درباره وبلاگ

این سایت به عنوان بزرگ ترین انجمن رباتیک ایران کار خود را شروع کرده است و دارای پشتیبانی قوی و نویسندگان قوی می باشد.نویسندگان این سایت مهندس حسین ترابی میباشند.

منوی اصلی

پیوندهای روزانه

آرشیو مطالب

پیوندها

  RSS  

 افتخارات میهن من sourena II

 

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در سه شنبه یازدهم بهمن 1390  |

 قوانین مسابقات ربات جنگجو

قوانین مسابقه ربات های جنگجو

مسابقات به صورت گروهی آغاز شده و پس از آن به صورت تک حذفی ادامه پیدا می کند.
در پایان تیم های اول و دوم مشخص گردیده و جوایزی به رسم یادبود به آنها اعطا میگردد.

1. این مسابقه در یک زمین مربع شکل به ضلع 1.5 متر برگزار می گردد . ربات ها باید ربات حریف را به طور کامل از این دایره به بیرون بیندازند تا برنده باشند.

2. زمان مسابقه سه دقیقه است . در صورت تساوی تیم ها در مسابقاتی که حذفی هستند ممکن است بنا به تصمیم داوران یک راند 3 دقیقه ای دیگر برای مبازره مجدد در نظر گرفته شود.

3. در مسابقات حذفی، چنانچه مسابقه با نتیجه مساوی خاتمه پیدا کرد، ابتدا رباتی که قادر به حرکت نباشد حذف میشود و اگر هر دو ربات قادر به حرکت بودند، ربات سنگین تر حذف خواهد گردید.

4. ربات ها در دو لیگ زیر 1500 گرم و بین 1500 تا 2500 گرم تقسیم می شوند. رباتهای بالای دو و نیم کیلو گرم حق شرکت در مسابقات را ندارند.

5.رباتها در ابتدای مسابقه باید در یک مربع 30 در 30 سانتیمتری جا بگیرند . آنها در طی مسابقه می توانند بازو هایی فراتر از این اندازه ها داشته باشند اما در ابتدای مسابقه باید به صورت جمع شده در مربع فوق الذکر قرار بگیرند. ارتفاع محدودیتی ندارد.

6. ربات ها باید از گیربکس ها و موتورهای استاندارد مکارو برای حرکت استفاده کنند، موتورها و گیربکس های دیگر مورد قبول نمی باشد. حداکثر ولتاژ ورودی نیز باید 12 ولت باشد.

تبصره: استفاده از سیستم های دیگر منوط بر اینکه به هیچ عنوان باعث جابه جایی ربات خودی یا حریف نشود، بعد از تایید هیات داوران، مجاز است. (منظور جابه جایی در سطح است، اعمال فشار عمود بر سطح با کمک سیستم های دیگر مجاز است). یعنی ربات ها می توانند از هر سیستم و ولتاژ ورودیی برای ضربه زدن به حریف استفاده کنند اما برای هل دادن ربات حریف حتما باید از گیربکس و موتور استاندارد مکارو و ولتاژ زیر12 ولت استفاده نمایند.

7. ربات های شرکت کننده باید در ابتدای هر مسابقه قابلیت حرکت و جابه جایی دا شته با شند . اگر هیات داوران تشخیص بدهند که رباتی این قابلیت را ندارد از دور مسابقات حذف میشود.

8. رباتهایی که به زمین مسابقه آسیب می رسانند و یا از روش های خطرناک و مخاطره آمیز (برای مثال اسپری و گاز...) برای افراد حاضر در محل مسابقه استفاده میکنند از دور رقابت ها حذف می گردند. به غیر ا ین، هر روش دیگری برای بیرون انداختن ربات ها از دایره مورد قبول است.

9. اتصال سیم به ربات ها و استفاده از منبع تغذیه مجاز است. ولی منبع تغذیه باید توسط خود تیم فراهم شود.

10. حداکثر تعداد نفرات یک تیم باید 3 نفر باشد.

11. تصمیم گیری در مورد موارد خاص و پیش بینی نشده بر عهده هیات داوران مسابقه است.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفدهم بهمن 1390  |

 

Researchers at Tehran University, in Iran, unveiled last month an adult-sized humanoid robot called Surena 2.

The initial press reports by Iran's official news media didn't include many details, saying only it could "walk like a human being but at a slower pace" and perform some other tasks, and questions surfaced about the robot's real capabilities.

Now IEEE Spectrum has obtained detailed information about Surena and exclusive images and videos showing that the robot can indeed walk -- and even stand on one leg.

Aghil Yousefi-Koma, a professor of engineering at the University of Tehran who lead the Surena project, tells me that the goal is to explore "both theoretical and experimental aspects of bipedal locomotion."

The humanoid relies on gyroscopes and accelerometers to remain in balance and move its legs, still very slowly, but Yousefi-Koma says his team is developing a "feedback control system that provides dynamic balance, yielding a much more human-like motion."

Surena 2, which weighs in at 45 kilograms and is 1.45 meter high, has a total of 22 degrees of freedom: each leg has 6 DOF, each arm 4 DOF, and the head 2 DOF. An operator uses a remote control to make the robot walk and move its arms and head. The robot can also bow. Watch:

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در سه شنبه یازدهم بهمن 1390  |

 توجه

کپی از اطلاعات این سایت تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 خوش آمد

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 

Last month, President Barack Obama announced the National Robotics Initiative, a major program to develop next-generation robots for manufacturing, healthcare, and other areas. The robotics community received the new initiative with enthusiasm, but some observers expressed concern about an expansion in automation, raising a perennial question in robotics: Do robots take people’s jobs?

“The real purpose of automating manufacturing is to eliminate skilled workers and replace them with low paid button pushers—preferably offshore,” commented one IEEE Spectrum reader who’s worked as a control engineer for 25 years. Said another: "As jobs at all levels, from McDonald's to college-educated knowledge-workers, are increasingly automated, there will be more unemployment." Other readers voiced similar concerns.

To hear what the pro-robots camp has to say, I spoke to John Dulchinos [photo, right], president and CEO of Adept Technology, the largest U.S. industrial robotics company. Adept, based in Pleasanton, Calif., offers a variety of robotics products, including SCARA, parallel, linear, and mobile robots. Dulchinos, a mechanical engineer by training, says he became interested in robots during college. “A publication by IEEE got me into robotics,” he says. “It talked about the personal robotics revolution, how it was going to be bigger than the computer industry, and I said, I want to go into robots.”

Dulchinos says that automation, though it might take some people’s jobs in the short term, is essential for keeping companies competitive, and thus able to expand and hire more workers. That's why more and more companies in industries as varied as food packaging and electronics manufacturing are embracing robots.

“If you look out far enough, machines are going to win," he says. "The human body is not a machine. It wears out. It was not designed to be a factory machine. It was designed to be a thinking machine."

Dulchinos believes that "robotics is going to be one of the transformative technologies of the 21st century." The entire robotics industry is only a 5 billion dollar market today, he says, but according to some estimates it will grow to 100 billion by 2020. He envisions future domestic robots helping people at home and factory robots that are not job takers but rather robotic assistants that work alongside human workers. (Just don't let a robot borrow your iPhone.)

Read below my full interview with Dulchinos, in which he discusses how countries like Germany and China are using robots to improve manufacturing, and how a new generation of smart factory robots could do the same in the United States.

Erico Guizzo: Let’s start with a question that comes up again and again: Do robots take people’s jobs?

John Dulchinos: Robots are not the enemy. It’s low-cost labor that’s the enemy. If you want to look at where jobs are going, it’s not robots taking people’s jobs; it’s entire companies and industries moving overseas. Robots elicit an emotional response from people because they are personified as people, but really what robots do is they enhance productivity and they free people up to do other tasks. In a global economy where cost rules, the only way for Western countries to be able to compete effectively against low-cost labor markets is through productivity gains, and robots are one way to achieve that.

Let me give you some background: In the last 15 years the United States has lost somewhere between 2 and 3 million jobs in manufacturing. And in that period of time, China has grown to surpass every other country now except the United States in total manufacturing capacity; in fact, in the next year or two, China is expected to surpass even the United States. Germany has actually grown its manufacturing population. Germany and Japan have the highest density of robots [number of industrial robots per 10,000 manufacturing workers]. And Germany has used robots to grow their manufacturing employee base, because they’ve been able to be competitive and bring manufacturing plants back to Germany. With that comes not only the manufacturing jobs but all the other indirect jobs as well.

So do robots take jobs away? I’m asked that question many times. I would draw some comparisons to other industries. In 1900, about 50 percent of the U.S. population was in farming. Today it’s less than 5 percent. Yet our output is far greater than it was in 1900. And while you’d argue that tractors and cotton mills and other machines eliminated a number of farming jobs, the reality is that the mechanization enhanced the productivity of farming to a point where people went into manufacturing, into engineering, into a variety of industries that spun the industrial age and then the information age in the United States. Had that mechanization not occurred in farming, we wouldn’t have much of the advances we had in the 20th century, because we’d all be on the farms producing food.

EG: Still, some argue that companies can use robots to become more productive and even expand, but in the end they’ll need less workers…

JD: Let me ask you something: Do computers take jobs?

EG: That’s a good question. There was a big debate in the 1980s and ’90s about computers replacing office workers and whether or not productivity was increasing.

JD: What happened to all the secretaries in the 1970s and 1980s? Where are they today? If you follow this logic that if a specific task is automated that means a person now goes to the unemployment line, then we would have tens or hundreds of thousands of secretaries in the unemployment line. And they are not. They've upgraded their skills, are using computers, and learned to do more complex tasks as opposed to being relegated to menial tasks. Computers have been quite an enabler. And robots are just a computer with an arm connected to it.

I can put it in numbers for you. Over the last 15 years, there’s probably been about 10,000 to 15,000 industrial robots deployed a year in the United States. So that's around 100,000 robots deployed from 1995 to 2010. If each robot replaced two people, which I think would be a stretch, but let’s say it did, that would be 200,000 people, or maybe if you want to be really aggressive, 400,000 or 500,000 people. We’ve actually lost millions of jobs in manufacturing over the last 15 years. Really what happened is, manufacturing is going away because the United State isn’t competitive in the global economy anymore.

And I’ll give you a scary thought. China last year grew to become the No. 4 market in industrial robots. In the next two years it will likely pass the United States in number of robots installed every year. And so if you want to extrapolate that, you'll realize that China, which has the lowest labor costs in the industrialized world, is putting in robots at a pace that is on par with the United States and soon will be faster than the United States. To me, that’s putting the Chinese manufacturing economy on steroids.

"Move over, Dulchinos, I want to be CEO."

EG: Government agencies and companies have invested in robotics R&D for decades, but things seem to move so slowly. Why will this new National Robotics Initiative be able to help now? What’s different?

JD: Robots were pioneered in the United States 50 years ago. What happened is the United States didn’t embrace them. Japan did. Look at the significant gains that Japan made in the 1970s and ’80s in manufacturing. Those were all fueled by the creation of a very strong and vibrant domestic robotics industry.

What’s different about now is that robotic technology has gotten to a point in the research lab where there’s the potential for a new generation of smarter, more flexible, safer robots. This new generation of machines promises to expand the applications of robotics not only in manufacturing but also in healthcare, military, and domestic applications.

That has the potential to shake up the industry and create an inflection point where the United States can compete with Japan, Korea, Europe, and China—all of which are all spending much more money on robotics R&D than the United States—and gain a leadership position in next-generation robotics to enhance global competitiveness across a host of industries.

So if you look at who has the potential to win in the 21st century robotics race, government funding will be a factor in that race. It’s not the only one, for sure; in fact, I think the United States has better foundational technology to win that race, but it can’t without some help to try to level the playing field. The Obama initiative, which is a beginning, is a way to bring some focus and value that can push the U.S. robotics industry forward, and give companies a chance to compete fairly in the global economy.

EG: What are some technology barriers that you think should be attacked?

JD: It starts at the sensing level. A robot is a programmable machine, but it’s a dumb machine if it can’t be aware of its environment and adapt to its environment. Sensing technologies like vision, which gives the robot the ability to perceive and see things around it, need to improve a lot. So does tactile sensing, so robots can feel objects in the same way or better than a person. And we need not only better sensors, we need to make them cheaper, so we can use them in applications that aren’t cost effective today.

Another area for improvement is collaborative robots. Robots that can work safely alongside people. The robot of the future is not a job taker; it’s a job assistant. So think about what a robot is going to do in the future. You’ll have, in a production facility, people and robots intermixed together doing tasks. Robots are going to allow people to be more effective. You see this already in surgical robots. These robots are not taking doctors' jobs away—they’re making doctors more efficient, enabling them to perform a surgery with a higher level of precision and consistency.

Lastly, we also need new materials, new motor technologies, and safety strategies. I think that once robots reach a certain cost point, you'll have a robot in your home, doing laundry for you, helping with vacuuming and cleaning, or imagine robots at hospitals delivering supplies to the OR. These applications require robots that are smarter, more adaptable to their environment, more able to work alongside people and assist people. I think those are the technologies that could come out of a more focused effort in terms of R&D in robotics.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 old robot

