در آینده مطالب بیشتری در این زمینه گرداوری خواهم کرد.

در مباحث قدرتی آنچه که می تواند ممیزی بین مهندسی برق_قدرت و دیگر شاخه ها باشد همان نگاه ویژه این شاخه به سخت افزار های مکانیکی است. آیا تا کنون به چگونگی حرکت ربات ها اندیشیده اید. یک ربات چگونه حرکت می کند.؟ سرعت ربات در سر پیچ ها چگونه کنترل می شود؟ موتور های موجود در صنعت با چه دقتی می چرخند؟ یکی از راههای انجام کنترل دقیق و انجام عکس العمل بهتر استفاده از سرو موتور است.

اصول کار سرو موتور، سیستم کنترل فیدبک است که متغییر کنترل شونده سرعت وشتاب خروجی موتور است. یک سیستم کنترلی فیدبک، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

مشخصـات مهمی که برای سیستم های کنترلی فیدبکی الکتریکی مورد نیاز است، عبارتند از :

1- پاسخ سریع     2  - دقت بالا    3- کنترل بدون مراقبت  4- کارکرد از راه دور 

عنوان اصلی مقاله: Dual Stepper Motor Driver for a Robot Differential Drive

مقدمه: این مقاله سخت افزار و نرم افزار به کار رفته در کنترل دو موتور پله ای[1] را که برای روبوت های با درایور دیفرانسیلی , مناسب می باشند را شرح می دهد.این مدار دو کلمه دو بیتی را می پذیرد تا به هر یک از موتورها فرامین حرکت به جلو , عقب , تثبیت موقعیت و سکون را دهد.همچنین هرگاه یک پله(گام) شکل گرفت (طی شد) , یک سیگنال خروجی ایجاد می کند.این مدار طرحی مناسب می باشد که با آن میتوان تحریک سیم پیچ , سرعت موتور , شکل "کلمه کنترل [2] " وسایر پارامترهای موتورهای تک قطبی و دو قطبی مبتنی بر میکروکنترلر را اصلاح کرد.نرم افزار آن نیز , به زبانهای C و Assembly تهیه شده است.

مدار سخت افزار:

مدار مذکور شامل سه آی سی است: PIC16F84 وهمچنین دو درایور پل [3] H ,L293D برای موتورهای پله ای دوقطبی(شکل پایین) یا دو ULN2803 برای موتور پله ای های تک قطبی.سوای منابع تغذیه , قطعات مدار تنها به :نوسانساز 4MHz , یک مقاومت بالاکش[4] 10 کیلو اهم و چند کانکتور محدود می شود.در این طرح یک بسته 6 تایی از باتری های 1.2 ولتی ,که اختلاف پتانسیل7.2 ولت تولید می کنند به طور خطی تنظیم(رگوله) می شوند تا تغذیه منطقی 5 ولتی را تامین نمایند.افت ولتاژ ترانزیستورهای دوقطبی درایور , به ولتاژ 7.2 ولت اجازه نمی دهد موتور را بیش از توان آن درایو کند.  

برای دیدن مدار روی لینک بالا کلیک کنید و توضیحات در ادامه مطلب

ريزپردازنده، پتانسيل های اساسی برای انجام محاسبات و عمليات مورد نظر در يک کامپيوتر را فراهم می نمايد. ريزپردازنده از لحاظ فيزيکی يک تراشه است. اولين ريزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفی گرديد. ريزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عمليات جمع و تفريق چهار بيتی بود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از يک تراشه بود. قبل از آن مهندسين و طراحان کامپيوتر از چندين تراشه برای توليد CPU استفاده می کردند.

اولين ريزپردازنده ای که بر روی يک کامپيوتر خانگی نصب گرديد، 8080 بود. پردازنده فوق هشت بيتی و بر روی يک تراشه قرار داشت. اين ريزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضه گرديد. اولين ریزپردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنيای کامپيوتر شد، 8088 بود. ريزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اولين نمونه آن در سال 1982 عرضه گرديد.

