه توضيح داده شد. يك نكته‌ي بسيار مهم در ساخت ربات‌هايي كه از الگوريتم ‌جستجوي منظم استفاده مي‌كنند وجود دارد كه بايد حتماً به آن توجه كرد. همان‌طور كه گفته شد ربات در اين الگوريتم مي‌بايست به‌صورتي كه در شكل نشان داده شده است، كل زمين مسابقه را جستجو كند.

اما مشكل اين است كه ربات در حالت عادي بدون سيستم‌هاي تصحيح حركت نمي‌تواند اين مسير را طي كند، زيرا طول زمين 5 متر است، و در اين مسافت طولاني نمي‌توان مطمئن بود كه ربات مسير مستقيم را طي كند.مثلاً طبق شكل بالا ربات حركت خود را در زمين مسابقه از خانه‌ي (1و1) شروع مي‌كند و انتظار مي‌رود در انتهاي زمين به نقطه‌ي (10و1) برسد، اما به دلايل گوناگون (مثلاً ناهمواري‌هاي سطح زمين يا عدم هماهنگي موتور‌ها) به‌جاي خانه‌ي (10و1) به خانه‌ي (10و2) مي‌‌رسد و در نتيجه بخشي از زمين مسابقه را نمي‌تواند پوشش دهد.
براي حل اين مشكل چند راه وجود دارد (كه البته هيچ كدام هم زياد ساده نيستند)، متداول‌ترين راه براي حل اين مشكل استفاده از قطب‌نماي الكتريكي است. به‌وسيله‌ي قطب‌نماي الكتريكي، ربات مي‌تواند با دقت بسيار بالايي زاويه‌ي خود را نسبت به قطب شمال و جنوب به‌دست آورد، و به‌كمك آن مي‌تواند هرگونه انحرافي را از مسير خود تشخيص دهد. يعني مثلاً اگر ربات 2 درجه به‌ سمت راست منحرف شده باشد (2 درجه به سمت راست چرخيده باشد)، با استفاده از قطب‌نماي الكتريكي مي‌توان اين انحراف را متوجه شد و سپس با فرمان مناسب به موتور‌ها، مسير حركت ربات را اصلاح كرد. استفاده از قطب‌نماي الكتريكي نيازمند آموزش مبحث ارتباط سريال در ميكروكنترلر است، در جلسه‌هاي آينده به اين موضوع مفصلاً خواهيم پرداخت.
نكته‌ي بالا فقط مربوط ربات‌هاي مين‌ياب با سيستم حركتي 4-جهته نيست، بلكه در سيستم حركت ديفرانسيلي(سيستم حركت تانك) هم بايد به اين موضوع دقت كرد، مگر اينكه نخواهيم از الگوريتم جستجوي منظم استفاده كنيم و ربات الزامي به حركت دقيق نداشته باشد.علاوه بر آن در ربات‌هاي فوتباليست دانش‌اموزي هم بايد به موضوع انحراف ربات دقت كرد، در غير اين صورت ربات ممكن است به‌جاي دروازه‌ي حريف، به دروازه‌ي خودش گل بزند.



منبع:www.roshd.ir

[ریپورتر]

در ابتداي بحث لازم به ذكر است كه از امسال، فدراسيون جهاني روبوكاپ، قوانين مسابقات ربات‌هاي فوتباليست دانش‌اموزي را به كلي تغيير داده است، اين تغييرات باعث به وجود امدن تغييراتي بنيادين در ساختار ربات‌هاي فوتباليست دانش آموزي شده است. اما به دلايلي هنوز در اكثر مسابقات داخلي از قوانين سال گذشته استفاده مي‌شود. به همين خاطر ما هم در اين جلسه ابتدا در مورد قوانين قبلي اين ليگ توضيح خواهيم داد، در چند جلسه آينده هم به قوانين جديد ليگ خواهيم پرداخت.

مسابقات فوتباليست دانش‌اموزي داراي 2 زير شاخه است كه در هر يك مسابقاتي جداگانه برگزار مي‌شود: 1- در اولي هر تيم فقط مي‌تواند يك ربات را در هر زمان در زمين بازي داشته باشد باشد، كه به آن "يك به يك (1×1)" مي‌گويند. 2- در ديگري هر تيم مي‌تواند در هر لحظه حداكثر 2 ربات در زمين بازي داشته باشد كه به آن "دو در دو (2×2)" مي‌گويند.
بيشتر قوانين بازي در هر دو زير شاخه يكي است، اما طبيعتاً تفاوت‌هايي هم وجود دارد. يكي از مهم‌ترين تفاوت‌ها در اندازه‌ي زمين بازي آن‌ها است، كه در بخش 2×2 اندازه‌ي زمين بازي و دروازه‌ها كمي بزرگتر از 1×1 است.
پس بحث را از زمين مسابقه شروع مي‌كنيم:
ابعاد زمين 2×2 و 1×1 در تصاوير زير نشان داده شده است.

زمين بازي بخش 2×2

زمين بازي بخش 1×1

دور تا دور زمين با ديواره‌هاي مشكي رنگي به ارتفاع 14 سانتي متر محصور شده است.
در كف زمين مسابقه نيز، يك طيف رنگي از سياه تا سفيد (مانند شكل زير) در حد فاصل بين دو دروازه كشيده شده است تا به كمك آن، ربات‌ها بتوانند موقعيت تقريبي خود را بدست بياورند. در ادامه در مورد اين موضوع بيشتر توضيح خواهيم داد.

و اين هم نماي كلي يك زمين مسابقه‌ي استاندارد:

توپِ بازي:


تشخيص توپ براي ربات به هيچ وجه كار ساده‌اي نيست، زيرا ربات مثل انسان چشم ندارد و نمي‌تواند توپ را مستقيماً ببيند. در ربات‌هاي پيشرفته‌ي دانشجويي، يك دوربين تصاويري از زمين مسابقه تهيه مي‌كند و تصاوير دريافتي خود را به صورت ديجيتال شده تحويل يك كامپيوتر مي‌دهد و كامپيوتر پس از انجام پردازش‌هاي فراوان بر روي تصوير دريافت شده، مي‌تواند مكان توپ را تشخيص دهد. البته اين اتفاقات در كسري از ثانيه صورت مي‌گيرد و در هر ثانيه ده‌ها تصوير از زمين مسابقه گرفته شده و توسط كامپيوتر پردازش مي‌شود. اما به هر حال اين روند كمي پيچيده است و نمي‌توان از ليگ‌هاي دانش‌آموزي انتظار انجام چنين روندي را داشت.
توپ مورد استفاده براي اين ليگ مي‌بايست داراي خاصيتي باشد كه ربات‌هاي دانش‌آموزي كه طبيعتاً نمي‌توانند زياد هم پيشرفته باشند، بتوانند به راحتي آن را تشخيص دهند. اين توپ‌هاي داراي تعداد زيادي فرستنده‌ي مادون قرمز هستند كه اين فرستنده‌ها در همه جهت از خود نور مادون قرمز ساتع مي‌كنند. به اين ترتيب مي‌توان توسط يك سنسور مادون قرمز معمولي بر روي ربات (‌كه در جلسه‌ي ..... در مورد آن توضيح داده شد) به راحتي نور ساتع شده از توپ را دريافت كرد و مكان توپ را تشخيص داد. شكل زير تصويري از اين توپ ها است:

داخل اين توپ چند عدد باطري قرار مي‌گيرد تا انرژي لازم آن براي توليد نور تأمين شود. جنس بدنه‌ي آن نيز پلاستيك شفاف است.


ابعاد و وزن ربات‌ها


براي بخش 2×2: وزن ربات نبايد از 2.5 كيلوگرم بيشتر باشد. ارتفاع آن هم نبايد بيش از 22 سانتي متر باشد. كل ربات نيز بايد در استوانه‌اي تو خالي به شعاع 22 سانتي متر جا شود.
براي بخش 1×1: وزن ربات نبايد بيش از 2 كيلوگرم باشد. محدوديت ارتفاع هم همان 22 سانتي متر است. كل ربات نيز بايد در استوانه‌اي تو خالي به شعاع 18 سانتي متر جا شود.




برخي از قوانين بازي

• بازي در دو نيمه‌ي 10 دقيقه‌اي برگزار مي‌شود كه بين 2 نيمه‌ي بازي 5 دقيقه وقت استراحت وجود دارد.
• شروع بازي از نقطه‌ي وسط زمين است و بر اساس قرعه‌ي سكه تعيين مي‌شود كدام تيم بازي را شروع كند.
• در پايان زمان بازي، تيمي برنده است كه بيشترين گل را به تيم مقابل زده باشد. زماني يك تيم به تيم ديگر گل مي‌زند كه بتواند توپ را وارد دروازه ي تيم مقابل كند(مانند فوتبال معمولي)
• بازي خطا هم دارد. مثلاً يكي از خطاها اين است كه اگر تيمي به هر طريقي، زماني كه توپ در نقطه‌ي ديگري از زمين است به ربات تيم مقابل ضربه‌ي محكمي بزند يا مداوماً ربات تيم مقابل را هُل بدهد، داور اعلام خطا مي‌كند.
• همچنين اگر يك ربات به هر طريقي به زمين مسابقه يا ربات تيم مقابل آسيب جدي وارد كند، بنا به تشخيص كميته ي داوري با آن برخورد خواهد شد.
• در اين ليگ، پنالتي، آفسايد، ضربه‌ي آزاد و تايم اوت (زمان استراحت به درخواست تيم‌ها) وجود ندارد.

در اين جلسه با قوانين ليگ و كليات ربات‌ها آشنا شديم.




منبع:www.roshd.ir