ربات مسیریاب

ربات مسیریاب چیست؟

ربات مسیریاب یا همان تعقیب کننده خط که به انگلیسی به آن Line follower robot می‌گویند.

تعقیب کننده خط رباتی است که می‌تواند دنباله یک خط پررنگ با کنتراست بالا روی پس زمینه روشن یا برعکس را دنبال کند.

این خطوط مسیر خاصی را نشان می‌دهد تا ربات مسیر را شناسایی کرده و روی آن حرکت کند ؛ البته این خطوط باید مشخص بوده و دارای عرض قابل قبولی باشند.

در این مطلب به معرفی این ربات‌های ساده اما در عین حال کاربردی می‌پردازیم.

معمولا این نوع ربات‌ها، ساده‌ترین نوع ربات‌های شناخته شده هستند و انتخاب بسیار مناسبی برای افراد تازه‌کار و علاقه‌مندان به یادگیری رباتیک است. ساخت این نوع ربات علاوه بر اینکه بسیار جالب و سرگرم کننده است، باعث می‌شود تا مهارت‌های برنامه نویسی و الکترونیک شما افزایش پیدا کند.

شما می‌توانید یک ربات مسیریاب ساده بسازید که خطوط مشکی یا سفید رسم شده روی زمین را دنبال کند یا اینکه می‌توانید ربات پیشرفته‌تری طراحی کنید که خطوط با رنگ‌های مختلف را شناسایی کند و فقط یک رنگ خاص را دنبال کند.

بدون در نظر گرفتن اینکه قصد ساخت کدام نمونه ربات مسیریاب را دارید، تمام این ربات‌ها دارای ویژگی‌های مشترکی هستند. این ربات‌های هوشمند همگی از چرخ یا شنی و از دو موتور یا بیشتر برای سیستم حرکتی و از سنسور‌ها برای تشخیص خطوط استفاده می‌کنند. همه‌ی این ربات‌ها برای استحکام، دارای شاسی هستند و از یک برد الکترونیکی به عنوان مغز متفکر ربات استفاده می‌کنند.

ربات مسیریاب ماموریت ساده ای دارد،  “دنبال کردن خطوط “.

برای ساخت این ربات ها نیازی به مهارت‌های الکترونیکی و برنامه نویسی بالا برای ساخت این نوع ربات وجود ندارد.

کاربرد ربات مسیریاب

یکی از کاربرد‌های عمده این ربات، حمل‌و‌نقل وسایل و کالاهای مختلف در کارخانجات، بیمارستان‌ها، فروشگاه‌ها، کتابخانه‌ها وغیره می‌باشد.
ربات مسیریاب تا حدی قادر به انجام وظیفه کتاب‌داری کتابخانه‌ها می‌باشد. به این صورت که بعد از دادن کد کتاب، ربات با دنبال کردن مسیری که کد، آن را تعیین می‌کند، به محلی که کتاب در آن قرار گرفته می‌رود و کتاب را برداشته و به نزد ما می‌آورد.

از این ربات در کارخانه‌ها برای جابه‌جا کردن ابزار و سامان‌دهی وسایل مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال در آمازون برای جا‌به‌جا‌یی وسایل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجزا یک ربات مسیریاب

بک ربات مسیریاب یا دنبال کننده خط، دارای ۴ بخش اصلی است.

بدنه ربات همان چیزی است که شما آن را مشاهده می‌کنید.

چرخ‌ها ربات را به حرکت در می‌آورند.

موتور و سنسورها نیز محرک ربات هستند.

این ۴ جز در کنار هم می‌توانند یک ربات مسیریاب ساده را به وجود بیاورند.

• بدنه ربات

باتوجه به اینکه ربات را به چه منظور و برای چه کاری می‌سازید؛ بدنه می‌تواند از مواد مختلفی ساخته‌شود. شما باید به نکاتی مانند قیمت مواد، میزان مقاومت و انعطاف پذیری آن‌ها دقت کنید.

به طور مثال برای ساخت ربات‌های مسیریاب ابتدایی برای مدارس و یا پروژه‌های درسی می‌توانید از آلومینیوم یا پلاستیک فشرده استفاده نمایید.

• چرخ‌ها

جنس چرخ‌ها باید به گونه‌ای انتخاب شود که با سطح اصطکاک ایجاد کرده و در نتیجه در طول مسیر بتواند با تعادل حرکت کرده و واژگون نشود.

اندازه چرخ نیز باید طبق اندازه بدنه ربات و قدرت چرخ ها انتخاب شود تا ربات را در طول حرکت سرنگون نسازد یا ربات متوقف نشود.

