«Назарбаев Зияткерлік мектебі» АҚ



жүктеу 187.95 Kb.
Дата02.05.2016
өлшемі187.95 Kb.
: site -> nis -> repository -> file
file -> "Назарбаев зияткерлік мектептері" АҚ Семей қаласындағы физика-математика бағытындағы "Назарбаев зияткерлік мектебі" филиалы
file -> 1. Дене қалай қозғалады, егер қозғалыстың кинематикалық теңдеуі: х = 5t + 20
file -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Шығыс-Қазақстан облысы Бағыты: Таза табиғи орта – «Казахстан -2030»
file -> Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі «Назарбаев Зияткерлік Мектептері»
file -> Квалификациялық талаптар Жоба
file -> Сабақтың тақырыбы: Үйкеліс күші. Техникада үйкеліс әрекетін ескеру. Сабақтың мақсаты
file -> Қазақстан тарихы Тас ғасыры Тас дәуірі
file -> Модератор: Өскемен қаласындағы хбб нзм мұғалімі Қонақбаева А. А. Мастер-кластың өткізілетін орны
file -> Бағдарламасын «Назарбаев Зияткерлік мектептері»
file -> Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі Мұнайдың физика-химиялық қасиеті және оның экожүйеге әсері Бағыты: Таза табиғи орта – Қазақстан-2030 стратегиясын іске
«Назарбаев Зияткерлік мектебі» АҚ

«Семей қ. физика-математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі» филиалы

Бағыты: физика

Секциясы: техника

Тақырыбы: «Микрочиптің қазіргі заман техникасында алатын орны»

Авторы:


Амангелдіұлы Қамбар

10 «А» сынып оқушысы

«Семей қ. физика-математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі» филиалы

Жетекшіcі: Андакаева Алия Назарбекқызы

физика пәні мұғалімі

«Семей қ. физика-математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі» филиалы

Семей

2011


Кіріспе
Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Қазіргі 21 ғасырда ғылым мен технология жетік дамыған. Табиғат құбылыстары және оның заңдары осы күнге дейін адам баласын ойландырып, толғандырып, анықталмаған, сыры ашылмаған дүниелерге ақиқаттың түбіне бар сана-сезімімен, білімді де тәжірибелі ақыл-ой парасаттылығымен жетуі әрқашанда үлкен жетістік болып табылады.

Қазіргі ғаламтану өзінің қорытындылауларында табиғаттанудың өзімен салалас ғылымдар – физика, математика, химия, геологияның жетістіктеріне сүйенеді.

Бүгінгі көптеген ғылымдардың дамыуы – ғылыми-техникалық прогреспен, іргелі физика-математикалық ғылымның дамуымен тығыз байланысты.

Ғаламда бақыланатын обьектілер, құбылыстар мен процестерді ой елегінен өткізу микродүние мен мегадүниенің күрделі өзара байланыстылығын дұрыс түсініп, дүниенің бүгінгі астрономиялық суреттемесін ойша құрастыру үшін қажет. Бақылаулар мен олардың теориялық түсіндірілуіне негізделген ғылыми болжамдарды (гипотезаларды) талдау жолымен және табиғаттаудың барлық саласындағы жетістіктерді пайдалану жолымен жүзеге асырады. Бұл гипотезаларды дәлелдеуде адамға көмек көрсететін, яғни адам қолы жете бермейтин жерлерді зерттеуде оған қосымша машина – робот керек. Ал робот өз бетімен жұмыс істеу үшін оны басқаратын ми қажет. Ми ретінде, қазіргі заманның жетімтіктерінің бірі – микрочип бола алады.



Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Физика – техниканың дамуындағы негізгі ғылымдардың бірі.

Технология – ғылымның практикалық қолданылуы. Қазіргі заманда дүниежүзінің негізі – технология. Ол адамның сана-сезімімен, білімді де тәжірибелі ақыл-ой парасаттылығымен жеткен үлкен жетістігі. Яғни ғылым, прогресс болып табылады.

