الکترونیکا پروژه های الکترونیک و مکانیک

اگر در خط رباتیک بوده باشید و یا اخبار آن را دنبال کرده باشید حتما تا الان از موشهای هوشمند هم چیز هایی به گوش شما رسیده است . همانطور که از اسم این ربات ها مشخص است این ربات ها به خاطر هوش و طرز تفکرشان نام گذاری شده اند .

در واقع شما باید بهترین الگوریتم را برای آن ها پیاده کنید تا بهترین نتیجه را بگیرید . لابیرنت به معنای یک مسیر پیچ در پیچ است که با وارد شدن به آن خارج شدن از آن بسیار مشکل است . در واقع ربات باید در یک مسیر خانه در خانه تمام راه ها را چک کند و در زمانی به طور مثال 10 دقیقه به مرکز زمین برسد . فرض کنید خود شما قصد دارید در این مسیر پر پیچ و خم عبور کنید بهترین کاری که می کنید چیست ؟ شاید بگویید اگر یک نخ داشتم می فهمیدم چه مسیر هایی را آمده ام تا دیگر تکرار نکنم . درست فهمیدید مهمترین مسئله در این ربات ها تشخیص مسیر هایی است که ربات قبلا در آن ها اشتباه رفته تا دیگر تکرار نکند . پس یکی از مشکل ترین مسائل در این گونه ربات ها نوع برنامه نویسی آن هاست . ولی مسئله بعدی چشم ربات است .

چندین نوع سنسور برای تشخیص وجود این دیوار ها وجود دارد . برای مثال سنسور آلتراسونیک یکی از سنسور هایی است که فاصله تا دیوار مقابل را بر اساس میلی متر ، سانتی متر ، متر و ... می تواند برای شما اندازه بگیرد . همچنین سنسور فرستنده گیرنده مادون قرمز نیز می توانید استفاده کنید . البته این سنسور به علت اینکه به نور محیط حساس است اصلا توصیه نمی شود. حال می رسیم به روش های تشخیص این مسیر ها یا همان الگوریتم برنامه نویسی ربات های میکرو ماوس

اگر به یک فرد نا بینا آدرس بدهید او دست خود را به دیوار می کشد تا بفهمد کی به انتهای یک خیابان می رسد در بعضی از ربات ها هم از همین روش استفاده می شود ولی روش مناسبی نیست زیرا در بعضی از چند راهی ها ربات مسیر را گم می کند . این الگوریتم بهترین روش پیمودن ماز است، که با قانون دست راست یا دست چپ شناخته می شود. اگر ماز ساده باشد، یعنی همه ی دیواره ها به یکدیگر یا فضای بیرونی ماز متصل باشند، این تضمین وجود دارد که با حفظ تماس یک دست به دیواره ای که از آن شروع به حرکت می کنیم، بتوان از ماز خارج شد. ولی اگر ماز ساده نباشد، این الگوریتم به یافتن خروجی در قسمت های گسسته کمکی نمی کند. الگوریتم دنبال کردن دیواره ها در مازهای سه بعدی نیز عملی است. مثلا در یک ماز سه بعدی مسیر های رو به بالا می توانند شمال غرب و مسیرهای رو به پایین جنوب شرق فرض شوند و با روش دنبال کردن دیواره ها به نتیجه رسید.

ماز های گسسته را می توان به روش دنبال کردن دیواه ها حل کرد، در صورتی که ورودی و خروجی ماز روی دیواره های خارجی ماز قرار داشته باشند. چنانچه از درون ماز شروع به حرکت کنیم، ممکن است الگوریتم دنبال کردن دیواره ها در قسمت گسسته ای که شامل خروجی نیست دائما یک حلقه را طی کند. الگوریتم Pledge می تواند این گونه مسائل را حل کند. الگوریتم Pledge برای رفع موانع، به طی یک مسیر اختیاری نیاز دارد. هنگام مواجهه با مانع،یک دست (مثلا دست راست) را در امتداد مانع نگه می داریم در حالیکه زوایای چرخش شمرده می شود. وقتی دوباره در راستای مسیر اصلی قرار گرفتیم و جمع زاویه ای چرخش ها برابر صفر شد، می توان مانع را ترک کرد و در راستای مسیر اصلی حرکت نمود. این الگوریتم به شخص اجازه ی جهت یابی را در شروع از هر نقطه برای خارج از مازهای دوبعدی، را می دهد.

این الگوریتم یک روش ضعیف است که به وسیله ی ربات های غیر هوشمند یا موش قابل اجراست، اما تضمینی برای رسیدن به هدف وجود ندارد. در این الگوریتم یک مسیر مستقیم طی می شود تا به اولین مانع برسد، سپس یک مسیر تصادفی را برای ادامه انتخاب می کند. این الگوریتم در صورتی که خروجی به صورت یک سوراخ در میانه ی دیوار باشد، با شکست مواجه می شود.

الگوریتم Tremaux یک روش کارآمد است که در آن مسیرهای طی شده با رسم خطوط نشان دار می شوند. این الگوریتم برای همه ی مازهایی که مسیر های خوش تعریف دارند، عملی است. با رسیدن به تقاطع های بی نشان، می توان یکی از جهت های ممکن را انتخاب کرد. اگر یک تقاطع قبلا طی شده باشد می توان مسیر طی شده را باز گشت. اگر نیاز به طی مسیری باشد که نشان دار است، می توان خط دیگری رسم کرد و تقاطع بعدی ممکن است شامل مسیر غیر نشان دار باشد. در این روش نیاز به طی مسیری بیش از دو بار نمی باشد و اگر خروجی وجود نداشته باشد، این روش با نقطه ی شروع ماز بر می گردد.

سنسور آلتراسونیک دارای یک فرستنده TX و یک گیرنده RX است این گیرنده فرستنده بر اساس ارسال یک موج صوتی و زمان برگشت آن می تواند تشخیص دهد چه مسافتی در مقابل آن وجود دارد . این فرکانس 40 khz است پس شما باید یک فرکانس 40 khz را به فرستنده بدهید برای ساخت این فرکانس هم می توانید از یک اسیلاتور بیرونی مثل یک آی سی 555 استفاده کنید همچنین می توانید از خود میکرو کنترلر استفاده کنید که با برنامه نویسی به راحتی می توانید فرکانس 40 کیلو هرتز را در خروجی یکی از پایه ها ایجاد نمایید . این فرکانس را با یک تقویت کننده به ورودی TX می دهیم . در طرف گیرنده سنسور Rx این فرکانس را به همراه کمی نویز و بصورت خیلی ضعیف دریافت می کند . اولین کاری که می کنیم این است که با یک پیش تقویت کننده یا پری آمپلی فایر آن را تقویت می کنیم . سپس این موج تقویت شده را به یک فیلتر میان گذر 40 کیلوهزتز می دهیم که فقط خود فرکانس را عبور می دهد و نویز محیط را حذف می کند . و در آخر هم این فرکانس خالص را به یک مقایسه کننده می دهیم تا بصورت دیجیتال به ورودی میکروکنترلر دهیم . باقی کار با شماست که برنامه نویسی می کنید .