سلام.

اميدوارم حال همگي خوب باشه .

تو  اين پست مي خواهيم ادامه ي بحث در مورد حسگرهاي يا همون سنسورها رو داشته باشيم .

اولين مورد پتانسيومترها هستند كه همونطور كه در قبل هم گفته بودم  ، پتانسيومتر درواقع يك مقاومت متغير كه با چرخش محورش  البته در نوع دورانيش و يا با حركت خطي بازوش در نوع كشويي مقاومت بين دو پايه كناريش تغيير مي كنه . در زير شكل يك نوع استفاده از پتانسيومتر رو ميبينيد .

مورد بعدي تاكومتر كه درواقع يك نوع فيدبك گير محسوب مي شه . بدين ترتيب كه يك ژنراتور dc كوچك درون تاكومتر قرار داره كه نقش تعيين كننده ي سرعت رو بر عهده داره و هر چه سرعت دوراني موتور بالا مي ره ، اين ژنراتور هم ولتاژ بالاتري توليد مي كنه و در نتيجه با اندازه گيري ولتاژ خروجي تاكومتر مي تونيم سرعت دوران رو محاسبه كنيم . تاكومترها حسگرهاي آنالوگ هستند ، در كنار اين حسگرها ، حسگرهاي ديجيتال ديگري هم وجود دارد كه اساس كار اونها بدين ترتيب هستش كه اين حسگرها در ساختارشون  از يك چرخ دندانه دار كه دندانه هاش آهنرباي دائم هستند بهره مي بره . و يك سيم پيچ در مجاورت اين چرخ قرار داره كه با چرخش اين چرخ دندانه داركه با محور خروجي موتور در ارتباطه پالس هايي رو در سيم پيچ توليد مي كنه كه ما مي تونيم با توجه به فركانس سيگنال توليد شده ، سرعت دوراني  موتور رو محاسبه كنيم .

يكي ديگه از انواع حسگرها ، شتاب سنج كه از نوع حسگرهاي الكترومكانيكيه  و با انتگرال گيري از سيگنال خروجي شتاب سنج مي شه سرعت و مكان رو محاسبه كرد . به همين دليل هم شتاب سنج ها تقريبا در تمام صنايع زميني ، هوايي و دريايي و در برخي ربات ها كاربرد گسترده اي دارند . ساختار دروني اين حسگر به اين ترتيبه كه از يك وزنه ي كوچك تشكيل شده كه به يك فنر متصل و هرگاه كه شتاب سنج حركت شتاب دار داشته باشه فنر متناسب با اين حركت كشيده مي شه و به كمك حسگري كه مي تونه  از نوع خازني ، پيزو و يا ... باشه ، ميزان جابه جاييش و گشيدگيش رو اندازه گيري مي كنه . امروزه اين حسگر بصورت يك آي سي كوچك توليد مي شه و بر خلاف انواع الكترومكانيكيش داراي خروجي ديجيتاله و از انواعش مي شه به : ADXL 202 , ADXL 210 , ADXL 250   اشاره كرد.

و اما ژيروسكوپ كه البته من نميتونم بخوبي دوستان توضيح بدم اما مي شه گفت كه ژيروسكوپ وسيله اي هستش كه جهت آشكارسازي حركت دوراني  مورد استفاده قرار مي گيره. داراي انواع 1- ژيروسكوپ چرخان كه از قديميترين نوع ژيروسكوپ و از يك ديسك دايره اي تشكيل شده كه حول محور خاصي در حال دوران هستش و محور ديسك هم در ساختار بخصوصي مستقر شده ومي تونه آزادانه تغيير جهت بده ، حالا اگه قاب ژيروسكوپ حركت كنه محور ديسك چرخان همواره جهت خودش رو حفظ مي كنه و بنابراين بر اساس اون مي شه جهت يابي كرد . از اين نوع ژيروسكوپ ها  در گذشته در صنايع نظامي استفاده مي شده كه به مرور زمان جاي خودشون رو  به ژيروسكوپ هاي الكتروني دادند.

2- ژيروسكوپهاي نوري – كه در اين  نوع از ژيروسكوپ ها يك باريكه ليزر درون يك محيط بسته كه از داخل با آينه هاي خاصي پوشانده شده يك مسير حلقوي رو با بازتابهاي پي در پي بارها و بارها طي مي كنه و در نهايت توسط يك گيرنده دريافت مي شه . حالا اگه بدنه ي محيط بسته دوران داشته باشه ، باريكه ي ليزر در مسير خودش نسبت به محيط بسته اندكي منحرف مي شه و گيرنده ميزان اين انحراف رو اندازه گيري مي كنه . كه بر اساس اين اندازه گيري ميشه ميزان دوران نسبت به حالت اوليه رو محاسبه كرد .