Болашақта ғарышты игеру, адам баласының өмір сүру ортасын кеңійту, дәлірек айтқанда, экологиялық мәселелер шешіліп, космостың қыр-сырлары ашылады. Сонымен қатар, әлі шешілмеген мәселелер тарапында роботтарды тиімді пайдалансақ, біз көптеген жағымсыз жағдайлар мен қиын тақырыпты мәселелерді жеңілдетер едік. Ал робот жасауда, машина тектес механизмдердің жұмыс істеуінде, оларды басқаруда микрочип маңызды рөл атқарады. Сондай-ақ, адамзаттың табиғаттағы қолайсыз жағдайларда іс-әрекет етуі, шахталардағы, космоста, химиялық құбылыстар, химиялық заттар қатысымен болатын жағдайларда және тағы да басқа апатты да қауіп-қатері жоғары дәрежелі орындарда жұмыс істеуі өте қауіпті. Сондықтан осындай шартты жерлерде

« робот » барлық жұмыстарды адамның орнына дәлме-дәл орындаса – адам баласының өміріне қауіп төнбейді. Сонымен қатар шығармашылық кәсіпорындарында « робот » қолданылса, уақыт шығыны, адамның физикалық жұмысы, оның шаршауы да азаяр еді. Және де әлі шешілмеген мәселелер тарапында тиімді қылып пайдаланса, біз көптеген жағымсыз жағдайлар мен қиын тақырыпты мәселелерді жеңілдетер едік.



Зерттеудің объектісі. Ғылыми жұмыстың зерттеу объектісі ретінде робототехникада, тұрмыста, өндірісте роботты басқару мақсатымен жасалған микрочиптер алынды.

Зерттеудің пәні. Зерттеу пәні ретінде микрочиптердің қолданылу аймағы болып табылады

Зерттеудің мақсаты. Микрочиптердің қазіргі заман техникасында қолданылу аймағын және маңызын анықтау.

Зерттеудің міндеттері. Ғылыми зерттеу жұмысының алдына қойған мақсатына сәйкес келесі міндеттер айқындалды:

  • Қазіргі заман техникасында қолданылатын микрочипетрді зерттеу, пайдаланылу аймағын анықтау

  • Микрочиптерді зерделей отырып, мамандармен бірлесе отырып, жаңа бір микрочип құрастыру

  • Құрастырылған микрочипке бағадарлама жасау

  • Микрочиптің пайдасын дәлеудеу мақсатында робот құрастыру

Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы.

  • Микрочиптің маңыздылығы, қолданылу аймағының анықталуы

  • Ауыр жүктерді көтеруде, тасымалдауда қолайлы әрі арзан машинаның жасалуы

  • Машинаныны басқаруда үйренген оңай проограммының жасалуы

  • Цифрлік өңдеу – берілген тапсырманы жіберуде, өңдеуде және екілік сандарымен алмастырып сақтауында.

Бұл ғылыми жобада мен роботтардың пайдалылығы мен қажеттілігінің, іс жүзінде демонстрациялау мәселесін қарастырдым. Робот – зиянсыз, пайдалы, қолайлы, ыңғайлы және қажетті машина. Ол адам өмірін әлдеқайда жеңілдетер еді. Микрочип арқылы бірнеше жұмысты параллельді етіп бір уақытта орындауға болады.

Ал оның қызметін іс жүзінде көрсетүге кез келген техниканы пайдалануға болады. Бұл жұмыста демонстрациялауға робот алынған. Оның құрылысындағы құрылғылырдың қызметін микрочип біз берген командаларды қорытып шығарып, реттеп отырады. Ол үшін арнайы бағдарланған программаны қолданамыз

Адаммен жазылған программа мәтіні негізгі немесе объекті код деп аталады. Ал трансляциядан кейін алынған код нәтижелі немесе машиналық код деп аталады. Осы код микроконтроллердің жадысында жазылып, сақталады. Бұл нәтижелі кодты жазып сақтау үшін – программаторлар арнайы құрылғысын пайдаланады.


Негізгі бөлім

1.1 Микрочиптер
Микрочиптер (микроконтроллер) – ЭВМ сақталатын бағдарламаға ұқсас және үлгімен құрастырылған, қосалқы түйіндермен біріккен, әр түрлі үлгі жадымен және микросхемаларда кездесетін өте биік дәрежелі интеграциялық одақтарымен бірігіп жинақталған цифрлік құрылғы.[1]

Бірақ, микроконтроллерлtр туралы айтатын болсақ, онда, көбінесе, олардан көбірек белгілі түрін – "немере туыстары"[1], яғни микропроцессорлар туралы ойлаймыз. Олар арнайы компьютерлердің өте маңызды түйіні болып келеді және екеуі бірдей дербес компьютерлермен қатар көптеген басқа электрондық құрылғыларда қолданылады. 70-жылдардың басында сатылуда көрінген бірінші микропроцессорлар цифрлік схемаларды іске келтіру жұмысын орындауда альтернативтік тәсілі ретінде көрініс тапты.[1]

Екілік сандар түрінде тұрақты есте сақтайтын құрылғыда ( ПЗУ ) сақталынған жүйелер орындалатын функциялар нұсқау жүйелілігімен анықталды. Бұл шешім дәстүрлі қосу схемасы қолданылатын әр түрлі микросхемалармен салыстырғанда үлкен иілгіштікке ие болды. Қазіргі замандағы микроконтроллер сондай интеграцияланған есептеуіштердің біреуі болып табылады.

