طراحی و پیاده سازی رباتی خودران با استفاده از سنسورهای التراسونیک و موتورهای DC برای تشخیص و اجتناب از موانع

این مقاله به بررسی طراحی و عملکرد یک ربات خودران می پردازد که به طور خاص برای شناسایی و اجتناب از موانع با استفاده از تکنولوژی امواج التراسونیک طراحی شده است. ربات مذکور مجهز به سنسور التراسونیک HC-SRO۴ است که توانایی تشخیص موانع را فراهم می آورد. این سنسور با ارسال پالس های صوتی و اندازه گیری زمان بازگشت آنها، فاصله تا موانع را محاسبه می کند. به محض شناسایی مانع، ربات به طور خودکار متوقف می شود تا از برخورد جلوگیری کند. این سیستم پس از توقف به جستجو در دو جهت راست و چپ می پردازد تا فضای خالی را شناسایی کند. در صورتی که یکی از دو سمت باز باشد، ربات به آن سمت تغییر جهت می دهد و به این ترتیب می تواند به حرکت خود ادامه دهد. این فرآیند به ربات این امکان را می دهد که به طور مستقل و بدون نیاز به کنترل انسانی در محیط های پیچیده حرکت کند. برای راه اندازی این ربات از دو موتور گیربکس DC با نسبت دور ۱:۴۸ استفاده شده است که قدرت و کارایی مناسبی را فراهم می آورد. درایور موتور L۲۹۸n به عنوان واسط بین پردازنده و موتورها عمل می کند و کنترل دقیق حرکت ربات را ممکن می سازد. پردازش و کنترل حرکات ربات توسط ماژول آردوینو نانو CH۳۴۰ انجام می شود که برنامه نویسی آن برای مدیریت عملکرد حسگرها و موتورها بسیار کاربردی است. علاوه بر این سرو موتور S۶۹۰ به منظور تغییر موقعیت سنسور و افزایش دقت در تشخیص موانع اطراف به کار می رود. منبع تغذیه ربات شامل یک باتری کتابی ۹ ولت برای ماژول آردوینو و چهار باتری قلمی ۱.۵ ولت برای راه اندازی موتورها است. اهمیت کیفیت باتری ها در عملکرد صحیح ربات به وضوح قابل مشاهده است و ضعف باتری می تواند منجر به اختلال در عملکرد سیستم شود. این تحقیق نه تنها به درک بهتر از عملکرد ربات های خودران کمک می کند، بلکه می تواند به عنوان مبنایی برای توسعه بیشتر سیستم های هوشمند در زمینه های مختلفی مانند حمل و نقل، ناوبری و رباتیک استفاده شود. در نهایت نتایج این مطالعه می تواند راهکارهای جدیدی برای بهبود کارایی و قابلیت اطمینان ربات های خودران فراهم کند و به ارتقاء فناوری های مرتبط با آنها کمک نماید.

کلیدواژه ها:

ربات خودران ، سنسور التراسونیک ، تشخیص موانع ، آردوینو ، موتور DC