I

مجهورية العراق وزارة التعليم العايل والبحث العلمي

كليه اهلندسة جامعة االنبار,

البناء العملي لذراع آلي متحرك ومسيطر عليه

السلكيا

مقدم من قبل الطالب , زياد خلف حسينمد حسناحمد باسم مح

مت إعداد هذا البحث بالتعاون بني مركز حبوث الطاقة املتجددة وكلية اهلندسة, كجزء من متطلبات نيل شهادة البكالوريوس يف اهلندسة الكهربائية

إشراف د.صالح محمد صالح/ مدير مركز بحوث الطاقة المتجددة/ جامعة االنبار

ة/ قسم الهندسة الكهربائيةد. حميد فياض عفج/ كلية الهندس

I

المستخلص

, وذلكيستخدم اإلنسان اآليل أو مايسمى بالروبوت بشكل واسع ألداء حركات معينة أو خدمة معينة يصعب اجنازها من قبل اإلنسان

حية أخرى. كما إن دقة وسرعة اجناز تلك العمليات تفوق ماميكن لإلنسان من أن يقوم خلطورة اجنازها أحيانا ولعدم اجلدوى االقتصادية من نا

هبا بفرتة قياسية أو مستمرة على الدوام. لذلك انتشرت تطبيقات الروبوت بشكل واسع ويف خمتلف ميادين احلياة.

ابة, حيث مت برجمة النموذج على احلركة الطوعية للقيام حبركة يف هذا البحث مت بناء منظومة ذراع آيل بسيط ومتحرك وبشكل هندسي يشبه الدب

. زمن احلركة واجتاهها ميكن (PIC)القابل للربجمة معينة, أو القيام حبمل ثقل حمدد املكان ونقله إىل مكان آخر وذلك باستخدام املسيطر

ن مث فقد مت ربط كامريا السلكية يف مقدمة اجلهاز لغرض تغيريه حبسب احلاجة. مت تصميم منظومة السيطرة على اجلهاز سلكيا والسلكيا وم

سال إرسال اإلشارات الفيديوية إىل حاسبة السيطرة وبالتايل ميكن للمسيطر أن يطلع على البيئة اليت يتحرك فيها اجلهاز من مسافة بعيدة وإر

مستمر بطيئة احلركة )سريفو( لتحريك اجلهاز أو الذراع, إشارة السيطرة لغرض تغيري مساره أو االستمرار باحلركة. مت استخدام حمركات تيار

حركة ممكنة(, مرسل ومستقبل السلكي غري 21( لغرض إرسال إشارات احلركة املشفرة )DTMFكارت النبضة املزدوجة املتعدد الرتدد )

اإلشارات الفيديوية. النتائج كامريا السلكية لنقلمع ( لغرض إرسال اإلشارات ملسافات بعيدة, Uncoded Walkie-Talkieمشفر )

ت االجيابية اليت مت احلصول عليها تعطي الدعم لطلبة البكالوريوس لبناء منوذج كبري احلجم لغرض استخدامه يف رفع أثقال اكرب أو لتطبيقا

سلكيا باستخدام إشارات عليه ال متت السيطرةالسيطرة عليه سلكيا عن طريق لوحة مفاتيح يدوية, كما متتأخرى. اجلهاز الذي مت تصنيعه

واالستقبال. ومت ربط متحسسني للمسافة كارت النبضة املزدوجة املتعدد الرتدد بعد حتميل اإلشارات املشفرة السلكيا عن طريق جهاز اإلرسال

الروبوت وإعادته مع مسننات عجالت التدوير للحركة لغرض حتديد املسافة املقطوعة بدقة عالية ومتحسس آخر للحرارة لغرض إيقاف تقدم

للخلف عند دخوله يف منطقة ذات حرارة أعلى من املدى الذي مت حتديده.

أهمية وأهداف البحث الفصل األول

مقدمة 1.1

. كفاءة وأكثر أمانا أكثر عملال مكانجعل إلى أدى اإلنسان اآللي أو مايسمى بالروبوت تكنولوجيا تطورإن

العمليات أو الضارة الكيميائية وادالم تستخدم التي تلك مثل للخطر، المعرضة اطقالمن في الروبوتات استخدام

اتالمهم في أيضا الروبوتات متستخد .صناعي حادثللبضاعة أو وقوع تلف حدوث احتمال من يقلل الخطرة

أداء على قادرة الروبوتاتتكون ألتطبيقات بعض في .البشريأكثر من االعتماد على العامل نتاجيةواإل المتكررة

الجهاز إلى اشارةلإلتستخدم " روبوت" كلمة .البشر منأعلى وبدقة ،اقل بثمن أكبر، بسرعة المتكررة المهمة

القيام بها أو تكون غير مجدية للقيام بها من قبل اإلنسان وتقليل يصعبحيث ,العملبمقام اإلنسان يقوم الذي

[.1, 2] المخاطر المحتملة في بعض العمليات

البيانات المرئية ولكن في تصور .التحدي الحالي في استخدام الكمبيوتر اليكمن في جمع أو نقل البيانات البصرية

