Το ρομπότ μπορεί να ελεγχθεί με διαφορετικούς τρόπους. Βασική έρευνα Ρομπότ ελεγχόμενα από το Διαδίκτυο

Πηγαίος κώδικας λαμβάνεται από το cyber-place.ru

Υπηρεσία

Τερματικό βοηθητικό πρόγραμμα

Μια ενότητα για εργασία με την κονσόλα από ένα πρόγραμμα περιήγησης ιστού.

Λίστα εντολών που χρησιμοποιούνται συχνά στο CyberWrt

unname -α— Έκδοση πυρήνα Linux.
cat /proc/cpuinfo- πληροφορίες σχετικά με το υλικό
cat /proc/meminfo— διευρυμένες πληροφορίες σχετικά με την κατειλημμένη μνήμη RAM
ελεύθερο -μ— Πληροφορίες σχετικά με τη χρησιμοποιημένη και δωρεάν μνήμη RAM
ls /dev— εμφάνιση όλων των συσκευών του συστήματος
ταυτότητα— συνοπτικές πληροφορίες για τον τρέχοντα χρήστη (σύνδεση, UID, GID)·
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ— όλες οι φορτωμένες διεργασίες·
ημερομηνία— προβολή ημερομηνίας/ώρας
dmesg- λήψη αρχείου καταγραφής
lsmod— Λίστα λειτουργικών μονάδων που έχουν φορτωθεί στον πυρήνα
netstat -rn- πίνακας δρομολόγησης
netstat -an | grep ΑΚΟΥΣΤΕ- λίστα με όλες τις ανοιχτές θύρες
netstat -tup— Ενεργές συνδέσεις στο Διαδίκτυο

fdisk -lΠληροφορίες για όλες τις συνδεδεμένες μονάδες δίσκου.
αμβλύ— Πληροφορίες UUID για όλες τις διαθέσιμες μονάδες δίσκου στο σύστημα.
προσάρτηση /dev/sda1 /mnt— Προσαρτά το διαμέρισμα /dev/sda1 στο σημείο προσάρτησης /mnt.
βουνό— πλήρεις πληροφορίες σχετικά με τις τοποθετημένες συσκευές·
ποσό/μντ— Αποπροσαρτά το διαμέρισμα από το σημείο προσάρτησης /mnt.

Σαφή— Καθαρισμός του παραθύρου του τερματικού. — Τερματισμός της συνεδρίας.
passwd— αλλάξτε τον κωδικό πρόσβασης του τρέχοντος χρήστη.

ενημέρωση opkg– ενημέρωση της λίστας πακέτων
αναβάθμιση opkg– ενημέρωση όλων των εγκατεστημένων πακέτων.
Η λίστα opkg έχει εγκατασταθεί– εμφανίζει μια λίστα εγκατεστημένων πακέτων.

Έλεγχος της απόδοσης των κινητήρων στο περιβάλλον ανάπτυξης

Στο μενού "ΕΡΓΑΛΕΙΑ"επιλέγω "ΣΕΙΡΙΚΗ ΟΘΟΝΗ ΘΥΡΑΣ". Στη γραμμή τερματικού πληκτρολογούμε την εντολή κίνησης:

Echo x > /dev/ttyUSB0

Εάν όλα είναι συνδεδεμένα και ρυθμισμένα σωστά, τότε αφού πατήσετε το κουμπί "ΣΤΕΙΛΕΤΕ"οι κινητήρες θα πρέπει να αρχίσουν να περιστρέφονται.

Μπορείτε να σταματήσετε την κίνηση χρησιμοποιώντας την εντολή:

Echo W > /dev/ttyUSB0

Προβλήματα

Ασυμβατότητα του μικροελεγκτή Arduino Nano V3 CH340 με τον δρομολογητή TP-LINK TL-MR3020

Λύσεις που βρέθηκαν στο φόρουμ:

• Σύνδεση αντίστασης 100 Ohm ανά ακίδα RSTκαι επάνω +5V
• Μείωση της ταχύτητας σύνδεσης στα 9600
• Αφαίρεση πυκνωτή ή κόψιμο ίχνους στο Arduino
• Σύνδεση του μικροελεγκτή στο δρομολογητή μέσω διασύνδεσης UART

Όπως έχει δείξει η πρακτική, καμία από τις παραπάνω μεθόδους δεν βοήθησε. Μόνο μετά την αντικατάσταση του μικροελεγκτή με ένα Carduino Nano V7, το ρομπότ άρχισε να λειτουργεί μέσω του δρομολογητή.

Pozhidaev I.V.

Η δυνατότητα ελέγχου ενός κινητού ρομπότ μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού θα διευρύνει σημαντικά το εύρος της εφαρμογής του. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, εγκαταστάθηκε ένας φορητός υπολογιστής στο κινητό ρομπότ και ένα κινητό τηλέφωνο με μόντεμ GPRS συνδέθηκε σε αυτό. Η πρόσβαση στο Internet εγκαθίσταται μέσω μόντεμ GPRS. Μέσω Διαδικτύου, με χρήση άλλου υπολογιστή, πραγματοποιήθηκε έλεγχος και παρακολούθηση των συστημάτων ρομπότ. Ήταν δυνατός ο έλεγχος των μηχανών του ρομπότ, η λήψη πληροφοριών από αισθητήρες και επίσης η λήψη πληροφοριών από μια βιντεοκάμερα καθώς κινούνταν το κινητό ρομπότ Iris-1. Έτσι, κατέστη δυνατός ο απομακρυσμένος έλεγχος ενός κινητού ρομπότ μέσω Διαδικτύου χρησιμοποιώντας το ραδιοφωνικό κανάλι ενός κινητού τηλεφώνου με μόντεμ GPRS. Και ως συνέπεια αυτού, η απόσταση πάνω από την οποία μπορεί να ελεγχθεί ένα κινητό ρομπότ έχει αυξηθεί σημαντικά. Το εύρος εφαρμογής του ρομπότ έχει επίσης επεκταθεί όσον αφορά τις δυσπρόσιτες ξηρές περιοχές.

