ربات مسیریاب حرفه ای با قابلیت تبدیل شدن به ربات آتش نشان

تنها با قیمت 40000 تومان

برای آشنایی با نحوه تهیه این کیت پیغام بگذارید.

در صورت سفارش کلی 15 درصد تخفیف داده می شود.

ربات مسیریاب حرفه ای و ربات آتش نشان


قابل ارائه به عنوان پروژه دانشجویی .

به همراه سورس برنامه ربات .

قیمت بسیار مناسب.

آموزش کامل منتاژ ربات.

قابلیت ارتقاع و اضافه کردن سنسورهای مختلف.

فقط با قیمت 40000 تومان.

برای دریافت این کیت آموزشی در بخش نظرات درخواست خود را ارائه دهید و شماره تماس یا ایمیل خود را وارد کنید.

تصویر زیر مربوط به PCB طراحی شده برای روبات می باشد.

يك تقويت كننده الكترونيكي تقويت كننده اي است كه سيگنال ضعيفي به آن وارد ميشود و سيگنال تقويت شده اي از آن خارج ميشود به چنين تقويت كننده اي آمپلي فاير ميگويند .

هرتقويت كننده اي 4 پايه دارد ،2پايه ورودي -2پايه خروجي ،ولي ترانزيستور3 پايه دارد بنابراين در تقويت كننده هاي ترانزيستوري ورودي به 2 پايه داده ميشودواز يكي از پايه هاي ورودي در خروجي هم استفاده ميشد يعني يك پايه بين ورودي و خروجي مشترك ميشود بر حسب اينكه كدام پايه مشترك باشد سه حالت داريم :

C.B  : بيس مشترك يا تقويت كننده ولتاژ: اين مدار قادر به تقويت ولتاژميباشد.

C.C  : كلكتورمشترك یا تقویت کننده جریان:این مدار قادر به تقویت جریان  ميباشد.

 :C.E  اميتر مشترك يا تقويت كننده جريان و ولتاژ  برابر با تقويت توان: در این مدار هم تقویت ولتاژ و هم تقویت جریان میشود که با نام تقیت کننده توان معروف است.

مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC

-مبدل آنالوگ به دیجیتال چیست؟

برای تبدیل یک ولتاژبه اعداد از مبدل انالوگ به دیجیتال استفاده میشود.چون میکرو کنترلر بر مبنای دیجیتال پایه گذاری شده است.

میکرو های AVR دارای مبدل انالوگ به دیجیتال سرخود است.ولتاژ مرجع انها به سه صورت انتخاب میشود

1-      بصورت داخلی با ولتاژ 2.56 ولت 

2-      ولتاز VCC

3-      بصورت خارجی

(ولتاژ مرجع ولتاژی است که مبدل تا ان مقدار ولتاژ را خوانده و تبدیل میکند)

برای دادن ولتاژ خارجی به ADC از پایه های AVCC,AREF,GND استفاده می شود.

پایه AVCC به ولتاژ تغذیه وصل شده وGND هم به منفی وصل میشود.AREF که برای ولتاژ خارجی است از داخل برنامه هم باید تنظیم شود,تا بعنوان ولتاژ مرجع انتخاب شود.

مبدل انالوگ به دیجیتال برای رسیدن به حداکثر دقت به فرکانس کلاکی بین 50 تا 200 کیلو هرتز نیاز دارد.این فرکانس یک سرعت متناسب با دقت مناسب را ارائه میدهد, اگر بخواهیم سرعت تبدیل اطلاعات به دیجیتال زیاد باشد باید فرکانس کلاکی افزایش پیدا کند که دقت را کاهش میدهد.

نکته:اگر کاربر از یک منبع ولتاژ متصل به پایه aref استفاده کند, نمیتواند از ولتاژهای مرجع دیگر استفاده کند.اگر ولتاژخارجی به پایه aref متصل نگردد, کاربر میتواند بین ولتاژهای مرجع avcc و یا 2.56 v سوئیچ نماید.

-برای حذف نویز روی ورودی انالوگ که ناشی از هسته cpu میباشد, میتوان میکرو را در مد sleep قرار داد.

در این مد cpu خاموش بوده و نمونه برداری انجام میشود سپس cpu روشن میشود.        

دقت نمونه برداری adc بصورت 10 بیتی است,که بصورت 8 بیتی قابل استفاده است.یعنی ولتاژ مرجع تقسیم بر 2 به توان 10 میشود(1024).