Robots ARE People! By Richard Dempewolff Modern scientists can make automatons that walk, talk, see—even think like a man. But only an 18th-century artisan created ‘human9 puppets. A fantastic family lives in Neuchatel, a watch-making town hidden deep in the Swiss Alps. It’s a small family—only two boys and a girl; but it has a long history. For each one of the three was born nearly 200 years ago! Despite two centuries of living, they show no signs of age and still look fresh and elegant in their fancy 18th-century costumes. One brother is an artist, the other a writer and the young lady a musician. These wonder children may keep all their endearing young charms and continue to use their creative talents for a thousand years. Neither youth nor health ever fails this remarkable family, the uncanniest members of that queer race man dreamed up—the robot people. The Neuchatel robots are no jerky, mechanical dummies. One of the robot boys actually breathes. His sister puts a very real, heart-melting pathos into the music she plays on a genuine old harmonium. They are so amazingly human, not only in looks and individual personality but also in their apparent exercise of free will and reason, that they make flesh-and-blood observers gasp in awe. And, like Dr. Frankenstein’s monster in Mary Wollstonecraft’s famous story, these robot children nearly caused their father’s death. Turn back to a dramatic day some 20 years before the French Revolution. Pierre Jacquet-Droz, Neuchatel theologian and watchmaker, was jolting along in a fashionable coach on the high road winding through the Jura Mountains toward Paris. In a rickety, big-wheeled wagon closely following the coach were three mysterious black boxes, each measuring about six by five feet. Near a wayside inn a group of curious peasants crowded around the strange wagon and inquired about the black boxes. “The bodies of a young woman and two boys that I myself have created,” called out Monsieur Jacquet-Droz with a quick flourish of his hands. “Each can perform wonders when I bring them to life—which J do at will!” If he hadn’t added that he was taking his black-box magic to the Royal Court of Louis XVI by special command, the superstitious country folk would have hacked him to pieces with their scythes. Indeed, they threatened to do it, anyway—but M. Jacquet-Droz threw dust in their eyes with his hasty departure. Before he finally reached Paris with his three black boxes, twice he had to rattle away from inns in the dead of night when friendly innkeepers warned him that bands of peasants were preparing to burn him at the stake. In Paris, Jacquet-Droz and a secrecy-sworn French assistant unpacked the black boxes at midnight behind locked doors. With great care the watchmaker lifted the two “dead” boys from their coffin boxes, then raised the body of the wistful girl with the exquisite little nose and the supple, tapering fingers. The awe-struck assistant faltered in his help as the robot creator posed his boys before desks and his girl before a spinet. Then he brushed the children’s human hair and touched up the rouge on their life-like cheeks and lips. After adjusting the drape of their costumes, he gently flicked off the dust from their journey. With a spit-moistened finger he redefined the children’s eyebrows and reformed the curls at the nape of the young lady’s neck. “Now they are ready to come to life at my bidding!” he muttered as he covered each with a throw of purple damask. When he turned, the assistant had fled. The robot creator smiled. For all his visions, the Swiss was a shrewd businessman. He had deliberately frightened his assistant. While the master technician ate a sound supper, his terrified former helper was spreading the word through the streets of Paris about the “metaphysicist” who could create living people. Jacquet-Droz had known he, too would. He figured that the publicity would catch up with him by the end of the week. It did. All the notables in Paris flocked to the opening of his exhibition. Hearsay had turned to genuine belief. Gossip grew hot about what Jacquet-Droz had brought from Switzerland in those three strange black boxes. “Be careful,” a duke of France cautioned his mistress, “lest one of these puppets suddenly forsake his pleasant manners and descend from his stool to attack us.” The chance that such a thing might happen added the lure of unknown danger to the mystery about these wonderful puppets that came to life. Some speculated on whether a dwarf was hidden inside. Others whispered that Jacquet-Droz had driven a bargain with the devil. Meanwhile, Jacquet-Droz happily counted his gate and kept an eye peeled to make sure no crank tried to assassinate one of his marvels. The girl musician was most startling. She actually played the harmonium and her recital lasted a full hour. As a player, she showed all the skill of Haydn, the noted Austrian composer. Her eyes moved and her lips and entire head quivered with emotion. Noblemen commented on her probable virtue while showman Jacquet-Droz, artfully pretending to adjust a fold in her dress, set in motion other parts of her clockwork-driven drum. Pins in this drum made her fingers and arms move deftly over the keyboard of the spinet and play the new tunes that Jacquet-Droz himself had written. The writer neatly penned numerous letters and messages, then dashed off a flattering toast to King Louis XVI. The artist—apparently at will, sketched complex line drawings of Cupid in a chariot, whipping up his butterfly steed; the laurel-crowned head of Louis XIV; a hound, with its name “Mon Toutou” inscribed under the belly; and. of course, Louis XVI and his consort. Now and then the artist raised his pencil, bent his head forward with a studied expression and blew gently across the drawing so that the pencil leavings would not smudge as his hand proceeded with the sketch. This was the master touch, for the caress of the robot artist’s breath against the cheeks of the ladies present made several of them swoon. When they revived, they claimed that this wonderful breath had been “perfumed like a meadow of Normandy poppies.” Newspapers of the day marveled at these “living” puppets. In every sense they were the rage of Paris. Even governesses of noble brats held up the three robot children as a shining example of good conduct for the younger generation. The Swiss watchmaker’s miracle children were not the first man-made people. Manlike monsters stalk through all folklore. Since earliest antiquity men have dreamed of strange beings created in their own image. Lots of human energy has gone into speculation on the chances of producing an artificial man that might really draw the mysterious breath of true life. Back in 2634 B.C. the Chinese Emperor Houang-ti ordered his craftsmen to make him a man who could always point south. They turned out a clever magnetized figure—probably the first robot in history. He was set up on the rear end of a battle cart to help the Emperor pursue his ancient enemy Tschi-yeou in southern China. Egyptians, Babylonians, Phoenicians, Cretans and Greeks also dabbled in robot making. They used hydraulic and pneumatic devices to move their hand-carved little men and thus astound worshippers in their temples. In the Middle Ages, Albert Magnus reportedly spent 30 years in building a mechanical man that answered the door and saluted the visitor. Camus made a fancy toy carriage for Louis XIV of France. The tiny coachman cracked a whip and the little horses’ legs moved naturally. When the carriage arrived opposite the King’s seat, a page hopped down and opened the door for milady, who then stepped out and presented a petition to the King. Rene Descartes, the 17th-Century French philosopher, thought “bodies are all mechanisms” and created an automatic female to prove his theory. When he tried to ship his mechanical woman across the English Channel, a tempest arose. The young lady began “to jump about in an unseemly fashion” within her sealed box. The ship’s captain had the box opened. When he saw the strange woman inside the box, he promptly tossed her overboard. “Back to the devil, where you belong,” he cried. Modern robots usually get better treatment than did Descartes’ restless lady. The term robot derives from the Czech word robit, meaning “work,” and came into wide use in 1923 when Karl Capek wrote a play R. U. R. (Rossum’s Universal Robots), in which mechanical beings did all the work for man. In real life, scientists are yet to achieve this happy, workless state—but they have created many ingenious robots that are taking over some of our monotonous tasks— from answering the phone to piloting planes or working out complex mathematical problems. Bell Laboratories’ weird electronic brain called Vodor can put words together mechanically and “talk.” In Washington the U. S. Coast and Geodetic Survey has a complicated machine known as The Great Brass Brain. When questioned, this robot can predict tides accurately for every port in the world—years in advance. Not only can some of today’s robots think out difficult mathematical problems and talk, but others have sensitive fingers and ears, can test chemicals by “sense of taste” or see through photo-electric eyes. But even the best of modern robots look more like clever gadgets than like people. Despite all the new tricks, our latest mechanical men lack the personality that made critics of Jacquet-Droz insist that he had sold himself to the devil for the privilege of creating people more lasting and clever than God’s. Nearly 200 years have passed since his mechanical boy dotted his first “i,” the artist drew his first cupid and the girl tapped out her first minuet. Yet the trio remain as startling as the day their creator popped them out of their black boxes in Paris. Today, in the historical museum at Neuchatel, the artist’s eerie breath still draws a gasp from his audience. The young lady of the little robot family still minuets with a skilled human touch no modern, mechanical player can copy. Only the writer has lost some of his human quality. Over and over again he must scribble out “Welcome to Neuchatel” for the gaping visitors. Some day, as he hears the same gasp, sees the same gesture of surprise, gets the same request for a souvenir of his writing from the staring line of spectators, he may slip a cog and jot down on his pad, “PEOPLE are robots!”

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 new robot in japans

In Japan, robots are more than mere gadgetry--they're practically family.In Japan, robots are more than mere gadgetry--they're practically family.

Unlike the U.S., where the icons of a dawning era of robots tend to be either the faceless, Frisbee-shaped, floor-scrubbing Roomba or the killing machines of the "Terminator" movies, the consensus on the other side of the Pacific tends toward cuddly animals and small children. It was Japan, after all, that gave the world the puppylike Aibo, the toddler-size Asimo and the cartoon figure of Astro Boy.

And it's Japan where the government is making a big push to have, within the next decade or so, a corps of nonthreatening robots ready to assist in office tasks, housekeeping and elder care. Colin Angle, the CEO of Roomba maker iRobot, cites estimates of 39 million household robots there by the end of the decade.

In a new book called "Loving the Machine: The Art and Science of Japanese Robotics," journalist Timothy Hornyak delves into the reasons behind the country's fascination with friendly, humanoid machines. The roots stretch from 17th-century novelty items on through Japan's pacifist reaction to the atomic bomb blasts of World War II.

Hornyak, a Montreal native who's been in Japan since 1999, recently spoke with CNET News.com while traveling through New York to promote the book. He shared his observations on Japan's robot culture, past and present, and on the challenge of building his own robot. (To see a photo gallery of the robots mentioned in this interview, click here.)

Q: The basic premise of your book is that there is something different about the way the Japanese approach robots. Do you want to elaborate on that to get us started?
Hornyak: There is a major difference in the way Japanese have approached robots. They are far more interested in making robots into partners for human beings. They are very successful at combining engineering and design in robotics. The result is that the robots, particularly the humanoids, end up seeming a lot more like living beings instead of just buckets of bolts. It's much easier to believe that they are coming to life, and it's much easier to have empathy for them--because they are so much like us, we feel a sort of irresistible urge. Japanese, particularly, feel an irresistible urge to treat them like fellow beings instead of just lifeless automatons.

Whereas in the U.S. or Europe there is a kind of Frankenstein tradition, where created beings are monsters or dangerous somehow.
Hornyak: That's right. Certainly philosophies in the U.S. and Europe regarding robots harken back to the old archetype of Mary Shelley's book--also, in the 1920s, Karel Capek and his play "R.U.R." in which robots are perfected as the ideal worker, but whoops, they go wonky and they kill every single human being on the planet except for one last guy. The net effect of this seems to be not only wariness about robots coming to life, but you look at some of the robots here, and they are almost purposefully designed not to look humanoid.

In your book you talk about some of the ways that the Japanese relationship with robots developed. What is it in the traditional karakuri dolls that stands out, making them precursors of robots, a friendlier sort of device?
Hornyak: The karakuri dolls of the Edo period in Japan, 1600 to 1868, were specifically designed as automatons, entertainers. I mentioned in the book the example of the tea-serving doll, which was really a nifty conversation piece. If you were wealthy back then, you could receive a guest in your home, kneel down on the tatami mats with him, you would whip out your handy-dandy karakuri tea-serving doll, put a cup of tea on it, it would scoot over to the guest, he'd drain the cup and then it would autonomously not only stop, but it would do a 180 after the teacup is replaced on its tray and go back to the point it came from.

What is also really relevant to the robot tradition in Japan is the other form of karakuri, which are the stage or float karakuri. They look like Spanish galleons--they are just incredible, these wooden floats that are elaborately carved, being paraded throughout the town, and the puppet shows that are performed on these things. What's interesting is that the automatons seem to move by themselves under their own power, swinging through trapezes, doing elaborate somersaults and that kind of thing, doing costume changes. I saw these shows, and I was just amazed at how surprisingly independent and lifelike some of these wooden dolls were.

Let's talk now about the modern stuff. You've said that the emphasis in Japan is on cuteness and entertainment, and one thing you point out in particular is the Paro robot, the seal, which is all about cuteness as far as I can tell--the Ifbot as well.
Hornyak: That's right. An important thing to understand about these kinds of robots is the demographic problem in Japan--the population is shrinking. One-third of people (are expected to be) over 60 by 2050, I believe, (in a country) with very low birth rates, very few immigrants, and so the net result is there are no workers coming in to fill the shortage in the work force. Engineering a solution to this in the form of robots is being embraced by not only the population, but the government.

I spoke to a roboticist the other day who said he was traveling in Northern Japan on a train and struck up a conversation with a lady who was over 60, and she asked him, "So what do you do?" and he said "I'm a roboticist." And she said, "Oh, I'm really looking forward to the time when robots are going to take care of me." That was just a random encounter on a train, and it shows you that the people are looking forward to it--some people are, anyway. Meanwhile, the government is making concrete plans to prepare for adding robot (caregivers) to the work force, in a nongovernmental consortium involving Tokyo University and seven companies. They have concrete plans to develop robots that by the year 2008, will be capable of straightening up rooms; by 2013, they will be able to make beds; and by 2016, they will be able to lift and carry elderly patients.

Now, you mentioned Paro and Ifbot--the therapy and the companion robot, which are not able to do things like practical chores, but they are able to fulfill an emotional need. You read articles about lonely old widows who are living in farms out in the rural countryside of Japan--there was one lady who has an Ifbot, I believe, saying how happy she is, because when she comes home from the field late at night she can chat with her Ifbot and it makes her feel good. Paro has been shown, meanwhile, to fulfill a need of reducing stress in patients and old folks homes. The important thing to understand about this aspect of robots in Japan is that not only do Japanese have a love of robots, they have a practical need of robots.

So the government is taking a leading role, actually trying to make this development happen.
Hornyak: Absolutely. Japan's Ministry of Economy, Trade and Industry has recently set aside $17 million to support the development of intelligent robots that can make their own decisions in the workplace. It wants to advance artificial intelligence technologies so that these robots can be introduced into the marketplace by--2015, I think, is their goal. Meanwhile, the government is basically legislating (a variation on) Asimov's three laws of robotics. Robots will have to have obstacle sensors to be able to see if they're going to hit anyone. They're going to have to have soft materials on their exterior so that if they do impact with a human they won't damage that person excessively. And No. 3, they want to have prominent kill switches on the robot, like a really big off button, so you can just slam that and the robot will stop from treading on your foot. These are going to be aimed at robots in the workplace and robots in living spaces, too.

Do you have a sense of how many household robots are there in Japan?
Hornyak: The number of household robots remains low, but it's expected to grow like crazy. One of the biggest chunks of that would be Sony's Aibo robot, which sold over 200,000 units, mainly in Japan.

Unlike the U.S., where the icons of a dawning era of robots tend to be either the faceless, Frisbee-shaped, floor-scrubbing Roomba or the killing machines of the "Terminator" movies, the consensus on the other side of the Pacific tends toward cuddly animals and small children. It was Japan, after all, that gave the world the puppylike Aibo, the toddler-size Asimo and the cartoon figure of Astro Boy.

And it's Japan where the government is making a big push to have, within the next decade or so, a corps of nonthreatening robots ready to assist in office tasks, housekeeping and elder care. Colin Angle, the CEO of Roomba maker iRobot, cites estimates of 39 million household robots there by the end of the decade.

In a new book called "Loving the Machine: The Art and Science of Japanese Robotics," journalist Timothy Hornyak delves into the reasons behind the country's fascination with friendly, humanoid machines. The roots stretch from 17th-century novelty items on through Japan's pacifist reaction to the atomic bomb blasts of World War II.

Hornyak, a Montreal native who's been in Japan since 1999, recently spoke with CNET News.com while traveling through New York to promote the book. He shared his observations on Japan's robot culture, past and present, and on the challenge of building his own robot. (To see a photo gallery of the robots mentioned in this interview, click here.)

Q: The basic premise of your book is that there is something different about the way the Japanese approach robots. Do you want to elaborate on that to get us started?
Hornyak: There is a major difference in the way Japanese have approached robots. They are far more interested in making robots into partners for human beings. They are very successful at combining engineering and design in robotics. The result is that the robots, particularly the humanoids, end up seeming a lot more like living beings instead of just buckets of bolts. It's much easier to believe that they are coming to life, and it's much easier to have empathy for them--because they are so much like us, we feel a sort of irresistible urge. Japanese, particularly, feel an irresistible urge to treat them like fellow beings instead of just lifeless automatons.

Whereas in the U.S. or Europe there is a kind of Frankenstein tradition, where created beings are monsters or dangerous somehow.
Hornyak: That's right. Certainly philosophies in the U.S. and Europe regarding robots harken back to the old archetype of Mary Shelley's book--also, in the 1920s, Karel Capek and his play "R.U.R." in which robots are perfected as the ideal worker, but whoops, they go wonky and they kill every single human being on the planet except for one last guy. The net effect of this seems to be not only wariness about robots coming to life, but you look at some of the robots here, and they are almost purposefully designed not to look humanoid.