Τα κινητά ρομπότ χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες και νοικοκυριά. Είναι αναντικατάστατα: κατά την εξάλειψη των ατυχημάτων σε πυρηνικούς σταθμούς, κατά την αναζήτηση και τον εντοπισμό εκρηκτικών, κατά τη διάγνωση σφαλμάτων στις επικοινωνίες και την εξάλειψή τους. Ευρεία χρήση κινητών ρομπότ παρατηρείται στην εξερεύνηση του βυθού της θάλασσας σε μεγάλα βάθη. Στην αεροπορία, τα μη επανδρωμένα ρομπότ χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή αναγνωριστικών δραστηριοτήτων και την καταστροφή του εχθρού. Τα κινητά ρομπότ χρησιμοποιούνται στη διαδικασία εξερεύνησης άλλων πλανητών του ηλιακού συστήματος. Πρόσφατα, η ρομποτική στον τομέα των κινητών ρομπότ αναπτύσσεται με γρήγορους ρυθμούς. Η αγορά πωλήσεων κινητών ρομπότ είχε αξία 655 εκατομμυρίων δολαρίων το 2000 και θα φτάσει τα 17 δισεκατομμύρια δολάρια το 2005.

Προέκυψε ένα πρόβλημα που σχετίζεται με την πιο δυναμική χρήση ενός κινητού ρομπότ για την επιθεώρηση επικοινωνιών και υπόγειων αντικειμένων τόσο τεχνητής όσο και φυσικής προέλευσης. Οφείλεται στο γεγονός ότι το ρομπότ ελέγχεται μέσω ενός καλωδίου που συνδέεται με το τηλεχειριστήριο, το οποίο περιορίζει την κίνησή του.

Η δυνατότητα ελέγχου ενός κινητού ρομπότ μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού θα διευρύνει σημαντικά το εύρος της εφαρμογής του. Αυτό σας επιτρέπει να το ελέγχετε εντελώς αυτόνομα και σε μεγάλη απόσταση. Το εύρος συχνοτήτων είναι πολύ μεγαλύτερο όταν ελέγχεται μέσω ραδιοφωνικού καναλιού παρά μέσω ενσύρματης επικοινωνίας.

Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, εγκαταστάθηκε ένας φορητός υπολογιστής στο κινητό ρομπότ και ένα κινητό τηλέφωνο με μόντεμ GPRS συνδέθηκε σε αυτό. Η πρόσβαση στο Internet εγκαθίσταται μέσω μόντεμ GPRS. Μέσω Διαδικτύου, με χρήση άλλου υπολογιστή, πραγματοποιήθηκε έλεγχος και παρακολούθηση των συστημάτων ρομπότ.

Σε αυτό το πείραμα χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι τηλεφώνων με διαφορετικές διεπαφές. Αυτά τα τηλέφωνα διαφέρουν μεταξύ τους στο ότι μια συσκευή είναι συνδεδεμένη στον υπολογιστή μέσω ενός καλωδίου τεντωμένου από τη θύρα USB του υπολογιστή στη θύρα του κινητού τηλεφώνου, δείτε το μπλοκ διάγραμμα Νο. 1. Και ένας άλλος τύπος κινητού τηλεφώνου γίνεται εναλλαγή μέσω καλωδίου από τη θύρα σύνδεσης ενός φορητού υπολογιστή στο κινητό τηλέφωνο, δείτε το μπλοκ διάγραμμα Νο. 2.

Το ρομπότ "Iris-1", συνδεδεμένο με υπολογιστή, ελεγχόταν με χρήση λογισμικού για το λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows. Το ίδιο το ρομπότ συνδέθηκε με τον υπολογιστή μέσω πλακών υπολογιστή και ενός καλωδίου από αυτές. Το λειτουργικό σύστημα που είναι εγκατεστημένο στον υπολογιστή περιλαμβάνει ένα τυπικό στοιχείο - τον Internet Explorer, έναν πλοηγό Διαδικτύου. Οι πλοηγοί Διαδικτύου προέρχονται από διαφορετικούς προγραμματιστές. Υπάρχουν δύο σετ λογισμικού σε δύο υπολογιστές. Το ένα για το ρομπότ που είναι συνδεδεμένο σε υπολογιστή αποτελείται από: Microsoft Windows NT 4.0 και λογισμικό για το "Iris-1" με τη μορφή του κύριου στοιχείου "LABVIEW 6.0" για τον έλεγχο του ρομπότ. Ένας δεύτερος υπολογιστής με διαφορετικό σύνολο λογισμικού έχει πρόσβαση στο παγκόσμιο δίκτυο υπολογιστών Διαδίκτυο χρησιμοποιώντας ένα τυπικό στοιχείο Microsoft Windows - τον Internet Explorer, αλλά χρησιμοποιήσαμε το Netscape Navigator, καθώς και έναν υπολογιστή στον οποίο είναι συνδεδεμένο ένα ρομπότ, ο οποίος ελέγχεται εξ αποστάσεως, δείτε το μπλοκ διάγραμμα Νο. 3.