برای مثال اگر ولتاژ مرجع ما 5 ولت باشد 1024÷5 برابر با 4 میلی ولت است.یعنی تغییرات تا 4 میلی ولت را میتوانیم بوسیله یک adc 10 بیتی ثبت کنیم.(هر سطح 4 میلی ولت)

نکته: برای استفاده از یک پایه در حالت ورودی adc به غیر از معرفی در قسمت adc باید بصورت ورودی و tri-state  تنظیم شود.

روش حذف نویز از adc

1-مسیر سیگنالهای انالوگ را تا حد امکان کوتاه کنید,قسمت های انالوگ باید دارای زمین جداگانه باشد

2-باید avcc توسط یک فیلتر پایین گذر LC به vcc متصل شود.

3-از مدهای sleep و حالت adc noise canceler برای کاهش نویز القا شده توسط cpu  استفاده شود.

متداول ترین انواع adc به قرار زیر است

1-      مبدل توع شمارشی (counting analog digital convertor)

2-      مبدل نوع تقریب های متوالی (successive-approximation convertor)

3-      مبدل با مقایسه موازی (parallel-comparator adc)

4-      مبدل دو شیبه (dual-slop or ratiometric adc)

مبدل داخلی میکرو از نوع تقریب های متوالی است.که دارای خصوصیات زیر میباشد.

-          وضوح 10 بیت

-          زمان تبدیل 65 تا 260 میکرو ثانیه

-          کانال های مالتی پلکس شده

-          ولتاژ ورودی از صفر تا vcc

-          پرچم وقفه پایان تبدیل adc

-          حذف کننده نویز

Adc به هر یک از پایه های پورت اجازه میدهد که بعنوان یک ورودی مبدل انالوگ به دیجیتال عمل نماید.

Adc دارای یک مد sample and hold است, که باعث می شود ولتاژ ورودی adc در زمان تبدیل در یک سطح ثابت نگه داشته شود و دقت کار را بالا ببرد.

Adc دارای دو مد تبدیل single و free است.مد single بایستی توسط کاربر پیکره بندی و کانال دلخواه برای نمونه برداری انتخاب شود.در مد free با یک ثابت نمونه برداری, رجیستر داده adc را  update  میکند.

پیکره بندی adc در محیط bascom

              Config adc=single|free ,prescaler=auto , reference=optional                                          

اگر بخواهیم از مد single استفاده کنیم باید از دستور getadc() استفاده شود.

Prescaler این گزینه کلاک adc را مشخص میکند. اگر در حالت اتوماتیک باشد کامپایلر با توجه به فرکانس اسیلاتور, بهتریت کلاک را برای adc مشخص میکند.دیگر مقادیر معتبر 2 , 4 , 8 , 15 , 32  , 64 , 128  میباشد.

Referece=optional گزینه ای اختیاری برای ولتاژ مرجع است, که میتوان از حالت های زیر نیز استفاده شود.

Off :برای خاموش کردن ولتاژ مرجع داخلی و استفاده از ولتاژ موجود بروی پایه aref 

AVCC: زمانی که از این گزینه استفاده شودولتاژ پایه AVCC بعنوان مرجع در نظر گرفته میشود.

INTERNAL : زمانی که ولتاژ مرجع داخلی 2.56 ولت با خازن خارجی بروی پایه AREF استفاده شود.مانند شکل بالا.البته انتخاب این گزینه برای میکرو هایی که ولتاژ مرجع داخلی ندارند هیچ تاثیری ندارد.

دستور GETADC

با این دستور سیگنال انالوگ وارد شده به مقدار دیجیتال تبدیل میشود و در متغییر تعریف شده از نوع داده WORD قرار میگیرد.                                                                                                                            Var=getadc()

در داخل پرانتز کانال مربوطه به پورت adc قرار داده میشود.از پورت های adc میتوان بعنوان ورودی وخروجی استفاده کرد.ولی هنگامی که پورت بصورت adc پیکره بندی شود دیگر نمیتوان بعنوان I/O از ان استفاده کرد.

دستورات stop و start

توسط دستور start adc نمونه برداری شروع میشود و stop adc تغذیه را از adc قطع میکنیم.