In your book you talk about some of the ways that the Japanese relationship with robots developed. What is it in the traditional karakuri dolls that stands out, making them precursors of robots, a friendlier sort of device?
Hornyak: The karakuri dolls of the Edo period in Japan, 1600 to 1868, were specifically designed as automatons, entertainers. I mentioned in the book the example of the tea-serving doll, which was really a nifty conversation piece. If you were wealthy back then, you could receive a guest in your home, kneel down on the tatami mats with him, you would whip out your handy-dandy karakuri tea-serving doll, put a cup of tea on it, it would scoot over to the guest, he'd drain the cup and then it would autonomously not only stop, but it would do a 180 after the teacup is replaced on its tray and go back to the point it came from.

What is also really relevant to the robot tradition in Japan is the other form of karakuri, which are the stage or float karakuri. They look like Spanish galleons--they are just incredible, these wooden floats that are elaborately carved, being paraded throughout the town, and the puppet shows that are performed on these things. What's interesting is that the automatons seem to move by themselves under their own power, swinging through trapezes, doing elaborate somersaults and that kind of thing, doing costume changes. I saw these shows, and I was just amazed at how surprisingly independent and lifelike some of these wooden dolls were.

Let's talk now about the modern stuff. You've said that the emphasis in Japan is on cuteness and entertainment, and one thing you point out in particular is the Paro robot, the seal, which is all about cuteness as far as I can tell--the Ifbot as well.
Hornyak: That's right. An important thing to understand about these kinds of robots is the demographic problem in Japan--the population is shrinking. One-third of people (are expected to be) over 60 by 2050, I believe, (in a country) with very low birth rates, very few immigrants, and so the net result is there are no workers coming in to fill the shortage in the work force. Engineering a solution to this in the form of robots is being embraced by not only the population, but the government.

I spoke to a roboticist the other day who said he was traveling in Northern Japan on a train and struck up a conversation with a lady who was over 60, and she asked him, "So what do you do?" and he said "I'm a roboticist." And she said, "Oh, I'm really looking forward to the time when robots are going to take care of me." That was just a random encounter on a train, and it shows you that the people are looking forward to it--some people are, anyway. Meanwhile, the government is making concrete plans to prepare for adding robot (caregivers) to the work force, in a nongovernmental consortium involving Tokyo University and seven companies. They have concrete plans to develop robots that by the year 2008, will be capable of straightening up rooms; by 2013, they will be able to make beds; and by 2016, they will be able to lift and carry elderly patients.

Now, you mentioned Paro and Ifbot--the therapy and the companion robot, which are not able to do things like practical chores, but they are able to fulfill an emotional need. You read articles about lonely old widows who are living in farms out in the rural countryside of Japan--there was one lady who has an Ifbot, I believe, saying how happy she is, because when she comes home from the field late at night she can chat with her Ifbot and it makes her feel good. Paro has been shown, meanwhile, to fulfill a need of reducing stress in patients and old folks homes. The important thing to understand about this aspect of robots in Japan is that not only do Japanese have a love of robots, they have a practical need of robots.

So the government is taking a leading role, actually trying to make this development happen.
Hornyak: Absolutely. Japan's Ministry of Economy, Trade and Industry has recently set aside $17 million to support the development of intelligent robots that can make their own decisions in the workplace. It wants to advance artificial intelligence technologies so that these robots can be introduced into the marketplace by--2015, I think, is their goal. Meanwhile, the government is basically legislating (a variation on) Asimov's three laws of robotics. Robots will have to have obstacle sensors to be able to see if they're going to hit anyone. They're going to have to have soft materials on their exterior so that if they do impact with a human they won't damage that person excessively. And No. 3, they want to have prominent kill switches on the robot, like a really big off button, so you can just slam that and the robot will stop from treading on your foot. These are going to be aimed at robots in the workplace and robots in living spaces, too.

Do you have a sense of how many household robots are there in Japan?
Hornyak: The number of household robots remains low, but it's expected to grow like crazy. One of the biggest chunks of that would be Sony's Aibo robot, which sold over 200,000 units, mainly in Japan.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 learn more for robot

On the most basic level, human beings are made up of five major components:

• A body structure
• A muscle system to move the body structure
• A sensory system that receives information about the body and the surrounding environment
• A power source to activate the muscles and sensors
• A brain system that processes sensory information and tells the muscles what to do

Of course, we also have some intangible attributes, such as intelligence and morality, but on the sheer physical level, the list above about covers it.

A robot is made up of the very same components. A typical robot has a movable physical structure, a motor of some sort, a sensor system, a power supply and a computer "brain" that controls all of these elements. Essentially, robots are man-made versions of animal life -- they are machines that replicate human and animal behavior.

In this article, we'll explore the basic concept of robotics and find out how robots do what they do.

Joseph Engelberger, a pioneer in industrial robotics, once remarked "I can't define a robot, but I know one when I see one." If you consider all the different machines people call robots, you can see that it's nearly impossible to come up with a comprehensive definition. Everybody has a different idea of what constitutes a robot.

You've probably heard of several of these famous robots:

• R2D2 and C-3PO: The intelligent, speaking robots with loads of personality in the "Star Wars" movies
• Sony's AIBO: A robotic dog that learns through human interaction
• Honda's ASIMO: A robot that can walk on two legs like a person
• Industrial robots: Automated machines that work on assembly lines
• Data: The almost human android from "Star Trek"
• BattleBots: The remote control fighters on Comedy Central
• Bomb-defusing robots
• NASA's Mars rovers
• HAL: The ship's computer in Stanley Kubrick's "2001: A Space Odyssey"
• Robomower: The lawn-mowing robot from Friendly Robotics
• The Robot in the television series "Lost in Space"
• MindStorms: LEGO's popular robotics kit

All of these things are considered robots, at least by some people. The broadest definition around defines a robot as anything that a lot of people recognize as a robot. Most roboticists (people who build robots) use a more precise definition. They specify that robots have a reprogrammable brain (a computer) that moves a body.­

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 تاریخچه ربات

A robot is a mechanical or virtual intelligent agent that can perform tasks automatically or with guidance, typically by remote control. In practice a robot is usually an electro-mechanical machine that is guided by computer and electronic programming. Robots can be autonomous, semi-autonomous or remotely controlled. Robots range from humanoids such as ASIMO and TOPIO to Nano robots, Swarm robots, Industrial robots, military robots, mobile and servicing robots. By mimicking a lifelike appearance or automating movements, a robot may convey a sense that it has intent or agency of its own. The branch of technology that deals with robots is robotics.

When societies first began developing, nearly all production and effort was the result of human labour, as well as with the aid of semi- and fully domesticated animals. As mechanical means of performing functions were discovered, and mechanics and complex mechanisms were developed, the need for human labour was reduced. Machinery was initially used for repetitive functions, such as lifting water and grinding grain. With technological advances more complex machines were slowly developed, such as those invented by Hero of Alexandria (in Egypt) in the 1st century AD, and the first half of the second millennium AD, such as the Automata of Al-Jazari in the 12th century AD (in medieval Iraq). They were not widely adopted as human labour, particularly slave labour, was still inexpensive compared to the capital-intensive machines. Men such as Leonardo Da Vinci in 1495 through to Jacques de Vaucanson in 1739, as well as rediscovering the Greek engineering methods, have made plans for and built automata and robots leading to books of designs such as the Japanese Karakuri zui (Illustrated Machinery) in 1796. As mechanical techniques developed through the Industrial age we find more practical applications such as Nikola Tesla in 1898, who designed a radio-controlled boat, and John Hammond Jr. and Benjamin Miessner who in 1912 created the Electric Dog as a precursor to their self directing torpedo of 1915.^[1] We also find a more android development as designers tried to mimic more human-like features including designs such as those of biologist Makoto Nishimura in 1929 and his creation Gakutensoku, which cried and changed its facial expressions, and the more crude Elektro from Westinghouse Electric Corporation in 1938.

Electronics then became the driving force of development instead of mechanics, with the advent of the first electronic autonomous robots created by William Grey Walter in Bristol, England, in 1948. The first digital and programmable robot was invented by George Devol in 1954 and was ultimately called the Unimate. Devol sold the first Unimate to General Motors in 1960 where it was used to lift pieces of hot metal from die casting machines in a plant in Trenton, New Jersey. Since then we have seen robots finally reach a more true assimilation of all technologies to produce robots such as ASIMO which can walk and move like a human. Robots have replaced slaves^{[citation needed]} in the assistance of performing those repetitive and dangerous tasks which humans prefer not to do, or are unable to do due to size limitations, or even those such as in outer space or at the bottom of the sea where humans could not survive the extreme environments.

Man has developed an awareness of the problems associated with autonomous robots and how they may act in society. Fear of robot behaviour, such as Shelley's Frankenstein and the EATR, drive current practice in establishing what autonomy a robot should and should not be capable of. Thinking has developed through discussion of robot control and artificial intelligence (AI) and how its application should benefit society, such as those based around Asimov's three laws. Practicality still drives development forwards and robots are used in an increasingly wide variety of tasks such as vacuuming floors, mowing lawns, cleaning drains, investigating other planets, building cars, in entertainment and in warfare.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در یکشنبه یازدهم دی 1390  |

 ربات چیست؟؟؟

ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.
برای مثال در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ...می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.
و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.

کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روبات‌های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر می‌باشد. در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد. البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.

امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود.
بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
رُبات یا روبوت وسیله‌ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه‌ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی‌های طبیعی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می‌شوند.

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:
• الکترونیک ( شامل مغز ربات)
• مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)
• نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

ربات‌ها چه کارهایی انجام می‌دهند؟
بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ربات‌ها از چه ساخته می‌شوند؟
ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:
•مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
•محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ...
•سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.

با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود. ربات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر:
* می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد.
* چند کاره است.
* کارآمد و مناسب برای محیط است.

• اجزاي يك ربات با ديدي ريزتر :
  وسایل مکانیکی و الکتریکی شامل :
  * شاسی، موتورها، منبع تغذیه،
  * حسگرها (برای شناسایی محیط):
  * دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، …
  * عملکردها (برای انجام اعمال لازم)
  * بازوی ربات، چرخها، پاها، …
  * قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم):
  * حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، …
  * قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات):
  * نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، …

مزایای رباتها:

1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
2- رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3- رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
4- دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
5- رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.

معایب رباتها:
1- رباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
2- رباتها هزینه بر هستند.
3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.
برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از ربات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.

مزایای رباتیک:
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند

انواع ربات ها
رباتهای امروزی که شامل قطعات الکترونيکی و مکانيکی هستند در ابتدا به صورت بازوهای مکانيکی برای جابجايی قطعات و يا کارهای ساده و تکراری که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده میشد بوجود آمدند. اينگونه رباتها جابجاگر (manipulator) نام دارند.جابجاگرها معمولا در نقطه ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب میشوند و به غير از وظيفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار ديگری نيستند. اين وظيفه ميتواند در حد بسته بندی توليدات, کنترل کيفيت و جدا کردن توليدات بی کيفيت, و يا کارهای پيچيده تری همچون جوشکاری و رنگزنی با دقت بالا باشد.
نوع ديگر رباتها که امروزه مورد توجه بيشتری است رباتهای متحرک هستند که مانند رباتهای جابجا کننده در محيط ثابت و شرايط کنترل شده کار نمي کنند. بلکه همانند موجودات زنده در دنيای واقعی و با شرايط واقعی زندگی میکنند و سير اتفاقاتی که ربات بايد با انها روبرو شود از قبل مشخص نيست. در اين نوع ربات هاست که تکنيک های هوش مصنوعی مي بايست در کنترلر ربات(مغز ربات) به کار گرفته شود.

دسته‌بندی ربات‌ها
ربات‌ها در سطوح مختلف دارای دو خاصيت "تنوع در عملکرد" و "قابليت تطبطق خودکار با محيط" (automated adapting) می‌باشند. بر اساس اين دو خاصطت دسته‌بندی ربات‌ها انجام می‌گيرد.
دسته‌بندی اتحادطه ربات‌های ژاپنی(jira) به شرح زير است:
1. وسيله‌ای که توسط دست کنترل می‌شود.
2. ربات برای کارهای متوالی بدون تغيير
3. ربات برای کار‌های متوالی متغير
4. ربات مقلد
5. ربات کنترل
6. ربات باهوش
که در دسته‌بندی موسسه رباتيک آمريکا(RIA)، فقط ماشين‌های دسته 3 تا 6، ربات محسوب می‌شوند.