Цифрлік өңдеу дегеніміз – берілген тапсырманы жіберу, өңдеу және екілік сандарымен алмастырып сақтау.[2]



Микроконтроллерге арналған бағдарлама – арнайы бағдарламалық жадына жазылып жататын код жүйелерінен тұрады.

Адамға кодтар арқылы бағдарламалау өте қиын, әрі қолайсыз. Өйткені оған әрбірінің өзінің мағыналы аты бар командалармен операция жасау әлдеқайда жеңіл, әрі ыңғайлы, сондықтан адам оларды жазуда арнайы бағдарламалық тілдерді қолданады.

Бағдарламалық тіл – арнайы өңделген тіл, машина және адам аралық түсіністік делдалы.[2]

Тілдің негізгі мақсаты – микроконтроллердің жүйелі әрекеттерін мағыналы суреттеп айту.[3] Тіл адамға ыңғайлы да мәлімді болуы керек екнін ұмытпаған жөн.

Бағдарламалауды жасау барысында адам қарапайым немесе өз қалауы бойынша күрделі іс-әрекет мәтінін компьютерге әдеттегідей теріп жазады, сосын арнайы аударма программаны (транслятор) іске қосады.

Транслятор – адам жазған басқару мәтінін машиналық кодпен алмастыру, яғни микроконтроллерге түсінікті тілдік формаға айналдыру программасы.[4]

Адаммен жазылған программа мәтіні негізгі немесе объектілі код деп аталады. Ал трансляциядан кейін алынған код нәтижелі немесе машиналық код деп аталады.[5] Осы код микроконтроллердің жадысында жазылып, сақталады. Бұл нәтижелі кодты жазып сақтау үшін – программаторлар арнайы құрылғысын пайдаланады.

Барлық бағдарламалардың тілдері 2 түрге бөлінеді:


  • төменгі деңгейлі тілдер;

  • жоғарғы деңгейлі тілдер.

Жиі қолданылатын, қарапайым мысал ретінде, бағдарламалардың төменгі деңгейлі тілдерінің бірі – Assembler тілі. Бұл тіл барынша микроконтроллердің басқару жүйесінің бұйрықтарына жуық. Assembler тілінің әрбір операторы – ол, мәнмен алғанда, қандай да бір нақтылы бұйрықтың ауызша аты. Трансляция барысында сондай команда операция кодымен қарапайым түрде ауыстырылады.

Assembler тілінде бағдарламаны құрастыра отырып, адам берілген тиісті мәліметтер түрлерімен операция жасауы үшін процессормен ұқсас, яғни байттармен және сақалармен болуы керек. Сонымен қатар, Ассемблердің тілінің ерекшілігі – бұл тіл үшін операторлардың терімі нақтылы микроконтроллердің бұйрықтарының жүйелеріне тікелей тәуелділігі. Сондықтан, егер екі микроконтроллер әр түрлі бұйрықтар жүйесін қабылдаса, онда әрбір сондай микроконтроллерлардың өзіндік бір-бірінен бөлек Ассемблер тілі болады. Сол сияқты жаңа заманның талаптарына сай басқа да көптеген бағдарламалау жүйелері бар. Мәселен, ғылымның, техниканың қарқынды дамыған, адам қажеттіліктері көбейіп және барлық мүмкіншіліктері кең ауқымда ұлғайған кезде, үлкен жетістіктерге қол жеткізген кезде, әрине, микроконтроллерлардың да мүмкіншіліктері айтарлықтай жетілдіріле түсті. Енді, қазіргі заманда жоғарғы деңгейлі тілдер қолданылуда. Оларға Basic, С++ және де басқа жүйелер жатады.