در زیر برنامه ساده ای از مبدل آنالوگ به دیجیتال آورده شده است:

regfile = "m32def.dat$
Config Portb = Output
Config Adc = Single , Prescaler = Auto
Start Adc
Dim A As Word
Do
A = Getadc(5)
If A > 512 Then
Portb.0 = 1
Else
Portb.0 = 0
End If
Loop
End                                                         'end program

براي پروگرام كردن ميكروكنترلر‌هاي خانواده‌ي AVR روش‌ها و پورتكول‌هاي متعددي وجود دارد. يكي از معروفترين و پركاربردترين پروتكول‌هاي موجود، STK200\300 نام دارد كه ما در اين جلسه سعي مي‌كنيم نحوه‌ي استفاده از اين پروتكول را آموزش دهيم.

همانطور كه گفته شد، ميكروكنترلرهاي خانواده‌ي AVR اين قابليت را دارند كه مي‌توان آن‌ها را مستقيماً به وسيله‌ي يك كابل 5 رشته به كامپيوتر متصل نموده و پروگرام كرد، و در نتيجه، نيازي به يك دستگاه مجزا براي پروگرام كردن ندارند. اين روش پروگرام كردن STK200/300 نام دارد. اين روش، به خاطر عدم نياز به هرگونه مدار جانبي و سهولت كار با آن، از محبوبيت زيادي در بين كاربران حرفه‌اي برخوردار است.

اولين نكته اين است كه اگر كامپيوتر شما پورت LPT(موازي) نداشته باشد، شما نمي توانيد به اين روش(يعني فقط با يك كابل 5 رشته‌ي ساده) ميكروكنترلر خود را پروگرام كنيد و بايد از مدارهاي پروگرامر USB استفاده كنيد. با استفاده از پروگرامر‌هاي USB، شما مي‌توانيد با استفاده از درگاه USB هم ميكروكنترلر خود را پروگرام كنيد. ساختن اين پروگرامرها كار ساده‌اي نيست، اما انواع مختلف آن‌ها در بازار موجود است كه بين 20 تا 200 هزار تومان هم قيمت دارند.

براي ديدن پورت يا درگاه LPT (موازي) ، به پشت كيس كامپيوتر خود نگاه كنيد.

اين درگاه، درگاه ارتباط موازي(Parallel) يا LPT نام دارد و يكي از رايج‌ترين كاربردهاي آن براي ارتباط با پرينتر است. البته اكثر پرينترهاي امروزي از طريق درگاه USB با كامپيوتر ارتباط برقرار مي‌كنند.

درگاه LPT داراي 25 پايه است كه به شكل زير شماره گذاري مي‌شوند.

براي ساختن اين پروگرامر ساده، شما احتياج به نيم متر كابل فِلَت 5 رشته و يك عدد سوكت نَري LPT داريد. البته الزامي در استفاده از اين نوع كابل نيست و مي‌توان از هر كابل 5 رشته‌ي ديگري براي اين منظور اسفاده كرد.

سوكت نَري LPT.

كابل فلت نيز در شكل زير نشان داده شده است.

شما بايد اين 5 رشته را به پايه‌هاي شماره‌ي 6و7و9و10و24‌ از اين سوكت لحيم كنيد.

حالا مي‌توانيد به وسيله‌ي اين 5 سيم ميكروكنترلر خود را پروگرام كنيد. كافيست اين سيم‌ها را به ترتيب زير به پايه‌هاي ميكروكنترلر وصل كنيد.

سيمي كه به پايه‌ي شماره‌ي 6 سوكت متصل شده است، بايد به پايه‌ي SCK در ميكروكنترلر شما وصل شود. در  SCK, ATmega16 پايه‌ي شماره‌ي 8 است.

پايه‌ي شماره‌ي 7 سوكت، بايد به پايه‌ي MOSI در ميكروكنترلر وصل شود. در MOSI ,ATmega16 پايه‌ي شماره‌ي 6 است.

پايه‌ي شماره‌ي 9 سوكت، بايد به پايه‌ي Reset در ميكروكنترلر وصل شود. در ATmega16 Reset پايه‌ي شماره‌ي 9 است.

پايه‌ي شماره‌ي 10  سوكت، بايد به پايه‌ي MISO در ميكروكنترلر وصل شود. درMISO,ATmega16 پايه‌ي شماره‌ي 7 است.

و در نهايت، پايه‌‌هاي شماره‌ي 18تا 25 نيز، بايد به GND يا همان زمين در ميكروكنترلر وصل شود. پايه‌ي 11و 31 در ATmega16L ، - ياهمان GND است.بهتر است براي اتصال اين پايه‌ به ميكروكنترلر، از يك مقاومت 1 كيلو اهم استفاده كنيد.