" سائقبدون "على العمل صنع سيارة ذكية وقادرة ومن هذه التطبيقات هي [.3الستخراج معلومات مفيدة منه ]

وبعض .الروبوتاتفي كيفية برمجة ك العمليةالمعرفة النظرية وكذل تتطلبواسعة النطاق وهنالك تطبيقات

.من تلقاء نفسها معينة تكون وسيلة مستقلة قادرة على اتخاذ القرارات واالستجابة لحاالتالروبوتات

نظرا لما تعطي من دقة عالية وسريعة وهي كوسائل والمراقبة المالحةومن تطبيقات الروبوت هي في مجال

،متوفرة اليوم المناطق من العديد في المستقلة وغير المستقلةن الروبوتات الكثير م [.4] مستقلةمتنقله و

ميكانيكيا معقد نظامالمستقل الروبوت .العسكرية والتطبيقات ،وفي البحوث التجارية،كالروبوتات

،دسياالمتعلقات الهندسية الالزمة قبل تصميمه هن من العديد معرفة يتطلب مستقل روبوت تصميمإن .والكترونيا

مايقوم مهندسو الميكانيك بدراسة عادةو .الكمبيوتر وهندسة واإللكترونية، الميكانيكية السيطرة ذلك في بما

نموذجل تصميموال .غير محدود بشكل معقدة تكون أن ويمكن صعبة مهمة هو النظام نمذجةإن .النظام ديناميكية

الكهرباء مهندسيت أساسية ومرتبة تباعا يقوم بها خطوا على كبير حد إلى عتمدت موجزةو بسيطة بطريقة معين

ومن لنظام، حيث يتم في البداية إنشاء النموذج الرياضي ل [.5] به لتصميم النظام وواجهات التحكم وااللكترونيات

يجب األخذ بنظر االعتبار القيود الموجودة اذوتقنيات السيطرة وحسب مامرغوب به, ثم فقد تم تصميم منظومات

كة الروبوت كمسار الروبوت ودقة الحركة المطلوبة والسرعة مع األخذ بنظر االعتبار القوانين الفيزيائية في حر

الحصول , حيث إنالتحكم وأجهزة االستشعار أجهزةالكلف االقتصادية تشمل الكلفة االقتصادية للتصميم. اوأخير

المحلية وبالتالي يبذل المصممون ألسواقلكي تؤدي عمال معينا قد يكون غير متيسر في ا األجهزة هذه على

جهودهم إليجاد البدائل سواء للقطع االلكترونية الالزمة للتصميم أو اإلمكانيات البرمجية للمصمم وتوفر قطع

[.5] (كروكنترولروالمعالجات الدقيقة )الماي االستشعار أجهزة

باإلضافة إلى الخبرة .بيوتر وعلوم الكمبيوترحكم تتطلب معرفة من هندسة الكمتالروبوتات ذاتية الفان وأخيرا

مبيوتر فهم النظام الكو ويجب على مهندس .الواسعة الستكمال البرامجيات التي ستسيطر على حركة الروبوت

أو لحصول على بيانات االستشعاربسيطة لغرض ا برمجيةة حركاته إلى ايعازات أو تعليمات وترجمالذي يعمل

لوبة من الروبوت. أي إن الروبوت يمكن برمجته ألداء حركات معينة وثابتة أو لجعله غيرها من البيانات المط

أهمية وأهداف البحث الفصل األول

متحسس يقوم بمعالجة البيانات التي يستلمها ومن ثم القيام بالحركات المطلوبة بناءا على االيعازات التي قام

[.5]باستالمها ومعالجتها

مجال الروبوتات 1.2

السلوكيات المتعلقة حكم الذاتي في التلباحثين الروبوتات المتنقلة لتحقيق في مجال الروبوتات، وضع كثير من ا

م ثالثة طالب من قسم الهندسة اإللكترونية واالتصاالت وأربعة طالب من قسقام ،1002في عام .ةحركبال

حرك يتروفر روبوت يدعى بناء ب [5]تحت إاشراف الدكتور غاودي في رنيش والكهربائيةالهندسة الميكانيكية

ذي الثمان فذ الطابعة تم تطويره باستخدام منبعد بدء المشروع .ةعلى عجالت مع الذراع الروبوتية القابض

يمكن استخدامها للسيطرة على أربعة واستخدامها للسيطرة على حركات الروبوت, حيث نتاج البياناتالخطوط

ببساطة محرك 21ئية االتجاه تصل إلى تستخدم رقاقة متحكم للسيطرة على الحركة ثناو .كحد أقصى محركات

، روهيت 1002في عام .البتات او بتقنية التشفير لغرض تبديل اتجاه الحركات او ايقافهاعن طريق قراءة تسلسل

طائرات الهليكوبتر مع الهبوط اآللي باستخدام معالجة الصور، ة على سيطرصمم دائرة روبوت لل ،[6]بوتاني

تم تحليل ويهليكوبتر العلى طائرة مثبته كاميرا السلكية منلبيانات الفيديوية المستمرة حيث يتم إرسال واستالم ا