Бұл тілдер өз уақытында нағыз үлкен компьютерлер үшін өңделген болатын. Бірақ қазір олар микроконтроллерларда кеңінен қолданылады. Жоғарғы деңгейлі тілдер ,көбінесе, адамға танымалдығымен ерекшеленеді. Көптеген жоғарғы деңгейлі тілдер топтары микроконтроллердің нақтылы топтарымен байланыспайды. Ондай тілдер енді байттармен емес, математикадан бізге әлдеқайда жақсы таныс қарапайым ондық бірліктік сандармен, сонымен қатар айнымылылармен, тұрақтылармен және басқа элементтермен байланысады. Тұрақтылар мен айнымылылар бізге түсінікті болатындай дағдылы күйге ене алады.

Мысалы: дұрыс, дұрыс емес мәндер, заттық мәндер (ондық бірліктер) және т.с.с. Барлық айнымылылар мен тұрақтылар арқылы бізге таныс арифметикалық операциялар мен алгебралық функцияларды орындауға болады.

Жоғарғы деңгейлі тілдер трансляциясы Ассемблер трансляциясына қарағанда өте күрделі өзгертулерді өндіреді. Бірақ, нәтижесінде сондай машиналық кодтағы программалар шығады. Сонымен қатар, транслятор микроконтроллердің барлық ресурстарын өзіне тән болатындай етіп қарастырады. Жазылған айнымылылардың суреттемесін ол қай және қандай регисторда немесе жады ұяшықтарында сақтайтынын, қалай және қандай математикалық: арифметикалық немесе алгебралық функцияларда орындайтыны туралы алдын ала біледі.

Транслятор бағдарламасы алгоритмді өзі таңдайды. Сондықтан, трансляция бағдарламасынан алынған алгоритм тиімділігінің мақсаты транслятор бағдарламасына жатады. Бүтіндей алғанда, жоғарғы деңгейлі тілдер жүйесінде жазылған программалар Ассемблер тілінде жазылған ұқсас программаларға қарағанда микроконтроллер жадысында 30-40% көбірек орын алады, бірақ, егер де микроконтроллерде жеткілікті жады болса, онда программаның үлкеюі проблема емес. Жоғарғы деңгейлі тілдердің артықшылығы программаның өңдеуінің іс жүзінде жылдам болуында. Жоғарғы деңгейлі тілдердің ішіндегі ең тиімдісі – С++ тілінің жүйесі болып табылады. Сондықтан жоғарғы деңгейлі тілдерді көркемдеуде осы түрді пайдаланылады. [6]

Өте кішкене компоненттер және элементтер электрондық жабдықтауда қолданылады , жұмысшы күй-жағдайда физикалық тіректі тиісті болу керек.

Оларға тек қана бет қажетті емес, оларды қайсысын қондыруға болады, сонымен қатар электрлік байланыс схема басқа компоненттілерімен . Қақпақты ашып – электрондық тұрмыс немесе өнеркәсіпті бұйымдар, оқырманды анықтап жатыр , не барлық электрондық элементтер және компоненттерді арнайы пластинада құрастырылған, дайындалғанның шыны талшығынан немесе Басқаны материал бөлектеуші . Мынау тіреу пластина немесе элементтерге арналған шасси және баспа төлеумен аталып жатыр. ( РСВ ) Плата дайындалған материал бөлектеуші, ал беттер төлеулер біз көрінетін мыстар жол-жолдар, қосып жазылғандар оған біреудің немесе екінің жақтардың - егер төлеу келіп жатыр екі жақтықтың .

Мыс жол-жолдарды сымдарды біреудің рөлін атқарып жатыр, басқаға бір компоненттінің электрлік тогы шығарып салушылардың, және соқпақтармен токоведущими аталып жатыр. Өрнек немесе жол-жолдардың сурет немесе соқпақтарды схема функциясымен анықталады. Барлық соқпақтарды алдын ала өңделіп жатыр бюромен конструкторлықтарды баспа төлеу даярлауына дейін , тек айқын компоненттілер аралық қажетті қосу және қойылатын талап функциялардың орындалуы қамсыздандыру .

Екілік сандар түрінде тұрақты есте сақтайтын құрылғыда ( ПЗУ ) сақталынған жүйелер, яғни орындалатын функциялар нұсқау жүйелілігімен анықталды. Бұл шешім дәстүрлі қосу схемасы қолданылатын әр түрлі микросхемалармен салыстырғанда үлкен иілгіштікке ие болды. Қазіргі заманғы микроконтроллер сондай интеграцияланған есептеуіштердің біреуі болып табылады.[6]

Мынау білдіріп жатыр, не төлеудің, арналғандар радиоқабылдағышқа арналған, алып жүре алмайды өзіме элементтер, арналғандар теледидарға арналған немесе басқа электрондық бұйымның. Баспа төлеуге дәнекерленіп өте кішкене элементтері сайып келгенде, оларды шығаруларды төлеу соқпағымен токоведущеймен электр түйіспесін жасады үшін .