Ένας υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος στο Διαδίκτυο διαθέτει λογισμικό για τη σύνδεση του τηλεφώνου με τον υπολογιστή και λογισμικό για ένα μόντεμ GPRS για ένα συγκεκριμένο μοντέλο κινητού τηλεφώνου. Τα κινητά τηλέφωνα λειτουργούν στην περιοχή συχνοτήτων από 900 MHz έως 1800 MHz. Δεν έχουν όλα τα μοντέλα κινητών τηλεφώνων λειτουργία GPRS.

Τα τηλέφωνα με κλάσεις GPRS 8 και 10 διαφέρουν ως προς τον αριθμό των καναλιών μετάδοσης και λήψης δεδομένων. Για GPRS class 8 - τρία κανάλια για λήψη στα 14,4 Kbit ανά δευτερόλεπτο το καθένα και δύο για μετάδοση. Για ένα τηλέφωνο με GPRS τύπου 10, έχουμε 4 κανάλια για λήψη και δύο για μετάδοση. Τα μοντέλα τηλεφώνων έχουν επίσης χαρακτηριστικά τύπου Α και Β, δηλαδή υποστηρίζουν μόντεμ και συνομιλία GPRS ή μόνο μόντεμ GPRS.

Κατά τη διάρκεια του πειράματος, αποκαλύφθηκε σταθερός έλεγχος απομακρυσμένου ρομπότ μέσω κινητού τηλεφώνου, με εξαίρεση τις περιπτώσεις θωράκισης του ραδιοφωνικού σήματος (ασταθής λήψη μεταξύ βάσης και κινητού τηλεφώνου ή απουσία του - πλήρης θωράκιση) από το κινητό ή παραβίαση στο ίδιο το ενσύρματο δίκτυο Διαδικτύου.

Κατά τη χρήση ραδιοφωνικού καναλιού από κινητό τηλέφωνο, διατηρήθηκε η δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου όλων των συστημάτων του ρομποτικού συγκροτήματος Iris-1, καθώς και ο έλεγχος της λειτουργίας τους. Λαμβάνουμε εικόνες βίντεο καθώς το ρομπότ κινείται ασπρόμαυρο. Οι κινητήρες του ρομπότ μπορούσαν να λειτουργούν εναλλάξ, κάτι που, αν υπήρχαν ίχνη, θα του επέτρεπε να στρίψει προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Εάν οι κινητήρες δούλευαν ταυτόχρονα με την ίδια ταχύτητα περιστροφής, ταιριάζοντας στην κατεύθυνση, τότε το ρομπότ κινούνταν ευθεία προς τα εμπρός ή προς την αντίθετη κατεύθυνση. Υπήρχαν πληροφορίες σχετικά με την παρουσία ενός εμποδίου προς την κατεύθυνση της κίνησης του ρομπότ (εμπρός) χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα υπερήχων. Ο αισθητήρας υπερήχων αποτελείται από δύο μέρη: έναν δέκτη που στέλνει ένα σήμα μπροστά από το ρομπότ σε ένα πιθανό εμπόδιο και έναν πομπό που λαμβάνει το ανακλώμενο σήμα από ένα πιθανό αντικείμενο μπροστά από το ρομπότ. Η παρουσία ενός αντικειμένου μπροστά από το ρομπότ παρατηρήθηκε οπτικά στο γράφημα από έναν χειριστή πολλά χιλιόμετρα από το Iris-1 RTK. Ομοίως, μια εικόνα της παρουσίας ενός εμποδίου πάνω από το ρομπότ ήταν ορατή χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα μικροκυμάτων. Οι παράμετροι από αισθητήρες φωτοπαλμού, που μεταδίδονται μέσω Διαδικτύου χρησιμοποιώντας ραδιοφωνικό κανάλι από κινητό τηλέφωνο, κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία ενός παραμετρικού τρισδιάστατου μοντέλου σε κίνηση με χρονική καθυστέρηση χρησιμοποιώντας το πακέτο T-FLEX CAD 3D έκδοση 6.0 και νεότερη.

Μπλοκ διάγραμμα Νο. 1, σύνδεση κινητού τηλεφώνου μέσω της θύρας USB ενός υπολογιστή.

Μπλοκ διάγραμμα Νο. 2, σύνδεση κινητού τηλεφώνου μέσω της θύρας com ενός υπολογιστή.

Μπλοκ διάγραμμα Νο. 3, έλεγχος του κινητού ρομπότ "Iris - 1".

Κατάλογος εξαρτημάτων για τον έλεγχο του κινητού ρομπότ "Iris-1" σε μεγάλη απόσταση.

1. Ένας υπολογιστής με κινητό τηλέφωνο συνδεδεμένο σε αυτόν μέσω θύρας COM ή USB.
2. Ραδιοφωνικό κανάλι με μόντεμ GPRS στη συσκευή
3. Σταθμός βάσης αναμεταδότη κινητής τηλεφωνίας
4. Εκπρόσωπος παγκόσμιου δικτύου υπολογιστών (Internet) υπηρεσιών - πάροχος.
5. Ένας άλλος υπολογιστής συνδέθηκε σε αυτόν μέσω μιας πλακέτας μέσα σε αυτόν και ενός καλωδίου από αυτόν στο κινητό ρομπότ.
6. Ο υπολογιστής με το ρομπότ έχει πρόσβαση στο παγκόσμιο δίκτυο υπολογιστών μέσω του ραδιοφωνικού καναλιού του κινητού τηλεφώνου.
7. Διαθεσιμότητα σταθερής επικοινωνίας στα τμήματα ενσύρματου και ραδιοφωνικού καναλιού του δικτύου υπολογιστών (Internet).