در ضمن دقت كنيد، كه اگر طول سيم بيش از نيم متر باشد، ممكن است در پروگرام كردن دچار مشكل شويد، به همين خاطر بهتر است تا جاي ممكن طول سيم را كوتاه انتخاب كنيد.

در شكل زير شماي كلي ATMEGA16 آورده شده است

پايه‌ي 10: تغذيه‌ي آي سي است و بايد به 5ولت متصل گردد. ولتاژ تغذيه براي ميكروكنترلر‌هاي Atmega16، بين 5.5_4.5 ولت بايد باشد، و براي Atmega16L، بين 5.5_2.7 ولت است.

پايه‌هاي 11 و 31: اين 2 پايه GND هستند و بايد به قطب – منبع تغذيه متصل شوند.

پايه‌ي 30: اين پايه، تغذيه‌ي مبدل آنالوگ به ديجيتال است(ADC) و اگر بخواهيم از اين امكان ميكروكنترلرهاي AVR استفاده كنيم، بايد اين پايه را به همان 5ولت منبع تغذيه متصل كنيم.

پايه‌ي 32: اين پايه نيز مربوط به همان امكان تبديل آنالوگ به ديجيتال است، در مورد آن در جلسات آينده توضيح خواهيم داد. وقتي از اين امكان استفاده نمي‌كنيم، نيازي نيست اين پايه به جايي متصل باشد.

اين پايه بايد در حالت عادي 1 منطقي باشد و هرگاه بخواهيم آي‌سي را Reset كنيم، بايد آنرا 0 منطقي كنيم(حداقل 16 ميلي ثانيه) و سپس 1 منطقي كنيم.

براي اين پايه، مي‌توان مدار زير را بست.

در اين مدار، پايه‌ي Reset به وسيله‌ي يك مقاومت 10 كيلواهمي به VCC وصل شده است، و هر گاه كليد را فشار دهيم، پايه مستقيماً به GND وصل مي‌شود و آي سي Reset مي‌شود.

براي توليد اين فركانس، ما نياز به يك نوسان ساز يا اسيلاتور داريم. اين قطعه در اصطلاح تجاري به كريستال معروف است.

يكي از مزيت‌هاي Atmega16 اين است كه يك نوسان ساز در داخل خود ميكروكنترلر تعبيه شده است و نيازي نيست شما از اين كريستال‌ها استفاده كنيد.

اما در Atmega16 اين نوسان ساز دقت خوبي ندارد و براي كارهايي كه نياز به دقت بالا دارند(بعداً در اين مورد توضيح خواهيم داد)، بايد از كريستال يا نوسان ساز خارجي استفاده كرد. اما فعلاً براي كار ما نيازي به كريستال خارجي نيست.

پايه‌هاي 12 و 13 براي اين منظور در نظر گرفته شده‌اند. براي اتصال كريستال به آي‌سي بايد مدار زير را كه شامل 2 عدد خازن عدسي 30 پيكوفاراد است به اين 2 پايه متصل كنيد.

دقت كنيد كه پايه‌هاي كريستال تفاوتي با هم ندارند و در نتيجه فرقي نمي‌كند از كدام طرف در مدار قرار گيرد.(مثل LED مثبت و منفي ندارد)

براي ميكروكنترلرهاي ATMEGA16L، حداكثر از اسيلاتورهاي 8 مگا هرتز مي‌توان استفاده نمود، اما براي ATMEGA16 مي‌توان از 12 يا 16 مگاهرتز هم استفاده نمود.

يكي ديگر از ويژگي‌هاي ميكروكنترلر‌هاي AVR اين است كه براي پروگرام كردن آن‌ها نيازي به دستگاه‌پروگرامر نيست، و فقط با يك كابل ساده‌ي 5 رشته مي‌توان آن‌ها را به سادگي توسط كامپيوتر پروگرام كرد.

در جلسه‌ي آينده، نحوه‌ي ساخت اين پروگرامر را براي ميكروكنترلر‌هاي خانواده‌ي AVR آموزش مي‌دهيم.

رگولاتورهايي که ما تا به حال با آن ها آشنا شده‌ايم همگي ولتاژ خروجي ثابتي داشتند، مثلاً 7805 خروجي ثابت 5 ولت به ما مي‌دهد و 7809 خروجي ثابت 9 ولت!!!
اما با رگولاتور LM317 و به کمک يک مقاومت ثابت و يک پتانسيومتر، مي توانيم سطح ولتاژ خروجي را به دلخواه خود تنظيم کنيم. البته طبيعتاً سطح ولتاژ خروجي نمي تواند از ولتاژ ورودي بيشتر باشد!