Құру және элементтердің монтаж және баспа төлеуге компоненттердің - жіңішке және сыпайы жұмыс, қайсымен оқырман, электрондық монтаж схемалармен іс бар болушы, тиісті таныс болу себебі миниатюрны элементтері және техникке арнайы төтенше сынғыш, қажетті қолдану .

Дәнекерлеме, қолданылушы электрондық элементтердің жарнасы жанында, қорытпамен келіп жатыр, құрылушымен 60% қалайыдан және 40% қорғасыннан, қосумен канифольдің - шайыр кішкене сандары. Мынау дәнекерлеме түрі транзисторлық дәнекерлемелерге, радионы жатып жатыр / ТВ - дәнекерлемелерге, немесе дәнекерлемелерге 60-40.[7]

Жылыту жанында үлгілі 273 дәнекерлемені балқып жатыр және, дәл осылай қалай элемент шығаруына алып келініп жатыр, анықталғанды төлеу монтаж тесігіне, элемент бекітіп жатыр, қашан суынып жатыр. Дәнекерлеме балқуы уақытына және төлеу соқпағымен және элемент шығаруымен токоведущей аралық электр түйіспесі жасалып жатыр. Төлеуге элемент монтажына арналған немесе, керісінше, элемент бөлектеуінің төлеуден сіздерге дәнекерлеме қажетті және электрлік дәнекерлегіш. Дәнекерлемені мүмкін сатып алынған кішкенелерді сандарда. Электрондық элементтерді өте сынғыш, және олардын қажетті бұрылу сақтықпен үлкен, тек зақым келтіру. [8]


Микрочиптің қолданылу аймағы шексіз. Ол техниканың жұмыс істеу центрі – ми рөлін атқарады. Микрочиптің қолданылу айағы роботтың қолданылу аймағымен тікелей байланысты. Микрочип космоста, медицинада, өндірісте, бұқаралық ақпарат құралдарында, әскери мақсаттарда, көңіл көтеруде, тұрмыста және тағы басқа мақсаттарда пайдаланылады.
Практикалық бөлім

1.1 Робототехника
«Робот» - сөзі қандай мағына береді, қандай мүмкіншіліктер туғызады деген сауалға әр адамның өз дүниетанымдық козқарасы болады. Бірақ, қанша әр түрлі ойлар мен ұсыныстар болғанымен, түп негізінде бір шешімге келіп тоқталады. Сонымен, адам баласының шексіз қиял-ғажайып толғаулары мен 0,001% тілекармандарына сүйенсек, робот дегеніміз – адам қолымен құрастырылған, программаланған, автоматтандырылған, саты бойынша жетілдірілген ақылды механизм.[9]

Автоматтандыру арқылы роботты ақылды етіп жасауға әлі адамзат қолын жеткізеді. Ал ол көп ізденістер мен практикалық еңбектің нәтижесінде болады. Тек «микрочип» бастамасы. Өйткені, ми – ең басты бөлігі.

Адамзаттың табиғаттағы қолайсыз жағдайларда іс-әрекет етуі, шахталардағы, космоста, химиялық заттар қатысымен болатын жағдайларда және тағы да басқа апатты да қауіп-қатері жоғары дәрежелі орындарда жұмыс істеуі өте қауіпті. Сондықтан осындай шартты жерлерде « робот » барлық жұмыстарды адамның орнына дәлме-дәл орындаса – адам баласының өміріне, денсаулығына қауіп төнбейді. Сонымен қатар шығармашылық кәсіпорындарында « робот » қолданылса, уақыт шығыны, адамның физикалық жұмысы, оның шаршауы да азаяр еді. Мысалы, қандай да бір шикізат өнімін немесе белгілі бір затты басып шығаруға робот өте қолайлы.