و نوع 3- ژيروسكوپ هاي ارتعاشي هستند كه زمانيكه يك جسم مرتعش دوران داشته باشه نيروهاي كوريوليس موجب ايجاد يك نوسان ثانويه در جهتي عمود بر جهت نوسان اصلي مي شه و با اندازه گيري نوسانات ايجاد شده مي توان ميزان سرعت دوراني و در نتيجه ميزان تغييرات جهت نسبت به حالت اوليه رو محاسبه كرد . براي ايجاد نوسان اوليه و اندازه گيري نوسان ثانويه غالبا از اثر پيزو الكتريك استفاده مي شه و به همين علت هم ژيروسكوپهاي ارتعاشي غالبا ژيروسكوپ هاي سراميكي ، پيزو و يا كوآرتز ناميده مي شوند . اين نوع ژيروسكوپ ها عموما ارزان ودقيق هستند و به همين علت هم  مورد كاربرد بيش تري دارند .

مورد ديگه حسگر تعيين رنگ ( سياه و سفيد ) كه بيشتر در ربات هاي مسير ياب و جهت تشخيص خط سياه و در واقع مسير سياه از زمين سفيد هستش و اين نوع حسگرها از يك فرستنده و گيرنده در كنار هم تشكيل شده و اساس كار بر تابش نور از فرستنده و ميزان دريافت بازتاب نور از سطح توسط گيرنده است و بر اين اصل استواره كه رنگ سياه نور بيشتري رو جذب مي كنه و در نتيجه بازتاب كم تري داره ولي رنگ سفيد نور بيشتري رو بازتاب مي كنه و بدين ترتيب نور بيشتري توسط گيرنده جذب مي شه و به اين ترتيب رنگ سطح قابل تشخيص خواهد بود .

از انواع اين حسگرها مي شه به RS-05FS , GP04 و همينطور CNY70 اشاره كرد.

يك نوع ديگه از حسگرها ، نوع فاصله ياب مافوق صوت يا آلتراسونيك هستش كه در اون اساس كار بدين ترتيبه كه اين حسگرها يك پالس صوتي خارج از محدوده ي شنوايي انسان ارسال مي كنه و پالس ارسالي پس از برخورد با مانع به سمت حسگر بر مي گرده و يك گيرنده اون رو دريافت مي كنه . و با اندازه گيري مدت زمان ارسال و دريافت مجدد صوت و باتوجه به سرعت صوت در هوا مي تونيم فاصله حسگر تا مانع رو محاسبه كنيم . اين حسگرها بيش تر در ربات هاي متحرك و براي تشخيص مانع و درواقع جهت جلوگيري از برخورد ربات با مانع مورد استفاده قرار مي گيرند .

فاصله ياب مادون قرمز هم يكي ديگه از انواع حسگرهاست كه تقريبا شبيه فاصله ياب آلتراسونيك ولي با اين تفاوت كه در اينجا نور مادون قرمزه كه از فرستنده ارسال و بازتابش توسط گيرنده دريافت مي شه و نحوه ي عملكردش بر اين حقيقت استواره كه نور از اجسام با فواصل مختلف با زواياي متفاوتي بازتاب مي شه .از انواعش هم مي شه به GP2Y0A02YK , GP2D120 , GP2D12 , GP2D02  اشاره كرد.

GPS هم كه معرف حضور همگي هست و همه ميدونيد كه يك سيستم موقعيت ياب جهانيه .

انواع بيشماري از حسگرها وجود داره  اما مهمترين حسگرها كه بيشترين كاربرد رو در رباتيك دارند در بالا ذكر شد .

خوب اميدوارم كه مورد توجهتون قرار گرفته باشه و براتون تكراري نبود ه باشه در پست بعدي  يه كم در رابطه با ميكروها و انواعش بحث مي كنيم هر چند قبلا  مطالبي رو در اين مورد تو وبلاگ قرار دادم و بعدش هم  مي پردازيم به برنامه نويسي .

تا پست هاي بعدي ....

اینم چند تا کوچمولوی ناز

سلام .

قرار بود تو اين پست درمورد  PWM  يا  مدولاسيون پهناي پالس و به زبان ساده تر كنترل  سرعت دور موتور بحث كنيم .

كلا كنترل موتور شامل :

1-    كنترل قدرت (توان) هستش كه با كنترل ولتاژ  بصورت آنالوگ و ديجيتال ميسر هستش  و در آنالوگ از مقاومت هاي  با رنج پايين و وات بالا  در اين رابطه استفاده مي شه .