• سنسور

اصلی‌ترین سنسور های مورد نیاز در این دسته از ربات‌ها، سنسورهای گیرنده و فرستنده‌ی مادون قرمز هستند.

این سنسورها نیز زیر ربات و در نزدیکی سطح زمین نصب‌شده و با عملکرد خود می‌تواند مسیر درست را به ربات نشان‌دهند.

• موتور

موتور یکی از اجزای مهم ربات است که باید به آن دقت شود؛ موتورها باید انرژی را به حرکت مکانیکی تبدیل کرده و ربات را رو به جلو حرکت دهند.موتورهای دی سی و ای سی نمونه‌های رایجی از این موتورها هستند که برای استفاده در ربات‌های مسیریاب مناسب می‌باشند.

 

ساخت ربات مسیر یاب

ساخت ربات مسیر یاب کاری نسبتا ساده می‌باشد،برای ساخت ربات شما نیاز به دانش برنامه‌نویسی برای پردازنده و رباتیک برای ساخت قسمت متحرک دارید،شما همچنین باید طریقه کار با سنسور‌ها را بدانید.

برای ساختن یک ربات باید آشنایی مقدماتی با ۳ رشته مکانیک،برنامه‌نویسی و‌الکترونیک داشته‌باشیم.

البته نیازی نیست در تمامی این رشته‌ها خود تسلط داشته باشیم چنانچه شما عضو یک تیم هستید هریک از اعضای تیم باید در مهارت خود تسلط داشته باشند تا شما به نتیجه دلخواه و ایده آل خود برسید.

روش کار ربات مسیر یاب

بعد از طراحی و ساخت این ربات که به صورت اصول مکانیکی، برنامه نویسی و الکترونیک انجام می‌شود؛ برای حرکت این ربات به یک زمینه روشن به رنگ مثلاً سفید و یک خط تیره به رنگ (به طور مثال مشکی) نیاز دارید. همانطور که در ابتدا اشاره شد عرض این خط نیز اهمیت دارد و باید حداقل دو سانتی متر باشد تا ربات بتواند آن را تشخیص دهد. طول خط و میزان پیچ و تاب‌هایی که در مسیر با آن مواجه می‌شود محدودیت خاصی ندارد.

همانطور که در ابتدا اشاره شد این ربات‌ها از دو طریق نور و مادون قرمز کار می‌کنند. در ابتدا با کار سنسور تابش نور آشنا شوید.

همه ما می‌دانیم وقتی به جسم روشنی نور بتابانیم،مقدار زیادی نور از آن عبور کرده و مقدار کمی از آن نور جذب می‌شود.

درمقابل با تابش نور به جسم تیره،بر‌عکس این موضوع اتفاق می افتد،در نتیجه مقداری زیادی نور جذب‌شده و تنها مقدار کمی از آن عبور داده می‌شود.

بنابراین این روش می‌تواند رنگ تیره را از روشن تشخیص دهد.وقتی ربات شما درحال حرکت است با یک منبع،نور می‌تاباند و توسط سنسورهایی که در ربات تعبیه‌شده؛ مقدار بازگشت نور را اندازه بگیرد.در این صورت خط مشکی روی پس زمینه سفید را تشخیص داده و به سادگی می‌تواند خط را دنبال کند و به مقصد برسد.

در‌‌واقع این گیرنده و فرستنده نور که در ربات تعبیه‌شده،می‌تواند مسیر را تشخیص‌داده و حرکت کند.

الگوریتم مسیر‌یابی

الگوریتم مسیر‌یابی باید طوری نوشته شود تا ربات بتواند هرگونه مسیری را، با هر اندازه پیچ و خم دنبال کند، به‌طوری که خطای آن مینیمم باشد.

تجربه نشان می‌دهد که بهترین روش برای یافتن و دنبال‌کردن مسیر،استفاده از ۵ سنسور است. الگوریتم های مسیریابی با توجه به عملکرد ها و گزارشات سنسور ها پیاده سازی می‌شوند.

این الگوریتم ها سعی در پیدا کردن مسیر در مسیر های دشوار یا پیدا کردن کوتاه ترین مسیر دارند.

 

شرکت بارمان رباتیک برای کودکان و نوجوانان علاقه‌مند به رباتیک اقدام به طراحی پک های آموزشی و تخصصی زیر نظر متخصصین این حوزه نموده است.

امداد روبو،یکی از پک‌های رباتیک طراحی‌شده در حوزه ربات‌های مسیریاب است که از بهترین و با‌کیفیت‌ترین مواد تهیه گشته‌است. علاقه‌مندان می‌توانند این پک را از فروشگاه های دانشجو کیت و دیجی کالا تهیه کنند.