حيث تتم للسيطرة على المروحية ابعةوتستخدم منفذ الط .باستخدام برنامج الماتالب البيانات بشكل مستمر

.طائرات الهليكوبترباستخدام سلكية عن بعد المراقبة الال

المشروع من الهدف 1.3

ذراع آلي بسيط يمكن تحريكه سلكيا عن طريق مجموعة من المفاتيح, وبناء تصميم هو المشروع هذا من لهدفا

أو باستخدام جهاز االتصال الالسلكي الغير مشفر والذي يتم تشفير ايعازات السيطرة له باستخدام تقنية النبضة

طوعيا ألداء حركة معينة المسار وذلك (. أيضا باإلمكان تحريك الذراعDTMFالمزدوجة المتعددة التردد )

لجعل (Micro Cالمايكروسي ) باستخدام لغة (PICلمتكامل القابل للبرمجة )ببرمجة المسيطر وهو المعالج ا

ويقوم بحمل ثقل معين ونقله إلى مكان آخر. كما ويهدف البحث إلى إعطاء فكرة مبسطة تلقائيا يتحرك الروبوت

اة في هذا المجال عن كيفية عرض فيديو حركة الذراع السلكيا باستخدام كاميرا لطلبة البكالوريوس أو الهو

السلكية وإرسالها إلى حاسبة مركزية ومن ثم التحكم بالجهاز بناءا على الفيديو الوارد مبااشرة. وأخيرا يهدف

قرارات البحث إلى إعطاء فكرة مبسطة عن كيفية ربط متحسس للمسافة مع الذراع المتحرك لغرض اتخاذ

وكذلك كيفية ربط متحسسات للحرارة لغرض حماية طوعية بناءا على المسافة التي يتم تحديدها سلفا للجهاز

. الروبوت ومنع دخوله إلى المناطق المرتفعة الحرارة طوعيا

يات الروبوت أساس الفصل الثاني

المقدمة 1.2

من برامج إيعاز أو اإلنسانسيطرة مبااشرة من قبل إمامبرمجة سلفا بأعمال القيام على رةقاد آلة الروبوت هو

البحث مثل دقيقة، لكنها خطيرة أو اشاقة أعماالً أداءها على اآللة تبرمج التي األعمال تكون ما غالبًا حاسوبيه,

.ةواشاق دقيقة صناعية أعماالً أو ، المشعة النفايات من والتخلص األلغام عن

منه تُشتق ،"وآلي" جسم" لكلمتي دمج وهو جسمال هو جديد مصطلح مؤخرا ظهر فقد العربية اللغة ناحية ومن

يدل على اشئ وهذا الروبوتاتولكن عادة ما يشار إليها باسم ". جساميل" وجمعها" جسالمة"و" يجسمل" كلمة

ليس هناك توافق في اآلراء بشأن [.7] في عمله اإلنسانتدخل أويكون عمله من تلقاء نفسه أن واءاصطناعي س

أن الروبوتات تميل ال إلروبوتات ولكن هناك اتفاق عام بين الخبراء والجمهور، الوصف أو التسميات الدقيقة ل

ي يحاكي البشر الذكي الذ السلوكعرض ، واألطراف ميكانيكياالتحرك، وتشغيل مثل األعمالإلى القيام ببعض

أو الحيوانات األخرى.

محل الجهد البشري، على الرغم من أنه لتحلالروبوت هو "أي آلة تعمل تلقائيا موسوعة بريتانيكا فان الىوفقا

[.2] ر في المظهر أو للقيام بمهام اإلنسانقد ال تشبه البش

ل المعقدة المختلفة )مثل المشي أو يصف الروبوت بأنه "الجهاز الذي يبدو وكأنه إنسان وينفذ أعما ميريام ويبستر

[.2] في كثير من األحيان مهام معقدة ومتكررةالكالم( لإلنسان، أو الجهاز الذي ينفذ تلقائيا

الروبوتات والتصميم الهندسي أنواع 2.2

ة . وبصورة عامالمستخدمالمطلوبة من صفات المولطبقا وظائفهناك العديد من أنواع الروبوتات وان لكل منها

يمكن تقسيمها إلى:

حكم الذاتيتدرجة ال - 1

التي تندرج تحت هذه الفئة تتضمن: الذراع بعض الروبوتات : هذه الروبوتات تظل ثابتة في مكان واحد.الثابتة

الروبوتية، وآالت المحوسبة والروبوتات الصناعية.

وهذه الروبوتات يمكن ان تتحرك من مكان إلى آخر.األرضي :

الماء تحت للعمل الروبوتات هذه تصميم مت: الماء تحت.

سواء كان الروبوتية آالت الطيران وتسمى أيضا المركبات الجوية غير المأهولة، تتضمن هذه الفئة :الجوي

.استكشافيه او حربيه ......الخ

األرض مدار مثل البيئات، المنخفضة الجاذبية في للعمل المصممة الروبوتات تشمل وهي: الصغرى الجاذبية.

