دانلود تحقیق مقدمه ای بر علم ربا تیک

ارزیابی عملی ربات‌ها در میدان جنگ، نیروهای نظامی آمریکایی را بر این داشته است که پروژه‌های ساخت ربات‌های نظامی را با تلاش بیشتری پیش برند و هم‌اکنون بودجه‌های هنگفتی را از دولت برای این کار می‌گیرند.

در همین راستا چندی پیش در شهر واشنگتن دی‌سی نمایشگاه بزرگی با نام وسائل بی‌سرنشین و سیستم‌های بین‌المللی مربوط به وسائل بی‌سرنشین (AUVSI) برگزار شد.

این نمایشگاه در 5 بخش ربات‌ها زمینی، ارزان‌ترین‌ها، ربات‌های هوایی یا همان هواپیماهای بی‌سرنشین، کاربرد‌های غیرنظامی و تهدیدات ربات‌ها برای انسان‌ها برگزار شد که هر بخش جذابیت مخصوص به خود را داشت.

ربات‌های زمینی:
ربات‌های زمینی، اولین نوع ربات‌های ساخت بشر بودند و تاکنون پیشرفت قابل توجهی داشته‌اند.

به نظر می‌رسد با چنین نرخ رشدی در عرصه ساخت ربات‌های زمینی، در سال 2050 اگر کسی بخواهد به سفر یا گردشی برود برایش خیلی امن‌تر، ارزان‌تر و راحت‌تر است که از یک ماشین اتوماتیک یا یک ربات استفاده کند و دیگر خودش فقط از سفر لذت ببرد.

یکی از ربات‌های بسیار عجیب و کامل بخش ربات‌های زمینی را شرکت جنرال داینامیکز به نمایش گذاشته بود.

این ربات به راحتی و با استفاده از چندین کانال هدایتی مسیر خود را تشخیص می‌دهد و در زمان حرکت خود می‌تواند ماموریت‌های فراوانی را انجام دهد.

شرکت جنرال دایتامیکز با انعقاد قراردادی با ارتش آمریکا، باید تعداد زیادی از این نوع ربات را برای ارتش آمریکا بسازد.

ربات مذکور برای مناطق بسیار حساس طراحی شده است که در آنها انواع گوناگون بمب و مواد منفجره وجود دارد.

دوربین‌های دقیق و سنسورهای مادون قرمز، توانایی جستجو و تشخیص مکان و نوع مواد منفجره را به آن می‌دهد.

با یک تانک سوخت، 16 ساعت بدون وقفه حرکت می‌کند و دیگر احتیاجی به کنترل از راه دور ندارد زیرا مسیر خود را(حتی در شلوغ ترین و صعب العبور‌ترین مکان‌ها) به صورت هوشمند تشخیص می‌دهد.

جی راسنبلام ، رئیس بخش تحقیقات راباتیک شرکت جنرال داینامیکز می‌گوید: برای فروش این ربات هیچ مشکلی نداریم و در حال حاضر مشتریان دولتی و غیردولتی بسیاری از این مدل در خواست کرده‌اند و ما هم اکنون تنها در فکر تولید ارزان‌تر آن هستیم.

ارزان‌ترین‌ها:
در بخش ارزان‌ترین‌ها شرکت سیستم‌های رباتیک جی‌پی‌او(JPO) رباتی را عرضه کرده بود که حضور فعالی در عراق و افغانستان داشته است.

این ربات برای موقعیت‌های درگیری استفاده می‌شود و به صورت هوشمند عمل می‌کند و دیگر احتیاجی به یک اپراتور برای هدایت و کنترل آن نیست.

بی‌سرنشین‌های هوایی:
تکنولوژی ساخت هواپیما‌های بی‌سرنشین رشد عجیبی داشته است.

کمال طراحی یک هواپیمای بی‌سرنشین را می‌توان در شاهین جهان (global hawk) که یک هواپیمای جاسوسی است دید.این بار شرکت لاکهید مارتین یک هواپیمای بی‌سرنشین بسیار کوچک را ارائه کرده است تا ظرافت در طراحی یک پرنده جاسوسی را به رخ رقبای تجاری خود بکشد.

