تقسيم بندي ربات ها

ربات ها را ميتوان به صورت زير تقسيم بندي كرد

 

۱-بازو هاي ربات (Arm robot )

 

-اين ربات ها شكل بازو دارند .

-ثابت هستند و حركت نمي كنند .

-قوانين مشخص دارند . (ازقوانين استاتيك يا

ديناميك استفاده ميشود)

-شكل بازو دارند و در انواع ۱ و ۲ و ۳ بازو

ساخته ميشوند .

-هربازو با درجه آزادي (DOF)مختلف ساخته

ميشود .

 

۲-روباتهاي متحرك ( Mobil robot )

 

-شکل نامشخص دارند

-متحرک هستند .

-قوانین نامشخص دارند .

 

این روبات نیز خود براساس نوع حرکت آنها به دو گروه تقسیم میشوند.

 

الف - روبات ها ی دارای پا :

 

 ۱- روبات های ۲ پا  

. مانند ربات های انسان نما (Humand )

رباتهای انسان نما از آغاز ...

رباتهایی انسان نمایی که در ابتدا فقط دو پا داشتند و حالا وزن کمتر و حرکت روانتری دارند.

 

۲-روبات های ۴ پا

  ربات هایی که  شبیه به حیوانات هستند. مانند روبات هاي سگ (AIBO) سوني

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

۳-روبات های ۶ پا

در ساخت اين روبات ها از حشرات الهام گرفته شده .

۴-روبات هاي ۳ پا و ۸ پا نيز ساخته ميشوند . همانطور كه گفته شد در ساخت روبات هاي متحرك قانون خاصي وجود ندارد .

 

ب- روبات های دارای چرخ:

روبات هاي داراي چرخ نيز انواع مختلفي دارد و در انواع ۲،۳،۴،۵،۶،۸ چرخ ساخته ميشود . نوع ۲،۴ چرخ بيشتر ساخته ميشود.

 

البته در ساخت اين نوع ربات ها از چرخ هاي تسمه تانكي هم استفاده ميشود .

 

 

 

 

 

لحیم کاری

لحيم كاري

 

بعد از آماده شدن بورد مدار چاپي ،نوبت به نصب و ثابت كردن قطعات روي بورد مي رسد . رايجترين روش نصب قطعات روي بورد مدار چاپي لحيم كاري (soldering) است. لحيم كاري عبارتست از متصل كردن دو سيم ، يا يك سيم و سطح مسي مدار چاپي توسط آلياژ قلع –سرب مذاب. براي لحيم كاري به وسايلي نياز داريم كه آنها را در زير توضيح ميدهيم.

 

وسايل لحيم كاري

 

سيم لحيم:

ماده اي كه دو قطعه را به يكديگر متصل ميكند، لحيم (solder) نام دارد.لحيم آلياژي از دو فلز قلع و سرب است كه با نسبت وزني خاص با يكديگر تركيب شده اند . لحيم داراي انواع مختلفي است كه براي كارهاي متفاوت به كار برده ميشوند . بهترين لحيم براي كارهاي الكترونيكي لحيم SN63PVB37  است كه 63% قلع و 37% سرب دارد .

همانطور كه مي دانيد ، فلزات در مجاورت هوا اكسيد مي شوند كه اين اكسيد به صورت يك لايه عايق روي قطعات را ميپوشاند. اين لايه اكسيد مي تواند باعثن خرابي عمل لحيم كاري شود ،به همين دليل از ماده اي موسوم به روغن لحيم (flux) براي ازبين بردن اكسيد فلز و كامل كردن لحيم كاري استفاده مي شود. اما در كارهاي الكترونيكي معمولاً روغن لحيم كاري بصورت مستقيم بكار نميرود ؛ لحيمهايي كه در كارهاي الكترونيكي بكار برده ميشود، بصورت لوله هاي توخالي ساخته ميشوند كه داخل آنها با روغن لحيم كاري پُر شده است.

 

هويه :

براي چسباندن دو قطعه بايستي لحيم ذوب شده را در محل مورد نظر قرار دهيم . ذوب كردن لحيم توسط وسيله اي به نام هويه (soldering iron) انجام ميشود. ساده ترين هويه عبارتست از يك دسته و يك نوك مخروطي تيز كه توسط جريان برق(المنت) داغ ميشود.هويه هاي پيشرفته تر داراي دستگاه تنظيم حرارت ،پايه فنري براي نگهداري هويه ، و محل اسفنج خيس براي پاك كردن نوك هويه هستند.