دسته بندی رباتهای متحرک

• رباتهای چرخ دار با انواع چرخ عادی و يا شنی تانک و با پيکربندی های مختلف يک, دو يا چند قسمتی
• رباتهای پادار مثل سگ اسباب بازی. AIBO ساخت سونی که در شکل بالا نشان داده شد يا ربات ASIMO ساخت شرکت هوندا
• رباتهای پرنده
• رباتهای چند گانه(هايبريد) که ترکيبی از رباتهای بالا يا ترکيب با جابجاگرها هستند
• روبات همکار
  روباتای همکار روباتايی هستند که با کمک هم يک کارو انجام می دهند و کارهای انها بهم مربوط است و از هم مستقل نيست. در اين مجموعه دو روبات چشم هست (چپ و راست)، و يک روبات دست (وسط). کارآنها اين است که: چشکها محيط رو می بينند و اطلاعات مربوط رو به کامپيوتر می فرستند. کامپيوتر با image processing محيط را آناليز می کند و اگر در آن جسم قرمزی ببيند، ان را پيدا مي کند. يعنی اينکه اين سيستم به اشيای قرمز رنگ حساس است ( که البته می تواند به رنگهای ديگر باشد) بعد با استفاده از روابط هندسی با توجه به زاويه ديد دوربينها مکان جسم رادر فضا پيدا مي شود و اگه در محدوده روبات دست باشد، اين روبات 3 درجه آزادی به حرکت درمي ايد و جسم رو در فضا می گيرد ........
• نانوبات‌ها
  اگر چه در حال حاضر كارايي‌هاي انسان و روبات با هم قابل مقايسه نيستند، اما ري كورزويل در مورد آينده عقيده ديگري دارد. او كه نويسنده و متخصص رشته كامپيوتر است در يكي از نوشته‌هاي خود با صراحت اظهار اميدواري كرده است تا سال 2029 انسان با توجه به روند شناخت و ساخت هوش مصنوعي ميتواند روباتي را بسازد كه در هوش و تصميم گيري با انسان برابر باشد. كورزويل معتقد است در سالهاي 2030 انسان خواهد توانست نانوبات Nanobots يا روباتهاي بسيار كوچك را جهت افزايش شعور به مغز خود بفرستد. اين نانو روباتها به اندازه سلولهاي خون هسنتد و از طريق جريان خون در رگها به مغز انتقال خواهند يافت. كورزويل در مقابل كميته علوم كنگره آمريكا اعتراف كرده است در حال حاضر انسان از چنين تكنولوژي برخوردار است و آن را بر روي تعدادي حيوان نيز آزمايش كرده است. او در ادامه شهادت خود در كنگره آمريكا اضافه كرده است دانشمندان توانسته‌اند با انتقال 7 ننو روبات به بدن موش آزمايشگاهي ديابت او را علاج كرده و انسولين را از منفذهاي پوست خارج كنند.آخرين كتاب كورزويل "شگفتي در راه است، برتري انسان بر بيولوژي" نيز بر اساس پيش بيني‌هاي علمي او نوشته شده است. او در اين كتاب مينويسد در 25 سال آينده ننوبات‌ها در خون جاري در رگها هر نوع بيماري را با نابود كردن عوامل بيماري زا از بين برده و پس از خارج كردن آثار باقيمانده مرض همزمان به مرمت اشتباهات موجود در دي ان اي و ساختار بيولوژيكي انساني خواهد پرداخت. كورزويل در بخش اقتصادي ورود روبات به خانه‌ها اعتقاد دارد در فاصله سالهاي 2020 تا 2030 هر كس با كمك روبات و ننوتكنولوژي و توليد كننده‌هاي مولكول، در خانه خود قادر خواهد بود هر نوع محصول غير ارگانيك را تهيه كند.
• ربات آدم نمای اعلام خطر:(Humannoid Danger Alarm Robot)
  این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعلام خطر در جاده ها و جایگاه های خطر برای وسایل یا افراد عبوری جهت کاهش هزینه های نیروی انسانی و خطرات نهفته در این گونه مشاغل و فعالیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. دارای چشم الکترونیکی حساس به حرکت اجسام، خودروها و انسان با برد 15 متر و قابل استفاده تا مسافت 200 متر جلو تر از دستگاه ربات دارای برد میکروکنترلی قابل برنامه ریزی برای انواع کاربرد ها دارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از مشاهده جسم متحرک تا دو دقیقه بازوها را به حرکت وا میدارد. دارای یک بازوی متحرک با حرکت شبیه به دست انسان و دو درجه آزادی
  قابل جدا کردن به دو بخش برای حمل و نقل آسان
  قابل استفاده از برق و باطری
  دارای فلاشر و چراغ خطر جهت کار در شب
  درای آژیر صوتی جهت اعلام خطر
  دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتی
  کاربرد ها
  استفاده در جاده ه،اتوبانها، بزرگراه ها، به منظور اخطاربه خودروها در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی که کارگران مشغول به کار هستند.استفاده در خیابانها و معابری که در دست تعمیر، تغییر یا انجام فعالیت های عمرانی است
  استفاده در جاده ها به منظور اخطار به خودروها برای کاهش سرعت یا اتخاذ آمادگی بیشتر استفاده در جاده ها، پیچ ها و...به منظور کاهش جرایم رانندگی
  استفاده در مراکزی همانند کارگاههای سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع های تولیدی
  ضریب اطمینان مناسب
  ایمنی فوق العاده
  کاهش هزینه های پرسنلی
  فرهنگ سازی
  استفاده ازربات ها براي تقليد رفتار حيوانات:
  ربات ها براي تقليد رفتارحيوانات و حشرات بكار گرفته مي شوند. به گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطلاعات ايران، از موج،محققين موفق شده اند به كمك ربات بسيار ريزي سوسك ها را كنترل كنند اين موضوع مي تواند جهت ارتباط با انواع مختلفي از حيوانات در آينده مورد استفاده قرار گيرد . انجمن تكنولوژي اروپا(FET) طراح اين برنامه است كه رباتي را مجهز به دو موتور،چرخ ،باتري هاي قابل شارژ،چندين پردازنده كامپيوتري ،يك دوربين سبك براي دريافت احساسات و بازوهائي مجهز به سنسورساخته است. وقتي اين ربات در يك جاي پر از پيچ و خم و پوشانده شده با ديوارها قرار مي گيرد ،به راحتي حركت مي كند، مي چرخد و مي ايستد و مي تواند راه خود را بدون برخورد با ديوارها و موانع پيدا كندو وقتي در كنار سوسكي قرارمي گيرد به سرعت رفتارهاي آن را تقليد مي كند. اين ربات حتي قادر است انواع مختلفي از راه هاي ارتباطي را اجرا كند و سوسك را طوري گول بزند كه آن را به عنوان حشره واقعي بپذيرد. اين گروه سوسك را به عنوان نمونه اوليه آزمايشات خود بكار گرفتند چون رفتارهاي آن نسبت به ساير گونه هاي حشرات مانند مورچه هابيشترقابل درك است. اين ربات نه تنها رفتار سوسك ها تقليد مي كند بلكه در تغيير رفتار سوسك ها نيز بسيار موفق بوده به طوريكه با حركت اين ربات به سمت نور سوسك ها نيز به تبعيت از آن به سمت نور حركت مي كنند و در آن مكان تجمع مي كنند .اين موضوع نشان مي دهد كه انسان به زودي قادر خواهد بود رفتارهاي حشراتي كه به صورت گروهي زندگي مي كنند راماهرانه تقليد كند
• ربات تعقيب خط:
  نوعي از ربات است كه وظيفه اصلي آن تعقيب كردن مسيري به رنگ مثلا سياه در زمينه‌اي به رنگ متفاوت مشخصي مثلا سفيد است. يكي از كاربرد‌هاي عمده اين ربات، حمل‌و‌نقل وسايل و كالاهاي مختلف در كارخانجات، بيمارستان‌ها، فروشگاه‌ها، كتابخانه‌ها و ... مي‌باشد. ربات تعقيب خط تا حدي قادر به انجام وظيفه كتاب‌داري كتابخانه‌ها مي‌باشد. به اين صورت كه بعد از دادن كد كتاب، ربات با دنبال كردن مسيري كه كد آن را تعيين مي‌كند، به محلي كه كتاب در آن قرار گرفته مي رود و كتاب را برداشته و به نزد ما مي‌آورد. مثال ديگر كاربرد اين نوع ربات در بيمارستان‌هاي پيشرفته است، كف بيمارستان‌هاي پيشرفته خط كشي‌هايي به رنگ‌هاي مختلف به منظور هدايت ربات‌هاي پس‌فايندر به محل‌هاي مختلف
  مثلا رنگ قرمز به اتاق جراحي يا آبي به اتاق زايمان ، وجود دارد. بيماراني‌ كه توانايي حركت كردن و جابه‌جا شدن را ندارند و بايد از ويلچر استفاده ‌كنند، اين ويلچير نقش ربات تعقيب‌خط را دارد، و بيمار را از روي مسير مشخص به محل مطلوب مي‌برد. و خلاصه كاربردهاي فراواني دارد و اگر روزي بشود در زندگي‌مان بكار بريم، خيلي كيف دارد. الگوريتم مسير‌يابي: الگوريتم مسير‌يابي بايد طوري نوشته شود تا ربات بتواند هرگونه مسيري را، با هر اندازه پيچ و خم دنبال كند، به‌طوري كه خطاي آن مينيمم باشد. تجربه نشان مي‌دهد كه بهترين روش براي يافتن و دنبال كردن مسير، استفاده از 4 سنسور است. البته با استفاده از حداقل 2 سنسور نيز مي‌توان ربات مسيرياب ساخت، ولي قضيه دو دوتا 4 تاست! يعني با كم كردن سنسور ضريب اطمينان ربات نيز كاهش مي‌يابد. (اتفاقا اصلا اين قضيه صادق نبود، احتمالا تعبير هرچقدر پول بدي، متراژ بيشتري پيتزا‌ متري مي‌خوري مناسب‌تر باشد!) وظيفه سنسورهاي 1 و 2 تشخيص پيچ‌هاي مسير و سنسور 3 مقدار چرخش ربات به جهات مختلف را تعيين مي‌كند
  

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 علم مکاترونیک

تركيبي از علم مهندسي مكانيك و مهندسي كنترل سيستم مي‌باشد. در حقيقت توسط اين علم مي‌توان سيستمهاي مكانيكي را به صورت هوشمند درآورد. نهايت علم مكاترونيك را مي‌توان در رباتها مشاهده كرد. سيستمهاي ترمز ABS در اتومبيل، دستگاههاي CNC و كليه سيستمهاي اتوماسيون را مي‌توان از نمونه‌هاي بارز اين علم دانست. مکاترونیک چنانکه از نامش بر می¬آید ترکیبی از سه علم مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر است. این علم تازه و جوان کاربردهای بسیاری در صنعت پیدا کرده و از جمله زمینه های علمی جدید و گسترده در پیش روی بشر است. اهمیت آن از آن جهت است که این علم ابزار کنترل در کلیه زمینه های صنعتی و نظامی می¬باشد. چگونگی استفاده از سنسورها و کنترل اجزای مکانیکی توسط مدارهای الکترونیکی و کامپیوتر در این علم مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

 

مکاترونیک مسلما علم جدیدی نیست . مکاترونیک شامل چهار علم مهندسی , مکانیک , الکترونیک , کامپیوتر(نرم افزار) و کنترل است. البته گاهی , کنترل را بخشی بدیهی از سه قسمت دیگر فرض میکنند. با تعریفی که ارائه شد , میتوان به راحتی مقوله هایی همانند رباتیک , اتوماسیون صنعتی , الکترومکانیک و غیرهرا در حوزه مکاترونیک جای داد.
همانطور که ملاحظه میشود احاطه به این علم به معنای احاطه به چهار علم مهندسی است لذا با سالها تحقیق و مطالعه نیز به سختی میتوان ادعای احاطه به این علم را داشت.

مطالعه این علم عموما در دو راستا دنبال میشود:

الف: بدلیل اینکه در پروژه های بزرگ , متخصصان مکاترونیک عموما به عنوان واسطی میان چند تیم تخصصی که هریک در یکی از قسمت چهار مقوله مکاترونیک کارشناس میباشند , عمل میکنند , گاهی در بررسی این علم جنبه آشنایی فرد با چهار بخش مهندسی مکاترونیک , بدیهی فرض شده و از دید مدیریت پروژه های مکاترونیکی بحث دنبال می شود. به عنوان مثال با تقسیم بندی های شناختی , مانند طرح ماژولهای مکاترونیکی و بررسی نحوه ارتباط آنها با هم , سعی در یافتن بهترین راه حل صرف میگردد.
ب: در این مقوله بیشتر به فراگیری قسمتهای مهم علوم طرح شده پرداخته میشود و با ارائه اطلاعات اصلی و پایه , دانشجو این امکان را مییابد تا با برخورد به موارد تخصصی تر , تحقیق و مطالعه را در آن مقوله ادامه دهد.
بدین ترتیب یک مهندس مکاترونیک باید با توجه به نیاز اجتماع و صنعت ,مطالعه و تحقیق را بی وقفه ادامه دهد. بعنوان مثال خیل تولیدات میکروالکترونیکی و پکیجهای میکروپروسسوری , سنسورهای گوناگون که روز به روزمتحول شده و انواع جدید تری از آنها , مانند محصولات شرکت ATMEL , به بازار ارائه میشود, امکان فراگیری آکادمیک را محدود نموده است و فراگیری طرز کار و طراحی با آنها نیاز به تحقیق فردی و مستمر فرد دارد.
تعاريف بسياري براي مكاترونيك ارائه شده است. ايده اصلي اين علم، كاربرد تلفيقي مؤثر از مكانيك، الكترنيك و تكنولوژي كامپيوتر براي توليد محصولات يا سيستم هاي پيشرفته است. از اين رو مكاترونيك زيرمجموعه علم سايبرنتيك به شمار مي رود.


ساختار پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك
نقطه شروع ما دراين بحث اين ايده است كه روبوتها و وسايل مكاترونيكي ماشين هايي هستند كه تركيبي از الكترونيك و مكانيك را استفاده مي كنند و براي انجام وظايفي كه معمولاً توسط انسانها صورت مي گيرند، به وجود آمده اند. با استفاده از اين فرض اساسي مي توانيم وظايف اصلي را به صورت بلوكهاي مجزا در نظربگيريم . ساختار كلي اين بلوكها در شكل1-1 نشان داده شده است.
شكل:
تعداد و نحوه انتخاب بلوكهاي مورد استفاده در يك پروژه خاص به واسطه نتيجه نهايي كه مدنظر طراح بوده است، تعيين ميگردد. به عنوان مثال يك بازوي ثابت يا يك بالابر اتوماتيك نيازي به چرخ يا پا ندارد. يك ساختار شبيه سرانسان با چشم هاي الكترونيكي كه براي "ديدن" و تشخيص اشياء برنامه ريزي شده است، نيازي به داشتن بازو ندارد. بلوكهاي مشتركي كه در تمامي پروژه ها به كار مي روند. درادامه اين قسمت توضيح داده شده است.
كنترل
اين بخش درواقع "مغز" هر پروژه در يك سيستم روبوتيكي يا مكاترونيكي مي باشند. تمامي قسمت هاي الكترونيكي يك روبوت يا هر پروژه ديگري، توسط مدارات الكترونيكي كنترل مي شوند. انواع كنترلهاي اصلي موجود براي روبوتها و پروژه هاي مكاترونيكي به شرح زير مي باشند.
a)كنترل موقعيت : بازوهاي داراي چنگك يا ديگر ساختارهايي كه با گرفتن و جابجايي اشياء سروكاردارند. بايد داراي مدارات كنترل بسيار دقيق به منظور قرارگرفتن در موقعيت صحيح باشند. حركت يك سرداراي چشم توسط يك بلوك كنترل تك محور كنترل مي شود.
b)كنترل سينماتيك : هر پروژه اي كه داراي قسمت هاي متحرك باشد، به اين نوع كنترل نيازمند است. سرعت هر كدام از قسمت هاي متحرك بايد توسط اين گونه مدارات به دقت تعيين و كنترل شوند. يكي از مهم ترين مدارات كنترلي در اين گروه مداري است كه سرعت موتور محرك يك روبوت را كنترل مي كند.
c)كنترل ديناميك : بسياري از قسمت هاي يك روبوت يايك پروژه مكاتونيك نيرو هايي را ايجاد مي كنند كه بايد به هنگام عملكرد كنترل شوند. هنگامي كه دست روبوت يك شيء را برمي دارد، استفاده از مدارات كنترلي براي تعيين مقدار نيروي لازم براي نگهداشتن شي بدون شكستن آن ضروري است. يكي از موارد دشوار براي سازندگان پروژه ها، ساخت يك دست روبوتيك است كه بتواند يك تخم مرغ رااز سبد برداشته و آن را بدون شكستن در سبد ديگري قراردهد. چنين اهدافي كنترل ديناميك دقيقي نياز دارند.
d)كنترل تطبيقي : هنگامي كه لازم است يكي از عملكردهاي روبوت يا دستگاه مكاترونيكي در حين اجراي يك فرآيند به طور مداوم تغيير يابد. بايد از كنترل تطبيقي استفاده شود. به عنوان مثال مي توان به نياز براي افزايش مداوم نيرو به هنگام فشردن يك فنر اشاره نمود. هر چه فنر فشرده تر شود، نيروي بيشتري مورد نياز مي باشد. مثال ديگري از كاربرد كنترل تطبيقي اعمال توان بيشتر به موتور به منظور ثابت نگه داشتن سرعت يك روبوت مي باشد كه اين حالت به هنگام حركت روبوت از سطح افقي به يك سطح شيبدار به هنگام جابجايي يك شيء سنگين توسط روبوت رخ مي دهد.
e)كنترل خارجي : زماني كه از يك انسان به عنوان اپراتور براي صدور فرمان انجام تمامي وظايف روبوت استفاده مي شود. مدارات كنترل خارجي مورد نياز مي باشند. در اين حالت انسان به عنوان" مغز" عمل كرده و با استفاده از انواع سنسورها نظير سنسورهاي تصويري به عنوان "حواس" عملكرد روبوت را كنترل مي كند. براي انتقال فرامين به يك روبوت يا دستگاه مكاترونيكي، شخص اپراتور مي تواند از انواع مختلفي از "مدارات واسطه" استفاده نمايد. گزينه هاي اصلي براي ارسال فرامين، مداراتي هسند كه از امواج راديويي، مادون قرمز، سيم و حتي فرامين صوتي استفاده مي كنند. امروزه پروژه هاي مدرن شامل مدارات تشخيص صوت مي باشند كه قادر به دريافت مستقيم دستورات از اپراتور هستند. از يك كامپيوتر نيز مي توان به عنوان مدار واسطه براي ارتباط واحد كنترل به روبوت يا دستگاه مكاترونيكي استفاده نمود.
دراينجا، نكته مهم اين است كه بايد درجه هوشمندي روبوت توجه نماييم. مدارات كنترلي پيچيده مي توانند اين تصوير را در ناظر ايجاد نمايند كه يك روبوت "هوشمند" است. در حالي كه يك بلوك كنترلي كه توابع زيادي را به كار مي گيرد. يك بلوك هوشمند به شمار نمي رود. در حالتي كه روبوت قادر باشد براساس اطلاعات سنسورهاي خود يا براساس اطلاعاتي كه يك اپراتور از طريق بلوك خاص ورودي داده ها وارد مي كند، تصميم گيري نمايد. مي توان قابليت هوشمندبودن را به روبوت اضافه نمود.
محرك ها
روبوتها و ماشين هاي مكاترونيك بايد داراي امكاناتي براي سروكار داشتن با اشياء يا انجام برخي كارها در دنياي خارج باشند. در ادامه اين قسمت بسياري از انواع محركهاي كه در پروژه هاي كاربردي يافت مي شوند، ذكر شده اند.
حركت: روبوتها قادرند با استفاده از پا، چرخ يا ريل از يك نقطه به نقطه ديگر جابجا شوند. پاهاي روبوت را مي توان با استفاده از موتورها، سولنوئيدها يا آلياژهاي حافظه دار(SMA) حركت داد.
دست افزارها: روبوتها و دستگاههاي مكاترونيك داراي دست نمي باشند. آنها براي گرفتن اشيا از چنگك ها استفاده مي كنند و اين ابزارها توسط مدارات الكترونيكي كنترل مي شوند. حركت اين ابزارها مي تواند با استفاده از سولنوئيدها، موتورها با SMAها صورت گيرد.
نحوه انجام كارها توسط دست را مي توان با استفاده از تجهيزاتي كه منحصراً براي انجام يك وظيفه خاص طراحي شده اند، تغيير داد. نظير اين حالت در بسياري از روبوتهاي صنعتي ديده مي شود. در بسياري از روبوتهاي صنعتي ديده مي شود. در بسياري از كاربردها، قطعات به هم پيوسته مكانيكي را مي توان به گونه اي تنظيم نمود كه با اندازه و شكل هر شيء موردنظر سازگار شوند.