نام این هواپیما استاکر (stalker) است که به چشم طلایی نیز معروف است استاکر می‌تواند بهترین دید را در شب داشته باشد و به صورت عمودی فرود و برخاست می‌کند.

با وجود جثه کوچکش می‌تواند 8 ساعت پرواز کند و3 ساعت به صورت ساکن (hover) در آسمان بماند و هیچ راداری توانایی تشخیص آن را ندارد و همه این‌ها مشتی از خروار است، جنگ‌های آینده، عرصه نبرد ربات‌ها خواهند بود.

دو روی سکه علم رباتیک: ربات یک ماشین الکترو مکانیکی هوشمند است که می توان آن را مکررا برنامه ریزی کرد، چندکاره است و وسیله ایی کارآمد و مناسب برای محیط محسوب می شود.

علم رباتیک در اصل در صنعت بکار می رود و ما تأثیر آن را در محصولاتی که هر روز استفاده می کنیم می بینیم، می بینیم که این تاثیرات معمولا در محصولات ارزان رخ می دهد.

ربات ها معمولا در مواقعی بکار می رئند که بتوانند کاری را بهتر از انسان انجام دهند یا در محیط پر خطر فعالیت کنند مثل اکتشافات در محیط های خطرناک مانند آتش فشان ها که می توان بدون به خطر انداختن انسان ها انجام داد.

ضمنا آن ها ماشین های قدرتمندی هستند که به ما اجازه می دهند کارهای معینی را کنترل کنیم.

البته یک ربات مانند هر ماشین دیگری می تواند به هر علتی خراب شود.

خوشبختانه خرابی ربات ها بسیار نادر است زیرا سیستم رباتیک با مشخصه های امنیتی زیادی طراحی می شود که می تواند آسیب آنها را محدود کند.

در این میان و در این حوزه نیز مشکلاتی در رابطه با انسان های شرور و استفاده از ربات ها برای مقاصد شیطانی داریم؛ چرا که مطمئناً ربات ها می توانند در جنگ استفاده شوند البته به اعتقاد برخی کارشناسان این وسیله می تواند هم خوب و هم بد باشد؛ چراکه اگر انسان ها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسان ها به جنگ با یکدیگر باشد.

ضمن آنکه ربات ها می توانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده شوند تا تلفات انسانی را کاهش دهند.

اما آنچه در این میان باید مورد توجه تعریف آیزاک آسیموف نویسنده داستان های علمی-تخیلی،درباره قوانین سه گانه رباتیک است: یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی تحرکی، زندگی انسان را به خطر بیاندازد، یک رباط باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می شود اطاعت کند، جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند و در نهایت یک ربات باید تا جایی که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.

مقدمه ای بر AVR زبانهای سطح بالا یا همانHLLبه سرعت درحال تبدیل شدن به زبان برنامه نویسی استاندارد برای میکروکنترلرها حتی برای میکروهای 8بیتی کوچک هستند .

زبان برنامه نویسی BASIC و C بیشترین استفاده را در برنامه نویسی میکروها دارند ولی در اکثر کاربردها کدهای بیشتری را نسبت به زبان برنامه نویسی اسمبلی تولید می کنند .

ATMEL ایجا تحولی در معماری جهت کاهش کد به مقدار مینمم را درک کرد که نتیجه این تحول میکروکنترلرهای AVR هستند که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها به طور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل توسط معماری RISC انجام می دهد و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کنند که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای مورد استفاده کنونی باشد.

تکنولوژی حافظه کم مصرف غیر فرار شرکت ATMEL برای برنامه ریزی AVR ها مورد استفاده قرار گرفته است در نتیجه حافظه های FLASH و EEPROM در داخل مدار قابل برنامه ریزی هستند .

AVR ها به عنوان میکروهای RISCبا دستورات فراوان طراحی شده اند که باعث می شود حجم کد تولید شده کم و سرعت بالا تری به دست آید.

به طور خلاصه: بر اساس سازماندهی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ RISCعمل می کنند.

عملیات را با سرعت ودر یک کلاک سیکل انجام می دهند.

استفاده از زبانهای سطح بالا برای برنامه نویسی.، مانند : c , BASIC AVR هامیکرو کنترلرهای 8 بیتی هستند .