 

وسيله ديگري كه جزء ابزارهاي الزامي لحيم كاري نيست ولي ميتواند كمك زيادي به عمليات لحيم كاري كند ، وسيله ايست بنام دست سوم (third hand) .اين وسيله با نگه داشتن قطعات و بورد مدار چاپي ،دستهاي شما را براي گرفتن هويه و لحيم (و بالا بردن دقت و ظرافت كار) آزاد ميكند.

 

################################################

 

رعايت نكات ايمني در لحيم كاري

 

از آنجائيكه در لحيم كاري بافلز مذاب و هويه داغ (كه دماي آن گاهي بهC  ْ300 نيز ميرسد) سرو كار داريم ، رعايت نكات ايمني الزامي است . در زير چند نكته ايمني در لحيم كاري را تذكر ميدهيم :

 

1 هرگز هويه داغ را روي ميز قرار ندهيد؛ براي اين كار از پايه فنري استفاده كنيد.

2 مراقب باشيد هويه داغ با سيمهاي برق تماس پيدا نكند.

3 در مكانهاي مرطوب لحيم كاري نكنيد.

4 هنگام لحيم كاري از عينك محافظ استفاده كنيد.

5 بخار لحيم (كه درآن سرب وجود دارد) سمي است . هرگز بخار لحيم را تنفس نكنيد.

 

براي اجتناب از تنفس بخار لحيم ، وجود يك سيستم تهويه مناسب الزامي است . دراين قسمت نحوه ساخت يك دستگاه تهويه ساده و ارزان قيمت براي دور كردن بخارلحيم را تشريح ميكنيم .

 

##################################################

 

دستگاه تهويه لحيم كاري

 

براي ساخت يك دستگاه تهويه ارزان قيمت و سايل زير را تهيه كنيد:

 

1 فن 12 ولت كامپيوتر – يك عدد

2 منبع تغذيه 12 ولت DC-220ولت AC-يك عدد

3 لوله خرطومي پلاستيكي به قطر 12 سانتيمتر (مخصوص هود آشپزخانه ) – به اندازه لازم

4 چسب برق

 

براي مونتاژ اين دستگاه

 

1 سيمهاي ورودي فن را به سيمهاي خروجي منبع تغذيه متصل كرده ، و به كمك چسب برق محل اتصال را عايقكاري كنيد . دقت سيمها را با پلاريته صحيح (مثبت به مثبت – منفي به منفي ) به يكديگر متصل كنيد.

2 فن را ازسمتي در دهانه لوله خرطومي قرار دهيد كه هوا را به داخل لوله بكشد . اطراف محل اتصال فن و لوله را با چسب برق بطور كامل بپوشانيد.

3 فن را درنزديكي محل لحيم كاري مستقر كنيد،و سر ديگر لوله خرطومي را بيرون پنجره بگذاريد. منبع تغذيه برا به پريز برق بزنيد.

اكنون ميتوانيد بدون نگراني از بخارهاي سمي لحيم كاري كنيد!

 

########################################

 

لحيم كردن سيم به سيم

براي لحيم كردن دو سيم به يكديگر (بايك سيم به پايه قطعه الكترونيكي ) ، ابتدا سر هر دو سيم را به اندازه كافي لخت كنيد . سپس به كمك دَم باريك در انتهاي سيمها يك حلقه كوچك ايجاد كنيد.

حلقه هاي كوچك ايجاد شده را در يكديگر قلاب كنيد . به كمك دَم باريك (با دست سوم ) نزديكي محل اتصال را محكم بگيريد (بهتر است محل دَم باريك بين نقطه اتصال و قطعه الكترونيكي باشد، تا مانع از رسيدن حرارت به قطعه شود ) . نوك هويه را (كه قبل از داغ شده ) روي محل اتصال بگذاريد ؛كمي صبر كنيد تا اتصال داغ شود .سپس ،لحيم را روي نقطه اتصال قراردهيد تا كمي از لحيم ذوب شده و محل اتصال را بپوشاند . هويه و لحيم را همزمان از نقطه اتصال دور كنيد؛ چند لحظه صبر كنيد تا قطره لحيم جامد شود.

 

يك لحيم خوب بايد صاف و براق بوده و در تمام محل اتصال بخوبي پخش شده باشد. اگر محل اتصال داغ نشده باشد، يا اگر محل اتصال چرب و خاك آلوده باشد،و يا نوع لحيم براي كار مورد نظر مناسب نباشد لحيم كاري بخوبي انجام نخواهد شد.

 

لحيم كردن سيم به بورد مدار چاپي

براي لحيم كردن يك سيم يا پايه قطعه الكترونيكي به سطح مسي بورد مدار چاپي ،ابتدا

سيم يا پايه قطعه را از سوراخ مدار چاپي عبور دهيد (قطعه بايد در سمت بدون مس مدار چاپي قرار گيرد). سر سيم را كمي به بيرون خم كنيد تا روي بورد محكم شود. نوك هويه را (كه از قبل داغ شده ) روي محل اتصال (محل برخورد سيم و بورد ) بگذاريد ؛ كمي صبر كنيد تا اين محل داغ شود . سپس ، لحيم را روي نقطه اتصال قرار دهيد تا كمي از لحيم ذوب شده و محل اتصال را بپوشاند . هويه و لحيم را همزمان از نقطه اتصال دور كنيد؛ چند لحظه صبر كنيد تا قطره لحيم جامد شود. به كمك سيم چين ،سيمهاي اضافي را از روي بورد مدار چاپي قطع كنيد. اكنون قطعه به بخوبي روي بورد مدار چاپي مستقر شده است.

 

منبع: كتاب چگونه ربات بسازيم نوشته علي رضا زارع پور

  

طراحي مد ار

 

اولين مرحله در ساخت يك مدار الكترونيكي طراحي مدار است . طراحي مدار (circuit design) عبارتست از تعيين قطعات مورد نياز يك پروژه و نحوه ارتباط آنها با يكديگر به چنين طرحي شماتيك (schematic) مدار نيز گفته ميشود.

در شكل زير شماتيك يك مدار الكترونيكي را مي بينيد كه در آن قطعات الكترونيكي زيادي بكار رفته است .

خطوطي كه در اين مدار مي بينيد ،در واقع سيمهايي هستند كه قطعات را به يكديگر متصل ميكنند . در جاهائيكه سيمهاي عبوري بايد به يكديگر متصل شوند ، محل تقاطع آنها با يك دايره توپُر كوچك مشخص مي شود؛ اگر دوسيم از روي يكديگر عبوركنند ، ولي در محل تقاطع آنها اين دايره توپُر كوچك وجود نداشته باشد ، يعني آنها با هم تماس فيزيكي ندارند .

عدد هايي كه بعد از نام قطعات مي بينيد ،شماره هاي مشخص كننده اين قطعات است چون احتمال زيادي دارد كه دريك مدار تعداد زيادي مقاومت ،خازن ، ترانزستور يا ديود وجود داشته باشد ،كه بايد از يكديگر مشخص شوند . در اغلب مدارهاي الكترونيكي مقدار يا مشخصات هر قطعه در كنار آن نوشته مي  شود . ولي اگر شماتيك يك مدار بسيار بزرگ و پيچيده باشد،امكان دارد كه ليست قطعات بصورت يك جدول در كنار آن نوشته شود.

هر قطعه الكترونيكي داراي يك نشانه يا نماد خاص است كه تشخيص آنها را در مدارهاي الكترونيكي بسادگي امكان پذير مي سازد .

برد بورد

 

بعد از آشنايي با قطعات الكترونيك نوبت به ساخت مدارهاي الكترونيكي ميرسد .اما منطقي است كه قبل از هزينه زياد و ساخت يك مدار دائمي،آن را به صورت موقت سرهم كرده و امتحان كنيم . به اين كار نمونه اوليه (prototyping) گفته ميشود.براي ساخت سريع نمونه اوليه يك مدار معمولاً از بوردهاي خاصي موسوم به برد بورد (beread board) استفاده ميوشد. يك برد بورد تعداد زيادي سوراخ دارد كه بصورت موازي قرار گرفته اند . اين سوراخ ها دو دسته اند : رديفهاي وسط كه بصورت عمودي به يكديگر ارتباط دارند ؛ رديف هاي كناري كه صورت افقي به يكديگر ارتباط دارند .

از رديف هاي وسط برد بورد براي قرار دادن عناصر الكترونيكي مدار،و از رديف هاي كناري بعنوان خطوط منبع تغذيه (مثبت و منفي) استفاده ميشود .

برد بورد طوري طراحي شده است كه پايه هاي عناصر الكترونيكي براحتي در سوراخهاي آن فرو رفته و محكم ميشود . از آنجائيكه هر سوراخ رديفهاي وسط با چهار سوراخ عمودي مجاور ارتباط فيزيكي دارد ، ميتوان يك پايه را مستقيماً يا توسط سيمهاي رابط به چهار نقطه ي ديگر وصل كرد كه براي اغلب مدارهاي الكترونيكي كافيست.

 

به نوع ارتباط سوارخ ها در شکل زیر توجه کنید

 

 

موقت بودن اتصالات برد بورد اين امكان را فراهم مي آورد تا بتوان براحتي مدار را در حالتهاي مختلف تست كرده ، ودر صورت وجود اشكال در مدار آن را تصحيح كرد.

 

 

 

بوردها ي مدار چاپي

بوردها ي مدار چاپي

بعد از تست مدار درنمونه اوليه و اطمينان از درستي آن ، نوبت به ساخت نمونه اصلي ميرسد . براي ساخت نمونه اصلي و دائمي مدارهاي الكترونيكي معمولاً از بوردهاي مدار چاپي (Printed Circiut Board-PCB)    استفاده ميشود . بورد مدار چاپي صفحه تختي است از جنس پلاستيك خشك و فشرده ،كه يك طرف آن با لايه نازكي از مس ( بضخامت چند ميكرون ) پوشانده شده است . روي اين لايه مس پوشش نازكي از مواد حساس به نور قرار دارد . بوردهاي مدار چاپي بصورت كيت ها ي آماده (به همراه مواد شيميايي لازم براي ظهور نقشه مدار روي PCB و پاك كردن لايه مسي بورد) عرضه ميشود.

 

براي تهيه برد مدار چاپي:

 

1.نقشه مدار مورد نظر را روي يك طلق شفاف رسم كنيد . بطوريكه فقط خطوط متصل كننده و جاي كافي براي عناصر مدار در نظر گرفته شده باشد . شكل زير را مشاهده كنيد (خطوط سياهي كه مي بينيد ، سيمهاي مدار هستند ؛ بيضي هاي كوچكي كه در انتهاي خطوط مي بينيد ، نقاط اتصال پايه هاي عناصر مدار هستند ) اين قبيل نقشه ها را ميتوان با دست ، يا به كمك نرم افزار هاي مخصوصي مانند orCAD‌ و يك چاپگر ليزري 600 DPI‌ تهيه كرد .

 

2. يك قطعه بورد مدار چاپي با ابعاد نقشه رسم شده ، تهيه كنيد . بياد داشته باشيد كه بورد مدار چاپي بعد از خارج شدن از لفاف مخصوص نبايد در معرض نور فلورسنت قرار گيرد (نور لامپهاي رشته اي معمولي اشكال ندارد)

 

3.طلق شفاف را روي سمت حساس به نور بورد مدار چاپي قرار دهيد . به كمك يك قطعه شيشه تخت كاري كنيد كه طلق و بورد كاملاً به يكديگر بچسبند ، و فاصله اي بين آنها وجود نداشته باشد . بورد را از سمتي كه طلق قرار دارد ، به مدت 10 الي 15 دقيقه در معرض نور يك لامپ فلورسنت 15 وات ( از فاصله 10 سانتيمتري ) قرار دهيد .

 

4. (درحالتي كه دستكش لاستيكي و عينك محافظ پوشيده ايد ) در يك ظرف پلاستيكي يا شيشه اي پهن ، مقداري از ماده ظهور (developer) را با 10 برابر آب مقطر رقيق كرده ، و بورد را  وطوري درآن قرار دهيد كه سمت پوشش مسي رو به بالا قرار گيرد . با يك قطعه اسفنج نرم به آهستگي روي بورد بماليد، تاماده حساس به نور در جاهائيكه در معرض نور بوده ، پاك شود . 1 تا 2 دقيقه براي اين منظور كافيست . پس از آن بورد را بسرعت با آب خالص بشوئيد ، تا ماده ظهور به نقاط ديگر صدمه نزند. اكنون روي خطوط نقشه مدار(قسمتهاي تيره مطلق) را يك لايه مقاوم به اسيد پوشانده ، و پوشش مسي در ساير نقاط بدن محافظ است . محلول ظهور اضافي را دور بريزيد .

 

5.براي پاك كردن پوششي مسي اضافي بورد مدار چاپي (جاهائيكه پوشش مقاوم به اسيد ندارند) محلول Ferric Chloride را در يك ظرف پلاستيكي يا شيشه اي پهن ريخته و بورد را درون آن قرار دهيد . براي تسريع در كار ، بهتر است محلول را (توسط حمام بخار يا ريختن آب داغ درآن ) تا 50 درجه سانتيگراد گرم كنيد . پس از حل شدن مسهاي اضافي بورد را با آب خالص بشوئيد . (توجه :فرآيند حل شدن مس درFerric Chloride‌ گرما زا بوده و با توليد مقدار زيادي بخارهاي سمي همراه است . به همين دليل اكيداً توصيه ميكنيم اين كار را در محلي با تهويه مناسب انجام دهيد . )

محلول Ferric Chloride  را به بطري برگرانيد . چون ميتوان مجدداً از آن استفاده كرد.

 

6.نقاط قرار گرفتن پايه عناصر مدار را توسط مته اي به قطر 1 mm سوراخ كنيد. اكنون برد مدار چاپي آماده است.

 

 

 

منبع :كتاب چگونه ربات بسازيم نوشته عليرضا زارع پور