Басқару жүйесі:
Роботты басқару компьютерлік Pololu 8-Servo Controller бағдарламасымен жүзеге асады. Бұл программа 8 моторды параллель түрде іске қосуға мүмкіндік береді. Алдын ала бағдарланған бұл программалық жүйе әрбір мотордың қозғалысын реттеп, роботтың іс-әрекетін басқарып отырады. (қосымша -1)[10]

Pololu 8-Servo Controller бағдарламасын роботпен байланыстыру үшін, яғни біз жасаған командаларды логикалық бірліктер арқылы сигналдарды жіберу үшін жүйелі портқа арналған жалғағыш кабельді қолданамыз. Бұл жалғау құралы әмбебаптылығымен ерекшеленеді. Логикалық бірліктер бағыт деңгейіне сәйкес келеді. Жалғағыш кабельге өткізгіш арқылы минус таңбалы заряд шамасын өткізетін ақ түсті сымнан және signal (команда) жүретін сары түсті сымнан тұратын негізді жүйелі кабель жалғанады.

Біз жазған командалар Pololu 8-Servo Controller бағдарламасында өңделеді де signal сымы арқылы микрочипке беріледі. Ол процесске «Грей» кодын қолданады.[11]

Мысалы, 0 санын немесе кез келген санды компьютерден құрылғыға жіберу үшін суреттегідей код таблицасын пайдаланады. Кестедегі оң жақтағы цифрлар жіберілетін мәлімет, ал сол жақтағы цифрлар әрбір горизонтальдық бағытқа сәйкес signal сымы арқылы жіберілетін импульстар қатары. Сонымен 0 санын жібергенде сымнан алғашында, белгілі бір уақыт аралығының бірлігінде кернеу жоқ болады. Сосын кестеге сәйкес бірдей уақыт аралықтарында кернеу болады. Мұндай импульстерді микрочип қабылдағанда, ол алынған мәліметтерді қорытады да ары қарай өз жұмысын атқарады.[12]




2.2 Демонстрациялау
Құрал жабдықтар:
микрочиптік плата: micro serial servo controller;

моторлар: servomotors MG995; 15кг/см – 3 дана;

servomotors MG995; 1.3 кг/см – 3 дана;

қамыттар, пластмасса, LEGO фирмасының ойыншықтарының құрама бөліктері, жалғағыш сымдар, батарейка – 4.5 В. (моторларға арналған), қоректену одағы – 5В. (микрочиптік платаға арналған), жүйелі портқа арналған жалғағыш кабель (микрочиптік платадағы микрочиптің компьютермен байланысы үшін), болтшалар, гайкалар.


Микрочиптік платаның схемасы:

(қосымша 2)



Қоректену:
Ең алдымен микрочиптік платоның жұмыс істеуі үшін оның қоректену жағдайын қарастырайық. Тоқ көзінен келетін тоқ кернеуі 220В, ол микрочип және платадағы өте кішкене схемалық компоненттер мен элементтер үшін өте үлкен мәнде. Ал олай болса бұл схемалық жүйе қызметтен шығып қалып, жарамсыз болады. Сондықтан мен қоректену одағын пайдаландым. Оның шығу кернеу бірлігі 5В.

Қосымша қауіпсіздік үшін қоректену одағының кернеу бірлігін мультиметрмен тексердім. Ал моторлар іске қосылуы үшін мен тексеруден өткен 4.5 вольттық кернеулі батарейка қолдандым.


Конструкция:
Роботтың бастамасы ретінде оның қолы болды. Дәлірек айтқанда, тістеуікқол. Өйткені мен роботты қандай да бір затты ұстап, көтеріп, оның орнын ауыстыруға, яғни ең қарапайым қызметке лайықтап жасадым. Әрине оның сол жүкті көтеруі өзінің физикалық шамасының мүмкіншілігіне байланысты.

Басып алу механизмі LEGO фирмасының ойыншықтарының құрама бөліктерінен құрастырылған. Өйткені олар салмағы жағынан өте жеңіл, кез келген пішінге келтіре құрастыруға оңай.

Қолдың тірегі және қозғалысқа тиімді болу үшін жасалған басқа тірек компоненттері пластмассадан жасалған. Олар қолайлы, керек формаға келтірілгеннен кейін бір-бірімен және моторлармен байланыстырылып, берік ұсталуы үшін қамыттармен бекітілген.

Роботтың құрылысы әрбір бөліктегі қозғалыс қызметіне қарай 4-ке бөлінеді:

1. Басып алу механизмінің ашып-жабылу қозғалыс қызметінің құрылысы.