کاهش حجم کد تولیدی ودر نتیحجه سرعت بالاتر.

انواع میکرو کنترلرهایAVR TINYAVR AT90S or AVR MEGAAVR انواع TINYAVR ATTINY10,ATTINY 11,ATTINY 12 ATTINY15L ATTINY26, ATTINY26L ATTINY28, ATTINY28L انواعAT90S AT90S2313 AT90S2343, AT90S2323 AT90S8515 AT90S1200 AT90S8535 انواع ATMEGAVR ATMEGA323 ATMEGA32 ATMEGA128 ATMEGA163 ATMEGA8 ATMEGA8515 ATMEGA8535 خصوصیات ATMEGA8 از معماری AVRRISC استفاده می کند.

کارایی بالا و توان مصرفی کم.

دارای130 دستورالعمل با کارایی بالا که اکثرا تنها در یک کلاک سیکل انجام میشود.

8*32 رجیستر کاربردی.

سرعتی تا 16MIPSAدر فرکانس 16MHZ حافظه‌ ، برنامه و داده غیر فرار 8Kبایت حافظه FLASH قابل برنامه ریزی داخلی.

پایداری حافظه :FLASHقابلیت 1000 بار نوشتن و پاک کردن 512بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی.

پایداری حافظه EEPROM : قابلیت 100000 بار نوشتن و پاک کردن 1024بایت حافظه داخلی SRAM قفل برنامه FLASH و حفاظت داده .EEPROM خصوصیات جانبی دوتایمر- کانتر 8 بیتی یک تایمر- کانتر 16 بیتی 3 کانال PWM 8 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال 8 بیتی 1 مقایسه کننده انالوگ داخلی WATCHDOG قابل برنامه ریزی ارتباط سریال SPI برای برنامه ریزی داخل مدار.

قابلیت ارتباط سریال SPI به صورت MASTER یا SLAVE قابلیت ارتباط با پروتکل ارتباط دوسیمه(TWO-WIRE) خصوصیات ویژه میکرو کنترلر منابع وقفه داخلی و خارجی عملکرد کاملا ثابت توان مصرفی پایین و سرعت بالا توسط تکنولوژی CMOS دارای اسیلاتور RC داخلی دارای 5 حالت SLEEP : (POWERDOWN,IDLE,POWERSAVE, STANDBY,ADC NOISE REDUCTION) ولتاژ عملیاتی 4.5V تا 5.5V فرکانس کاری 0MHZ تا 16MHZ خطوط I/O 23 خط ورودی/ خروجی قابل برنامه ریزی موتور پله ای موتور پله ای (Stepper Motor) یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیتهای 0,1به سیم پیچهای آن می توان آنرا حرکت داد.

ساختار موتور پله ای موجود در داخل موتور پله ای می شود البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند خو اهد چرخید این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود با این تعریف متوجه شدید که یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور خواهد داشت.شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند در واقع منظور حرکت خیلی ریز ودقیق است.

وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.

نحوه کنترل این موتور به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد.

بیایید نحو ه کنترل موتور پله ای را در دو حالت یک بیتی یا دو بیتی بررسی کنیم نحوه کنترل 1 بیتی در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

نحوه کنترل 2 بیتی در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شو ند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند کلید فهمیدن اینکه موتورهای الکتریکی چگونه کار می کنند فهمیدن نحوه عملکرد آهن ربای الکتریکی است آهن ربای الکتریکی مبنای کار موتورهای الکتریکی است.

اگر سیمی حدود 10 سانتی متر بردارید و به دور میخی بپیچید و دو سر آنرا به دو سر یک باطری وصل کنید زمانیکه جریان از سیم عبور می کند یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم ایجاد می شود و آن میخ تبدیل به آهنربا می شود این میدان تا زمانییکه جریان از سیم عبور میکند وجود دارد یعنی تا زمانییکه دو سر سیم به باطری متصل باشد و زمانییکه این اتصال قطع شود این میدان نیز از بین می رود آن سر میخ که به قطب مثبت باطری وصل شده S وسر دیگر را که به قطب منفی باطری وصل شده N می نامییم حال اگر یک آهن ربای نعلی شکل بردارید و این میخ را به صورت