سنسورها: روبوتها و دستگاههاي مكاترونيك با استفاده از سنسورها، آنچه را كه در دنياي واقعي رخ مي دهد، تشخيص مي دهند. سنسورها داراي اهميت فروان مي باشند، چرا كه آنها اطلاعات مربوط به موقعيت يك روبوت يا بازوي روبوت، اندازه و شكل يك شيء موردنظر، وجود موانع( در مورد روبوتهاي متحرك) و بسياري اطلاعات ديگر نظير تشخيص يك شيء از روي اندازه و شكل آن، مانند آنچه در روبوتهاي هوشمند يافت مي شود، را ارسال مي كنند. با اتصال يك دوربين تلويزيوني به يك مدار هوشمند مي توان اين امكان رابراي يك بازوي اتوماتيك فراهم آورد تا قادر به انتخاب قطعات داراي اندازه و شكل خاص از ميان تعداد زيادي از قطعات مختلف باشد.
سنسورهاي اصلي كه در پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك به كار مي روند، عبارتند از:
سنسورهاي نور: مقاومت هاي متغير با نور (LDR ها، به عنوان مثال سلول هاي CdS يا فوتورزيستورها)، فوتوديودها، فوتوسل ها و فوتوترانزيستورها)
سنسورهاي فشار: اسفنج هادي، سنسورهاي الكترومكانيكي، سنسورهاي نيمه هادي
سنسورهاي دما: NTC,PTC ، ديودها و ترانزيستورها
سنسورهاي تصويري: سنسورهاي CCD ، فوتوديودها يا ماتريس هاي فوتوترانزيستور.
سنسورهاي موقعيت: پتانسيومترها، سنسورهاي اولتراسونيك، رادار، سنسورهاي مادون قرمز(IR)
سنسورهاي تماسي: ميكروسوئيچ ها، پاندون ها.
سنسورهاي مجاورت: سنسورهاي خازني، سنسورهاي القايي يا مادون قرمز.
منبع تغديه: هر پروژه شامل مدارات الكترونيكي و قطعات متحرك نيازمند يك منبع تغذيه الكتريكي مي باشد. اگر پروژه مورد نظر يك روبوت متحرك باشد. درحالت ايده آل منبع تغذيه در داخل خود روبوت جاسازي مي شود. ازسلولهاي باتري مي توان براي اين منظور استفاده نمود. اندازه و نوع باتري ها به توان موردنياز روبوت، مدت زمان كاركرد روبوت بدون شارژ مجدد و وظايفي كه روبوت بايد انجام دهد، بستگي دارد.


دو نوع از هوش مصنوعي براي كاربرد در پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك مناسب مي باشند:
هوش نرم افزاري: هوش نرم افزاري به واسطه يك كامپيوتر، ميكروپروسسور يا ميكروكنترلر كه يك نرم افزار هوشمند را اجرا مي نمايد، تامين مي شود. اتصالات سخت افزاري، داده هايي را كه پردازنده براي تصميم گيري و ارتباط با بلوك كنترلي نياز دارد، فراهم ميسازند. تصميمات به شكل يك ساختار اساسي برنامه ريزي شده اند كه در برخي موارد مي توانند مطابق داده هاي ورودي تغيير يابند. در چنين حالتي، برنامه قادر به "يادگيري" از طريق تجربه مي باشد كه اين خاصيت به عنوان مشخصه به عنوان مشخصه اصلي سيستم هاي هوشمند در نظرگرفته مي شود. دانشجويان،پژوهشگران و طراحان فعال در زمينه هوش مصنوعي بيشتر برنامه هايي را ترجيح مي دهند كه شبكه هاي عصبي را شبيه سازي مي كنند. ابزار مهم ديگر براي طراحي سيستم هاي هوشمند منطق فازي مي باشد.
با استفاده از ميكروپروسسورها و ميكرو كنترلرها مي توان هوش نرم افزاري را داخل خود روبوت يا ماشين مكاترونيك پياده سازي نمود. چيپ Basic Stamp يك روش ساده را براي اضافه نمودن درجه اي از هوشمندي به يك ماشين ارائه مي دهد: اين چيپ را مي توان به گونه اي برنامه ريزي كرد كه براساس وروردي هاي دريافتي از سنسورهاي مدار كنترل خارجي تصميم گيري نمايد.
علاقه مندان مي توانند برنامه هاي بسياري كه شبكه هاي عصبي و منطق فازي را شبيه سازي مي نمايد، بيابند.بسياري از اين برنامه ها را مي توان براي اضافه نمودن خاصيت هوشمندي به كامپيوترها، روبوتهاي خودكار و ديگر ماشين ها مورد استفاده قرار داد.
هوش سخت افزاري: روش ديگر براي اضافه نمودن هوشمندي به يك ماشين استفاده از مداراتي است كه قادر به يادگيري مي باشند. ايده اصلي اين روش تقليداز طريقه اي است كه موجودات زنده اطلاعات دريافتي از حواس خود را با استفاده از سيستم عصبي پردازش مي كنند

بخشهای مکانیکی یک ربات ساده
در بعضی از مواقع ربات شما علاوه بر حرکت در یک محیط باید توانایی انجام یک فعالیت فیزیک خاص را نیز داشته باشد. به عنوان مثال وزنه ای را جابجا کند یا شئی را سوراخ کند و یا به یک جسم ضربه بزند. در این مواقع علاوه بر اینکه شما نیاز به یک سیستم حرکتی مناسب دارید، باید برای ساخت قسمت مکانیکی ربات خود وقت بیشتری صرف نمایید....
وقتی یک قسمت متحرک به ربات خود اضافه می کنید ، با توجه به کاری که این قسمت انجام میدهد، ممکن است حرکت دورانی حول یک محور داشته باشد و یا حرکت آن در راستای مستقیم باشد. با توجه به نوع حرکتی که باید این بخش از ربات شما داشته باشد می توانید توسط وسایلی که در اختیار دارید سازه مناسبی برای آن تهیه کنید. مثلاً می خواهید یک بازو با حرکت دورانی بسازید ، ابتدا آن را با چوب یا آلومینیوم یا ... می سازید و برای اتصال آن به ربات از لولاهای موجود در بازار استفاده می کنید. اگر قرار است بازوی شما حرکت در راستای مستقیم داشته باشد به جای لولا باید آن را توسط یک مکانیزم کشویی به ربات متصل نمایید. برای اینکه مطلب را بهتر درک نمایید ، تصاویر را به دقت مشاهده و تحلیل کنید. بیشتر این ربات ها توسط دانش آموزان ساخته شده است.

هنگامی که یک بازو را به ربات خود متصل می کنید می توانید توسط روشهای مختلف انرژی مکانیکی را به آن منتقل نمایید. مثلاً یک تکه نخ ماهیگیری که به دور شافت خروجی گریبکس پیچیده می شود می تواند بازی شما را حرکت دهد. همچنین سلونوئیدها وسایل مناسبی برای ایجاد حرکت در بازو و همچنین تغییر جهت چرخهای یک ربات هستند. اساس کار سلوئیدها بر پایه های نیروی مغناطیسی آهنرباهای الکتریکی بنا شده است. در مباحث بعدی در مورد طرز کار سلونوئیدها توضیحات بیشتری خواهیم داد. لازم است برای بار دیگر تذکر دهیم که ما تنها کلیاتی از کار را برای شما توضیح می دهیم چون افراد مختلف تمایل به ساخت رباتهای مختلف دارند. مابقی کار بستگي به ابتکار و وسایلی که در اختیار دارید دارد. اگر کمی وقت بگذارید و بعضی از گزینه ها را تجربه کنید قطعاً مناسبترین گزینه را خواهید یافت.
ما از این پس سعی می کنیم که آموزش های خود را با تصاویر بیشتر کامل نمائیم تا درک مطالب برای شما بهتر باشد.
اگر ربات شما دو چرخ دارد ( در هر طرف یک چرخ ) باید برای حفظ تعادل آن فکری بکنید. این کار را می توانید با نصب دو چرخ هرز گرد در جلو و عقب روبات انجام دهید. اگر چرخ کوچک در دسترس ندارید کافی است که یک مفتول را به صورت قلاب ( علامت سوال ) در آورده و در انتها و ابتدای ربات نصب کنید. این کار از کشیده شدن عقب و جلوی ربات بر روی زمین جلو گیری می کند.
بازوهای مکانیکی ماهر (Manipulator) از رابط‌های صلبی تشکیل می‌شوند که به وسیلهٔ مفصل‌هایی که حرکت نسبی رابط‌های مجاور را ممکن می‌سازند، به یکدیگر اتصال یافته‌اند. بازوهای مکانیکی توانایی انجام عملیات از پیش برنامه‌ریزی شدهٔ متنوعی را در صتایع مختلف دارند. بازوهای مکانیکی ماهر در طی سال‌های اخیر به شکل قابل ملاحظه‌ای تکمیل یافته و پیشرفت کرده‌اند. کارکردن با آن‌ها و نیز تعمیر و نگهداری‌شان آسان‌تر شده و ارتباط متناسب و بهینه‌ای میان توان٬ کنترل‌پذیری و مهارت آن‌ها ایجاد گشته‌است.
در انتهای زنجیره رابط‌های تشکیل دهنده بازوی مکانیکی مجری نهایی وجود دارد که بر حسب کاربردی که از ربات انتظار می‌رود می‌تواند گیره یا چنگک یا ابزارهای دیگری از جمله لوازم برشکاری، جوشکاری و نظیر آن باشد. از این لحاظ بازوهای مکانیکی ماهر متنوعی وجود دارند که گونه‌های وسیعی و متفاوتی از کاربردهای صنعتی و نیز تحقیاتی را را پوشش می‌دهند. این کاربردها شامل انجام فعالیت‌های متنوع مونتاژ، برشکاری و جوشکاری در خطوط تولید تا انجام عملیات متنوع زیرآبی – نظیر نصب در ربات زیرآبی - مانند گرفتن و دنبال‌کردن کابل یا سیم، و یا محبوس کردن اجسام یا نمونه‌های پیچیده‌ای چون برقراریِ اتصال‌های خطوط الکتریکی یا هیدرولیکی هستند.

ملاحظات طراحی و ساخت
در انتخاب بازوهای مکانیکی آن چه اهمیت دارد این است که ساده‌ترین نمونهٔ ممکن که بتواند وظیفه محوله را در زمان مطلوب انجام دهد، گزینش گردد. پیچیدگی طراحی ربات در عین افزایش قابلیت‌های عملکرد می‌تواند مشکلاتی در کنترل، هدایت و نیز اطمینان و دقت دستگاه و نیز تعمیر و نگهداری آن ایجاد نماید. انتخاب و تکمیل مجموعه بازوهای مکانیکی ماهر امر پیچیده‌ای است و طراح ربات باید نکات فراوانی را لحاظ نماید. تعداد و انواع بازوهای مورد نیاز، محل قرارگیری، نوع کنترلر، محدودهٔ فضای عملکرد٬ حداکثر و حداقل نقطه دست‌رسی و نوع و ساختار کنترل بازوها توسط کاربر، از آن جملهٔ این موارد است.

بخش مکانیکی – موتور ها
این قسمت شامل سیستم حرکتی ربات میشه. حركت روباتها با استفاده از پا، چرخ يا ريل انجام مي شود. چرخها يا پاها را مي توان با موتورها، سولنوئيدها يا آلياژهاي حافظه دار (SMA) به حركت درآورد.
که معمولا در رباتهای ابتدایی از موتور و چرخ استفاده میشه. در یک پروژه مکاترونیک یا روبوتیک علاوه بر قطعات لازم جهت ساخت قسمتهای ذکر شده به یک یا چند منبع تغذیه هم نیاز داریم.