Моторды тістеуікқолдың екі жақ түбіне орналастырамыз. Ол үшін алдымен тістеуікқолды ыңғайлы болатындай мотордың тісті доңғалақ пішіндегі зырылдауық қанатына лайықтап құрастырып алу керек. Сосын әрбір мотордың зырылдауық қанатын тістеуікқолдың екі жағымен байланыстырамыз, қамытпен бекітеміз немесе екі моторды да бір жаққа орналастыруға болады. Ол үшін екі мотордың signal жүретін смдарын біріктіріп алу керек. Сонда 1-ші де 2-ші де жағдайда екі мотор бірдей сигнал алып, бірдей қозғалыс қимылдарын жасайды. Демек, тістеуікқол команда бойынша ашып-жабылады. Дегенмен, моторларды орналастыру кезінде тепе-теңдік қалып күйіне алдын ала назар аудару керек.



Servomotors MG995; 1.3 кг/см; 2 дана пайдаланамыз.


2. Басып алу механизмінің өз осі бойымен айналу қозғалыс қызметінің құрылысы.

Моторды тістеуікқолдың аяқ жағына қамытпен бекітіп орналастырамыз және сол моторды қолдың кішкентай бөлігімен байланыстырамыз. Сонда моторды іске қосып, команда бергенде тістеуікқол өз осі бойымен айналады.



Servomotor MG995; 1.3 кг/см пайдаланамыз.

3. Қолдың кішкентай бөлігінің үстіге-астыға қозғалу қызметінің құрылысы.

Қолдың бұл кішкентай бөлігі басып алу механизмін ұстап тұрады және өзі қолдың үлкен бөлігіне байланысып, сол арқылы қозғалады, яғни мотор үлкен және кішкентай бөліктерінің арасында тұрады. Оның зырылдауығының қанаты үлкен бөлікпен бекітіледі, ал денесі кішкентай бөлікпен бекітіледі. Демек, басып алу механизмі мен үлкен бөлік осы ұстаушы пластмасса арқылы байланысып тұр. Бірақ, екі жақтан екі мотор әсер етіп тұрғанымен, бұл ұстаушы пластмасса да қозғалыс қызметін атқарады. Екі пластмасса моторлардың екі жағын қорабша түрінде жауып тұрады.

Servomotor MG995; 15кг/см пайдаланамыз.


  1. Қолдың үлкен бөлігінің алдыға-арттқа қозғалу қызметінің құрылысы.

Қолдың үлкен бөлігі жоғарыда айтқандай кішкентай бөлікпен және тірек бөлігімен моторлар арқылы байланысады. Тірек бөлігі жеке компонент болғанымен, оны қолдың үлкен бөлігімен бірге қарастырамыз. Өйткені ол қозғалыссыз, тек тірек жүйесін ғана құрап, көмек міндетін ғана атқарып тұр. Тірек компоненті пластмассалардан жасалған коробка пішінді екі бөліктен тұрады. Олар бір-бірімен іргелес-қатарлы болып, тісті доңғалақ пішіндегі зырылдауық қанаттары бір бағытта айналатындай орналастырып, үстіне моторлар бекітіліп қойылады. Екі мотор қою себебі – физикалық шаманы ескерілуі. Моторлардың қанаттарын қолдың үлкен бөлігімен бекітеміз.

Servomotors MG995; 15кг/см; 2 дана пайдаланамыз.



Байланыс жүйелері:
Қандай да бір техниканы іске қосатын болсақ, жұмыс істеу үшін ол энергияны, яғни тоқты қажет етеді. Оны тасымалдайтын сым керек. Біз роботты жұмыс істеткізуімуз үшін қандай сымды қалай және қайда жалғайтынымызды сурет бойынша анықтап алайық:

1 – тұрақты тоқ көзінің минус таңбалы заряд шамасын өткізетін сым – ақ түсті сым;

2 – тұрақты тоқ көзінің плюс таңбалы заряд шамасын өткізетін сым – қызыл түсті сым;

3 – signal (команда) жүретін сым – сары түсті сым бейнеленген.




Келесі суретте (қосымша - 3) микрочиптік платоның сипаттамасының бейнесі және ондағы барлық тоқ өткізгіш сымдардың қандай ретпен жалғанатындығы туралы көрсетілген :

1 – микрочиптік платаның жұмыс істеуі үшін және ондағы барлық

элементтер мен компоненттер іске қосылуы үшін алдымен сол жүйелік схеманы тоқ козіне жалғаймыз. Кернеу шығу бірлігі 5В болатын қоректену одағын микрочиптік платоға сым арқылы қосамыз.