تأدية الوظائف الصناعية -2

يات الروبوت أساس الفصل الثاني

والدقة والسرعة التحمل وظائف تادية وضائف معينه وكذلك ل الروبوتات استخدمت الصناعات من الكثير

-ومن هذه الروبوتات: ,والموثوقية

وتحريكها جدا صغيرةالكترونية عناصر الختيارمثال الروبوتات تستخدم والتي : الصناعية روبوتاتال

[.20] االلكترونية المراد طبعها الدوائر لوحاتفي مكان محدد من ووضعها

التي تساعد البشر في القطاع الزراعي.والروبوتات المتاحة اليوم وهي : الزراعية اتروبوتال

يمكن ال وفي االعمال التي تكون خطيره وتستخدم عن بعد, تعملوهي التي :التحكم اآللية الروبوتات

لتفكيك أو النووية الطاقة محطات في يستخدم روبوت ,المثال سبيل على .البشرسطة بوا إليها الوصول

.القنابل

وهي تشمل الروبوتات المجال. : وهي تتألف من الروبوتات المستخدمة خارج صناعيروبوتات الخدمة

حماية(.)كال العسكريةاالستخدامات أو المدنية األعمالالمستخدمة في المنازل سواء الستخدامها في

وتستخدم عادة في أماكن مثل المستشفيات والمخازن ليست ثابتة في مكان واحد.وهي : جوالالروبوت ال

[.20موانئ ]حاويات نقل المواد في الو

الرغبة أوتصميمها حسب الهدف – 3

[:20] ذلك ويشمل األهداف، أساس على األحيان بعض في الروبوتات أيضا وتصنف

مسابقة

شخصياإلثراء ال

التصنيع

ترفيه

قوانين الروبوتات 2.3

ثالثة قوانين. والتي اقترح فيها(، 2221-2210من قبل اسيموف اسحق )االتي وضعت قوانين الروبوتات ان

-: هي هذه القوانينو

النظام. نسان قانوناإلإنسان من خالل التقاعس عن العمل، ما لم ينتهك يجب أن اليجرح الروبوت :1القانون

هذه األوامر تتعارض مع كانت األوامر الممنوحة له من البشر، إال إذا أن يطيع الروبوت يجب : 2القانون

.األولالقانون

.ين أعالهقانونالعارض مع تتحمي نفسه ما دامت هذه الحماية ال يالروبوت يجب أن : 3القانون

أجيال الروبوت 2.4

(.1.2رقم ) يمكن تصنيف أجيال الروبوت كما في الجدول

يات الروبوت أساس الفصل الثاني

أجيال الروبوت (:2.1الجدول )

هقدرات مرة ولاستخدامه أل جيلال

استخدام آليات , عالي السرعة, جيد الدقة, ثابت, ميكانيكي 2220قبل عام األول

ذكاء , بدون هزة االستشعار الخارجيةأج , بدونمؤازرة

اصطناعي

, إضافةرؤية النظم, أجهزة االستشعار عن طريق اللمس 2220 - 2220 الثاني

برمجة, قابل للدقيقتحكم حاسوب, استخدام أجهزة االستشعار

, التعرف على الكالم, الذكاء االصطناعي, مستقل, متنقل 2220بعد منتصف ثالثال

م المالحةنظاستخدم مع

ىقادر عل, قادر على التكاثر؟, ربما يكون بعد يبداتصميم لم ال في المستقبل رابعال

روح الدعابة؟, يحمل على قيد الحياة بشكل مصطنع؟, تطور؟ال

غير معروف القدرات, لم تناقش بعد ؟ خامس

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

مقدمة 1.3

ومن أجزاء بسيطة ومتوفرة في األسواق يدوياوتصنيع الروبوت الفكرة الرئيسية في العمل هو تصميم إن

رصد األاشياء عن هو يقوم بها الروبوت سالمهمة الرئيسية التي المحلية, كما إن معظمها متوفر في لعب األطفال.

. مثبتة في الجزء األمامي العلوي من الروبوت كاميرا صغيرةوذلك عن طريق بعد من خالل جهاز الكمبيوتر

تحقق بحيث يمكن للمسيطر الإلى جهاز الكمبيوتر وتقوم الكاميرا بإرسال إاشارات فيديوية السلكيا وبشكل مبااشر

في مقدمة الروبوت ذراع الروبوت ثابتة . إنعن طريق الذراعأاشياء معينة مسك القيام بم الحركة ثاتجاه من

يتم تدويرها بواسطة أربعة عجالت يمكن تحريك الروبوت عن طريقفع وخفض األاشياء، لتسهيل عملية ر

حين أن . في إلى األمام والخلفعن تحريكه ةاألمامية للروبوت هي المسؤوليعجالت محركات تيار مستمر. ال

يكه من بزاوية أو الحركة يمينا ويسارا. ذراع الروبوت يمكن تحرعملية التناوب العجالت الخلفية مسؤولة عن

درجة. 20عمودية تصل إلى

طرق السيطرة على الروبوت 3.2

السيطرة السلكية 3.2.1

التي تقوم بالسيطرة على تم تصميم منظومة السيطرة على حركة الروبوت سلكيا بواسطة مجموعة من المفاتيح

ويسارا, ومن ثم القيام بحمل يمينا -مرحالت التوصيل )الرليات( لغرض تحريك الروبوت إلى األمام والخلف

جسم معين ضمن الوزن الذي تستطيع محركات الذراع اآللي تحمله. وتتميز هذه الطريقة بمحدودية استخدامها

ولمسافات محدودة.