2-    كنترل سرعت

در موتورهاي DC   اگه بار مكانيكي موتور ثابت باشه ، با تغيير ولتاژ DC اعمال شده به موتور مي توان سرعت موتور رو كنترل كرد ، كه در كل دو شيوه ي اساسي جهت كاهش ولتاژ اعمال شده به موتور وجود داره كه شامل : 1- كنترل سطح ولتاژ DC توسط يك رئوستا ( مقاومت متغير ) بدين ترتيب كه اگه مقاومت متغيير رو با يك منبع تغذيه سري كنيم با تغيير مقاومت مي تونيم سطح ولتاژ اعمال شده به موتور  و در نتيجه سرعت موتور رو كنترل كنيم .يكي از معايب بزرگ اين روش اتلاف بيش از حد انرژي هستش و 2- استفاده از مفهوم مدولاسيون پهناي پالس يا همون   PWM  . بدين ترتيب كه اگه فرض كنيم كليد با سرعت مشخصي قطع و وصل بشه و موتور رو خاموش و روشن كنه ، اگه اين سرعت از يك مقدار زماني فراتر بره ، ديگه خاموش و روشن شدن موتور چندان قابل احساس نيست و با سرعت يكنواختي كه برابر با كسري از سرعت ماكزيمم هستش به چرخش درمياد . كه در عمل ، كليد با يك ترانزيستور جايگزين مي شه و يك مدار كنترلگر اون  رو كنترل مي كنه .  در اينجا نسبت مدت زمان وصل بودن به مدت زمان يك پريود ، چرخه ي كاري ناميده مي شه  و همين چرخه ي كاري هستش كه تعيين كننده ي سرعت موتور هستش .

3-    كنترل موقعيت جابجايي  كه به دو صورت زاويه و جابجايي خطي مورد بررسي قرار مي گيره .

جهت كنترل موقعيت جابجايي از شفت انكدرها (ENCODER) استفاده مي شه . خود اين حسگرها شامل سه نوع نسبي ، افزايشي و مطلق هستند .

انكدرهاي نسبي از يك چرخ  شياردار كوچك تشكيل شدن كه در ميان يك فرستنده و گيرنده ي مادون قرمز قرار گرفته و اين چرخ كوچك به عضوي كه بايد حركت دورانيش اندازه گيري بشه متصل مي شه و با چرخش عضو مورد نظر و متعاقبا چرخ شيار دار ، پرتوهاي نوري به گيرنده مي رسند و متناوبا قطع و وصل مي شن و يك سيگنال مربعي توليد مي شه و با اندازه گيري اين سيگنال مربعي ايجاد شده مي تونيم سرعت و شتاب دوران و همين طور موقعيت نسبي اون عضو رو نسبت به موقعيت اوليش رو تعيين كنيم . و در واقع انكدر هاي نسبي  موقعيت نسبي نسبت به حالت اوليه رو اندازه گيري مي كنه.

ساختار انكدرهاي افزايشي هم كه مشابه انكدرهاي نسبي هستش با اين تفاوت كه در دو طرف چرخ شياردار در اين انكدرها 2 تا گيرنده و فرستنده  قرار مي گيره . و بدين ترتيب عمل مي كنه كه با چرخش چرخ شيار دار  پرتوهاي نوري كه به گيرنده ها مي رسن متناوبا قطع و وصل مي شن و و هر يك از گيرنده ها يك سيگنال مربعي توليد مي كنن كه اين سيگنال ها  به مقدار كمي  با هم اختلاف فاز دارن كه مي تونيم بر اساس همين اختلاف فاز جهت چرخش رو هم تعيين كنيم و بدين ترتيب اطلاعاتي كه اين حسگر به ما ميده يكي موقعيت نسبي  نسبت به حالت اوليه هستش و ديگري سرعت ، جهت و شتاب حركت دوراني هستش .

در انكدرهاي مطلق هم كه از يك صفحه ي مدور شفاف تشكيل شده كه قسمت هايي از اون هم مطابق اعداد باينري مات شده و در دو طرف اون چند تا گيرنده و فرستنده قرار داره  كه توسط گيرنده ها مي توان موقعيت مطلق و نه نسبي صفحه ي مدور رو بدست آورد و بدين ترتيب مي شه گفت از اين انكدرها مي توان علاوه بر سرعت و شتاب و جهت حركت دوراني ، موقعيت دقيق عضو مورد نظر رو هم بدست آورد .

تعداد شيارها در انكدرها حدود 100 – 1024   وجود داره و اين تعداد از 1024 به بالا وجود نداره . جهت بدست آوردن زاويه جابجايي مي تونيم  نسبت 360 درجه به تعداد شيارهاي شفت انكدر  رو بدست بياريم .