Όλα τα παραπάνω σας επιτρέπουν να ελέγχετε ένα κινητό ρομπότ από απόσταση σε μεγάλη απόσταση και να λαμβάνετε πληροφορίες σχετικά με αυτό.

Έτσι, κατέστη δυνατός ο απομακρυσμένος έλεγχος ενός κινητού ρομπότ μέσω Διαδικτύου χρησιμοποιώντας το ραδιοφωνικό κανάλι ενός κινητού τηλεφώνου με μόντεμ GPRS. Και ως συνέπεια αυτού, η απόσταση πάνω από την οποία μπορεί να ελεγχθεί ένα κινητό ρομπότ έχει αυξηθεί σημαντικά. Το εύρος εφαρμογής του ρομπότ έχει επίσης επεκταθεί όσον αφορά τις δυσπρόσιτες χερσαίες περιοχές.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Αρ. Σχ. Εγχειρίδιο βιομηχανικής ρομποτικής. - 1989. - Τ.1. - Μ.: Μηχανολόγος Μηχανικός. - 480 γ.
2. Αρ. Σχ. Εγχειρίδιο βιομηχανικής ρομποτικής. - 1990. - Τ.2. - Μ.: Μηχανολόγος Μηχανικός. 480 γ.
3. Ουφ. K. Gonzalez, R. Lee K. Robotics. - 1989. - Μ.: Μιρ. - 624 δευτ.
4. Kuleshov V. S. Lakota N. A. Adryunin V. V. Τηλεχειριζόμενα ρομπότ και χειριστές. - 1986. - Μ.: Μηχανολόγος Μηχανικός. - 328c.
5. Zharkov F. P. Karataev V. V. Nikiforov V. F. Panov V. S. Χρήση εικονικών εργαλείων LabVIEW. - 1999. - M.: Solon-R. - 268c.
6. Poduraev Yu V. Βασικές αρχές μηχανοτρονικής. - 2000. - Μ.: MSTU "STANKIN". - 80 γ.
7. Maksimov N.V. Partyka T.L. Αρχιτεκτονική υπολογιστών και υπολογιστικών συστημάτων. - 2005. - Μ.: Forum-Infra-M. - 512 δευτ.

Βιβλιογραφικός σύνδεσμος

Ο έλεγχος ενός ρομπότ είναι μια πρόκληση. Ο ορισμός που επιλέξαμε απαιτεί από τη συσκευή να λαμβάνει δεδομένα σχετικά με το περιβάλλον της. Στη συνέχεια πήρε μια απόφαση και έκανε τις κατάλληλες ενέργειες. Τα ρομπότ μπορεί να είναι αυτόνομα ή ημιαυτόνομα.

1. Το αυτόνομο ρομπότ λειτουργεί σύμφωνα με έναν δεδομένο αλγόριθμο που βασίζεται σε δεδομένα που λαμβάνονται από αισθητήρες.
2. Ένα ημιαυτόνομο ρομπότ έχει εργασίες που επιβλέπονται από έναν άνθρωπο. Και επιπλέον υπάρχουν και άλλες εργασίες που εκτελεί μόνο του...

Ημιαυτόνομα ρομπότ

Ένα καλό παράδειγμα ενός ημιαυτόνομου ρομπότ είναι ένα εξελιγμένο υποβρύχιο ρομπότ. Ένα άτομο ελέγχει τις βασικές κινήσεις του ρομπότ. Και αυτή τη στιγμή, ο ενσωματωμένος επεξεργαστής μετρά και αντιδρά στα υποβρύχια ρεύματα. Αυτό επιτρέπει στο ρομπότ να διατηρείται στην ίδια θέση χωρίς να παρασύρεται. Μια κάμερα στο ρομπότ στέλνει βίντεο πίσω στο άτομο. Επιπλέον, οι ενσωματωμένοι αισθητήρες μπορούν να παρακολουθούν τη θερμοκρασία του νερού, την πίεση και πολλά άλλα.

Εάν το ρομπότ χάσει την επαφή με την επιφάνεια, ενεργοποιείται ένα αυτόνομο πρόγραμμα και σηκώνει το υποβρύχιο ρομπότ στην επιφάνεια. Για να μπορέσετε να ελέγξετε το ρομπότ σας, θα πρέπει να προσδιορίσετε το επίπεδο αυτονομίας του. Ίσως θέλετε το ρομπότ να ελέγχεται μέσω καλωδίου, ασύρματου ή εντελώς αυτόνομο.

Έλεγχος καλωδίων

Ο απλούστερος τρόπος για να ελέγξετε ένα ρομπότ είναι με ένα χειριστήριο συνδεδεμένο φυσικά σε αυτό χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο. Οι διακόπτες, τα πόμολα, οι μοχλοί, τα joystick και τα κουμπιά σε αυτό το χειριστήριο επιτρέπουν στον χρήστη να ελέγχει το ρομπότ χωρίς να χρειάζεται να ενεργοποιήσει πολύπλοκα ηλεκτρονικά.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι κινητήρες και το τροφοδοτικό μπορούν να συνδεθούν απευθείας στον διακόπτη. Επομένως, η περιστροφή του προς τα εμπρός/πίσω μπορεί να ελεγχθεί. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως σε οχήματα.

Δεν έχουν νοημοσύνη και θεωρούνται «τηλεκατευθυνόμενα μηχανήματα» παρά «ρομπότ».

• Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της σύνδεσης είναι ότι το ρομπότ δεν περιορίζεται από το χρόνο λειτουργίας. Επειδή μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο δίκτυο. Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για απώλεια σήματος. Το ρομπότ έχει συνήθως ελάχιστα ηλεκτρονικά και δεν είναι πολύ περίπλοκο. Το ίδιο το ρομπότ μπορεί να είναι ελαφρύ ή να έχει επιπλέον ωφέλιμο φορτίο. Το ρομπότ μπορεί να αφαιρεθεί φυσικά χρησιμοποιώντας μια πρόσδεση συνδεδεμένη στο καλώδιο, εάν κάτι πάει στραβά. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα υποβρύχια ρομπότ.
• Τα κύρια μειονεκτήματα είναι ότι το καλώδιο μπορεί να μπερδευτεί, να πιαστεί σε κάτι ή να σπάσει. Η απόσταση στην οποία μπορεί να σταλεί το ρομπότ περιορίζεται από το μήκος του καλωδίου. Το σύρσιμο ενός μακριού καλωδίου προσθέτει τριβή και μπορεί να επιβραδύνει ή ακόμα και να σταματήσει την κίνηση του ρομπότ.

Έλεγχος του ρομπότ χρησιμοποιώντας καλώδιο και ενσωματωμένο μικροελεγκτή

Το επόμενο βήμα είναι να εγκαταστήσετε τον μικροελεγκτή στο ρομπότ, αλλά να συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε το καλώδιο. Η σύνδεση ενός μικροελεγκτή σε μία από τις θύρες I/O του υπολογιστή σας (όπως μια θύρα USB) σάς επιτρέπει να ελέγχετε τις ενέργειές σας. Ο έλεγχος γίνεται με χρήση πληκτρολογίου, joystick ή άλλης περιφερειακής συσκευής. Η προσθήκη ενός μικροελεγκτή σε ένα έργο ενδέχεται επίσης να απαιτεί να προγραμματίσετε το ρομπότ με σήματα εισόδου.

• Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι τα ίδια με αυτά του άμεσου καλωδιακού ελέγχου. Μπορεί να προγραμματιστεί πιο πολύπλοκη συμπεριφορά του ρομπότ και η αντίδρασή του σε μεμονωμένα κουμπιά ή εντολές. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία χειριστηρίων ελεγκτή (ποντίκι, πληκτρολόγιο, joystick κ.λπ.). Ο προστιθέμενος μικροελεγκτής έχει ενσωματωμένους αλγόριθμους. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αλληλεπιδράσει με τους αισθητήρες και να λάβει ορισμένες αποφάσεις από μόνο του.
• Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν υψηλότερο κόστος λόγω πρόσθετων ηλεκτρονικών. Άλλα μειονεκτήματα είναι τα ίδια όπως κατά τον απευθείας έλεγχο του ρομπότ μέσω καλωδίου.

Έλεγχος Ethernet

Μεταχειρισμένος σύνδεσμος Ethernet RJ45. Απαιτείται σύνδεση Ethernet για έλεγχο. Το ρομπότ είναι φυσικά συνδεδεμένο με το δρομολογητή. Ως εκ τούτου, μπορεί να ελεγχθεί μέσω του Διαδικτύου. Αυτό είναι επίσης δυνατό (αν και όχι πολύ πρακτικό) για κινητά ρομπότ.

Η εγκατάσταση ενός ρομπότ που μπορεί να επικοινωνεί μέσω του Διαδικτύου μπορεί να είναι αρκετά περίπλοκη. Πρώτα απ 'όλα, προτιμάται η σύνδεση WiFi (ασύρματο internet). Ο συνδυασμός ενσύρματου και ασύρματου είναι επίσης μια επιλογή όπου υπάρχει πομποδέκτης (μετάδοση και λήψη). Ο πομποδέκτης συνδέεται φυσικά με το Διαδίκτυο και τα δεδομένα που λαμβάνονται μέσω του Διαδικτύου μεταδίδονται ασύρματα στο ρομπότ.

• Τα πλεονεκτήματα είναι ότι το ρομπότ μπορεί να ελεγχθεί μέσω Διαδικτύου από οπουδήποτε στον κόσμο. Το ρομπότ δεν περιορίζεται σε χρόνο λειτουργίας, καθώς μπορεί να χρησιμοποιήσει Power over Ethernet. PoE. Αυτή είναι μια τεχνολογία που σας επιτρέπει να μεταδίδετε ηλεκτρική ενέργεια μαζί με δεδομένα σε μια απομακρυσμένη συσκευή μέσω ενός τυπικού καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους μέσω ενός δικτύου Ethernet. Η χρήση του Πρωτοκόλλου Διαδικτύου (IP) μπορεί να απλοποιήσει και να βελτιώσει τον σχεδιασμό της επικοινωνίας. Τα πλεονεκτήματα είναι τα ίδια όπως με τον άμεσο ενσύρματο έλεγχο υπολογιστή.
• Το μειονέκτημα είναι ο πιο περίπλοκος προγραμματισμός και τα ίδια μειονεκτήματα με τον έλεγχο καλωδίων.

Έλεγχος με τηλεχειριστήριο IR

Οι πομποί και οι δέκτες υπερύθρων εξαλείφουν το καλώδιο που συνδέει το ρομπότ με τον χειριστή. Αυτό χρησιμοποιείται γενικά από αρχάριους. Ο έλεγχος υπερύθρων απαιτεί μια «ορατική γραμμή» για να λειτουργήσει. Ο δέκτης πρέπει να μπορεί να «βλέπει» τον πομπό ανά πάσα στιγμή για να λαμβάνει δεδομένα.

Τα τηλεχειριστήρια υπερύθρων (όπως τα γενικά τηλεχειριστήρια για τηλεοράσεις) χρησιμοποιούνται για την αποστολή εντολών σε δέκτη υπερύθρων συνδεδεμένο σε μικροελεγκτή. Στη συνέχεια ερμηνεύει αυτά τα σήματα και ελέγχει τις ενέργειες του ρομπότ.

• Το πλεονέκτημα είναι το χαμηλό κόστος. Για να ελέγξετε το ρομπότ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε απλά τηλεχειριστήρια τηλεόρασης.
• Τα μειονεκτήματα είναι ότι απαιτεί οπτική επαφή για έλεγχο.

Ραδιοέλεγχος

Ο έλεγχος ραδιοσυχνοτήτων απαιτεί πομπό και δέκτη με μικρούς μικροελεγκτές για αποστολή, λήψη και ερμηνεία δεδομένων ραδιοσυχνοτήτων (RF). Το κουτί του δέκτη περιέχει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) που περιέχει τη μονάδα δέκτη και έναν μικρό ελεγκτή σερβοκινητήρα. Η ραδιοεπικοινωνία απαιτεί πομπό ταιριασμένο/ζευγοποιημένο με δέκτη. Είναι δυνατή η χρήση ενός πομποδέκτη που μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει δεδομένα μεταξύ δύο φυσικώς διαφορετικών περιβαλλόντων συστημάτων επικοινωνίας.

Ο ραδιοέλεγχος δεν απαιτεί οπτική επαφή και μπορεί να εκτελεστεί σε μεγάλες αποστάσεις. Οι τυπικές συσκευές RF μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα μεταξύ συσκευών σε αποστάσεις έως και αρκετών χιλιομέτρων. Ενώ πιο επαγγελματικές συσκευές RF μπορούν να παρέχουν έλεγχο του ρομπότ από σχεδόν οποιαδήποτε απόσταση.

Πολλοί σχεδιαστές ρομπότ προτιμούν να κατασκευάζουν ημιαυτόνομα ραδιοελεγχόμενα ρομπότ. Αυτό επιτρέπει στο ρομπότ να είναι όσο το δυνατόν πιο αυτόνομο και να παρέχει ανατροφοδότηση στον χρήστη. Και μπορεί να δώσει στον χρήστη κάποιο έλεγχο σε ορισμένες από τις λειτουργίες του εάν είναι απαραίτητο.

• Τα πλεονεκτήματα είναι η δυνατότητα ελέγχου του ρομπότ σε σημαντικές αποστάσεις και μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα. Η επικοινωνία είναι πανκατευθυντική, αλλά το σήμα μπορεί να μην μπλοκάρεται εντελώς από τοίχους ή εμπόδια.
• Τα μειονεκτήματα είναι η πολύ χαμηλή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (μόνο απλές εντολές). Επιπλέον, πρέπει να δώσετε προσοχή στις συχνότητες.

Έλεγχος Bluetooth

Το Bluetooth είναι ένα ραδιοφωνικό σήμα (RF) και μεταδίδεται μέσω συγκεκριμένων πρωτοκόλλων για την αποστολή και λήψη δεδομένων. Η κανονική εμβέλεια Bluetooth περιορίζεται συχνά σε περίπου 10 μέτρα, αν και έχει το πλεονέκτημα ότι επιτρέπει στους χρήστες να ελέγχουν το ρομπότ τους μέσω συσκευών με δυνατότητα Bluetooth. Αυτά είναι κυρίως κινητά τηλέφωνα, PDA και φορητοί υπολογιστές (αν και μπορεί να απαιτείται προσαρμοσμένος προγραμματισμός για τη δημιουργία της διεπαφής). Όπως ακριβώς το ραδιοχειριστήριο, το Bluetooth προσφέρει αμφίδρομη επικοινωνία.

• Πλεονεκτήματα: Ελεγχόμενη από οποιαδήποτε συσκευή με δυνατότητα Bluetooth. Αλλά, κατά κανόνα, απαιτείται πρόσθετος προγραμματισμός. Αυτά είναι smartphone, φορητοί υπολογιστές κ.λπ. Οι υψηλότεροι ρυθμοί δεδομένων μπορεί να είναι πανκατευθυντικοί. Επομένως, δεν χρειάζεται οπτική επαφή και το σήμα μπορεί να περάσει λίγο μέσα από τοίχους.
• Ελαττώματα. Πρέπει να εργάζονται σε ζευγάρια. Η απόσταση είναι συνήθως περίπου 10 μέτρα (χωρίς εμπόδια).

Έλεγχος WiFi

Ο έλεγχος WiFi είναι συχνά μια πρόσθετη επιλογή για τα ρομπότ. Η δυνατότητα ασύρματου ελέγχου ενός ρομπότ μέσω Διαδικτύου παρουσιάζει ορισμένα σημαντικά πλεονεκτήματα (και ορισμένα μειονεκτήματα) για τον ασύρματο έλεγχο. Για να ρυθμίσετε τον έλεγχο του ρομπότ μέσω Wi-Fi, χρειάζεστε έναν ασύρματο δρομολογητή συνδεδεμένο στο Διαδίκτυο και μια μονάδα WiFi στο ίδιο το ρομπότ. Για το ρομπότ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια συσκευή που υποστηρίζει το πρωτόκολλο TCP / IP.

• Το πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα ελέγχου του ρομπότ από οπουδήποτε στον κόσμο. Για να γίνει αυτό, πρέπει να βρίσκεται εντός της εμβέλειας του ασύρματου δρομολογητή. Είναι δυνατοί υψηλοί ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων.
• Τα μειονεκτήματα είναι ότι απαιτείται προγραμματισμός. Η μέγιστη απόσταση καθορίζεται συνήθως από την επιλογή του ασύρματου δρομολογητή.

Έλεγχος μέσω κινητού τηλεφώνου

Μια άλλη ασύρματη τεχνολογία που αναπτύχθηκε αρχικά για την επικοινωνία ανθρώπου με άνθρωπο, το κινητό τηλέφωνο, χρησιμοποιείται τώρα για τον έλεγχο των ρομπότ. Επειδή οι συχνότητες των κινητών τηλεφώνων ρυθμίζονται, η ενεργοποίηση της μονάδας κινητής τηλεφωνίας στο ρομπότ συνήθως απαιτεί πρόσθετο προγραμματισμό. Επίσης, δεν χρειάζεται να κατανοήσετε το σύστημα και τους κανονισμούς του κυψελοειδούς δικτύου.

• Πλεονεκτήματα: Το ρομπότ μπορεί να ελεγχθεί οπουδήποτε υπάρχει κυψελοειδές σήμα. Δυνατότητα δορυφορικής επικοινωνίας.
• Ελαττώματα? Η ρύθμιση του κυψελοειδούς ελέγχου μπορεί να είναι δύσκολη - όχι για αρχάριους. Κάθε δίκτυο κινητής τηλεφωνίας έχει τις δικές του απαιτήσεις και περιορισμούς. Η διαδικτυακή υπηρεσία δεν είναι δωρεάν. Συνήθως, όσο περισσότερα δεδομένα μεταφέρετε, τόσο περισσότερα χρήματα πρέπει να πληρώσετε. Το σύστημα δεν έχει ακόμη διαμορφωθεί για χρήση στη ρομποτική.

Το επόμενο βήμα είναι να χρησιμοποιήσετε τον μικροελεγκτή στο ρομπότ σας στο μέγιστο των δυνατοτήτων του. Και πρώτα από όλα, προγραμματίζοντας τον αλγόριθμό του για την εισαγωγή δεδομένων από τους αισθητήρες του. Ο αυτόνομος έλεγχος μπορεί να λάβει διάφορες μορφές:

1. να προγραμματιστεί εκ των προτέρων χωρίς περιβαλλοντική ανάδραση
2. με περιορισμένη ανάδραση αισθητήρα
3. με σύνθετη ανάδραση αισθητήρα

Η πραγματική αυτόνομη οδήγηση περιλαμβάνει πολλούς αισθητήρες και αλγόριθμους. Επιτρέπουν στο ρομπότ να προσδιορίζει ανεξάρτητα την καλύτερη δράση σε κάθε δεδομένη κατάσταση. Οι πιο εξελιγμένες μέθοδοι ελέγχου που εφαρμόζονται επί του παρόντος σε αυτόνομα ρομπότ είναι οι οπτικές και ακουστικές εντολές. Για οπτικό έλεγχο, το ρομπότ κοιτάζει ένα άτομο ή αντικείμενο για να λάβει τις εντολές του.

Ο έλεγχος ενός ρομπότ για να στρίψει αριστερά διαβάζοντας ένα βέλος που δείχνει αριστερά σε ένα κομμάτι χαρτί είναι πολύ πιο δύσκολο να επιτευχθεί από ό,τι μπορεί κανείς να φανταστεί. Μια εντολή σέρβις όπως "στρίψτε αριστερά" απαιτεί επίσης αρκετό προγραμματισμό. Ο προγραμματισμός πολλών πολύπλοκων εντολών όπως «Φέρε μου παντόφλες» δεν είναι πλέον φαντασία. Αν και απαιτεί πολύ υψηλό επίπεδο προγραμματισμού και πολύ χρόνο.

• Τα οφέλη είναι η «πραγματική» ρομποτική Οι εργασίες μπορεί να είναι τόσο απλές όσο το να αναβοσβήνει ένα φως που βασίζεται σε έναν μόνο αισθητήρα για την προσγείωση ενός διαστημόπλοιου σε έναν μακρινό πλανήτη.
• Τα μειονεκτήματα εξαρτώνται μόνο από τον προγραμματιστή. Εάν το ρομπότ κάνει κάτι που δεν θέλετε, τότε έχετε μόνο μία επιλογή. Αυτό γίνεται για να ελέγξετε τον κωδικό σας, να τον αλλάξετε και να φορτώσετε τις αλλαγές στο ρομπότ.

Πρακτικό μέρος

Ο στόχος του έργου μας είναι να δημιουργήσουμε μια αυτόνομη πλατφόρμα ικανή να λαμβάνει αποφάσεις με βάση εξωτερικά σήματα από αισθητήρες. Θα χρησιμοποιήσουμε έναν μικροελεγκτή Lego EV3. Μας επιτρέπει να το δημιουργήσουμε ως μια εντελώς αυτόνομη πλατφόρμα. Και ημιαυτόνομη, ελεγχόμενη μέσω Bluetooth ή με χρήση πίνακα ελέγχου υπερύθρων.

Προγραμματιζόμενο τούβλο LEGO EV3

Παρόμοιο υλικό:

• Σχέδιο: 1-Τι είναι το Διαδίκτυο (έννοια) 2-Τρόποι σύνδεσης στο Διαδίκτυο, 81,69kb.
• Απάτη μέσω Διαδικτύου, 11.94kb.
• Δομή και βασικές αρχές λειτουργίας του Διαδικτύου, 187.31kb.
• Μελέτη σκοπιμότητας, 609,73kb.
• Χρήση τεχνολογιών πλέγματος, 81,79 kb.
• Παγκόσμιο δίκτυο πληροφοριών Διαδίκτυο, 928,45 kb.
• Βασικό σχέδιο Αριθμός ωρών σύμφωνα με το σχέδιο, σύνολο Συμπεριλαμβανομένων, 45,76 kb.
• «SBIS++ Ηλεκτρονική αναφορά» σε ηλεκτρονική μορφή μέσω Διαδικτύου, 80.99kb.
• , 243,98 kb.
• Δίκτυο Διαδικτύου. Service www, 240.73kb.

ΜΕΣΩ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ

ανώτερος ερευνητής I.R. Μπελούσοφ

Φοιτητές 1/2 έτους, 2-5 ετών και μεταπτυχιακοί φοιτητές

Μελέτη σύγχρονων μεθόδων μοντελοποίησης και ελέγχου ρομπότ. Εξετάζονται αλγόριθμοι για την αλληλεπίδραση ρομπότ με πολύπλοκα δυναμικά αντικείμενα χρησιμοποιώντας ένα τεχνικό σύστημα όρασης στον βρόχο ελέγχου. Μελετώνται μέθοδοι τηλεχειρισμού ρομπότ μέσω Διαδικτύου. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου, εξετάζονται μέθοδοι μεταφοράς πληροφοριών, γραφική μοντελοποίηση και απομακρυσμένος προγραμματισμός ρομπότ χρησιμοποιώντας ανοιχτές τεχνολογίες Java και Java3D.

Εισαγωγή.

Δήλωση εργασιών που συζητήθηκαν στο μάθημα. Επίδειξη πειραματικών αποτελεσμάτων.

Έλεγχος ρομπότ σε εργασίες αλληλεπίδρασης με κινούμενα αντικείμενα.

1. Ρύθμιση εργασιών. Παραδείγματα.

Ανασκόπηση εργασιών και μεθόδων αλληλεπίδρασης ρομπότ με κινούμενα αντικείμενα. Χρήση τεχνικού συστήματος όρασης και μοντέλων δυναμικής αντικειμένων. Δήλωση του προβλήματος ενός ρομπότ που πιάνει μια ράβδο σε μια διπλή ανάρτηση. Δήλωση του προβλήματος της αλληλεπίδρασης ενός ρομπότ με σφαιρικά εκκρεμή.

2. Χρήση τεχνικών συστημάτων όρασης.

Αλγόριθμοι για την επεξεργασία εικόνων βίντεο. Προσδιορισμός των θέσεων της ράβδου και των εκκρεμών, χρήση κινηματικής πρόβλεψης. Επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετρήσεων.

3. Μαθηματική μοντελοποίηση και πειραματικός έλεγχος αλγορίθμων.

Εξισώσεις κραδασμών ράβδου σε διφίλη ανάρτηση. Αλγόριθμοι για το πιάσιμο μιας ράβδου με ρομποτικό χειριστή. Εξισώσεις ταλαντώσεων σφαιρικού εκκρεμούς. Αλγόριθμοι αλληλεπίδρασης ρομπότ με εκκρεμές. Αρχιτεκτονική του πειραματικού περιπτέρου. Συζήτηση πειραματικών αποτελεσμάτων.

Τηλεχειρισμός ρομπότ μέσω Διαδικτύου.

4. Ανασκόπηση υφιστάμενων συστημάτων.

Συστήματα ελέγχου μέσω Διαδικτύου για κινητές συσκευές και ρομπότ χειρισμού. Μειονεκτήματα υφιστάμενων συστημάτων, προβλήματα ελέγχου μέσω Διαδικτύου, προσεγγίσεις λύσεων.

5. Αρχιτεκτονική κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου ρομπότ.

Οργάνωση υλικού και λογισμικού των τμημάτων διακομιστή και πελάτη ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου ρομπότ. Οργάνωση ανταλλαγής δεδομένων.

6. Απομακρυσμένος προγραμματισμός μέσω Διαδικτύου.

Γλώσσες προγραμματισμού ρομπότ. Περιβάλλον εξ αποστάσεως προγραμματισμού ρομπότ μέσω Διαδικτύου.

7. Έλεγχος πραγματικών συστημάτων.

Πειράματα για τον έλεγχο χειριστικών και κινητών ρομπότ μέσω του Διαδικτύου. Χρησιμοποιώντας ένα εικονικό περιβάλλον ελέγχου ρομπότ. Συζήτηση πειραματικών αποτελεσμάτων. Οδηγίες για περαιτέρω έρευνα.

Γραφική μοντελοποίηση ρομπότ.

8. Εισαγωγή στα γραφικά υπολογιστών.

Συστήματα συντεταγμένων, τρισδιάστατοι μετασχηματισμοί. Οι απλούστεροι αλγόριθμοι.

9. Μοντελοποίηση γεωμετρικών αντικειμένων σε Java3D.

Εισαγωγή στο Java3D. Χαρακτηριστικά του προγραμματισμού γραφικών σε Java3D. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Οπτικοποίηση των απλούστερων γεωμετρικών αντικειμένων στο Java3D. Φωτισμός, υφές, διαχείριση αντικειμένων, δυναμική αναδιαμόρφωση σκηνής.

10. Περιγραφή ρομποτικής κινηματικής.

Μέθοδοι για την περιγραφή της κινηματικής των χειριστών. Άμεσα και αντίστροφα προβλήματα κινηματικής. Μέθοδος διαδοχικού σχηματισμού συστημάτων συντεταγμένων. Παραδείγματα.

11. Γραφική μοντελοποίηση ρομπότ και χώρου εργασίας.

Συνδυασμός αντικειμένων. Γεωμετρικοί μετασχηματισμοί. Οπτικοποίηση ρομπότ, πολύπλοκων γεωμετρικών και κινούμενων αντικειμένων.