تناوبي

متى تحتاج إلى إشارات تناوبية؟

للجواب على السؤال دعني أسألك سؤلا: افترض أنك تريد تزويد الروبوت بمقياس درجة الحرارة أو الصوت أو تحديد موضع نقطة معينة، هنا لا نتحدث عن حالة زوجية يا نعم أو لا يا 1 أو 0، فماذا يمكنك فعله إذن؟

للجواب على هذا السؤل نقوم بإضافة مركبات إليكترونية تقوم بتحويل الاشارت من التناوبية إلى الرقمية، من بين هذه المركبات نجد البوتونسيومتر.

لتزويدنا بإشارات كهربائية متناوبة تناسبية مع الدوران (كعجلة زيادة الصوت في المذياع مثلا) نستعمل مقاومة متغيرة أو بوتونسيومتر كما هو مبين في الصورة جانبه.

عندما يكون البوتونسيومتر متصلا بمزود تيار كهربائي 5 فولط ولما تشتغل الدارة سيكون التيار الكهربائي الناتج محصورا بين 0 و 5 فولط تناسبيا مع زاوية الدوران.

يوجد محول بالميكروكنترولور يسمى محول ADC يقوم بترجمة التوتر الكهربائي إلى قيم رقمية. مثلا محول ADC ذي 10bit يحول 0 فولط إلى القيمة 0 و 2.5 فولط إلى 512 و5 فولط إلى 1023.

من الواضح أن الميكروكنترولور شبيه بالبروسيسور المستعمل من طرف الحاسوب وأن البطاقة البرمجية (development board) هي شبيهة بالبطاقة الاليكترونية الأم في الحاسوب. قد يتساءل البعض فلما لا نستعمل حاسوبا للتحكم بالروبوت إذن؟ 

حقيقة، في الروبوتات المتقدمة جدا كالروبوت أسيمو مثلا يعوض أو يدعم الميكروكنترولور بحاسوب كامل من أجل معالجة معلومات معقدة جدا كالصور والفيديو وتحليل الأصوات. لكن يبقى هذا النوع من الانظمة جد معقد ومكلف أيضا.

من الممكن استعمال مستشعرات أو بعض الرقائق الاليكترونية البسيطة لتدعم بها عمل روبوتك كما هو الحال في ما يسمى بالروبوتيك BEAM. لكن ماذا لو احتجت حقيقة إلى استعمال عقل اليكتروني للتحكم بالروبوت الذي تود انشاءه؟ توجد عدة أنواع من العقول الاليكترونية أو بالأحرى بطاقات برمجية نذكر منها : Arduino و BasicATOM وBasicx وPOB Technology وPololu و Parallax والكثير الكثير.

عندما تريد استعمال الميكروكنترولور اطرح على نفسك اﻷسئلة التالية:

1. ما هو الميكروكنترولور الأكثر شهرة بالنسبة لاحتياجي؟ 

لم تكن الأول الذي ابتدأ بالروبوتيك، وبالتالي فأغلب الأمر أن ما تود صنعه جزء منه أو كله تم إنجازه من طرف أشخاص آخرين قبلك. وبالتالي، لما لا تنظر في ما استعمله الآخرين قبلك من عقيلات إليكترونية استعملت في نفس المشروع الذي تود إنجازه. بهذا، يمكنك أن تستفيذ من خبرة الآخرين والبداية من حيث انتهوا. 

2. هل بعض من مميزات روبوتي تحتاج لعقيل اليكتروني خاص؟ 

هنا يبقى الاختيار مهم جدا. في بعض الحالات قد تجد بعض المركبات الاليكترونية التي تود إضافتها إلى روبوتك لا تتلائم إلا مع عقيل اليكتروني خاص. وهذا يجب أن يكون مشارا إليه عند شراءك لتلك المركبات.

قمنا في الدرس اﻷول من تحديد هدف وتكلفة الروبوت الذي نود إنشاءه كما قررنا أنا مشروعنا هذا سيقتصر على تطوير مدرعة التي بإمكانها العمل فوق الطاولات في الدرس الثاني. وتكلمنا عن المحركات في الدرس الثالث. أما اليوم فبالنسبة لمثالنا هذا سنحتاج إلى عقيل اليكتروني ذي المميزات التالية:

•   ثمنه لا يزيد عن 50$

•   يجب أن يكون سهل الاستعمال ودعوم بشكل جيد.

•   يجب أن يكون مدعوما بكتيبات تشرح طريقة استعماله أيضا

•   يجب أن يكون قابلا للبرمجة من خلال لغة البرمجة C أو لغة برمجة معتمدة على C

•   يجب أن يكون مشهورا بين فئات المهتمين بالروبوتيك

•   يجب أن يكون مدعوما بمداخل وخارج رقمية وتناوبية

بما أن روبوتنا سيستعمل محركين فإن على الميكروكنترولور أن يكون مزودا بمدخل ومخارج رقمية وتناوبية من أجل التحكم بالسرعة (ستشرح بتفصيل في الدرس 5).

سيحتاج روبوتنا إلى ارسال واستقبال البيانات وبالتالي فعلى العقيل أن يكون مدعوما بواجهة الاتصالات UART نوع  (a.k.a serial أو RS232) في حالتنا هذه.

Arduino و Polulo سيكونان الاختيار المناسب لنا في هذه الحالة.

Arduino Duemilanove أحسن أنواعه كما أن Arduino هو من بين العقيلات الاليكترونية الاكثر شعبية والعديد من المشاريع اعتمدت عليه كما أن المنتديات الخاصة به كثيرة.