استفاده ي عمده ي انواع انكدرها در رباتيك  جهت بازوي ربات ( جهت تشخيص زاويه حركت )  هستش و جهت بازوي ربات بهتره از انكدر هاي مطلق استفاده بشه چراكه در صورت خاموش و روشن شدن منبع تغذيه موقعيت قبلي انكدر حفظ مي شه و قابل شناسايي هستش .

اميدوارم اين مطالب  براتون مفيد بوده باشن ، در ضمن در صورت بدست آوردن اطلاعات كامل تر در اين رابطه  مي تونيد به  اصول و راهنماي رباتيك نوشته ي محمد مشاقي طبري – كانون نشر علوم مراجعه كنيد. تا پست هاي بعدي ....

سلام .

خوب همونطور كه قول داده بودم تو اين پست به قسمت هاي اصلي ماشين تراش مي پردازيم . براي اينكار در ابتدا  بايد گفت كه وظيفه ي اصلي هر ماشين تراش بدون توجه به نوع اون ، گردوندن قطعه كار در مقابل ابزار برش مانند قلم هستش و ... .

ابزار برش در ماشين  قابل كنترله . و بطور كلي قطعات تشكيل دهنده ي يك ماشين تراش عمليات زير رو انجام مي دن و داراي اجزايي هستند كه فرآيند مخصوصي رو به انجام میرسونند كه شامل :

1-    عامل گرداننده و نگه دارنده ي قطعه كار

2-    عامل حركت و قدرت در ماشين

3-    عامل حركت دهنده و هدايت كننده ي ابزار برش .

درماشين تراش قدرت الكتروموتور بوسيله ي سيستم تسمه و چرخ تسمه و يا توسط يك سيستم چرخ دنده اي به مكانيسم هاي مختلف انتقال قدرت منتقل مي شه . تو فرآيند انتقال از محور محرك به محور متحرك عامل اساسي تعيين نسبت انتقال هستش كه جهت تعيين اون اگه تعداد دوران محور محرك رو n1 و تعداد دوران محور متحرك رو n2  و قطر محور محرك رو d1 و قطر محور متحرك رو d2 در نظر بگيريم از رابطه ي زير بدست مياد :

n1d1=n2d2                                                                                                     

       يا i = n1 / n2               و  i = d2 / d1         

كه جهت بدست آوردن نسبت انتقال دو فرمول بال را مساوي هم  قرار ميديم و نسبت رو بدست ميآريم .

سرعت گردش محور اصلي رو در يك ماشين تراش به 4 روش كنترل مي كنند شامل :

1-    با جابه جايي چرخ دنده ها و توليد نسبت هاي مختلف انتقال .

2-    با انداختن تسمه روي پله هاي ديگر چرخ تسمه هاي پلكاني .

3-    با تغيير موقعيت پولي .

4-    با كنترل سرعت بصورت هيدروليكي .

انتقال حركت به كمك تسمه :

در ماشين هاي تراش دوران ميله ي كار هنگام براده برداري بوسيله ي انتقال حركت غير پله اي تنظيم مي شه كه رايج ترين اونها سيستم هاي PIV هستش . در يك سيستم PIV سه حالت كلاسيك قابل بررسي شامل :

1-    دور تند  2- دور كند  3- بدون تغيير .

روابط كلي در انتقال حركت در سيستم هاي  PIV :

جهت تحليل روابط مربوط به سيستم هاي PIV بايد از روابط زير استفاده كرد :

 تعداد دوران محور محرك =   n1

n2                                                                                                                    

  بيش ترين دوران محور متحرك = n2g

 كم ترين دوران محور متحرك = n2k    

 d2

بيشترين قطر چرخ متحرك =d2g

  كم ترين قطر چرخ متحرك = d2k

 d1 

 بيش ترين قطر محور متحرك = d1g  

 كم ترين قطر محور محرك  =d1k

    i  

 كم ترين نسبت انتقال = ik

  بيش ترين نسبت انتقا ل = ig

فرمول ها هم شامل :

ik = n1 / n2g                                                                                                    

ig = n1 / n2k

يا            

 ik = d2k / d1g

 ig = d2g / d1k

در سيستم هاي انتقال PIV نسبت دامنه ي تغييرات دوران حائز اهميته و از فرمول زير بدست ميآد :  

B=n2g/ n2k

در پست بعدي در رابطه با  محاسبه ي چرخ دنده هاي تعويضي صحبت مي كنيم . تا بعد حق نگهدارتون ، راستي نظر يادتون نره .