وضعيت توليد ريزپردازنده توسط شرکت های توليد کننده بسرعت رشد کرده و مثلا ریزپردازنده های شرکت اینتل از مدل 8088 به 80286، 80386، 80486، پنتيوم، پنتيوم II، پنتيوم III و پنتيوم 4 رسيده است. ریزردازنده های پنتيوم 4 در مقايسه با ریزپردازنده 8088 عمليات مربوطه را با سرعتی به ميزان 5000 بار سريعتر انجام می دهد. جدول زير ويژگی هر يک از ریزپردازنده های فوق به همراه تفاوت های موجود را نشان می دهد:

                                          جدول مقایسه ریزپردازنده های تولیدی شرکت اینتل

توضيحات جدول :در ادامه مطلب 

  PWM چیست ؟

در اینجا میخواهم در مورد روش مدولاسیون پهنای پالس یا همان pwm توضیح بدهم: PWM مخفف کلمات pulse width modulation است. هدف از این روش هدف کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال است. با این روش می توان سرعت موتور را در هنگام حرکت کم یا زیاد کرد.
موتورها در اشکال و اندازه و مشخصات مختلفی در بازار یافت می شوند که به تبع آن درایور مربوط به سرعت آن ها نیز متفاوت می باشد. سرعت دور یا چرخش یک موتور DC با مقدار ولتاژ ورودی رابطه مستقیم و خطی دارد یعنی تابعی کاملا خطی به تغذیه آن می باشد. به طور مثال اگر یک موتوری که بتواند ولتاژ 12 ولت را تحمل کند به تغذیه 12 ولت متصل کنید و سپس ولتاژ تغذیه آنرا تا مقدار 6 ولت پایین بیاورید.سرعت چرخش آن نصف حالتی خواهد بود که شما به آن ولتاژ 12 ولت را می دادید.
در حالت PWM کنترل موتور به صورت دستی انجام نمی شود در این حالت شما موتور را به صورت دستی کنترل نمی کنید بلکه این میانگین ولتاژ های فرستاده شده توسط مدار درایور موتور است که سرعت موتور را کم و زیاد می کند.
برای درک مفهوم آن می توان موضوع را با یک مثال توضیح داد هنگامیکه یک فیلم را مشاهده می کنید در واقع شاهد هزاران عکس ثابت هستید که با یک فرکانس نسیتا بالایی آن را مشاهده می کنید. سرعت پخش شدن عکس ها آنقدر زیاد است که مغز شما فواصل زمانی بین پخش شدن و عدم پخش شدن را نمی تواند تشخیص دهد. در واقع مغز شما میانگین این عکس ها را مشاهده می کند.
در کنترل با روش PWM نیز همین وضعیت وجود دارد آنقدر سرعت روشن و خاموش شدن زیاد است که شما متوجه آن نمی شوید هر چه فرکانس کاری بالاتر باشد موتور سریعتر روشن و خاموش می شود و میانگین یا همان مقدار متوط آن چیزی است که شما مشاهده می کنید سرعت بیشتر موتور است

و زمانیکه فرکانس پایین باشد فواصل زمانی روشن و خاموش شدن موتور کمتر می شود که شما میانگین آن را با سرعت کمتر موتور مشاهده خواهید کرد در واقع مانند یک فیلم شما نیز میانگین روشن و خاموش شدن را می بینید در این حالت مغز شما سرعت این روشن و خاموش را به صورت سرعت کم و زیاد مشاهد خواهید کرد

 سنسور دما و درجه حرارت

سنسور درجه حرارت و دمای LM75

LM75 یک سنسور حسگر درجه حرارت و دما با مبدل آنالوگ به دیجیتال تغییرات دلتا ـ سیگما و آشکار ساز دیجیتالی افزایش بیش از حد دما از طریق رابط I2C میباشد این سنسور قادر به خواندن دما در کسری از ثانیه است. آی سی LM75 میتواند به عنوان کلید حرارتی مستقل نیز عمل کند برای چنین کاری میتوان محدوده بالایی و پایینی دما برای تغییر وضعیت کلید را برنامه ریزی کرد .وقتی دمای اندازی گیری شده از محدوده تعیین شده خارج شود ، خروجی مدار در سطح منطقی پایین قرار میگیرد این خروجی را میتوان به عنوان وقفه برای کامپیوتر یا میکرو کنترلر به کار برد هنگام روشن شدن مدار ، محدوده های بالایی و پایینی حرارتی بر روی 75درجه و 80 درجه تنظیم میشود . 

