سایت دانلود

تحقیق ها مقاله ها و پایان نامه ها
فیزیک

پروژه رشته فیزیک درباره علم رباتیک – قسمت اول

 

چندین دهه از زندگی ابتدایی‌ترین ربات‌ها می‌گذرد. هر ساله فیلم‌های بسیاری از همزیستی انسان و ربات اکران می‌شود که در برخی از آنها ربات‌ها موجودات پر استفاده و خوبی هستند و در بعضی از آنها باعث نابودی بشریت با کره زمین می‌شوند از تخیلات که بگذریم، هم‌اکنون ربات‌ها سهم بسزایی در  پیشبرد اهداف صنعتی بشر دارند و باعث افزایش سرعت تولید، بالا بردن بازدهی و دقت در عملکرد می‌شوند. ولی یکی از نکات جالب توجه دیگر ربات‌ها ذهن بسیاری از دانشمندان دنیا را تسخیر کرده است.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

تصور کنید که در یک وضعیت بسیار خطرناک در یک جای بسیار کثیف و مسموم ماموریتی باید انجام شود؛ طبیعتا کمتر انسانی رغبت به انجام چنین مأموریت‌هایی دارد زیرا جانش در خطر است و اینجاست که ربات‌ها بار دیگر پا به عرصه حضور می‌گذارند.

دانشمندان در چندین پروژه عظیم روی ساخت ماشین‌های بی‌سرنشین متمرکز شده‌اند که توانایی انجام ماموریت‌های هوایی، زمینی و دریایی را داشته باشند. ماموریت‌هایی که انسان‌ها به سختی انجام می‌دهند و اگر هم انجام دهند بسیار پر خطر است و کوچکترین اشتباهی باعث از دست دادن جانشان می‌شود. نمونه چنین ربات‌هایی هم اکنون در افغانستان و عراق در حال انجام ماموریت هستند.

هواپیما‌های بی‌سرنشین (UAV) همواره در حال جاسوسی و عکسبرداری از وضعیت محیط هستند و ربات‌های مین‌یاب نیز در حال خنثی کردن مین‌ها و بمب‌های کار گذاشته شده در مناطق مختلف.

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 ارتباط 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 سازماندهي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ RISCعمل مي كنند.
  • عمليات را با سرعت ودر يك كلاك سيكل انجام مي دهند.
  • استفاده از زبانهاي سطح بالا براي برنامه نويسي.، مانند : c , BASIC  
  •  AVR هاميكرو كنترلرهاي 8 بيتي هستند .
  • كاهش حجم كد توليدي ودر نتيحجه سرعت بالاتر.

انواع ميكرو كنترلرهايAVR

  • 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

خصوصيات ATMEGA8

  • از معماري AVRRISC استفاده مي كند.
  • كارايي بالا و توان مصرفي كم.
  • داراي130 دستورالعمل با كارايي بالا كه اكثرا تنها در يك كلاك سيكل انجام ميشود.
  • 8*32 رجيستر كاربردي.
  • سرعتي تا 16MIPSAدر فركانس 16MHZ
  • حافظه‌ ، برنامه و داده غير فرار
  • 8Kبايت حافظه FLASH قابل برنامه ريزي داخلي.
  • پايداري حافظه  :FLASHقابليت 1000 بار نوشتن و پاك كردن
  • 512بايت حافظه EEPROM داخلي قابل برنامه ريزي.
  • پايداري حافظه EEPROM : قابليت 100000 بار نوشتن و پاك كردن
  • 1024بایت حافظه داخلي SRAM
  • قفل برنامه FLASH و حفاظت داده .EEPROM

خصوصيات جانبي

  • دوتايمر- كانتر 8 بيتي
  • يك تايمر- كانتر 16 بيتي
  • 3 كانال PWM
  • 8 كانال مبدل آنالوگ به ديجيتال 8 بيتي
  • 1 مقايسه كننده انالوگ داخلي
  • WATCHDOG قابل برنامه ريزي
  • ارتباط سريال SPI براي برنامه ريزي داخل مدار.
  • قابليت ارتباط سريال SPI به صورت MASTER يا SLAVE
  • قابليت ارتباط با پروتكل ارتباط دوسيمه(TWO-WIRE)

خصوصيات  ويژه ميكرو كنترلر

  • منابع وقفه داخلي و خارجي
  • عملكرد كاملا ثابت
  • توان مصرفي پايين و سرعت بالا توسط تكنولوژي CMOS
  • داراي اسيلاتور RC داخلي
  • داراي 5 حالت SLEEP :
  • (POWERDOWN,IDLE,POWERSAVE, STANDBY,ADC NOISE REDUCTION)

ولتاژ عملياتي

  • 5V تا 5.5V

فركانس كاري

  • 0MHZ تا 16MHZ

خطوط I/O

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.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا" از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *