Sistem Robotic Pentru Urmarirea Unei Tinte Luminoase

Introducere

Tema: “Sistem robotic pentru urmărirea unei ținte luminoase”a fost aleasă, considerând că pe viitor poate fi dezvoltată ȋn construirea de roboți avansați, ce pot fi folosiți ȋn operațiuni de cercetare, căutare și salvare.

Consider că utilizând acest robot, se poate realiza o aplicație atractivă sub forma unei jucării pentru cei mici, aceasta constând in urmărirea unui copil ce deține ca sursă de lumină o lanternă.

Proiectul este structurat in patru capitole:

Capitolul I conține informații generale despre evoluția roboților, caracteristicile lor, clasificarea acestora și tipurile de acționări.

Capitolul II prezintă asamblarea și funcționarea robotului prin relatarea exactă a construirii acestuia. Totodată, s-a realizat proiectarea mașinii având ca punct de plecare schema bloc a acesteia. De asemenea aici este explicat modul de realizare al conexiunilor componentelor robotului.

Capitolul III se referă la prezentarea și descrierea fiecărei parți componente a robotului, precum și ilustrarea caracteristicilor acestora.

In Capitolul IV sunt descrise principalele caracteristici ale algoritmului PI care ajută la reglarea direcției robotului, ca acesta să nu se abată de la traiectorie. Acest regulator este folosit la eliminarea abaterii, aceasta constând in distanța dintre sursa de lumina si locul in care se află robotul.

CAPITOLUL I. Sisteme robotice

Noțiuni Introductive

Cele 3 legi esențiale ale roboților sunt:

[1]Robotul nu are voie s pricinuiască vreun rău omului sau să ingăduie, prin neintervenție, să i se ȋntample ceva unei ființe umane.

[2] Robotul trebuie să asculte poruncile omului, dar numai atunci când ele nu contrazic Legea 1.

[3] Robotul trebuie sa-și apere existența, dar numai atunci când grija de sine nu contrazice Legea 1 sau Legea 2.

Un robot este un dispozitiv versatil și flexibil,care posedă funcții de deplasare similare cu cele ale membrelor umane și ale căror funcții de deplasare sunt realizate pe baza informațiilor provenite de la un senzor sau de alte mijloace proprii de recunoaștere.

Elementul cheie in toate definițiile robotului,este proiectarea robotului de a putea fi programabil si reprogramabil.

Caracteristicile robotului sunt:

Precizia unui robot de manipulare,arată cât de aproape de un punct lateral poate ajunge efectorul final.

Repetabilitatea arată cât de aproape poate ajunge efectorul final ȋn raport cu un punct care a ajuns anterior .

Flexibilitatea (in programarea roboților) :

– ușurința cu care pot fi schimbate programele de funcționare;

– limitele ȋntre care se pot comanda valorile parametrilor cinematic;

– numărul și modul de desfășurare ale secvențelor de mișcare;

– posibilitatea dozării mișcărilor ȋn vederea generării unor traiectorii complexe;

– modul de introducere al programelor. [1]

După compatibilitatea mecanismului și a sistemului de conducere,avem următoarele generații de roboți:

Generația 1 –include roboții programabili. Aceștia sunt capabili să execute o mulțime specificată de operații,asta ȋnseamnând program robot.In condiții externe și ȋn lipsa perturbațiilor,nu există posibilitatea de adaptare a acțiunilor robotului la schimbarea mediului,dar programele robot se pot modifica relativ ușor.

La cei mai simpli roboți din generația 1,programele se pot realiza cu ajutorul unor mecanisme cu cameră.Programarea lor se poate realiza prin instruire netextuală.

Metoda netextuală ȋnseamnă deplasarea brațului robotului de catre operatori,prin comenzi manuale, prin anumite puncte din spațiul de lucru .Se memorează aceste puncte ȋmpreună cu acțiunile motorului ȋn punctul respectiv.Comanda se poate realiza fie folosind o consolă specializată,care să permită deplasarea fiecărei articulatii a robotului,fie conducând cu mâna ȋntregul braț al robotului.

In al doilea caz,robotul trebuie dotat cu senzori de forță ȋn articulații.

Programarea textuală presupune un sistem de conducere bazat pe unități centrale de procesare și se realizează ca și programarea celor care folosesc un limbaj de programare.

Generația 2 –include roboți care sunt capabili să lucreze ȋn canale de mediu variabile sau ȋn medii parțial cunoscute.Ei ȋși adaptează acțiunile la modul din spațiul de lucru și sunt dotați cu sistemele senzoriale puternice,care permit sesizarea schimbărilor produse ȋn spațiul de lucru. [9]

Caracteristici:

1)versatibilitatea-capacitatea robotului de a ȋndeplini sarcinile variate sau de a ȋndeplini aceeași sarcină ȋn moduri diferite.

2)autoadaptabilitatea –ȋnseamnă capacitatea robotului de a-și ȋndeplini o sarcină,folosind propriul sistem de deplasare și sistem senzorial,ȋntr-o acțiune interactivă cu mediul ȋn care evoluează .

Generația 3-roboți inteligenți care posedă elemente de inteligență artificială .Aceștia ȋși pot defini singuri sarcinile pentru rezolvarea unei probleme particulare,luând in considerare informațiile despre mediul organizat sub forma modelului mediului.

Roboții ȋși modifică acțiunile ȋn funcție de informațiile furnizate de sistemul senzorial.

Unii roboți sunt complet independenți sau autonomi,iar gradul de inteligență variază ȋn funcție de aplicațiile pentru care au fost construiți.

Caracteristici:

-modelul mediului este actualizat permanent;

-roboții posedă capacitatea de abstractizare si generalizare;

-roboții pot folosi baza de cunoștiință care ȋnseamna scheme generale de comportament ȋn condiții variabile;

-roboții au capacitatea de amplificare si realizare a unui plan.

Fig.1.1 Schema bloc generala a unui robot . [9]

In funcție de modul de acționare se pot distinge 3 tipuri de roboți:

Roboți cu sistem de acționare hidraulic

Avantaje:

putere mare de transport cu sarcinile

poziționare precisă

posibiltatea de utilizare ȋn medii explozive și filiabilități ridicate

Dezavantaje:

uz relativ ridicat

inerție mare ȋn mișcarea articulațiilor

apariția unor zgomote la deplasare

Sistemul de acționare pneumatic oferă o viteză mare de deplasare ,precizie ridicată ȋn poziție și posibilitatea de reglare a turației.

Dezavantaj: aceste sisteme presupun existența unor reductoare de turație care măresc gabaritul robotului respectiv.

Roboți de manipulare –din legături rigide conectate ȋntre ele prin articulații se formează un lanț cinematic deschis.Articulațiile pot fi de rotație sau de translație. Numărul de articulații poate determina numărul gradelor de libertate ale unui manipulator. [10]

După structura lor,se disting urmatoarele tipuri de roboți:

Cu coordonate cilindrice care ȋn funcționarea lor pot descrie un spațiu de lucru de tip cilindru.

Volumul de lucru generat este un tor cilindric sau un sector de tor cilindric.

Cele trei cuple cinematice ale MGT sunt 2 cuple de tipul translație T și unul de rotație R.

Avantaje:

– Accesul mai ușor al mâinii robotului ȋn posturile de lucru ce impun accesul lateral.

– Posturile de lucru se pot desfășura și pe verticală, sens ȋn care se face o utilizare mai economică a suprafeței de producție.

– In acest tip de coordonate se pot obține structuri mecanice rigide cu precizie bună de poziționare.

Dezavantaje:

– Flexibilitatea brațului robotului este mai redusă ȋn operațiunile de manipulare ce solicită poziționari dificile.

– Raportul volum de lucru/volum propriu este mai mic decât in cazul celor ȋn coordonate carteziene

Coordonate sferice ȋn mișcare care pot genera o sferă cu două articulații de rotație și o articulație de translație.

Punctul caracteristic se poate poziționa ȋn orice punct al spațiului cuprins ȋntre două calote sferice;

Cele trei cuple cinematice ale MGT sunt 2 cuple de tipul rotație R și unul de translație T sau trei de rotație;

Se subdivid ȋn două clase:

-Roboți cu braț telescopic RRT

– Roboți articulați RRR

Cu coordonate carteziene –spațiul de lucru :paralelipiped,cu trei articulatii de translație și sunt folosite de obicei pentru operații de asamblare.

Cu braț articulat sau rotație ȋn coordonate de rotație,la care brațul are o structură antropormorfică,adică asemănătoare cu articulațiile umarului și centrul brațului uman.

In funcție de domeniul de aplicație,există următoarele clase de operații pentru care se pot clasifica roboții:

a)explorarea ȋn care condițiile de muncă nu sunt favorabile pentru oameni: munca sub apă(roboți submarini),activități ȋn spațiul cosmic,ȋn lucru cu centrale nucleare (roboți mobili pentru transportul unor piese)

b)pentru aplicațiile industriale sunt recunoscute două categorii de aplicație industrială:

-transport de material –adică robotul este folosit pentru a deplasa piese dintr-un loc ȋn altul

-ȋncărcarea și descărcarea mașinilor -robotul interacționează cu mașinile de prelucrat

c)sudura

d)roboți de vopsire

e)roboți de operații de prelucrare,altele decât sudura si vopsirea

f)operații de asamblare

g)operații de inspecție:includ roboți pentru controlul calității produselor,pentru sesizarea produselor

h)aplicații medicale:-proteze

-orteze

i)operații sociale ȋn care roboții cooperează inteligent cu oamenii .

Clasificarea din punct de vedere a generării traiectoriei:

a)Roboți cu poziționare continuă:

-Traiectoria este generată ȋn mod continuu,ceea ce presupune blocuri speciale de corelare a mișcărilor pe 2 sau 3 grade de libertate, numite interpolatoare de mișcare.

-Sistemul de acționare și sistemul de comandă trebuie să fie apte pentru acest mod de funcționare.

-Trebuie să existe ȋn permanență corespondență biunivocă bine definită ȋntre comandă-deplasare.

-Sistemul de comandă trebuie să fie apt să gestioneze mișcările pe fiecare grad de libertate ȋn parte și să coreleze mișcările ȋntre ele, ȋn sensul generării traiectoriei descrisă matematic.

b) Roboți cu poziționare secvențială

Parametrii mecano-geometrici:

-Dispozitiv de ghidare: ansamblul tuturor cuplelor cinematice care concurează la realizarea traiectoriilor și a orientării spațiale ale obiectelor manipulate ȋn cadrul limitelor impuse(MGT+MO).

-Efectorul final: mecanismul de prindere (ȋn cazul roboților de manipulare) sau dispozitivul (ȋn cazul unor operații specifice).

-Capacitatea portantă: marimea maxima a masei ce poate fi manipulată, ȋn condiții de siguranță totală, pentru poziția cea mai defavorabilă mâinii robotului și pentru valoarea cea mai mare a accelerației ce poate să o dezvolte ȋn deplasare verticală ascendentă.

1)Poziție defavorabilă: acea poziție a mecanismului de prindere, ȋn care obiectul manipulat este menținut și deplasat numai sub efectul forțelor de frecare, generate prin acțiunea de strângere ȋntre obiect și ‘degetele’ mecanismului.

2) Capacități portante normalizate: 0.250; 1; 2.5; 6.4; 10; 25; 64; 100…etc.

Clasificarea roboților după valoarea capacității portante:

– Microroboți (zeci de grame)

– Miniroboți (sute de grame)

– Roboți mijlocii (de ordinul kg)

– Roboți grei ((de ordinul sutelor de kg)

Zona de lucru: proiecția ȋn plan orizontal a zonei ȋn care activează mecanismele funcționale mobile ale robotului, aceasta incluzând și suprafața ocupată de sistemul mecanico-cinematic al robotului.

-Determină dimensionarea pe orizontală a celulelor robotizate.

Raza maximă de acțiune: raza maximă la care ajunge punctul caracteristic al mecanismului de prindere, masurată de la centrul de pivotare al robotului.

-Pentru roboții cu MGT organizați să funcționeze ȋn coordonate cilindrice sau sferice.

Raza minimă de acțiune: valoarea cea mai mică a razei ȋn care se poate poziționa punctul caracteristic al mecanismului de prindere, ȋn scopul executării unei acțiuni tehnologice.

Volumul de lucru:

– Se apreciază prin forma și dimensiunile robotului

– Dimensiunile volumului de lucru sunt determinate de valoarea curselor elementelor mobile, precum și de locul dispunerii cuplelor cinematice pe structura robotului.

– Determină dimensionarea pe orizontală și pe verticală a celulelor flexibile robotizate. [1]

Sisteme de acționare ale roboților industriali

Acționare pneumatică

Acționare electrică

Acționare hidraulică

Particularități ale sistemelor de acționare pentru roboții industriali:

Să dezvolte cuplu sau forța motoare nominală mai mare decât suma celor rezistente, a celor de frecare, de energie

-pentru cea mai mare valoare a accelerației elementului mobil acționat pe direcția de mișcare

-ȋn poziția pentru care forța,respectiv momentul redus ȋn cuplu au valoare maximă

Masa inerțială, respectiv momentul de inerție propriu sunt cat mai reduse

Să aibă un indice energetic (putere nominală/greutate) cât mai ridicat

Să prezinte siguranța sporită ȋn executarea comenzilor de deplasare primite

Sa aibă o comportare cât mai liniară ȋntre marimea de ieșire și marimea de comandă

Acționări pneumatice:

-Una din cele mai economice și comode mijloace de acționare

-S-a utilizat pe scară largă la acționarea mâinilor mecanice și a manipulatoarelor pentru sarcini relativ reduse

Avantaje:

Economicitatea soluției de acționare

Simplitatea schemelor de comandă-reglaj

Posibilitatea supraȋncărcării surselor

Motoare fără pericol de avarii

Pericol redus de accidente

Intreținere ușoară și nepoluarea mediului

Dezavantaje:

Compresibilitatea ridicată a aerului din incinta camerelor motoare și a conductelor ( un motiv pentru care nu se utilizează ȋn acționări de mare precizie)

Randament scăzut al acestui tip de acționare, datorită presiunii scăzute

Apariția unor șocuri mecanice la capetele curselor pistoanelor cilindrilor pneumatici

Producerea unor zgomote specifice caracteristice la deversarea ȋn atmosferă a aerului de retur și funcționării cu șocuri ale aparatelor de comandă

depunerea condensului de apă ȋn incintele aparatelor de execuție și reglare și de aici pericolul de coorodare și dereglări de funcționare

Intreținere ușoară și nepoluarea mediului

Acționări electrice

Se aplică ȋn cazul roboților mici și mijlocii, acolo unde puterea necesară acționării nu depășește ordinul a 3-5 kW, caz ȋn care gabaritul și greutatea motoarelor se ȋncadrează ȋn dezideratele de formă și de suplețe ale structurii mecanice. Sunt posibile acolo unde nu se pun condiții speciale de mediu

Mașini electrice utilizate:

Mașini electrice de c.c.

Mașini asincrone

Mașini pas cu pas

Mașini de c.c cu comutație statică (brushless DC)

Acționări hidraulice

Agent de lucru este uleiul hidraulic, la presiuni cuprinse ȋntre 20 și 200 de bari și dezvoltă forțe, respectiv momente ridicate, la gabarite mici ale motoarelor (hidraulice).

Se pot utiliza la acționări simple pentru roboți industriali mijlocii și grei, destinați manipulării sarcinilor ȋn sectoare calde, turnătorii, stivuire automată, minerit, etc.

Avantaje:

Compresibilitate mult mai redusă a agentului hidraulic, ceea ce oferă rigiditate sistemului de acționare

Proprietățile de bun lubrefiant reduc uzura elementelor componente ale sistemului hidraulic

Dezavantaje:

Randament global mai scăzut decât ȋn cazul acționarilor electrice

Necesitatea existenței unor instalații speciale de preparare a agentului hidraulic, fapt ce mărește complexitatea și ridică costul

Necesitatea conductelor și furtunelor de alimentare, precum și problemele pe care le ridică etanșările elementelor. [10]

CAPITOLUL II. Proiectarea sistemului robotic de urmărire a unei ținte luminoase

2.1 Proiectarea sistemului

Schema bloc a robotului:

Fig.2.1 Schema bloc

2.2 Asamblarea elementelor componente ale robotului

Se lipește pe mobilul cu șenile suportul pentru 6 baterii de 1,5V care ajută la alimentarea plăcii Arduino Uno.

Fig.2.2 Asamblarea suportului de baterii pe cutie

Conectarea plăcii L298N

Se conectează driverul de motoare la placa Arduino, după care ambele se lipesc deasupra suportului pentru baterii.

Conectarea acestui shield se face pin la pin prin suprapunerea plăcilor(Arduino și cea ȋn cauză). Astfel, corespondenții pinilor plăcii Arduino se vor regăsi ȋn aceeași ordine ȋmpreună cu notațiile aferente pe noua placă.

Driverul de motoare se conectează la o baterie de 9V.Este absolut necesar să se conecteze firul roșu sau ”+” de la baterie la pinul VIN de la shield și firul negru sau “-” la pinul GND, și NU invers. Conectarea lor incorectă duce la arderea plăcii.

Fig 2.3 Conectarea ȋntre Arduino și driverul de motoare

Se face legătura ȋntre cele două motoare pas cu pas și driverul ȋn cauză prin cele patru borne ale motoarelor (2+2).

Fig. 2.4 Cutia de viteze Tamyia

Se montează cei 3 senzori cu infraroșu Sharp pe un suport lipit pe mobil. Cei trei pini ai fiecărui senzor se conectează la driverul de motoare prin intermediul unei plăci breadboard.

Fig. 2.5 Suportul cu senzori

Modul de realizare al conexiunii Arduino-PC

Se conectează cablul USB la calculator, după care se deschide mediul vizual Arduino UNO.Se setează de la Ports-Settings-COM 3.

Recunoașterea și instalarea plăcii Arduino pe PC se face respectând urmatoarele etape:

Se conectează placa la pc prin intermediul cablului USB

De pe siteul oficial Arduino se download-ează ultima versiune de driver

Se dă click dreapta pe My Computer, se selectează Hardware după care Device Manager

Se selectează Unknown device, se dă click dreapta și Update Driver

Se caută locația de unde a fost downloadat driverul, după care se dă Next, se așteaptă să se instaleze, iar la urmă se dă Finsh

După parcurgerea acestor etape trebuie să primim un mesaj ȋn tray (ȋn bara de start lângă ceas) -“Your device was succesfully installed”.

Fig.2.7 Conectarea Arduino-PC

2.3. Principiul propriu-zis

Robotul este prevăzut cu 2 fotorezistori care au rolul de a transforma lumina captată ȋntr-o rezistență, aceasta modificându-se ȋn funcție de cantitatea de lumină (semnal analogic).

Pentru a mișca robotul ȋn direcția potrivită (către cea mai puternică sursă de lumină) se face o simplă diferența ȋntre cei 2 senzori, iar atunci când aceasta este mai mare decât o valoare prestabilită(50), robotul se redirecționează ȋn sensul opus senzorului cu cea mai mică cantitate luminoasă detectată.

Robotul este prevăzut și cu 3 senzori de proximitate (semnal digital) , 2 cu o rază de aproximativ 5 cm, iar unul cu o rază de 10 cm.

valoare 1- deciziile robotului sunt neȋntrerupte(nu se sesizează obstacol)

valoare 0- deciziile robotului se sistează, rezultatul fiind stagnarea robotului

CAPITOLUL III. Resursele necesare asamblării robotului

Resurse necesare:

platforma Arduino – ȋn cazul acesta s-a ales Arduino Uno

un cablu USB care să facă posibilă conectarea ȋntre Arduino și PC

mașina ȋn formă de tanc care să asigure și rotirea și derularea comenzilor de stânga/dreapta

driver motoare 2 Amperi L298N

2 fotorezistențe

3 senzori de distanț ȋn infraroșu Sharp

laptopul pentru introducerea programului

cablul Sursei de alimentare (baterie 9V)

cutie 6 baterii pentru alimentare Arduino

Caracterizarea fiecărui element din schema bloc

Arduino UNO este o platformă de procesare open-source, bazată pe software și hardware flexibil și simplu de folosit. Constă într-o platformă de mici dimensiuni (6.8 cm / 5.3 cm – în cea mai des întâlnită variantă) construită în jurul unui procesor de semnal și este capabilă de a prelua date din mediul înconjurător printr-o serie de senzori și de a efectua acțiuni asupra mediului prin intermediul luminilor, motoarelor, servomotoare, și a altor tipuri de dispozitive mecanice. Procesorul este capabil să ruleze cod scris într-un limbaj de programare, care este foarte similar cu limbajul C++.

Caracteristici Arduino:

Microcontroler: ATmega328;

Tensiune de lucru:5V;

Tensiune de intrare (recomandat):7-12V;

Tensiune de intrare (limita): 6-20V;

Pini digitali: 14 (6 PWM output);

Pini analogici: 6;

Intensitate de ieșire pe 5V: 40 mA;

Intensitate de ieșire pe 3.3V: 50 mA;

Flash Memory: 32 KB (ATmega328)  0.5 KB pentru bootloader;

SRAM: 2 KB (ATmega328);

EEPROM: 1 KB (ATmega328);

Clock Speed: 16 MHz; [14]

Acesta are 14 intrări/ieșiri digitale (din care 6 pot să fie folosite ca ieșiri Pulse Width Modulation), 6 intrări analogice, un oscilator la 16Mhz, o conexiune pe USB, o mufa de alimentare și un buton de reset.

Modulul conține absolut tot pentru a permite controlul microcontrollerului și se conectează la calculator printr-un cablu USB sau se poate alimenta folosind mufa de alimentare.

Proiectele fizice realizate pe platformele Arduino pot funcționa de sine stătător, dar pot interacționa cu aplicații care funcționează pe un calculator precum Flash, Processing, MaxMSP.

Fig. 3.1 Arduino Uno. [14]

Începând de sus, există 14 pini digitali de intrare / ieșire (I/O – input/output). Aceștia operează la o tensiune de 5 volți și pot fi controlați cu una din funcțiile pinMode(), digitalWrite() și digitalRead(). Fiecare pin poate primi sau trimite o intensitate de maxim 40 mA și au o rezistență internă între 20-50 kOhmi (default deconectată).

0.(serial) RX – pin serial, utilizat în special pentru recepția (intrare – Rx) datelor seriale asincrone (asynchronous serial communication). Protocolul serial asincron este o metodă foarte răspândită în electronică pentru a trimite și recepționa date între dispozitive. Acest protocol este implementat într-un dispozitiv numit UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

1.(serial) TX – pin serial, utilizat pentru trimiterea datelor asincrone (ieșire – Tx). TTL vine de la transistor-transistor logic.

Modularea în lățime a impulsurilor (PWM). Pe scurt un semnal PWN este un val digital pătrat, unde frecvența este constantă, dar semnalele tensiunii pot varia între 0-100%.

Un cablu USB face legatura si transferul de date dintre Arduino Uno si PC. [11]

Fig.3.2 Cablu conectare Arduino-PC

SEMNALELE INTERFEȚEI SERIALE

Interfața RS – 232, proprietăți hardware și software:

Numeroase aparate utilizează conectarea la calculator prin intermediul interfeței seriale RS-232. Norma clasifică aparatele în două categorii:

DTE (Data Terminal Equipments) – categorie din care fac parte PC-ul, tastatura etc.

DCE (Data Communication Equipments) – modem-urile, aparatele de măsurare etc.

Fig.3.3 Comunicatie RS-232 intre DTE si DCE

Modul de conectare poate să difere de la un aparat la altul. În principiu, se poate conecta numai un singur aparat la o interfață serială. Programarea modului de comunicație poate fi, de asemenea, foarte diferită. De aceea, nu se poate vorbi de un standard. În forma minimală, o conexiune serială RS-232 se compune din numai 3 conductoare:

RXD (Receive Data), conductorul pentru semnalul de recepție;

TXD (Transmit Data), conductorul pentru semnalul de emisie;

GND (Ground), conductorul de masă.

Modul de legare a conductoarelor RXD și TXD la portul calculatorului,depinde de aparatul utilizat.

Siguranța în transmisia datelor poate fi mai mare dacă se introduce o comunicație de tip handshaking. În acest caz se folosesc, pe lângă semnalele RXD și TXD (semnale de date), și semnalele RTS (Request To Send) și CTS (Clear To Send). RTS (cerere deemisie) și CTS (autorizare de emisie) sunt semnale care girează funcționarea half-duplex(HDX) – de exemplu, a liniei telefonice.

Calculatorul semnalizează modem-ului,prin RTS,că are un caracter de transmis; transmisia este posibilă numai atunci când semnalul CTS este primit de calculator. O siguranță superioară în transmisia datelor se obține prin utilizarea semnalelor DTR (Data Terminal Ready) și DSR (Data Set Ready).

Prin aceste semnale receptorul este anunțat că emițătorul este pregătit să trimită datele. Astfel, DTR poate fi perceput ca un semnal de BUSY pentru receptor.
Siguranța unei transmisii este determinată de lungimea cablurilor de legatură (maximum 2 x 15=30 m), nivelul de tensiune al semnalelor și viteza de transmisie.

Nivelele de tensiune pentru interfața RS-232 sunt:

HIGH: -15 V (-25 V);

LOW: +15 V (+25 V).

Formatul de transmisie al datelor este descris prin următorii parametri:

Baudrate (viteza de transmisie);

Startbit (bitul 2 de start);

Numărul de biți de date;

Paritatea;

Numărul de biți de stop.

Prin intermediul biților de start și stop se determină începutul, respectiv sfârșitul secvenței de date transmisă. Numărul de biți de date este, de obicei, 7 sau 8. Prin intermediul testului de paritate se pot evidenția eventualele erori de transmisie. În acest sens, există trei posibilități de detecție:

No Parity: Nu se face nici un test de paritate;

Even parity (paritate pară): Emițătorul numără toți biții de date care au valoarea “1” și setează bitul de paritate cu “1”, dacă suma a fost impară, și cu “0”, dacă suma a fost pară. Receptorul adună biții de date cu valoarea bitului de paritate. Suma este totdeauna (în cazul unei transmisii corecte) pară; în caz contrar, a survenit o eroare la transmisia datelor;

Odd Parity (paritate impară): Metoda corespunde testului de paritate pară, cu deosebirea că suma biților de date și a celui de paritate este totdeauna (la emițător) impară.

În fig. 3.4 se descrie procesul de transmitere a caracterului “2” (în reprezentarea binară corespunzătoare codului ASCII) cu protocolul “1 bit de start, 7 biți de date, 2 biți de stop, paritate impară”.

Fig. 3.4 Transmisia unui caracter

Parametrii comunicației seriale :

Viteza de comunicație (numită și debit binar) este măsurată în biți/s (bps):

(3.1)

unde T este perioada de timp necesară pentru transmisia sau recepția unui singur bit.

Modemul reprezintă semnalele de date prin diferite stări electrice, în funcție de tipul de modulație pe care îl utilizează: frecvență, amplitudine, sau fază. Fiecare stare electrică este menținută la ieșirea modemului pentru un interval de timp numit perioadă de modulație (∆).

Portul USB este un element de noutate revoluționar în domeniul hardware.

Echipamentele periferice atașate calculatoarelor prin portul USB pot fi configurate imediat după contectarea lor fizică , fără să mai fie necesară restartarea sistemului , și de aceea se spune că sunt “Plug and Play” .

Universal Serial Bus – dupa cum reiese din acronim, interfata seriala universala reprezinta un mod de conectare la calculator a diverselor periferice, de la mouse sau tastatură, la imprimante, scanner-e și camere digitale. In variantele 1.0 si 1.1, USB suporta rate de transfer de pana la 12 MB/s, iar ȋn varianta 2.0, pana la 480 MB/s. Este important de stiut ca perifericele pentru USB 1.1 pot fi folosite pe porturile USB 2.0 ale calculatorului.

Transferul de date pe portul USB:

Arhitectura USB permite patru tipuri de transferuri de date: de control, de întrerupere, de date voluminoase și izocrone.

Transferurile de control se utilizează de driverele calculatorului gazdă,pentru configurarea dispozitivelor,care sunt atașate la sistem.Alte drivere pot utiliza transferuri de control în moduri specifice implementării.Transferurile de întrerupere se utilizează pentru date care trebuie transferate cu o întârziere limitată. Transferul acestor date poate fi solicitat de un dispozitiv în orice moment, iar rata de transfer pe magistrală nu poate fi mai redusă decât cea specificată de dispozitiv. Datele pentru care se utilizează transferurile de întrerupere constau din notificarea unor evenimente, din caractere sau coordonate care sunt organizate pe unul sau mai mulți octeți.Datele interactive pot avea anumite limite ale timpului de răspuns care trebuie garantate de magistrala USB.

Transferurile de date voluminoase (“bulk”) se utilizează cu periferice cum sunt memoriile de masă, imprimante sau scanere. Aceste date sunt secvențiale. Fiabilitatea transferurilor este asigurată la nivel hardware prin utilizarea unui cod detector de erori și reluarea unui transfer cu erori de un număr de ori. Rata de transfer poate varia în funcție de alte activități de pe magistrală. [6]

Mobil senile

Masina contine cutia de viteze Tamiya, un set de senile de cauciuc si un sasiu cu suruburi Universal Plate.

Fig. 3.5 Mobil cu senile [18]

Această cutie de viteză dublă oferă o soluție excelentă pentru a construi rapid robotul tău. Cutia de viteze are incluse două motoare și angrenajele necesare pentru două roți motoare. Roțile sunt rotite independent una de alta, atât ȋn față cât și ȋn spate. Cutia de viteze poate fi de asemenea configurată pentru două viteze diferite. Produsul include tot ceea ce este necesar: roțile dințate, carcasă, motoare, vaselină și cheie pentru montaj. Oferă 58:1 si 203:1 ca rapoarte de transfer. Motoarele funcționează ȋntre 3 și 6 V.  [18]

Driver motoare

Driver-ul de motoare L298 este utilizat pentru controlul motoarelor de curent continuu folosind Arduino.

Arduino este capabil să scoată pe porturile lui o putere foarte mică, total insuficientă pentru a ȋnvârti un motor. Dacă vom conecta un motor electric direct la un port Arduino, cel mai probabil vom obține arderea procesorului din placa Arduino.

Ca să nu se ȋntample acest lucru, avem nevoie de un amplificator de putere, care să ia putere din sursa de alimentare (baterie, de exemplu), și să o transmită motoarelor așa cum ȋi comandă Arduino. Acest amplificator poartă numele generic de "driver de motoare".

Există o multitudine de drivere de motoare, diferența majoră ȋntre ele fiind cât de multă putere pot conduce (cât de puternice pot fi motoarele pe care le pot controla). Driver-ul din această secțiune este bazat pe integratul L298, fiind un driver de nivel mediu din punct de vedere al puterii conduse. Poate controla motoare care necesită cel mult 2 Amperi. 

Cateva motoare care funcționează perfect ȋmpreună cu acest driver – toate cele din categoria micro-metal, motorul hobby fără cutie de viteze, motorul Pololu 120:1, cutia Tamiya.Driver-ul se conectează la platforma Arduino folosind 4 pini digitali (3, 5, 6 și 9) prin ȋnfigere directă ȋn pinii plăcii Arduino.

Produsul se prezinta sub forma shield-ului Arduino complet asamblat (placa roșie cu pini) la care se adaugă o serie de elemente de conectare care nu sunt montate pe placă ȋn mod obișnuit( două barete mamă cu 6 pini fiecare pentru alimentarea senzorilor direct din shield, o baretă cu 6 pini mamă ȋn unghi pentru montareaconectorului Bluetooth – dacă dorești – și doi pini tată și un jumper pentru alimentarea robotului folosind o singură sursă de tensiune. [12]

Fig.3.6 Driver motoare [12]

Alimentarea motoarelor

Alimentarea shield-ului se face prin pinii cu șurub VIN și GND. Shield-ul se alimenteazăȋn funcție de necesitățile motoarelor. Dacă motoarele acceptă o tensiune de cel mult 9V atunci se poate utiliza o cutie cu 6 baterii. Tensiunea totalăa bateriilor este de 9V dar driver-ul consumă intern ȋntre 2.5 și 4.5V. In acest mod, pe motor, ajunge o tensiune cuprinsăȋntre 4.5V și 6.5V, suficient cât săȋși ȋndeplinească funcția fără săse ardă. 

Fig 3.7 Alimentarea motoarelor

Alimentarea plăcii Arduino

Pentru placa Arduino, se poate alege săse folosească o altă sursă de tensiune (cutie de baterii, LIPO, etc), sau se poate alege să se folosească aceeași sursă de utilizare pentru motoare. Este recomandat să se folosescă o altă sursă de tensiune. Dacăse va folosi o singură sursă de tensiune,atunci când bateriile se descarcă prea mult, placa Arduino se poate reseta sau senzorii pot genera semnale eronate din cauză că motoarele necesită un curent prea mare când pornesc sau când ȋși schimbă sensul de rotație.

Pentru a folosi două surse de tensiune, shield-ul se alimentează folosind pinii VIN și GND (cei cu șurub, partea frontală), iar placa Arduino se alimentează fie pe mufa rotundă – de exemplu folosind acest cablu ȋmpreuna cu o cutie cu 6 baterii, sau altă modalitate (de exemplu direct prin pinii mamă GND și VIN). In această situație (două surse de tensiune) neapărat jumper-ul mov trebuie să fie deconectat pe shield. Altfel, cele două surse vor debita curent una ȋn cealaltă.

Pentru a folosi o singură sursă de tensiune, poți cupla jumper-ul de culoare mov pe shield. In acest fel, tensiunea aplicată pe pinul cu șurub VIN ajunge direct prin jumper pe pinul VIN (mamă) din placa Arduino. Poți opri placa Arduino apoi prin deconectarea jumper-ului.

Bazat pe circuitul L298N, acest driver de motoare poate comanda 2 motoare de curent continuu, curent maxim 2 amperi. Driverul este complet asamblat sub forma unui shield Arduino, facilitând astfel utilizarea simplă. 

Conectarea la Arduino se face cuplând placa shield peste placa Arduino și conectând pinii marcați VIN și GND la sursa de alimentare pentru motoare. Pinii PWM care controlează driver-ul L298 sunt 3, 5, 6 și 9.

Cele două motoare se conectează ȋn pinii cu șurub marcați "MOTOR1" și "MOTOR2", iar alimentarea pentru motoare se conectează la pinii cu șurub marcați "VIN" și "GND".

Fotorezistori

Fig.3.8 Fotorezistor [16]

Definiție fotorezistor .

Este un rezistor , realizat dintr-un material semiconductor omogen , a cărui rezistență se modifică sub incidența unui flux luminos neașteptat. Se bazeaza pe fenomenul de fotoconductivitate prin care sub influența radiației luminoase sunt eliberați electroni liberi care cresc conductivitatea electrica a semiconductorului si implicit scad rezistența rezistorului.

Structura

Fotorezistorul este format dintr-o peliculă din material semiconductor , depusă prin evaporare in vid pe un grătar metallic care este fixat pe o placă izolatoare. Pelicula este prevăzuta la capete cu contacte ohmmice care reprezintă terminalele si este protejată prin acoperire cu lac sau prin incapsulare in material plastic . [21]

Figura.3.9 Structură Fotorezistor [21]

Lumina poate fi împârțitâ în funcție de lungimea de undă in trei categorii :

Lumina ultravioletă – sub 0,4µm (4000Aº);

Lumină vizibilă – între 0,4µm și 0,7µm (4000 ÷ 7000Aº);

Lumina infraroșie – peste 0,7µm (7000Aº); [22]

Senzori infraroșu Sharp

Fig 3.10 Senzori infraroșu Sharp . [15]

Senzorul de distanță Sharp este o componentă care poate fi utilizatăȋmpreună cu Arduino pentru a măsura distanța pană la diverse obiecte ȋnconjuratoare.

Avem 2 tipuri de senzori, fiecare eficace pe o anumită zona din punct de vedere al distanțelor măsurate: 2 senzori de 5 cm și unul de 10. Dispozitivul dispune de 3 pini, doi dintre ei fiind pini de alimentare (GND și VCC), iar cel de-al treilea fiind pinul care dă indicații asupra distanței, prin potențialul prezent pe acesta.Pentru conectarea la Arduino va fi nevoie de un cablu cu 3 pini. [15]

Placa breadboard

O placă breadboard este compusă din pini conectați ȋntre ei, ceea ce permite construirea de scheme electronice cu mai multe puncte de alimentare și mai multe puncte de intersecție a conexiunilor. Pinii plăcii breadboard sunt aranjați sub formă de linii și coloane. [17]

Fig. 3.11 Placa breadboard. [17]

Motoare pas cu pas

MPP este un convertor electromecanic care realizează transformarea unui tren de impulsuri digitale într-o mișcare proporțională a axului său.Mișcarea rotorului MPP constă din deplasări unghiulare discrete, succesive, de mărimi egale și care reprezintă pașii motorului.

MPP mai prezintă proprietatea de a putea intra în sincronism față de impulsurile de comandă chiar din stare de repaus, funcționând fără alunecare iar frânarea se efectuează, de asemenea, fără ieșirea din sincronism.

Datorită acestui fapt se asigură porniri, opriri si reversări bruște fără pierderi de pași pe tot domeniul de lucru.

Viteza unui MPP poate fi reglată în limite largi prin modificarea frecvenței impulsurilor de intrare. Astfel, dacă pasul unghiular al motorului este 1,8° numărul de impulsuri necesare efectuării unei rotații complete este 200, iar pentru un semnal de intrare cu frecvența de 400 impulsuri pe secundă turația motorului este de 120 rotații pe minut.

MPP pot lucra pentru frecvențe intre 1.000 si 20.000 pași / secundă, având pași unghiulari cuprinși între 180° si 0,3°.

Aplicații ale motoarelor pas cu pas:

Aplicațiile M.P.P. sunt limitate la situațiile în care nu se cer puteri mari (puteri uzuale cuprinse între domeniile microwaților si kilowaților).

MPP sunt utilizate în aplicații de mică putere, caracterizate de mișcări rapide, precise, repetabile: plotere x-y, unități de disc flexibil, deplasarea capului de imprimare la imprimante, acționarea mecanismelor de orientare si presiune la roboti, deplasarea axială a elementelor sistemelor optice, mese de poziționare 2D, pentru mașinile de găurit etc.

Avantajele si dezavantajele folosirii MPP :

Avantaje :

asigură univocitatea conversiei număr de impulsuri in deplasare și ca urmare pot fi utilizate în circuit deschis (buclă deschisă, fără măsurarea si reglarea automată a poziției unghiulare);

gamă largă a frecvențelor de comandă;

precizie de poziționare și rezoluție mare;

permit porniri, opriri, reversări fără pierderi de pași;

memorează poziția;

sunt compatibile cu comanda numerică.

Dezavantaje :

unghi de pas, deci increment de rotație, de valoare fixă pentru un motor dat;

viteză de rotație relativ scăzută;

putere dezvoltată la arbore de valoare redusă;

randament energetic scăzut; [20]

CAPITOLUL IV. Sistem de reglare automată a poziției

În orice sistem de conducere, în particular, de conducere automată, se deosebesc urmatoarele patru elemente:

a. Obiectul condus (instalația automatizată)

b. Obiectul conducător (dispozitivul de conducere)

c. Sistemul de transmitere și aplicare a comenzilor (deciziilor)

d. Sistemul informatic (de culegere si transmitere a informațiilor privind obiectul condus).
Obiectul conducător (dispozitivul de conducere) elaborează decizii (comenzi) care se aplică obiectului condus, prin intermediul elementelor de execuție, pe baza informațiilor obținute despre starea obiectului condus prin intermediul mărimilor măsurate.

Deciziile de conducere au ca scop îndeplinirea de către mărimea condusă a unui program în condițiile îndeplinirii (extremizării) unor criterii de calitate, a satisfacerii unor restricții, când asupra obiectului condus acționează o serie de perturbații. [19]

Un caz particular de sisteme de conducere automată îl constituie sistemele de reglare automată (SRA).

Prin sistem de reglare automată se înțelege un sistem de conducere automată la care scopul conducerii este exprimat prin anularea diferenței dintre mărimea condusă (reglată) și mărimea impusă (programul impus), diferență care se mai numește abatere sau eroarea sistemului. [7]

Regulatorul automat are rolul de a prelua semnalul de eroare, (obținut în urma comparației mărimii de intrare Yr și a mărimii măsurate Y, în elementul de comparație) și de a elabora la ieșire un semnal de comandă U pentru elementul de execuție.

Regulatoarele automate sunt prevăzute cu un comutator de trecere de pe regim cu referințǎ internǎ pe regim cu referințǎ externǎ.

Referința externă se poate realiza :

– printr-un bloc specializat,

– de la un regulator automat (montaj în cascadă)

– de la un calculator de proces.

Trecerea de pe un regim de lucru pe altul se poate face manual (la aprecierea operatorului) sau automat.

Comutarea de pe un regim pe altul trebuie să se facă fără a se provoca șocuri pe canalul referinței. Pentru a realiza acest lucru trebuie prevăzute sisteme de memorare a referinței și o semnalizare a modului de lucru. [5]

Fig 4.1 Clasificarea regulatoarelor

După tipul acțiunii realizate:

– regulatoare cu acțiune continuă, la care eroarea ε și comanda u variază continuu în timp. În funcție de legea de dependență între intrare și ieșire, regulatoarele pot fi liniare, sau neliniare. Regulatoarele continue liniare sunt de tipul P, PI, PID, etc., și cele neliniare pot fi bipoziționale sau tripoziționale;

– regulatoare cu acțiune discretă sunt acele regulatoare automate la care mărimea de ieșire u este formată într-o succesiune de impulsuri, mărimea de intrare (eroarea) fiind o mărime continuă. Impulsurile de la ieșirea blocului de reglare discretă pot fi modulate în amplitudine sau durată sau codificate, în acest caz regulatorul discret fiind de tip numeric.

După structura constructivă:

– regulatoare unificate, la care atât mărimile de intrare cât și mărimea de ieșire au aceeași natură fizică și aceeași gamă de variație. Semnalele se numesc unificate, putând fi de tipul : 0,2 …0,1 daN/cm2, 2 …10 mA c.c., 1 …5 mA c.c., 0 …0,5 V c.a., pentru procese lente, și -10 …+10 V c.c., -5 …+5 mA c.c., pentru procese rapide.

Regulatoarele unificate au avantajul tipizării, al interschimbabilității (elementele componente pot fi conectate în mod diferit) și permit reglarea mărimilor de natură fizică diferită;

– regulatoare specializate sunt destinate în exclusivitate reglării unei singure mărimi specifice dintr-o instalație tehnologică, având o construcție specifică.

După sursa de energie exterioară solicitată de regulatoare:

-regulatoare directe, atunci când nu este necesară o sursă de energie exterioară, transmiterea semnalului realizându-se pe seama energiei din proces preluată de traductorul de reacție,

-regulatoare indirecte care folosesc o sursă de energie exterioară. Regulatoarele indirecte realizează performanțe de reglare superioare celor directe.

După agentul purtător de energie:

– electronice, la care mărimile de intrare și de ieșire sunt de natură electrică (curenți sau tensiuni);

– pneumatice, u și ε sunt presiuni de aer;

– hidraulice, la care intrarea ε este o deplasare iar ieșirea u este presiunea unui lichid.

După viteza de răspuns a procesului condus :

– regulatoare pentru procese rapide, folosite pentru reglarea mărimilor din instalații tehnologice care au constante de timp mici (de ordinul secundelor)

– regulatoare pentru procese lente, pentru conducerea instalațiilor tehnologice cu constante mai mari.

După sensul mărimi de comandă în raport cu parametrul măsurat:

– regulatoare cu acțiune directă

– regulatoare cu acțiune inversă

La regulatoarele continue, din punct de vedere funcțional, mărimile de intrare și de ieșire sunt de tip continuu (mărimi analogice), dependența ε(t) →u(t) fiind realizată continuu. Regulatoarele liniare realizează o dependență liniară între u(t) și ε (t). Tipurile de regulatoare continue liniare sunt: P, PI, PD, PID. [19]

Regulator cu acțiune proporțional – integrală (PI)

Acest tip de regulator reprezintă o combinație între un regulator proporțional și unul integral. Legea de reglare a regulatorului PI conține un termen care reprezintă acțiunea proporțională P și un termen care asigură efectul integrator:

(4.1)

sau

(4.2)

Prima forma reprezintă tipul legii de reglare realizate de majoritatea regulatoarelor PI industriale. [3]

Regulator de tip PI: a) variația treapă a intrării ; b) răspunsul la treaptă al ieșirii regulatorului de tip PI [5]

Codul Sursa

#include <Servo.h> //librarie

Servo myservo; // creează un obiect care ne va ajuta să controlăm

//mișcarea motorașului senzorului de proximitate

// definire pini

const int MOTOR1_PIN1 = 3;

const int MOTOR1_PIN2 = 5;

const int MOTOR2_PIN1 = 6;

const int MOTOR2_PIN2 = 9;

const int SenzorS= 0; // –––––– ||––––––– SenzoruluiStânga

const int SenzorD = 1; // acest pin este folosit pt a citi valoarea SenzoruluiDreapta

// definire variabile

int SenzorStanga; // aici se stochează valoarea pinului aparținând SenzoruluiStânga

int SenzorDreapta; // ––||–-

int DiferențaSenzori; // această valoare este folosită pt a recunoaște diferența dintre senzori

int senzor_proxi = 7;

int poziție = 0; // aici se va stoca poziția motorului senzorului de prox.

void setup() {

myservo.attach(8); // se alocă pinul 8 motorului senzorului de prox.

pinMode(senzor_proxi, INPUT);

pinMode(MOTOR1_PIN1, OUTPUT);

pinMode(MOTOR1_PIN2, OUTPUT);

pinMode(MOTOR2_PIN1, OUTPUT);

pinMode(MOTOR2_PIN2, OUTPUT); // deinire pini ca ieșire

pinMode(SenzorS, INPUT); // definire pin ca intrare

pinMode(SenzorD, INPUT); // –-||–-

Serial.begin(9600); //rata baud fixata la 9600

Serial.println(" \nIncepe căutarea sursei luminoase");

}

void loop() {

// citire pini

int StareSenzor = digitalRead(senzor_proxi);

Serial.print("Stare Senzor = ");

Serial.println(StareSenzor);

delay(1); // ȋntarziere până la o nouă citire- 1ms

for(poziție = 0; pozitie <= 180; pozitie += 1) // de la 0 la 180 de grade ȋn pași de 1 grad

{

myservo.write(pozitie); // spune motorului să se ducă ȋn poziția

//setată pentru variabila "poziție"

delay(8); // durata până când motorul atinge poziția de mai sus-8ms

}

for(poziție = 180; poziție>=0; poziție-=1)

{

myservo.write(poziție);

delay(8); // reciproc pentru sensul invers

}

SenzorStanga = 1023 – analogRead(SenzorS); // aici se citește valoarea SenzoruluiStânga și se actualizează variabila cu noua valoare

delay(1); // noua citire se face după 1ms

SenzorDreapta = 1023 – analogRead(SenzorD);

delay(1);

DiferențaSenzori = abs(SenzorStânga – SenzorDreapta); // aici se calculează diferența dintre cei 2 senzori(rezultat pozitiv)

Serial.print("Senzor stânga = ");

Serial.print(SenzorStânga);

Serial.print("\t");

Serial.print("Senzor dreapta = ");

Serial.print(SenzorDreapta);

Serial.print("\t");

if (SenzorStânga < SenzorDreapta && DiferențaSenzori > 50 && StareSenzor==1) {

// dacă senzorul stânga primește mai puțină lumină decât cel din dreapta și senzor.proxi nu sesizează obstacol atunci

digitalWrite(MOTOR2_PIN1 && MOTOR2_PIN2 , LOW); //blochează motorul 2

digitalWrite(MOTOR1_PIN1,LOW);

digitalWrite(MOTOR1_PIN2, HIGH); // pornește motorul 1.

Serial.println("dreapta"); // aici se afișează decizia pe care a luat-o programul, pe monitor}

if (SenzorStânga > SenzorDreapta && DiferențăSenzori > 50 && StareSenzor==1) {

// dacă senzorul stânga primește mai multă lumină decât cel din dreapta și senzor.proxi nu sesizează obstacol atunci

digitalWrite(MOTOR2_PIN1,LOW) ;

digitalWrite(MOTOR2_PIN2, HIGH); // pornește motor 2

digitalWrite(MOTOR1_PIN1 && MOTOR1_PIN2, LOW); // blochează motor 1

Serial.println("stanga"); }

if (DiferențăSenzori < 50 && StareSenzor==1) {

// dacă diferența dintre valorile senzorilor este mai mică de 50 și senzor.proxi nu sesizează obstacol atunci

digitalWrite(MOTOR2_PIN1,LOW);

digitalWrite(MOTOR2_PIN2, HIGH);

digitalWrite(MOTOR1_PIN1,LOW);

digitalWrite(MOTOR1_PIN2, HIGH); // pornește ambele motoare

Serial.println("Inainte");

}

else if(StareSenzor==0) { // dacă se detectează obstacol

digitalWrite(MOTOR1_PIN1 && MOTOR1_PIN2 , LOW);

digitalWrite(MOTOR2_PIN1 && MOTOR2_PIN2 , LOW); //oprește ambele motoare

Serial.println("Obstacol");

}

Serial.print("\n");

}

Concluzii

Consider că proiectul intitulat “Sistem robotic pentru urmărirea unei ținte luminoase” si-a ȋndeplinit cu succes sarcinile și anume, urmărirea cu precizie a celei mai puternice surse luminoase cu ajutorul fotorezistorilor și oprirea, respectiv ocolirea la ȋntalnirea unor obstacole.

In ceea ce privește deplasarea robotului, aceasta are loc cu ajutorul motoarelor comandate de cutia de viteze Tamyia, iar un alt rol important ȋn ȋndeplinirea obiectivului ȋl are placa Arduino care, pe baza informațiilor primite de la sensor,reușește să găsească o cale liberă ȋn deplasarea robotului, evitând obstacolele.

Ca eventuale ȋmbunatățiri ce pot fi aduse robotului, pot enumera montarea unui braț robotic care să ridice și sătransporte obiecte sub o anumită greutate, sau să ȋndepărteze singur aceste obstacole, fără a le ocoli. Robotului i se poate adăuga o alarmă care să pornească ȋn momentul ȋn care robotul este blocat.

Bibliografie

[1] Albert W. Schueller, Programming with Robots, 2011

[2] Bucur, G.: Note de curs:Senzori,Traductoare,Măsurare, Editura Universității

Petrol- Gaze,Ploiești, 2011.

[3] Cîrtoaje, V., Sisteme automate, Editura Universității Petrol-Gaze, Ploiești, 2012.

[4]Moise, A., Automate programabile. Proiectare.Aplicații. Ed. MatrixRom, București, 2004.

[5]. Mihalache S. F. –Elemente de ingineria reglării automate, Matrixrom, 2008

[6] Paraschiv, N., Sisteme cu microprocesoare, Editura Universității Petrol- Gaze, Ploiești, 2011.

[7]Paraschiv N, Rădulescu G., Introducere în știința sistemelor și calculatoarelor, Editura Matrixrom, București, 2007.

[8] UPG-IME Curs “Sisteme de Conducere a Roboților” – Conf. dr. ing. Adrian Moise

[9] http://ro.scribd.com/doc/49636530/Roboti-mobili

[10] http://www.ac.tuiasi.ro/~kmarius/PD/documents/descriere.pdf

[11]http://arduino.cc/en/Reference/HomePage?from=Reference.Extended

[12]http://www.robofun.ro/docs/L298N.pdf

[13] http://www.robofun.ro/kit-roboti/kit-robot-senile

[14]http://www.robofun.ro/arduino/arduino_uno_v3

[15]http://www.robofun.ro/senzori/infrarosu/senzor_sharp_%20GP2D120XJ00F

[16]http://www.tme.eu/html/RO/fotorezistori/ramka_4031_RO_pelny.html

[17]http://www.robofun.ro/breadboard/breadboard-82x52x10

[18] http://www.robofun.ro/kit-robot-senile?keyword=senile&category_id=0

[19]http://www.automation.ucv.ro/Romana/cursuri/saB32/TSRA_%20Lectii%20curs%20Cap%208_12_%201Martie09.pdf

[20]http://www.atelierulelectric.ro/articole/Actionarea%20motoarelor%20pas%20cu%

20pas.pdf

[21]http://cursuri.flexform.ro/courses/L2/document/ClujNapoca/grupa1/Aranyi_Iulia/site/fotorezistenta.html

[22] http://ro.scribd.com/doc/28168806/Fotorezistorul

Rezumat

The purpose of this project is the execution of a mobile robot that follows the most intense source of light from the environment. The detection of the light is implemented using two fotorezistors installed on the robot.

The data processing is made using an Arduino Uno and the engines command is effectuated with two motor drivers connected to the Arduino board. In order to move the robot a Tamiya change gear is used. The change gear has included two engines and the devices necessary to move the wheels. It can be also configured for two different speeds.

The project is compound of four chapters:

Chapter I explains the three laws of the robots and also the characteristics, the categories and the properties of these machines.

Chapter II includes aspects about the components assembling and the way the robot was designed. In this chapter was also drawn the block diagram.

Chapter III presents the characteristics of every piece from the robot’s structure and the way they are connected.

The final chapter explains the control system using a PI algorithm.

In conclusion, the robot achieves his purpose he was designed for and he can also be used as a toy for the little ones.

Bibliografie

[1] Albert W. Schueller, Programming with Robots, 2011

[2] Bucur, G.: Note de curs:Senzori,Traductoare,Măsurare, Editura Universității

Petrol- Gaze,Ploiești, 2011.

[3] Cîrtoaje, V., Sisteme automate, Editura Universității Petrol-Gaze, Ploiești, 2012.

[4]Moise, A., Automate programabile. Proiectare.Aplicații. Ed. MatrixRom, București, 2004.

[5]. Mihalache S. F. –Elemente de ingineria reglării automate, Matrixrom, 2008

[6] Paraschiv, N., Sisteme cu microprocesoare, Editura Universității Petrol- Gaze, Ploiești, 2011.

[7]Paraschiv N, Rădulescu G., Introducere în știința sistemelor și calculatoarelor, Editura Matrixrom, București, 2007.

[8] UPG-IME Curs “Sisteme de Conducere a Roboților” – Conf. dr. ing. Adrian Moise

[9] http://ro.scribd.com/doc/49636530/Roboti-mobili

[10] http://www.ac.tuiasi.ro/~kmarius/PD/documents/descriere.pdf

[11]http://arduino.cc/en/Reference/HomePage?from=Reference.Extended

[12]http://www.robofun.ro/docs/L298N.pdf

[13] http://www.robofun.ro/kit-roboti/kit-robot-senile

[14]http://www.robofun.ro/arduino/arduino_uno_v3

[15]http://www.robofun.ro/senzori/infrarosu/senzor_sharp_%20GP2D120XJ00F

[16]http://www.tme.eu/html/RO/fotorezistori/ramka_4031_RO_pelny.html

[17]http://www.robofun.ro/breadboard/breadboard-82x52x10

[18] http://www.robofun.ro/kit-robot-senile?keyword=senile&category_id=0

[19]http://www.automation.ucv.ro/Romana/cursuri/saB32/TSRA_%20Lectii%20curs%20Cap%208_12_%201Martie09.pdf

[20]http://www.atelierulelectric.ro/articole/Actionarea%20motoarelor%20pas%20cu%

20pas.pdf

[21]http://cursuri.flexform.ro/courses/L2/document/ClujNapoca/grupa1/Aranyi_Iulia/site/fotorezistenta.html

[22] http://ro.scribd.com/doc/28168806/Fotorezistorul