قسمتهاي مختلف يك روبات که نياز به منبع تغذيه دارد: قسمتهاي الكتريكي، مكانيكي شامل: موتورها و بخشهايي كه بصورت هيدروليك و پنوماتيك كار مي كنند.
اگر روبات متحرك باشد بايد از باطري استفاده شود. اگر روبات ثابت باشد مي توان از برق AC استفاده كرد. چون تغذيه روباتها اكثرا َ، برق DC مي باشد بنابراين بايد برق AC را بوسيله يكسوساز و فيلتر به DC تبديل كرد.
یکی از مهمترین اجزای یک روبوت نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه ای که ساخته اید نیاز به انرژی مکانیکی دارید. این انرژی معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود. موتور الکتریکی یا اصطلاحاً آرمیچر ها در واقع مبدل های انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکی که از ترمینالهای آن وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. انرژی مکانیکی معمولاً به صورت دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود. دوران این محور (شافت) دو مشخصه اساسی دارد : یکی سرعت دوارن آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی (متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهایی خروجی آن را محاسبه کنید.
همان طور که گفته شد یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.
همان طور که گفته شد اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.
. با توجه به اینکه گفتیم موتور یک مبدل است، اگر موتور شما ایده آل باشد توان خروجی که بدست می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر خواهد بود. موتورهای الکتریکی انوع مختلفی دارند از جمله استپ موتورها ، سرور موتورها ، موتورهای دی سی DC ، موتورهای AC و ...
هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپب موتورها دارای دقت بالایی هستند و با توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور در حد چند درجه کنترل نمود.. از ویژگی های اساسی موتورهای DC این است که جهت حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به موتور ) جهت دوران شافت تغییر خواهد نمود.
توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول W=f.d بدست می آید.بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفی ، دقت لازم و پارامترهایی از این قبیل نوع موتور ربات انتخاب می شود. بی شک یکی از مشخصه های اصلی موفقیت یک ربات انتخاب صحیح موتور محرک ربات می باشد.

هنگام انتخاب موتور باید به چه چیز هایی توجه داشت:
1- دردست بودن منبع تغذیه
2- شرط یا عوامل راه اندازی
3- مشخصه‌های راه اندازی (گشتاور – سرعت) مناسب
4- سرعت عملکرد کار مطلوب
5- قابلیت کارکردن به جلو و عقب
6- مشخصه‌هی شتاب (وابسته به بار)
7- بازده مناسب در بار اسمی
8- توانایی تحمل اضافه بار
9- اطمینان الکتریکی و حرارتی
10- قابلیت نگهداری و عمر مفید
11- ظاهر مکانیکی مناسب (اندازه، وزن،‌ میزان صدا، محیط اطراف)
12- پیچیدگی کنترل و هزینه
13-ولتاژ: 1.5-4-8 V
14-جريان: 50mA-2A


در یک دسته بندی کلی موتورها به انواع زیر تقسیم میشوند:
• موتور DC
• موتور AC
• موتور پله‌ای (Stepper motor)
. موتور خطی


1- موتورهای DC
متداولترين موتور مورد استفاده در روباتها موتور DC است چراكه داراي انواع مختلفي از نظر توان، اندازه، شكل و سرعت مي باشد.
جهت استفاده : تعويض جهت چرخش موتور DC با معكوس كردن جهت جريان امكان پذير است.
سرعت: سرعت موتور به جريان و بار موتور بستگي دارد
سرعت كمتر=توان بيشتر
سرعت بيشتر=جريان يا ولتاژ بيشتر

2- موتورهای AC :
-موتورهای AC تک فاز
-موتورهای AC سه فاز
اين موتورها با جريان متناوب برق كار مي‌كنند لذا به آنها موتور AC گفته مي‌شود. يخچال، جاروبرقي و آبميوه ‌گيري موتور ACدارند. براي كنترل ميزان چرخش موتور از وسيله‌اي بنام شفت انكودر استفاده مي‌شود.

3- موتور پله ای (Stepper Motor)
كاربرد اصلي اين موتورها در كنترل موقعيت است. اين موتورها ساختار كنترلي ساده‌اي دارند. لذا در ساخت ربات كاربرد زيادي دارند. مطابق با تعداد پالسهايي كه به يكي از پايه‌هاي راه‌انداز موتور ارسال مي‌شود موتور به چپ يا راست مي‌چرخد. اين موتور 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: این موتورعموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی 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.
نحوه کنترل :
1- نحوه کنترل 1 بیت
2- نحوه کنترل 2 بیتی

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

موتور پله کامل و نیم پله :
• در حالت عادي ميزان چرخش موتور به تعداد پالسهاي اعمالي و گام موتور بستگي دارد. هر پالس يك پله موتور را مي‌چرخاند.
• با تحريك دو فاز مجاور در موتور مي‌توان موتور را به اندازه نيم پله حركت داد. به اين ترتيب تعداد پله‌هاي موتور دو برابر مي‌شود و در نتيجه دقت چرخش موتور هم دوبرابر مي گردد.

راه اندازي موتور پله‌اي :
• تراشه L297 يك راه انداز مناسب براي موتور پله‌اي است.
• مدارهاي راهانداز متنوعي براي استفاده از موتورهاي پلهاي وجود دارد. در اينجا از مدارمجتمع L297 و L298 براي راهاندازي موتور پلهاي استفاده ميشود. كه طريقه بستن آن در شكل زير نشان داده شده است.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 پنوماتیک

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 پروتکل I2C

پروتکل I²C در اوايل دهه 1980 توسط شرکت Philips ابداع گرديد که هدف ابتدايي آن فراهم کردن راهي ساده براي ارتباط يک CPU با تراشه هاي جانبي در يک دستگاه تلويزيون بود زيرا باس­هاي سابق و موجود داراي تعداد خطوط زياد بود که سبب ازدحام در PCB مربوطه مي­گرديد. I²C طبق تعريف شرکت فيليپس مخففInter-IC است که بيانگر هدف آن يعني فراهم آوردن يک لينک ارتباطي بين مدارات مجتمع است. امروزه اين پروتکل به صورت عمومي در صنعت پذيرفته شده است و کاربرد آن از سطح تجهيزات صوتي و تصويري نيز فراتر رفته است؛ به گونه­اي که امروزه در بيش از 1000نوع IC مختلف به کار گرفته شده است.

I2C مخفف کلمه Inter Integrated Circuit است و یک پروتکل ارتباطی سریال بین مدارات مجتمع می باشد. همچنین نام دیگر آن TWI(Two Wire Interface) می باشد. از این پروتکل برای ارتباط میکروکنترلر و وسایل جانبی نظیر حافظه ها ، سنسورهای دما و ... استفاده می شود. این ارتباط تنها از طریق دو سیم برقرار می شود: SDA (Serial Data) و SCL (Serial Clock) .
هر دستگاهی که از طریق این پروتکل کار می کند یک آدرس 7بیتی منحصر به فرد دارد. 4 بیت بالا ثابت بوده و نشان دهنده نوع وسیله هستند به عنوان مثال کد 1010 نشان دهنده EEPROM می باشد. سه بیت کم ارزش، آدرس دستگاه جانبی می باشد.با این نوع آدرس دهی می توان تا 8 وسیله یکسان و 128 وسیله جانبی را از طریق یک پورت I2C به میکروکنترلر وصل کرد.
آدرس I2C در بایت اول فرستاده می شود که بیت کم ارزش بایت اول تقاضای خواندن و یا نوشتن master را نشان می دهد. 0 برای نوشتن و 1 برای خواندن.

 

در اینجا دستگاهی که اطلاعات را میفرستد Master و دستگاهی که اطلاعات را میگیرد Slave نامیده میشود. Master با فرستادن یک سیگنال بر روی خط SDA انتقال اطلاعات را آغاز و با فرستادن سیگنالی دیگر بر روی همین خط انتقال اطلاعات را متوقف می کند. در هنگام ارسال سیگنالهای Start و Stop سیگنال SCL یک میباشد. هنگامی که Master انتقال اطلاعات را آغاز کرد بایت Device address را در Slave مینویسد. Slave یک بیت Acknowledge بعد از دریافت اطلاعات خواهد فرستاد.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 BIOS چیست؟؟؟

Basic Input/Output System= BIOS
BIOS با استفاده از حافظه های Flash و حفط اطلاعات پیکربندی سخت افزاری این اطمینان را به عناصر سخت افزاری نظیر: تراشه ها، هارد دیسك، پورت ها، پردازنده و ... خواهد داد که به درستی عملیات خود را در کنار یکدیگر انجام دهند.
هر کامپیوتر (شخصی، دستی) دارای یک ریزپردازنده بعنوان واحد پردازشگر مرکزی است. به منظور الزام پردازنده برای انجام یک عملیات خاص، می بایست مجموعه ای از دستورالعمل ها که نرم افزار نامیده می شوند نوشته شده و در اختیار پردازنده قرار گیرد. از دو نوع نرم افزار استفاده می گردد :

- سیستم عامل: سیستم عامل مجموعه ای از خدمات مورد نیاز برای اجرای یک برنامه را فراهم می نماید. ویندوز 98، 2000 و یا لینوکس نمونه هائی از سیستم های عامل می باشند.

- برنامه های کاربردی: برنامه های کاربردی نرم افزارهائی هستند که بمنظور تامین خواسته های خاصی، طراحی و در اختیار کاربران گذاشته می شوند. برنامه هائی نظیر: Word، Excel و ... نمونه هائی از این نوع نرم افزارها می باشند.

BIOS در حقیقت نوع سومی از نرم افزارها بوده که کامپیوتر به منظور عملکرد صحیح خود به آن نیاز خواهد داشت.

خدمات ارائه شده توسط BIOS
نرم افزار BIOS دارای وظایف متعددی است. ولی بدون شک مهمترین وظیفه آن استقرار سیستم عامل در حافظه است. زمانیکه کامپیوتر روشن و ریزپردازنده سعی در اجرای اولین دستورالعمل های خود را داشته باشد، می بایست دستورالعمل های اولیه از مکان دیگر در اختیار آن گذاشته شوند (در حافظه اصلی کامپیوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است) دستورالعمل های مورد نظر را نمی توان از طریق سیستم عامل در اختیار پردازنده قرار داد چراکه هنوز سیستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روی هارد دیسک است. در این زمینه مقالات دیگری در تالار گفتگوی سایت میکرورایانه موجود است. مشکل اینجاست که می بایست با استفاده از روشهائی به پردازنده اعلام گردد که سیستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه امکان استفاده از خدمات سیستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل های لازم را در این خصوص ارائه خواهد کرد. برخی از خدمات متداول که BIOS ارائه می دهد، بشرح زیر می باشد:

- یک برنامه تست با نام POST بمنظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افزاری

- فعال کردن تراشه های BIOS مربوط به سایر کارت های نصب شده در سیستم نظیر: کارت گرافیک و یا کنترل کننده SCSI

- مدیریت مجموعه ای از تنظیمات در رابطه با هارد دیسک، Clock و ...

BIOS، یک نرم افزار خاص است که بعنوان Interface (واسط) بین عناصر اصلی سخت افزارهای نصب شده بر روی سیستم و سیستم عامل ایفای وظیفه می نماید. نرم افزار فوق اغلب در حافظه هائی از نوع Flash و بصورت یک تراشه بر روی برد اصلی نصب می گردد. در برخی حالات عملکرد تراشه فوق مشابه یک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.

زمانی که کامپیوتر روشن می گردد BIOS عملیات متفاوتی را انجام خواهد داد:

- بررسی محتویات CMOS برای آگاهی از تنظیمات خاص انجام شده

- Load کردن درایورهای استاندارد و Interrupt handlers

- مقدار دهی اولیه ثبات هاو مدیریت Power

- اجرای برنامه POST بمنظور اطمینان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاری

- تشخیص درایوی که سیستم می بایست از طریق آن راه اندازی (Booting) گردد.

- مقدار دهی اولیه برنامه مربوط به استقرار سیستم عامل در حافظه (Bootstrap )

اولین موردی را که BIOS بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخیره شده در یک نوع حافظه RAM با ظرفیت 64 بایت است. اطلاعات فوق بر روی تراشه ای با نام CMOS ذخیره می گردند. CMOS شامل اطلاعات جزئی در رابطه با سیستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغییر در سیستم، اطلاعات فوق نیز تغییر خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق بمنظور تغییر و جایگزینی مقادیر پیش فرض خود استفاده می نماید.
Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار بوده که به عنوان یک مترجم بین عناصر سخت افزاری و سیستم عامل ایفای وظیفه می نماید. مثلا" زمانی که شما کلیدی را برروی صفحه کلید فعال می نمائید، سیگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کلید ارسال شده تا از این طریق به پردازنده اعلام گردد که کدامیک از کلیدهای صفحه کلید فعال شده اند.
درایورها یک نوع خاص دیگر از نرم افزارها بوده که مجموعه عملیات مجاز بر روی یک دستگاه را تبیین و راهکارهای ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه های سخت افزاری نظیر: صفحه کلید، موس، هارد و فلاپی درایو دارای درایورهای اختصاصی خود می باشند. با توجه به اینکه BIOS بصورت دائم با سیگنال های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است، معمولا" یک نسخه از آن در حافظه RAM کپی خواهد شد.