السيطرة الطوعية 3.2.2دد تم تصميم الروبوت لغرض القيام بحركة معينة طوعيا وذلك عن طريق دائرة الكترونية مبسطة باستخدام ع

من الرليات التي يتم السيطرة على توصيل التغذية لها ومن ثم فصلها بواسطة المعالج الدقيق

(Microcolntroller) يتم تحديد مسار الحركة المطلوبة للروبوت أوال ومن ثم تتم برمجة المعالج الدقيق .

يا, وبالتالي يمكن تحديد اتجاه حركة إلعطاء إاشارات اإلخراج وفقا للفترة الزمنية التي تم دراستها تجريبيا وتفصيل

( Relayالروبوت أماميا أو خلفيا, يمينا أو يسارا ومن ثم تتم خطوة إعطاء إاشارة من قبل الروبوت إلى المرحل )

لفتح الذراع اآللي والتقاط الشيء المراد حمله من مكان إلى آخر. تمت برمجة المعالج الدقيق ألداء هذه الحركة

[.11( ]3.2في الشكل ) ةموضحايكروسي. إن واجهة برنامج المايكروسي هي كما باستخدام لغة الم

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

واجهة برنامج مايكروسي( 3.1الشكل )

المعلومات داخل المبرمج حقن 3.2.2.1

بعد أن تتم عملية كتابة البرنامج والتأكد من صحته ثم تحوليه إلى اللغة التي يستطيع أن يقراها المبرمج البد أن

تدخل هذه المعلومات داخل المبرمج ولكن كيف؟

(hexذا السؤال يجب معرف ألصيغه التي يستطيع المبرمج قراءتها وهي السداسي عشر )قبل الجواب على ه

,عندما تتحول البرمجة إلى هذه الصيغة عندئذ تصبح جاهزة للحقن من قبل جهاز يربط بين المبرمج والحاسبة

.[12] ويعرف هذا الجهاز بالمبرمجة

باستخدام البروتيس ةالمحاكا 3.2.2.2

العملي البد من محاكاة الدائرة الكهربائية مع المبرمج ومدى صحة الربط عن طريق برنامج يعرف قبل التطبيق

( حيث يحتوي على معظم المركبات الكهربائية وكذلك على كافة أنواع المبرمج 1.3بالبروتيس كما في الشكل )

[.13]وعند ذلك يمكن تصميم الدائرة الكهربائية حسب الشكل المطلوب

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

واجهة برنامج بروتيس (:2.3) شكل رقم

اكاة عليه بسهولة للتأكد من عمل الدائرة قبل تنفيذها عمليا, باإلضافة البرنامج ببساطته وإمكانية عمل المح يوفر

الوقت واجهة البرنامج لتقليل على ةالتخطيطي ةانيالبيإلى إن من الممكن وضع عدد من الكائنات أو الرسوم

[13.]

الدائرة الكهربائية تصميم 3.2.2.3

( pic16f628)المعالج الدقيق نوع من خالل ك الذراع اآللي تتم السيطرة على الدائرة الكهربائية التي تقوم بتحري

.ثماني عمليات في وقت واحدبتحكم بالللمستخدم المعالج الدقيق يسمح(، 3.3كما هو موضح في الشكل )و

وقد تم استخدام القطع االلكترونية التالية في التصميم

كيلو أوم 20مقاومه (2

( )لتشغيل المرحالت(BC547ترانزستور ) (1

فولت )يستخدم لتشغيل محركات التيار المستمر لغرض تحريك الروبوت( 21رحل )رلي( م (3

مقوم موجي (4

فولت 21محركات تيار مستمر بفولتية (5

)تستخدم لتغذية محركات الحركة(فولت 21بطارية (6

pic16f628معالج دقيق نوع (7

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

الدائرة الكهربائية للسيطرة الطوعية باستخدام المعالج الدقيق (:3.3الشكل )

, ونالحظ في الشكل الذراع اآللي للروبوت قبل تغليفه (3.4الشكل الهندسي للروبوت كما في الشكل )إن

, مع كارت السيطرة.باإلضافة إلى سرفة التحريك, البطارية

الشكل الهندسي للروبوت قبل تغليفه (:3.4الشكل رقم )

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

التحكم في المحرك 3.2.2.3

موضح في الشكل فولت وكما 21هي محركات تيار مستمر بفولتية المحركات المستخدمة في تصميم الروبوت

تم فولت فقد 3هي بفولتية محركات المستخدمة في العملال ، وألنفولت 21البطارية المستخدمة هي (.5.3)

مرحلين م ااستخد تم .اتالمحركه إلى قبل دخولالعالي للحد من الجهد ات على التوالي مع المحركاتربط مقاوم