ترتيب پايه هاي LM317 در شکل زير نشان داده شده است.

همان‌طور که در شکل مي‌بينيد، خود آي سي يک هيت سينک دارد، ولي معمولاً براي پايين‌تر آوردن دماي آي سي در مدارهايي که نياز به جريان دهي بالا دارند، هيت سينک آي سي، به وسيله‌ي يک پيچ، به يک هيت سينک کمکي بزرگتر متصل مي‌شود. هيت سينک يک قطعه فلزي است که گرما را به خوبي انتقال مي‌دهد و نمي‌گذارد دماي آي سي بيش از حد بالا رود. اين قطعه به صورت آماده در اندازه‌هاي مختلف موجود است.

براي استفاده از اين آي سي در مَد کنترل کننده‌ي ولتاژ، بايد مدار زير را ببنديم:

در مدار بالا، 470اهم=R1 است و R2، يک پتانسيومتر يا مولتي‌ترن 10 کيلو اهمي.

حالا با تغيير مقاومت پتانسيومتر، سطح ولتاژ خروجي تغيير مي کند و مي‌توانيم آنرا تنظيم کنيم.

براي محاسبه‌ي سطح ولتاژ خروجي، فرمول زير وجود دارد:
 

همچنين اين آي سي مي‌تواند با يک مدار کوچک ديگر، به عنوان کنترل‌کننده‌ي ميزان جريان خروجي استفاده شود.

به مدار دقت کنيد:

به وسيله‌ي رابطه I out= Vin/R1 مي‌توان ميزان جريان خروجي را حساب کرد.
البته اين مدار کاربرد بسيار کمي دارد، و براي کنترل جريان در مدارهاي ساده، معمولاً از مقاومت‌هاي معمولي استفاده مي‌کنيم.

در اين آي سي پايه ي 8 بايد به – يا همانGND متصل شود و پايه ي 9 نيز به ولتاژ مورد نظر ما براي خروجي ها. پايه هاي سمت چپ، ورودي ها، و پايه هاي سمت راست خروجي هاي آي سي هستند.

برد برد نوعي برد الکترونيکي است (مانند بردهاي سوراخ دار) که به وسيله ي آن مي توان اجزاي الکترونيکي متعدد را به يکديگر متصل کرد. در بردهاي سوراخ دار معمولي، بايد پس از نصب هر قطعه در برد، پايه هاي آنرا در برد لحيم کنيم، اما در برد برد ما نيازي به انجام لحيم کاري نداريم و فقط کافيست قطعه را روي برد برد قرار دهيم (با يک فشار کوچک قطعه روي برد نصب مي شود).

   همچنين در بردهاي سوراخ دار معمولي شما بايد براي برقراري ارتباط بين آن ها، از سيم استفاده کنيد، ولي در برد برد به صورت پيش فرض تعداد زيادي از اتصالات برقرار شده که شما فقط کافيست با در نظر گرفتن اين اتصالات و قرار دادن قطعات در مکان هاي مناسب، مدار هاي خود را راه اندازي کنيد.

   اما با اين وجود، در بسياري از موارد ما مجبور به استفاده از سيم هاي کمکي براي برقراري ارتباط ها مي شويم.

   تصوير فوق يک مدار که روي يک برد سوراخ دار معمولي پياده سازي شده است.

   تصوير يک مدار که بر روي يک بردبرد پياده سازي شده. دقت کنيد که علي رغم وجود ارتباط هاي فراوان در داخل خود بردبرد، از تعداد زيادي سيم کمکي نيز براي تکميل مدار استفاده شده است.

در اين نوع برد، براي سهولت کار، ارتباطات زيادي بين سوراخ هايي که در بردبرد مشاهده مي کنيد، وجود دارد.

در شکل زير يک نماي کلي از سوراخ هاي متصل به هم در يک برد برد، ترسيم شده است.

براي استفاده از آي سي ها، بايد آن هارا در قسمت وسط طوري قرار دهيم که پايه هاي آن در 2 طرف با يکديگر در تماس نباشند. 2 رديف بالا و پايين نيز که به هم متصل هستند معمولاً براي تغذيه ي +و – برد استفاده مي شوند.

شما مي توانيد براي تمرين، يک LED را با يک مقاومت 100 اهم، روي بردبرد روشن کنيد.

منبع: سایت رشد