راه اندازی یا بوتینگ (Booting ) کامپیوتر
پس از روشن کردن کامپیوتر، BIOS بلافاصله عملیات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سیستم ها، BIOS در زمان انجام عملیات مربوطه پیام هائی را نیز نمایش می دهد ( میزان حافظه، نوع هارد دیسک و ...) به منظور آماده سازی کامپیوتر برای ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه ای از عملیات را انجام می دهد. پس از بررسی و آگاهی از تنظیمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM، کارت گرافیک بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافیک، دارای BIOS اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافیک را مقدار دهی اولیه می نماید. در صورتیکه BIOS اختصاصی برای کارت گرافیک وجود نداشته باشد از درایور استانداری که در ROM ذخیره شده است، استفاده و درایو مربوطه فعال خواهد شد ( درایور استاندارد کارت گرافیک )
در ادامه BIOS نوع راه اندازی ( راه اندازی مجدد [یا Reboot] و یا راه اندازی اولیه [Cold Boot] را تشخیص خواهد داد. برای تشخیص موضوع فوق، از محتویات آدرس 0000:0472 حافظه استفاده می گردد. در صورتی که در آدررس فوق مقدار 123h موجود باشد، بمنزله "راه اندازی مجدد" بوده و برنامه BOIS بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غیر اینصورت ( در صورت وجود هر مقدار دیگر در آدرس فوق ) یک "راه اندازی اولیه " تلقی می گردد. در این حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد.
در ادامه پورت های سریال و USB برای اتصال صفحه کلید و موس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت های PCI نصب شده بر روی سیستم بررسی می گردند. در صورتیکه در هر یک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد نماید با نواختن چند Beep معنی دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سیستم مربوط می گردد.
برنامه BIOS اطلاعاتی در رابطه با نوع پردازنده، فلاپی درایو، هارد دیسک، حافظه تاریخ و شماره (Version) برنامه BIOS، نوع صفحه نمایشگر را نمایش خواهد داد. در صورتی که بر روی سیستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درایور مربوط به آن را از BIOS اختصاصی آداپتور فعال و BIOS اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمایش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درایوی را که می بایست فرآیند انتقال سیستم عامل از آن آغاز گردد را تشخیص خواهد داد. برای نیل به هدف فوق از تنظیمات موجود در CMOS استفاده می گردد. اولویت درایو مربوطه برای بوت سیستم متغیر و به نوع سیستم بستگی دارد. اولویت فوق می تواند شامل مواردی نظیر: A, C, CD و یا C, A, CD و ... باشد. ( A نشاندهنده فلاپی درایو C نشاندهنده هارددیسک و CD نشاندهنده درایو CD-ROM است ) در صورتیکه درایو مشخص شده شامل برنامه های سیستم عامل نباشد پیام خطائی نمایش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )

پیکربندی BIOS
در بخش قبل اشاره گردید که BIOS در موارد ضروری از تنظیمات ذخیره شده در CMOS استفاده می نماید. برای تغییر دادن تنظیمات مربوطه می بایست برنامه پیکربندی CMOS فعال گردد. برای فعال کردن برنامه فوق می بایست در زمان راه اندازی سیستم کلیدهای خاصی را فعال تا زمینه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد.
در اغلب سیستم ها بمنظور فعال شدن برنامه پیکربندی کلید Esc یا Del یا F1 یا F2 یا Ctrl-Esc یا Ctrl-Alt-Esc را می بایست فعال کرد. ( معمولا" در زمان راه اندازی سیستم نوع کلیدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پیکربندی می گردد، بصورت یک پیام بر روی صفحه نمایشگر نشان داده خواهد شد ) پس از فعال شدن برنامه پیکربندی با استفاده از مجموعه ای از گزینه ها می توان اقدام به تغییر پارامترهای مورد نظر کرد.
تنظیم تاریخ و زمان سیستم، مشخص نمودن اولویت درایو بوت، تعریف یک رمز عبور برای سیستم، پیکربندی درایوها ( هارد، فلاپی ، CD ) و ... نمونه هائی از گزینه های موجود در این زمینه می باشند. در زمان تغییر هر یک از تنظیمات مربوطه در CMOS می بایست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتیکه عملیات فوق بدرستی انجام نگیرد اثرات منفی بر روی سیستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سیستم خواهد شد.

بایاس ROM
BIOS از تکنولوژی CMOS بمنظور ذخیره کردن تنظیمات مربوطه استفاده می نماید. در این تکنولوژی یک باتری کوچک لیتیوم انرژی (برق) لازم برای نگهداری اطلاعات بمدت چندین سال را فراهم می نماید.

ارتقاء برنامه BIOS
تغییر برنامه BIOS بندرت انجام می گیرد. ولی در مواردیکه سیستم قدیمی باشد، ارتقاء BIOS ضروری خواهد بود. با توجه به اینکه BIOS در نوع خاصی از حافظه ROM ذخیره می گردد، تغییر و ارتقاء آن مشابه سایر نرم افزارها نخواهد بود. بدین منظور به یک برنامه خاص نیاز است. برنامه های فوق از طریق تولید کنندگان کامپیوتر و یا BIOS عرضه می گردند. در زمان راه اندازی سیستم می توان تاریخ، شماره و نام تولید کننده BIOS را مشاهده نمود. پس از مشخص شدن نام سازنده BIOS، با مراجعه به وب سایت سازنده، اطمینان حاصل گردد که برنامه ارتقاء BIOS از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است. در صورتیکه برنامه موجود باشد می بایست آن را Download نمود. پس از اخذ فایل (برنامه) مربوطه آن را بر روی دیسکت قرار داده و سیستم را از طریق درایو A (فلاپی درایو) راه اندازی کرد. در این حالت برنامه موجود بر روی دیسکت، BIOS قدیمی را پاک و اطلاعات جدید را در BIOS می نویسد. در زمان ارتقاء BIOS حتما" می بایست به این نکته توجه گردد که از نسخه ای که کاملا" با سیستم سازگاری دارد، استفاده گردد در غیر اینصورت BIOS با اشکال مواجه شده و امکان راه اندازی سیستم وجود نخواهد

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 ارتباطات سریال چیست؟

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 حسگر (سنسورSensor) چیست؟

حسگر (سنسورSensor) چیست؟

سنسور‌ها قطعاتی متشکل از ابزارهای لامسه‌ای الکتریکی یا نوری هستند که در کنار سایر عناصر الکترونیکی ایفای نقش می‌کنند. وظیفه این المان‌ها کسب اطلاعاتی از موقعیت و شرایط محیطی مانند نور و گرما و هدف‌های موجود در محیط می‌باشد.
سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژ یا جریان ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.
به عبارت دیگر حسگر یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه‌‌گیری می‌کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید.
حسگرها در واقع ابزار ارتباط سیستمها با دنیای خارج و کسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی می باشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان کارایی ربات دارد.

در اینجا بحث حسگر را در مورد کاربرد در مورد سیستم ربات پیش میبریم.
انواع حسگر ها بسته به نوع اطلاعاتی که ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی می توان استفاده نمود:
– فاصله
– رنگ
– نور
– صدا
– حرکت و لرزش
– دما
– دود
– و...

مزایای استفاده از سنسور ها
اما چرا از حسگرها استفاده می کنیم ؟ همانطور که در ابتدای این گفتار اشاره شد حسگرها اطلاعات مورد نیاز ربات را در اختیار آن قرار می دهند و کمیتهای فیزیکی یا شیمیایی موردنظر را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کنند.مزایای سیگنالهای الکتریکی را می توان بصورت زیر دسته بندی کرد:
– پردازش راحتتر و ارزانتر
– انتقال آسان
– دقت بالا
– سرعت بالا
و...

سنسورها در ربات
سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.

• سنسورها را می‌توان از دیدگاه‌های مختلف به دسته‌های متفاوتی تقسیم کرد که در ذیل می‌آید:
  سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن‌ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می‌نمایند.
  سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آن‌ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت می‌شود.
  سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار می‌کنند، به‌ ‌همین دلیل ارزان‌تر، ساده‌تر و دارای کارایی کمتر هستند.

سنسورها از لحاظ فاصله‌ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به سه قسمت تقسیم می‌شوند:
سنسورها از لحاظ فاصله‌ای
سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصا در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند.
سنسورهای تشخیص تماس
سنسورهای نیرو-فشار
سنسورهای مجاورتی: این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتما با شی در تماس باشد. عموما این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می‌دهند.

• دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:
  حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌گیرد.به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده می‌شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می‌گیرد.
  حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. اغلب سنسورها در سیستم‌های بینا این‌گونه‌اند.
  

لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می‌شویم:

• سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار داردفراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این‌که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز می‌دهد.
• سنسور جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب‌نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می‌تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خود آگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصم‌گیری کند. این سنسورها دارای چهار خروجی می‌باشند که هرکدام مبین یکی از جهت‌ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می‌توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.
• سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیه‌سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل‌ها در دست‌اندازها استفاده می‌شود. این سنسورها در دست‌ها و بازوهای ربات‌ هم به منظورهای مختلفی استفاده می‌شوند. مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به ربات‌ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند. با توجه به این توضیحات می‌توان عملکرد آن‌ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: 1- رسیدن به هدف، 2- جلوگیری از برخورد، 3- تشخیص یک شی.
• سنسورهای گرمایی (Heat Sensors): یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المان‌های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر می‌کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن‌ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می‌کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل‌ها هستند که آن‌ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می‌کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه‌ای که باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند.
• سنسورهای بویایی (Smell Sensors): تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت. آنچه که موجود بود یک‌سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه‌ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می‌شود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسور به محرک‌های محیطی فراهم می‌شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می‌کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده‌های بعدی به کار می‌‌برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می‌کنند و سپس پاسخ‌های دریافتی از آن‌ها به شبکه‌ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن‌ها نمی‌توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند.
  بویایی حسی است که می تواند در جلوگیری از جرائم استفاده شود. از گذشته از حس بویایی سگ ها برای یافتن اجساد ، مواد مخدر یا مواد منفجره و حتی شناسایی افراد استفاده می شده است. دانشمندان و مهندسان دارند بر روی سیستمی کار می کنند که بتواند بو را احساس کند. این تکنولوژی می تواند به جای سگ ها به کار برده شود و وظایف آن ها را انجام دهد.
  بو مخلوطی از مواد شیمیایی موجود در هوا است. حیوانات و ماشین ها برای بوییدن باید از چندین سنسور متفاوت استفاده کنند. هر سنسور به دسته ی خاصی از مواد شیمیایی حساس است. با اندازه گیری نتایج سنسور ها می توان بو را تشخیص داد
  با مقایسه نتایج به دست امده از سنسور ها با نتایج از قبل ثبت شده ، می توان ماده شیمیایی را تشخیص داد.
  یک سنسور بویایی می تواند از یک کریستال کوارتز با اتصالات الکترونیکی و یک روکش پلاستیکی خاص درست شده باشد. کریستال کوارتز به منظور ایجاد یک لرزه منظم با یک فرکانس دقیق استفاده می شود. روکش پلاستیکی می تواند مواد شیمیایی را جذب کند .
• سنسورهای موقعیت مفاصل : رایج‌ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند. این دسته انکدرها را به دو دسته می‌توان تقسیم کرد:
  انکدرهای مطلق: در این کدگشا ها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Codded Decible ) تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکان‌ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از احاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می‌شود.
  انکدرهای افزاینده: این کدگشا ها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می‌رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می‌یابند. از روی فرکانس (عرض پالس‌ها) می‌توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دوارنی پی برد. حتی می‌توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنال‌های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترل‌کننده ارسال می‌شود. B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A. از روی اختلاف فاز بین این دو می‌توان به جهت چرخش پی برد.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390  |

 Cuckoo sound Generator

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 One-IC two-tones Siren

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Intercommunication

Intercommunication (Intercom)

This is a great intercom circuit that can be used in many ways. It uses 22V to operate and maybe it will work at a lower voltage (you can try it). For input/output it uses a loundspeaker (20-45 Ohm) on each side.

Circuit diagram

Componets Layout

PCB

Parts
R1: 2,2 M
R2: 10 Ohm
R3,R6: 100K
R4: 22K
R5: 1M
C1: 0,2uF
C2: 0,02uF
C3: 0,001uF
C4: 0,05uF
C5: 100uF/40V
C6: 200uF/40V
IC1: PA234
LS1,2: 20-45 Ohm
T1: 2N3391 (BC383)
P1: 5K
S1: SW-DPDT *

See here how the SW should be. See also the large theoritical image.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Cellular Phone calling Detector

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Whistle Responder

Circuit diagram:

Parts:

R1_____________22K   1/4W Resistor
R2_____________10K   1/4W Resistor
R3______________4M7  1/4W Resistor
R4,R8_________100K   1/4W Resistors
R5____________220R   1/4W Resistor
R6____________330K   1/4W Resistor
R7_____________47K   1/4W Resistor
R9______________2M2  1/4W Resistor
R10_____________1M5  1/4W Resistor

C1,C5__________47nF   63V Polyester or Ceramic Capacitors
C2,C3__________10nF   63V Polyester Capacitors
C4,C6___________1µF   63V Electrolytic Capacitors

D1,D2________1N4148  75V 150mA Diodes

IC1____________4049  Hex Inverter IC

Q1____________BC337  45V 800mA NPN Transistor

MIC1_________Miniature electret microphone

BZ1__________Piezo sounder (incorporating 3KHz oscillator)

B1___________2.8 or 3V Battery (see notes)

---

Device purpose:

Some 20 years ago it was common to see small key-holders emitting an intermittent beep for a couple of seconds after its owner whistled. These devices contained a special purpose IC and therefore were not suited to home construction. The present circuit is designed around a general purpose hex-inverter CMos IC and, using miniature components and button clock-type batteries can be enclosed in a matchbox. It is primarily a gadget, but everyone will be able to find suitable applications.

Circuit operation:

This device beeps intermittently for about two seconds when a person in a range of around 10 meters emits a whistle.
The first two inverters contained in IC1 are used as audio amplifiers. IC1A amplifies consistently the signal picked-up by the small electret-microphone and IC1B acts as a band-pass filter, its frequency being centered at about 1.8KHz. The filter is required in order to select a specific frequency, the whistle's one, stopping other frequencies that would cause undesired beeper operation. IC1C is wired as a Schmitt trigger, squaring the incoming audio signal. IC1D is a 2 second-delay monostable driving the astable formed by IC1E & IC1F. This oscillator generates a 3 to 5Hz square wave feeding Q1 and BZ1, thus providing intermittent beeper operation.

Notes:

• Power supply range: 2.6 to 3.6 Volts.
• Standing current: 150µA.
• Depending on dimensions of your box, you can choose from a wide variety of battery types:
• 2 x 1.5 V batteries type: AA, AAA, AAAA, button clock-type, photo-camera type & others.
• 2 x 1.4 V mercury batteries, button clock-type.
• 1 x 3 V or 1 x 3.6 V Lithium cell

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Nocturnal Animals Whisker

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Digital Step-Km Counter

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 7 Segment Counter Circuit

7 Segment Counter Circuit

Seven Segment Counter Display Circuit

Description

Here is the circuit diagram of a seven segment counter based on the counter IC CD 4033.This circuit can be used in conjunction with various circuits where a counter to display the progress  adds some more attraction.

IC NE 555 is wired as an astable multivibrator for triggering the CD 4033.For each pulse the out put of CD 4033 advances by one count.The output of CD 4033 is displayed by the seven segment LED display LT543.Switch S1 is used to initiate the counting.Diode D1 prevents the risk of accidental polarity reversal.

Seven Segment Circuit Diagram with Parts List.

 

Some circuits that you may like to see.

1. Static 0 to 9 Display

2. Up/Down Counter Circuit

3. Digital Timer Circuit

4. Long Duration Timer Circuit

5. Scoring Game Circuit

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Downed Model Locator II

Downed Model Locator II

Here is another device to help you locate your downed R/C sailplane in the bushes and weeds. Similar to the other design, this circuit plugs into a spare servo socket on your receiver, and it is a pulse omission detector. The alarm sounds when pulses originating from your transmitter are no longer being received--turn off your transmitter to turn on the alarm and help you find your plane. This circuit is simpler than the other design, is much easier to build, but is not quite as specific. While the other design tests for a specific frequency of pulses, this design is less picky, and may not work quite as well in areas with more radio frequency background noise. This design was originally collected from another web site, but the site has gone off-line and I'm unable to give proper credit to the individual. I modified the original design a little to make it work more reliably with the more aggressive automatic gain control of some of the current receivers.