تعریف ربات زیرآبی(ROV)

یک وسیلهٔ نقلیهٔ پویش‌گرِ قابل کنترل از راه دور (ROV) زیردریایی، «ربات زیرآبی است که به اپراتور این امکان را می‌دهد که این وسیله را در اعماق آب کنترل و هدایت کند و از طریق اعمال فرامین عملیات مورد نظر را از طریق تجهیزاتِ ربات، انجام دهد»، که اختصارا «ربات زیرآبی» خوانده خواهد شد. ربات‌های زیرآبی در اندازه‌ها و ابعاد متفاوت و با گسترهٔ متنوعی از تکنولوژی‌ها و امکانات در سال‌های اخیر طراحی، ساخت، آزمایش و به‌کارگیری شده و حتی در برخی موارد به تولید صنعتی رسیده‌اند. انواع این ربات‌ها از نمونه‌های کوچک و ساده‌ای که صرفاً مجهز به دروبین فیلم برداری کوچکی هستند تا گونه‌های پیشرفته و بسیار پیچیده‌ای که در اعماق بیش از شش هزار متری دریا امکان انجام عملکردهای متنوع و متعددی را دارند، شامل می‌شوند. اجزای ربات زیرآبی که توسط کابل ارتباطی به اپراتور واقع در سطح دریا متصل است، عبارت‌اند از سیستم هدایتی جهت کنترل ربات، سیستم رانش، سیستم به آب‌انداختن، منابع تامین قدرت و کابل ارتباطی که توان لازم جهت عملکرد پروانه‌ها و نیز دستورات و سیگنال‌های کنترلی را به ربات و داده‌های تولید شده توسط حسگرها را به اپراتور در سطح دریا منتقل می‌کنند. در اغلب موارد این کابل شامل غلاف مقاومی است که آن را در برابر بارهای وارده و نیز برخوردهای احتمالی با اجسام واقع در زیر آب و پارگی و خرابی ناشی از آن، محافظت می‌کند. ربات‌های زیرآبی، می‌توانند دارای تجهیزات متفاوتی باشند که از دوربین تلویزیونی کوچک، که جهت مشاهدات ساده به کار می‌روند تا مجموعه‌های پیچیده‌ای از ابزارآلات مانند بازوهای مکانیکی ماهر متنوع و قدرت‌مند، دوربین‌های تلویزیونی و ویدئویی و دیگر ابزار و وسایل پیشرفته را در بر می‌گیرد.

ظرفیت : ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانائی نگهداری انرژی الکتریکی است . ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است . واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می باشد . بنابراین استفاده از واحدهای کوچکتر نیز در خازنها مرسوم است . میکروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچکتر فاراد هستند . µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF انواع مختلفی از خازن ها وجود دارند که میتوان از دو نوع اصلی آنها ، با پلاریته ( قطب دار ) و بدون پلاریته ( بدون قطب ) نام برد

یو پی اس(ups) چیست؟

قسمت اول

تقریباً همه کسانی که با کامپیوترکار می‌کنند اطلاعاتی ارزشمند و یا حداقل چند ساعت کار خود را بخاطر قطع برق از دست داده‌اند و به این علت یو پی اس را می‌شناسند. UPS در نظر عموم کاربران دستگاهی است که موجب می‌شود با قطع برق، کامپیوتر خاموش نشود. این مقاله به شما کمک می‌کند دانش خود در مورد یو پی اس را با دانش روز این فناوری هماهنگ کنید. سعی کنید به سوالات زیر اول خودتان پاسخ دهید و بعد پاسخ را بخوانید...

پروژه (کنترل از راه دور مادون قرمز توسط LM567)

در ادامه بحث در مورد ربات ها و مدارهای کنترل آنها به مدار کنترلی مادون قرمز میرسیم که امروزه کاربرد بسیار در کنترل رباتها دارد..

در این بخش با مدار یک کنترل از راه دور تک کانال آشنا خواهید شد. با توجه به اینکه فرستنده امواج مادون قرمز را به صورت تن ایجاد می کند ، این امواج در گیرنده بررسی شده و در نتیجه مدار گیرنده تنها به نوسانات مادون قرمز فرستنده خودش حساس است و عملکرد تصادفی مدار در اثر امواج مادون قرمز محیط بسیار کاهش می یابد. مداری که مشاهده می کنید بخش فرستنده کنترل از راه دور مادون قرمز را تشکیل می دهد

در ادامه بحث در مورد انرژی هسته ای به نیروگاه هسته ای میرسیم که به شرح آن می پردازیم.

نیروگاه هسته ای

نیروگاه هسته‌ای قسمتی از تأسیسات هسته‌ای است که بر مبنای تکنولوژی هسته‌ای با کنترل فرآیند شکافت هسته‌ای و گرمای تولیدی از آن اقدام به تولید انرژی الکتریکی می‌کند. کنترل انرژی هسته‌ای با حفظ تعادل در فرآیند شکافت هسته‌ای همراه است که با استفاده از گرمای تولیدی و جوش آوردن آب (مانند بیشتر نیروگاه‌های گرمایی) اقدام به چرخاندن توربین‌های بخار می‌کند.