(Relays) في اتجاهين متعاكسين ات تعمل محركاللجعل

ستمردائرة التحكم بأحد محركات التيار الم (:3.3الشكل رقم )

السيطرة الالسلكية 3.2.3

Uncoded)تم تصميم الروبوت للعمل السلكيا باستخدام جهاز اتصال غير مشفر وباتجاهين من نوع

Walkie-Talkie) ( مع ربط كارت النبضة المزدوجة المتعددة الترددDTMF:وحسب الخطوات التالية )

رسال وذلك بأخذ إاشارة اإلخراج من كارت ربط كارت النبضة المزدوجة المتعددة التردد مع جهاز اإل (2

النبضة المزدوجة وإدخالها إلى مايكروفون جهاز اإلرسال حيث يتم إرسال اإلاشارة المشفرة إلى مسافات

عند الضغط على UHFكيلومتر )مدى الجهاز المستخدم من نوع كوبرا( وبترددات 1بعيدة تصل إلى

اح اإلرسال لجهاز االتصال فان الشفرة ترسل إلى المستقبلأي مفتاح من المفاتيح في الكارت وغلق مفت

( مع جهاز االستقبال, بحيث يتم اخذ اإلاشارة المشفرة من DTMF Decoderربط جهاز فك الشفرة ) (1

سماعة جهاز االستقبال ويتم إدخالها إلى كارت فك الشفرة, حيث يتم الحصول على إاشارات إخراج

بجهة االستقبال ويتم تشغيل المرحالت بعد ربط كل مرحل إلى احد رقمية من كارت النبضة المزدوجة

المحركات مع األخذ بنظر االعتبار إن لكل محرك مرحلين.

تم استخدام نفس الدائرة السابقة في المقطع الخاص بالسيطرة الطوعية مع ضرورة ربط مقومات قنطريه (3

اإلاشارة بأي اتجاه أو دخولها إلى في جهة خرج اإلاشارات من كارت النبضة المزدوجة لمنع عودة

المعالج الدقيق, الذي يتم ربط مقوم على التوالي مع خرج إاشاراته أيضا ولنفس الغرض السابق.

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

تم ربط متحسس للمسافة لغرض إيقاف تقدم الروبوت وضمن المدى المحدد وتم تجربة عدة مسافات (4

ظر االعتبار إن الروبوت في حالة استالم لمعرفة مدى استجابة الروبوت التخاذ القرار, مع األخذ بن

إاشارة للتقدم إلى األمام باتجاه عائق معين, وبالتالي أمكنه إيقاف نفسه عن طريق مرحل آخر تم ربطه

على التوالي في طريق اإلاشارة التي تطلب منه التقدم.

على اشااشة الحاسبة, تم ربط كاميرا السلكية لغرض إرسال اإلاشارات الفيديوية وعرض الصور الفيديوية (5

مما يتيح للمسيطر مراقبة البيئة التي يسير بها الروبوت ويمكنه من تغيير مساره حسب الحاجة.

الدائرة االلكترونية 3.3

. (Half Duplexإن نظام إرسال واستقبال اإلاشارات هي باتجاه واحد وفي وقت واحد )

تكون من المعالج الدقيق )الدوائر المتكاملة القابلة للبرمجة( ( ت3.6صورة الدائرة االلكترونية المبينة في الشكل )

, حيث تقوم دائرة فك التشفير DTMFمع دائرة فك النبضة المزدوجة المتعدد التردد 1عدد pic16f628نوع

الذي يعطي أربعة مخارج تقوم بتشغيل pic16f628للنبضة المزدوجة المتعددة التردد بإرسال اإلاشارة إلى

ت طوعيا ألداء حركة معينة مع ربط مقومات موجية على المخرجات لغرض منع اإلاشارات العكسية من الروبو

دوائر اإلخراج. وبالتالي يتم برمجة الذراع اآللي للتحرك بمسار معين ومن ثم انجاز القطعة المراد نقلها من

عامة تم تقسيم المدخالت مكان إلى آخر والعودة إلى نفس نقطة االنطالق أو إلى نقطة أخرى. وبصورة

والمخرجات على النحو التالي:

DTMFاألول قادمة من كارت النبضة المزدوجة المتعددة التردد pic16f628منفذين لإلدخال إلى (2

قادمة من متحسسات المسافة, حيث إن هذه المتحسسات تربط مع pic16f628مدخلين لإلدخال إلى (1

سسات بحساب عدد حركات أسنان التروس, لغرض ضبط دوار السرع للعجالت وتقوم هذه المتح

الحركة للعجالت ومطابقة حركاتها بدون أن يكون هنالك فرق من جهة اليمين واليسار, أي تربط على

تروس العجلتين يمينا ويسارا, ومن ثم تتم عملية البرمجة بحسب عدد األسنان المطلوبة للتدوير.

عة مداخل في هذا البحث اال انه من الممكن زيادة عدد المداخل ثمانية مخارج وأرب pic16f628للدائرة (3

حالة يمكن االستفادة منها كإدخاالت أو اخراجات. 21وتقليل المخارج, أي إن لدينا

( التي تقوم بتشغيل محركات Relaysاألول إلى المرحالت ) pic16f628يتم ربط أربعة مخارج من (4

-مسك وتحرير القطعة المراد حملها-يمينا ويسارا-مامية والخلفيةالتيار المستمر لغرض انجاز الحركة األ

ورفعها أو إنزالها, أي لدينا أربعة محركات صغيرة النجاز هذه اإلعمال, ويتم القيام بالعمليات

المعكوسة, أي الحركة للخلف مثال أو الدوران بعكس الحركة األولى, أو أن يتم تحرير القطعة التي تم

غير اتجاه الفولتية عن طريق المرحالت.حملها بواسطة ت

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

الثاني والذي يقوم بالسيطرة pic16f628األول تربط إلى pic16f628المخارج األربعة األخرى من (5

حيث يستمر المحرك بالعمل باستمرار الضغط DTMFعلى المحركات حسب اإلاشارات القادمة من

(latch)إن يكون التوصيل بصيغة المسك على المفاتيح في جهة اإلرسال أو باإلمكان تغييره إلى

الثاني حيث يتم ربط متحسس للحرارة في الذراع اآللي pic16f628بقي لدينا أربعة أطراف حرة في (6

ومن ثم يتم تحديد المستوى المسموح به للروبوت للعمل ضمن حرارة معينة, فإذا تجاوزت الحد

الذي يقوم بدوره بإرسال إاشارة pic16f628المطلوب فان إاشارة من المتحسس الحراري ترسل إلى

إلى محرك التيار المستمر المسؤول عن عملية سحب الروبوت إلى الخلف.

على المفتاح المعني طيتم السيطرة على المحركات بشكل مبااشر من خالل لوحة مفاتيح وذلك بالضغ (7

.الحركة المعينة أداءلغرض

, هي عملية مزج ترددين مختلفين عند الضغط على احد مفاتيح دتردال متعددةالنائية إن تقنية النغمة الث (2

حيث إن اللمس في الهواتف العادية السلكية والالسلكية. وتستخدم هذه التقنية في تطبيقات واسعة جدا.

(. 3.2الضغط على احد المفاتيح يولد ترددين مختلفين احدهما عالي واألخر منخفض وكما في الجدول رقم )

من واألخرى عالية التردد من مجموعة واحدةحيث يتم تشكيل نغمة ، لد يشبه النغماتوالصوت المتو

. التردد المنخفض مجموعة

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

جدول النغمات المزدوجة التردد (:3.1الجدول رقم )

( يمثل الدائرة االلكترونية وطريقة الربط لما تم ذكره اعاله بدون تحديد نقاط ربط المتحسسات 3.7الشكل رقم )

للمسافة والحرارة.

واالستقبال الذي تم استخدامه هو في اإلرسالجهاز إن(, كما 3.2ا مبين في الشكل )والمخطط الكتلوي للدائرة كم

كيلومتر 1حيث تم تجربته وكان المدى الفعال أكثر من (3.2الشكل رقم )

Digit Low frequency High frequency

1 697 1209 Hz

2 697 1336

3 697 1477

4 770 1209

5 770 1336

6 770 1477

7 852 1209

8 852 1336

9 852 1477

0 941 1336

* 941 1209

# 941 1477

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

: الشكل الخارجي للكارت االلكتروني لدائرة السيطرة(3.3الشكل رقم )

لكتروني لدائرة السيطرة: الشكل الخارجي للكارت اال(3.7الشكل رقم )

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

المخطط الكتلوي للدائرة (:3.3شكل رقم )

: جهاز االرسال واالستقبال الالسلكي والذي تم استخدامه في هذا المشروع من نوع كوبرا(3.3شكل رقم )

كما في ادناه: pic16f628البرنامج الذي تم استخدامه لغرض برمجة الروبوت باستخدام

IC=

pic16f628

Electronic

circuit

Manual

switches

Electronic

circuit

Set of DC

Motors (4-

motors)

M

DTMF-

Encoder مشفر كارت

النبضة املزدوجة املتعدد الرتدد عند االرسال

Walkie-Talkie

جهاز ارسال السلكي UHFبرتدد

القط

Walkie-

Talkie

جهاز استقبال السلكي برتدد

UHF

مساعة

DTMF-

Encoder فك تشفري كارت النبضة املزدوجة

املتعدد الرتدد عند االستقبال

قناة السلكية

متحسسات العوائق واملسافة لغرض االيقاف

الجباري للروبوتا

املوحدات لغرض منع االشارات العكسية

الفصل الثالث التصميم الهندسي للروبوت

void main)(

{ int x,j,f,i; cmcon=0x07; trisb=0b11000000; trisa=1; portb=0; while (1)

{

if(PORTA.F0==1)

{

// on arm

if(PORTA.F1==1)

{ // close arm

if(PORTA.F2==1)

{ while(PORTB.F7==1 ){PORTB.F5=1;} PORTB.F5=0; } // open arm

else

{ while(PORTB.F6==1 ){PORTB.F4=1;} PORTB.F4=0; } } else

{

x=0;j=0; // noumber of direction

while(PORTA.F0==1 && PORTA.F1==0)

}

if(PORTA.F3==1 && j==0)

{ j=1; x++

if(PORTA.F3==0)

j=0; }

portb=0b00000000; // right

if(PORTA.F2==1)

{ for(i=1;i<=x;i++)

step_rite;)(

} else

{

for(i=1;i<=x;i++)

step_left;)(

} portb=0b00000000; } } }

}

االستنتاجات والمقترحات المستقبلية الفصل الرابع

االستنتاجات 4.1

معينة وبما يوفر إلنجاز مهمة يستخدم اإلنسان اآللي )الروبوت( للحصول على حركه ميكانيكية صعبه ودقيقه

ويتم ذلك بمساعدة بعض القطع الميكانيكية والتي يمكن السيطرة عليها باستخدام .ئها من قبل اإلنسانمن جهد ألدا

من محركات ذات والكهربائية دوائر الكترونية معينة. في هذا البحث فقد تم إجراء تصميم للدائرة الميكانيكية

الخاص بمنظومة السيطرة والتي تمت السرع البطيئة والثنائية االتجاه )محركات السيرفو( ومن ثم الجزء

الفكرة الرئيسية في العمل هو تصميم الروبوت يدويا، والمهمة الرئيسية التي باستخدام برامجيات الحاسبة. إن

كاميرا صغيرة مثبتة في الجزء عن طريق يقوم بها الروبوت لرصد األاشياء عن بعد من خالل جهاز الكمبيوتر

إلى جهاز كمبيوتر ومن خالل الصور التي وردت إلى الفيديولتي تقوم بإرسال األمامي العلوي من الروبوت ا

كما ان استخدام المتحسسات الذكية ساهم في للمبرمج تحريك الروبوت بأي اتجاه يريد.جهاز الكمبيوتر يمكن

تحسين اداء الروبوت وحمايته من مخاطر درجات الحرارة العالية.

تمت بثالث طرق هي:ان عملية السيطرة على الروبوت

من خالل برمجته طوعيا ألداء حركة معينة, ويمكن أيضا اعادة برمجته ألداء أي حركة اخرى وبزمن (2

يتم تحديده مسبقا.

باستخدام السيطرة السلكية مبااشرة (1

باستخدام السيطرة الالسلكية عن طريق جهاز اتصال غير مشفر يتم عن طريقه نقل اإلاشارة لمسافة (3

(DTMF)د ضا يتم تشفير اإلاشارات باستخدام تقنية النبضة المزدوجة المتعددة التردبعيدة, وأي

يمكن استغالل الروبوت لحمل أثقال أكثر وزنا عن طريق تغيير قدرة المحركات الخاصة بالذراع (4

المقترحات المستقبلية 4.2

تصميم روبوت بمحركات ذات قدرة أعلى لحمل أثقال أكثر وزنا (2

(PLC)نطقية للسيطرة على الروبوت استخدام الدوائر الم (1

طوعيا لتسيير الروبوت اضافيةاستخدام متحسسات ذكية (3

المصادر

[1] "Telecom glossary "bot"”. Alliance for Telecommunications Solutions.

Internet Survey:

http://web.archive.org/web/20070202121608/http://www.atis.org/tg2

k/_bot.html.

[2] Polk, Igor “RoboNexus 2005 robot exhibition virtual tou” Robonexus

Exhibition 2005. Internet Survey:

http://www.virtuar.com/click/2005/robonexus/index.htm

[3] Harris, Tom. "How Robots Work". How Stuff Works.

http://science.howstuffworks.com/robot.htm

[4] http://www.preterhuman.net

[5] "Robot (technology)". Encyclopedia Britannica Online. Internet Survey:

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/505818/robot.

[6] Internet Survey: http://www.avinashgandi.com/projects-amp-

papers.html

[7] "Robot" Merriam-Webster Dictionary. Internet Survey:

http://www.merriam-webster.com/dictionary/robot.

[8] Yongtae Do "Introduction to Robotics" Control & Instrumentation

Engineering Daegu University, Korea.

[9] Tim Niemueller and Sumedha Widyadharma" Artificial Intelligence -

An Introduction to Robotics", Internet Survey:

http://www.niemueller.de/uni/roboticsintro/AI-Robotics.pdf, (2011)

[10] Ulrich Nehmzow, “Mobile Robotics: A Practical Introduction,”

Springer, London, pp. 153 (2003), Internet survey:

http://link.springer.com/content/pdf/bfm%3A978-1-4471-0025-

6%2F1.pdf

[11] Tim Niemueller and Sumedha Widyadharma" Artificial Intelligence –

An Introduction to Robotics, Internet Survey:

http://www.niemueller.de/uni/roboticsintro/AI-Robotics.pdf

[12] Vikram Kapila, " Introduction to Robotics" Mechanical Engineering.

[13] Internet Survey: http://www.ehow.com/about_4588161_history-

robotics.html.