Circuit diagram

The circuit draws 1mA (!) when idle and 7 when buzzing. You can use a piezo buzzer right on the board (light and compact), a large piezo buzzer on a short wires (louder and easier to hear tone), or use the magnetic buzzer (a little heavier but good raspy sound). With the transmitter off, the alarm is mostly on, punctuated now and then by a servo wiggle and alarm silence from background radiofrequency noise pulses. This device is easy to build and works great. It's amazing how much your search time will be cut even with wind or surf noise in the background. Being able to hear it from 20 feet away often makes the difference between finding and not finding a plane.
If your plane went down because of radio interference, this device may not sound much. If you think it may have been interference from another pilot's transmitter on your frequency, be sure to have the other transmitter turned off before you go hunting for your plane.
The circuit uses your receiver battery for power. For the ultimate in reliability, you can use an additional battery to supply the alarm as follows. Connect only signal and negative leads to your receiver socket, and connect the second battery positive to positive circuit lead and negative to negative circuit lead. You will need to put some kind of switch in series with the second battery to keep it from running the alarm when you are not flying. With the extra battery, you will still be able to find your plane if your plane went down because of a receiver battery failure, or if your receiver battery fell out in the crash. Note: Do NOT solder to a button battery--they explode.
Here are few Radio Shack parts numbers. Please note that any type of capacitor will work (ceramic, electrolytic, etc.) but that the tantalum and monolithic capacitors are very small. The tantalum capacitors are polarized, but at these low voltages, the polarity probably does not matter.

Parts
273-074 board mount tiny 12 volt piezo buzzer, one per
273-065 larger and louder 12 volt piezo buzzer, one per
273-054 6 volt electromagnetic buzzer, one per
276-1617 2N2222-type NPN switching transistors (box of 15)
276-2023 2N4402-type PNP transistor (MPS2907), one per
272-109 0.1uF monolithic capacitors, five per
272-1434 1uF tantalum capacitor
271-312 1/4 watt resistor assortment, 100 pieces

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Downed Model Locator

Downed Model Locator

If you know people who fly slope gliders frequently, you probably know someone who has lost a glider in the weeds or bushes. Here is a circuit I've shamelessly swiped from George Steiner's book "A to Z - Radio Control Electronic Journal" that may help you find your glider. I modified the circuit to use parts currently available at your local Radio Shack store, and modified it to decrease false triggering from low voltage spikes in the on-board power system when full sized or higher torque servos are used.
Your transmitter sends a set of pulses to your receiver every 20 milliseconds, and your receiver in turn sends an individual pulse to each of your servos at the same interval. This circuit is a pulse omission detector--an alarm sounds when the pulses, originating from your transmitter, are no longer present. By plugging this circuit into an unused servo socket on your receiver, you can turn on the alarm by turning off your transmitter.
The first capacitor C1 filters out DC voltage, preventing an aggressive automatic gain control of some current receivers from shutting off the alarm even when your transmitter is off. The first transistor Q1 serves to flip the pulse to negative modulation that the 555 needs. The C2 capacitor and the R4 resistor establish the time interval--if no pulse is received in the time it takes to charge the capacitor through the resistor, the alarm sounds. The interval is the resistance multiplied by the capacitance: 1uF x 47k = 0.000001F x 47000 ohms = 0.047sec = 47msec which is a little over twice the standard 20msec R/C frame rate--this device uses a little longer interval than the frame rate to prevent false triggering. The other capacitor C3 smoothes the control voltage on the 555, preventing false triggering from spikes in the supply voltage. Unless a pulse opens the Q2 transistor to drain the C2 capacitor before the capacitor is fully charged, the pin 6 threshold senses a high voltage and triggers the output pin 3 to go low, sinking current across the buzzer and making noise. With the reset pin 4 high, the discharge pin 7 drains the capacitor, and the cycle starts again.

Circuit diagram

The circuit draws 1mA (!) when idle and 4 mA when buzzing. I've been using large peizo buzzers (see part numbers below) because they are light and loud, and the 6 volt electromagnetic buzzer where weight is not so much of a concern.
The circuit uses your receiver battery for power. For the ultimate in reliability, you can use an additional battery to supply the alarm as follows. Connect only signal and negative leads to your receiver socket, and connect the second battery positive to positive circuit lead and negative to negative circuit lead. You will need to put some kind of switch in series with the second battery to keep it from running the alarm when you are not flying. With the extra battery, you will still be able to find your plane if your plane went down because of a receiver battery failure, or if your receiver battery fell out in the crash. You can use a nine volt battery for this, but be careful to NOT connect the nine volt battery to your receiver--or you will smoke your receiver. Note: Do NOT solder to a button battery--they explode.
Here are few Radio Shack parts numbers. You can substitute other types of capacitors; tantalum capacitors are just physically smaller. Polarity of the tantalum capacitor probably does not matter at this low voltage (compared to the rated maximum voltage), but to be particular, the positive lead would be directed toward the input signal lead and away from the negative side. Power in this circuit is minimal and you can use the smallest resistors you can get your hands on (get 1/8 watt if you can, but any power rating will work).
273-065 peizo buzzer
273-054 electric buzzer
276-1604 2N3906-type PNP transistors, 15 per
276-2016 2N3904 NPN transistor
276-1723 LM555 timer IC
272-1434 1uF tantalum capacitor
271-xxx 1/4 watt resistors (10k, 47k, 4.7k, 5 per)
George Steiner's book, crammed with cool R/C radio info, can be had for $19.95 postage paid from the following:
GSP AZ Journal
2238 Rogue River Drive
Sacramento CA 95826
phone: 916-362-1962

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Precision Receiver Battery Low Voltage Alarm

Precision Receiver Battery Low Voltage Alarm

Flying hand launch gliders means living with small capacity receiver NiCad battery packs. These small packs are light, but have the distinct disadvantage of rapidly depleting. You can carefully time your flights, but you end up either crashing when your plane seizes or using only a portion of the already small capacity of the battery. If you charge the battery in a slightly suboptimal fashion, your plane dies and bites the dirt (done that, crashed). This devices will allow you to use a small mA pack and use the full capacity of your battery.
This device of my design uses seven componants on a single side PC board. With a 6 inch connector, the whole thing weighs about 0.2 oz. The alarm sounds with a voltage at or below 4.5v, and the circuit draws 2.4-2.7 mA when quiet and 5.6mA with the alarm (in my Hitec system, a receiver and two servos draw an average 75-100mA when flying). The LM336 and 3k resistor provide a precision reference 2.5 volts, and the two other resistors are a voltage divider that provide the sample voltage. The LM311 is a voltage comparator, and powers the buzzer when the sample voltage crosses the reference. Since servos draw current abruptly and intermittantly, the ambient battery voltage is puncuated by a series of low voltage spikes. The capacitor (not in the original design in the picture) smooths these spikes somewhat so that the alarm does not chirp with every servo motion. These inverted voltage spikes are not so pronounced with larger capacity batteries; the capacitor may not always be be needed. While it is possible to smooth the voltage completely, this chirping provides a continuous and early indication of battery voltage. With the circuit here, the alarm chirps while slewing both servos of a reciever/two servo system when a 150mA battery is about half discharged, chirps with any servo motion when near completely discharged, and alarms continuously with about 5 minutes of flying time left. With a larger capacity battery, the sequence occurrs much nearer to complete discharge--perhaps no capacitor or a smaller one (say 1uf or 0.1uf) would do--and initial comparison with your measured voltages would be important to calibrate to your system. You can adjust the divider resistors for a higher or lower voltage alarm: Vout=Vin(R2/(R1+R2)) where Vout=2.5v and Vin is your selected alarm voltage, and R1 is the positive side and R2 is the negative side. Note that the LM336 has three pins and you only use two (break off the third). Solder a battery or servo connector to the board with positive and negative as shown, and plug the connector into an unused slot in your receiver.

Circuit diagram

RadioShack parts:
273-074 $2.99 Miniature Piezo Buzzer, 12v, PC board mount
271-312 $7.99 1/4 watt 5% carbon film resistors, 500 pieces (Just do it!)

JDR Microdevices parts
LM336 2.5v precision reference diode (has a third unused "adjust" pin)
LM311 Voltage comparator
T2.2-16 2.2uf 16v tantalum capacitor

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Multi Rocket Launcher

Multi Rocket Launcher

Description
This launch controller can be used with low voltage battery igniters, which fire rocket engines in model rockets such as the Estes range. These circuits are electrical, only switches and contacts are involved. First the circuit for a single rocket:
The only thing to note here is that this controller uses "C" cells, providing more current than "AA" batteries and that the push button switch has contacts rated 1 amp or higher. The wire to the igniter is isolated via a 3.5 inch jack plug and socket. Connect the igniter, then plug in to control box and then press button, making sure you are the recommended distance away. Below is an internal and external picture of my controller:-

Ok, does anyone think my grass needs cutting? Moving on to the multi launch controller:-

Circuit diagram

Once again, nothing too complicated. The single pole rotary switch has contacts rated 1 amp so can easily handle the 400 mA of current that the igniter takes. Here three rockets can be launched by rotating the switch. The Green LED provides continuity between battery,igniter and wiring. This extinguishes as the launch switch is pressed. Once again, observe safety precautions.

Mission Critical:
Heres a story about my own Estes space shuttle, on its one and only mission. This is what happens when you're too eager to get a rocket flying and don't pay attention to balance. It was a late November afternoon in 1998 when I first launched the shuttle. Lift off was perfect, no wind, clear skies (doesn't sound at all like England), and the rocket motor was a C6-5. At launch, the rocket motor fired, though lift off acceleration was not as good as I expected, I blame too much paint and excess weight). As my rocket reached apogee, (estimated height about 100 meters) and acceleration became zero there was no immediate separation between the shuttle and main fuel tank. There was of course a delay of 5 seconds between the rocket engine blowing its ejection charge. Five seconds is a long time too wait, especially when the forces excerted of gravity take hold. At 9.8 meters/second, the rocket plunged towards earth losing at least half its height. Then, thankfully the ejection charge blew, separation was achieved the the main fuel tank with SRB's drifted slowly down to earth on its parachute. However all was not well with the shuttle. It was only after separation that I realized there was too much nose weight (hence a heavy lift up and not enough height). The shuttle did glide, but only at about 45 degrees downward, picking up speed until eventually it crash landed in some soft mud. Luckily it survived the impact, I cleaned it up but have not yet removed the nose cone to balance the shuttle. I like it as an ornament anyway.

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |

 Discharger for Receiver Battery Packs

Discharger for Receiver Battery Packs

You may have read about cycling NiCad batteries. If not, read a little here ( Red's R/C Battery Clinic) for an excellent overview. Overcharging apparently leads to voltage depression, which can be corrected by one or two complete discharges (to 1 to 1.1 volts per cell). On the other hand, over discharging the batteries to a low or zero voltage can damage them, and if the batteries have not been overcharged and have no voltage depression, cycling just uses up regular battery life. I designed and use this discharger occasionally to remove voltage depression and insure battery capacity is still ok for those planes that have no low voltage alarm.
Note that the 100 ohm resistors are 1/2 watt (these are the load resistors), the rest are 1/4 watt. The red LED lights while discharging, buzzer sounds and discharge rate drops to 15-25mA (for the buzzer) when complete. The discharge load is 60mA to 110mA depending on the battery voltage. Since that's about the same current draw as my Hitec receiver and two HS-80's draw while flying handlaunch, I can use discharge time almost directly to indicate flying time. The buzzer uses enough current to keep a 150mA battery down, but when discharging a 600mA battery, the battery recovers quickly when the load is removed--the buzzer/discharger cycles on and off. Threshold voltage of the discharger is set to 4.2 volts. Since the discharger still draws some current when buzzing, try to disconnect the discharger once the alarm sounds--don't leave it going for hours lest the battery be over discharged.
There are a couple ways you could modify the circuit to work with a 5-cell 6-volt receiver battery pack. The two 1k resistors are a divider network, so one way would be to change the resistors to change the sampling voltage at the comparator. The formula for a divider network is Vout=Vin(R2/(R1+R2)) or R1=R2*((Vin/Vout)-1). Here, R1 is the resistor connected to the positive lead and pin 7 of the comparator, Vin is 5.25 volts (1.05 volts per cell discharge shutoff threshold), and Vout is the reference 2.1 volts (the voltage produced by the LM317T and the 180 and 270 ohm resistors). You can use R2 as the same 1k value that was there before. So R1=1000*((5.25/2.1)-1)=1500=1.5k. So swap the top 1k resistor in the schematic for a 1.5k, and the new shutoff voltage for your device will be 5.25 volts.
To increase the discharge rate, decrease the resistance of the load resistors. You could use four 100 ohm resistors in parallel instead of two, for example, and it would discharge twice as fast. Resistance of a number of resistors in parallel is the value of the resistor devided by the number of the resistors. Here, 100 ohms/ four resistors is 25 ohms. At five volts, current is (5 volts)/(25 ohms)=0.2 ampere or 200mA. Be careful not to decrease resistance too much however--the small signal transistor used in this particular circuit is probably only rated for maximum 500 mA.

Circuit diagram

Custom electronics:
I post this design not because I think this is a brilliant piece of circuit design but because the design works, and it can give you a start on your own experimentation. The idea is to use the power available from the discharging battery to monitor the voltage of the battery, shut off discharging at a preset voltage (here 1.05 volts/cell), and sound an alarm when discharging is complete. To do so means a voltage reference powered by the changing voltage of the battery, here the LM317T and the 180 with 270 ohm resistors. You could just as easily use a LM336 (see the low voltage warning buzzer page) or a zener with resistor, or something else as a reference. Since the reference voltage must be below the ambient battery voltage, a pair of 1k resistors provides the divided test voltage. The LM339 is a four way comparator.
This design uses really three comparators: in addition to the one driving the transistor, a comparator drives the LED and another drives the buzzer. But you could use a single comparator (like the LM311) with the buzzer across the emitter and collector of the transistor, and the LED in series with a 270 ohm resistor across (parallel with) the 100 ohm load resistors. With the transistor conducting, the voltage drop across base and emitter is low, and the buzzer is quiet. The tiny current in a piezo buzzer (7 mA), when the transistor is not conducting, would be divided between the load resistors and the LED, and the LED is dark.
A word about the comparator. The output of the comparator serves as a meager source of current, but can sink current nicely. In other words, the high logic output of the comparator will not drive the base of a NPN transistor as here. The 560 ohm resistor provides the current here for the transistor base--the comparator takes it away when its output drops to ground. Hmmm . . . . so, maybe use a PNP transistor like a 2N3906 instead with emitter to + and collector to load, remove the 560 resistor and connect the base through a 1k resistor to the output of the comparator, then reverse the logic of the comparator by swapping the reference with the test. . . hmmmmm. Could work. Yep . . . works.

Parts:
273-074 Miniature Piezo Buzzer, 12v, PC board mount
271-312 1/4 watt 5% carbon film resistors, 500 pieces (Just do it!)
276-1778 LM317T adjustable voltage regulator
276-1712 Quad comparator LM339
276-1622 LED assortment (20 count)
276-2009 NPN Silicon transistor MPS2222A (2N2222)

|+| نوشته شده توسط مهندس ترابی در دوشنبه هفتم آذر 1390  |