-     نیروگاه با برج های خنک کنند

 -   نیروگاه با خنک کنندگی مستقیم آب دریا

شکافت هسته ای

با ایجاد شکافت هسته ای در اورانیوم گرما تولید میشود و گرمای تولید شده به بخار تبدیل شده و توربین ها را میچرخاند و توربین هم ژنراتور را که این عمل منجر به تولید برق مشود. این یک دید کلی در مورد نحوه تولید برف یا انژی الکتریکی در نیروگاه هسته ای است.

در مطالب بعدی در مورد این انرژی بیشتر بحث خواهیم کرد.

مقدمه ای بر شبکه

در سالهاي اخير مسئله بر قراري ارتباط در پروسه هاي صنعتي رشد چشمگيري داشته است. پيش از اين ارتباط درصنعت و پرو سه هاي كنترل صنعتي به فرستادن سيگنال از جانب يك مركز كنترل به مركز فرماندهي خلاصه مي شد، اما امروزه تمام كنترل كننده هاي كوچك و بزرگ (PLCs) در هر نقطه اي از فيلد كه باشند بايد با يكديگر و در نهايت بامركزكنترل مربوط به خود ارتباط بر قرار كنند و همين امر باعث پيچيده شدن هرچه بيشتر سيستمهاي ارتباطي خواهد شد...

برای دیدن ادامه مقاله به ادامه مطلب بروید

معمـولاً دو نـوع ساختـار کلـی بـرای این موتـور ها وجـود دارد : میدان مغنـاطیسی دائم و میدان مغناطیس متغیر . موتور های میدان مغناطیس دائم، شامل دو نوعِ یک قطبی و دو قطبی هستند .

موتور های دو قطبی Bipolar Motors

وسیله ی کنترلی میباشد که به جای مدارات فرمان مورد استفاده قرار میگیرد. Plcها دارای چند تایمر کانتر فلگ و... میباشد که یک مدار پیچیده فرمان را به یک برنامه ساده تبدیل میکند. CONTER: به دو گونه بالا وپایین میشمارد وبر خلاف زمان سنج ها وابسته به سوئیچ ورودی میباشد. TIMER: زمان سنج ها برای تاخیر روشنی یا خاموشی و... مورد استفاده قرار میگیرد. زمان سنج ها به دو گروه تک ورودی (غیر نگهدارنده) و دو ورودی (نگهدارنده) تقسیم میشوند.

موتورهای  DC

یکی از اولین موتورهای دوار ، اگر نگوییم اولین ، توسط مایکل فارادی در سال 1821 یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه‌ور بود، می‌شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتی که جریانی از سیم عبور می‌کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می‌آمد و نشان می‌داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم می‌شود. این موتور اغلب در کلاسهای فیزیک مدارس نشان داده می‌شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه ، از آب نمک استفاده می‌شود.

برای دیدن و مطالعه بقیه مقاله به ادامه مطلب مراجعه کنیید...

میکرو ATMEGA16  یکی از پر کاربرد ترین میکرو های شرکت atmel میباشد این میکرو که دارای حافظه فلش ۱۶ کیلو بایت میباشد از معماری ریسک استفاده میکند یعنی تعداد دستورات کم  دارد ولی سرعت پردازش زیاد.

این میکرو همچنین دارای یک کیلو بایت حافظه اسرم و ۵۱۲ کیلو بایت حافظه ایتو رام است.

Roborider μ13 

روبورایدر μ13 یک برد کنترل بر پایه میکروکنترلر ATTINY 13 از سری AVR ساخت شرکت Atmel می‌باشد. از این برد که دارای امکانات ویژه برای کنترل روبات تعقیب خط (به خصوص Roborider) می‌باشد می‌توان برای کنترل سایر روبات‌ها و دستگاه‌ها نیز بهره برد. در این راستا از ورودی/خروجی‌های میکروکنترلر ATTINY 13 تا حد امکان حداکثر استفاده صورت گرفته است.

این میکرو کنترلر از ساده ترین انواع میکروکنترلر از لحاظ برنامه نویسی است .اما فوق العاده قدرتمند می باشد.زبان برنامه نویسی این میکروکنترلرغالبا زبان برنامه نویسی سی(C)زبان برنامه نویسی بیسیک(BASIC) زبان برنامه نویسی پاسکال (PASCAL) میباشد.که شما می توانید با تهیه کمپایلر هر کدام از این زبانها،با برنامه ای که به آن تسلط دارید.، اقدام به برنامه نویسی آن کنید. برای کار با این میکروکنترلر احتیاج به پروگرامر خانواده گروه PIC دارید.،به همراه کمپا یلر زبان برنامه نویسی که به آن علاقه دارید.

بحت انرژي از دو ديدگاه اقتصادي و زيست محيطي حائز اهميت است . بهينه سازي مصرف انرژي به اين معني است كه بتوان با استفاده از تجهيزات و يا مديريت بهتر همان كار را ولي با مصرف انرژي كمتر انجام بدهيم.صرفه جوئي انرژي مي تواند با استفاده از تجهيزات بهتر نظير : عايق بندي مطلوب ، افزايش راندمان سيسمتهاي حرارتي، و بازيابي تلفات حرارتي بدست آيد از طرف ديگر اعمال مديريت انرژي، بمنظور درك سيستمهاي موجود و طريقه استفاده از آنها، ميتواند در كاهش مصرف انرژي نقش مهمي داشته باشد. در سياست گذاري انرژي بايد سازمانها رويكرد سيستمي داشته باشند. براي مثال در بهينه سازي مصرف انرژي الكتريكي هدف تنها كاهش هزينه هاي انرژي يك يا چند الكتروموتور مشخص نيست، بلكه بايد آثار اقدامات مورد نظر روي ساير سيستمها نيز بدقت مورد توجه قرار گيرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد...

این برد برای کنترل پنج سرو موتور میباشد که بیشتر در بازوی رباتیک به کار میرود .

این برد کنترلی که توسط میکرو کنترلر پی آی سی کنترل میشود دارای برنامه بیسیک میباشد که تقریبا حدود ۱۵۰ خط برنامه برای آن نوشته شده است که البته کاربر به دلخواه خود میتواند آن را عوض کند.البته در طراحی بدنه مکانیکی این بازو نیز باید به چند مورد توجه کرد اول اینکه این مدار دارای پنج سرو موتور میباشد دوم اینکه نوع و سرو موتور بکار رفته در این ربات باید مورد توجه قرار گیرد چه از نظر قدرت آن وچه از نظر زاویه گردش آن.یک عدد از این سرو موتور ها باید نقش بعد دوم این بازو را دارا باشد به همین دلیل باید از نوع پرقدرت و دارای زاویه گردش مناسب انتخاب شود.

این بازوی رباتیک دارای دو بعد بوده که از آن میتوان در کارهای بسیار ظریف استفاده کرد به دلیل کنترل دقیق آن.برای دیدن توضیحات بیشتر و کنترل مدار توسط کامپیوتر به ادامه مطلب مراجعه کنید.من نقشه مدار و حتی نقشه مکانیکی این بازوی رباتیک را برای دانلو به صورت فایل پی دی اف در لینک پایین گذاشته ام .میتوانید آن را دانلود کنید

Construction Manual 10 megs PDF

 Bascom AVR is the most popular and the most powerful compiler made for micro controllers(uCs) ever.Through Bascom AVR is made for Atmel's AVR series uCs ,but Bascom AVR can export a .hex or .bin file so it can be used with many other uCs.Commands used for Bascom AVR are very simple to remember and to use, as compared to C compilers or others.Pin configuration for the uC are also very simple .Support for usb programmer,isp programmer,serial programmer and Stk500 programmer makes the Bascom AVR very useful and flexible .

دانلود نرم افزارBASCOM-AVR

نرم افزار webote یک نرم افزار قدرتمند در زمینه شبیه سازی ربات میباشد که در این نرم افزار شما به راحتی میتوانید همه قسمتهای ربات را شبیه سازی کنید و بتوانید نتیجه کار خود را با کمترین هزینه ببینید.

این نرم افزار البته نمونه خلاصه شده آن در اینترنت موجود است که برای دانلود آن به لینک زیر مراجعه کنید...

دانلود نرم افزار webote

مدارهای کنترلی ربات که در بازار به راحتی قابل دست رسی میباشد .

کاربرد این مدارها و کیت های آماده برای پروگرم کردن انواعAVR میکرو کنترلر استفاده میشود این کیت ها توسط شرکت آتمیل ساخته میشوند.