2 – жүйелі портқа арналған жалғағыш кабель + микрочиптік платодағы микрочиптің компьютермен байланысы үшін, яғни компьютер арқылы микрочиппен, демек бүкіл жүйемен басқаруға арналған сары түсті сым мен минус таңбалы заряд шамасын өткізетін ақ түсті сым. (кабель мен сымдар өткізгіш арқылы жалғанған)

(сом.порт)

3 – моторларды іске қосу үшін кернеу бірлігі 4.5 В батарейканы теріс мәнді жағын минус таңбалы заряд шамасын өткізетін ақ түсті сыммен, плюс мәнді жағын плюс таңбалы заряд шамасын өткізетін қызыл түсті сыммен байланыстрамыз. (дәнекерлеу арқылы)

4 – 8 дана мотордың қосылу түйіндері.



5 – жарық беретін диодтар

жұмыс барысында қызыл жанса, қателік кеткендігін көрсетеді;

жасыл дұрыстықты және сигналдардың бар екендігін көрсетеді.

6 – микрочип

Сұр түсті таңбалар бізгн қажет еместігін көрсетеді.

7 – протокол (тілдер)

8 – басқа осындай немесе одан да күрделі жүйелермен байланыс түйіндері

Қорытынды
Технология – физикамен ттығыз байланыста болатын ғылымдардың бірі. Техника – тікелей физика заңдарына сүйене отырып жасалған құрал.

Бұл ғылыми жұмыста мен техниканы зерттей отырып, ондағы басты ми – микрочипті де зерттедім. Микрочиптің пайдасын, қолданылу аймағын анықтап, алынған мәліметтерді практика жүзінде роботтың негізі болатын микрочипті жасау арқылы қолдандым. Сонымен қатар, жасалынған микрочипке басқа қосалқы бөлшектерді қосу арқылы робот жасалынды. Роботты автоматтандыру үшін арнайы программа да қолданысқа енді.

Микрочип – роботтың миы. Микрочипсіз робот ешеқандай қызмет атқара алмайды. Роботтың пайдаланылу аймағы тікелей микочипке тәуелді болып келеді. Машина адамзаттың табиғаттағы қолайсыз жағдайларда іс-әрекет етуінде, анығырақ айтқанда, шахталарда, космоста, химиялық заттардың қатысы болған жағдайларда және тағы да басқа апатты да қауіп-қатері жоғары дәрежелі орындарда жұмыс істеуінде көптеген көмек көрсетеді. Сондықтан осындай шартты жерлерде « робот » барлық жұмыстарды адамның орнына дәлме-дәл орындаса – адам баласының өміріне қауіп төнбейді. Сонымен қатар, шығармашылық кәсіпорындарында «робот» қолданылса, уақыт шығыны, адамның физикалық жұмысы, оның шаршауы да азаяр еді. Және де әлі шешілмеген мәселелер тарапында оны тиімді қылып пайдаланса, біз көптеген жағымсыз жағдайлар мен қиын тақырыпты мәселелерді жеңілдетер едік.

Бұл ғылыми жобада мен робототехниканың пайдалылығы мен қажеттілігінің, іс жүзінде демонстрациялау мәселесін қарастырдым. Ол менің басты мақсатым болды. Робот – зиянсыз, пайдалы, қолайлы, ыңғайлы және қажетті. Ол адам өмірін әлдеқайда жеңілдетер еді. Микрочип арқылы бірнеше жұмысты параллельді етіп бір уақытта орындауға болады. Тек робот қана емес, сондай-ақ басқа да техникаларға пайдалануға болады. Бұл жоба тікелей бағдарламалау мен автоматтандыру жұмысымен байланысты.



Автоматтандыру арқылы роботты ақылды етіп жасауға әлі адамзат қолын жеткізеді. Ал ол көп ізденістер мен практикалық еңбектің нәтижесінде болады. Тек «микрочип» бастамасы. Өйткені, ми – оның ең басты бөлігі екенін ұмытпаған жөн.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі


  1. Белов А. В. Создаем устройства на микроконтроллерах. Санкт-Петербург«Наука и техника», 2007.–304с.

  2. Болски М. И. Язык программирования Москва «Радио и связь» 1988. – 96с.

  3. Компьютер пресс Б.М.Молчанов 90-нм технология производства процессоров Москва «Компьютер пресс» 2`2003.–194с

  4. Компьютер пресс Б.М.Молчанов 90-нм технология производства процессоров Москва «Компьютер пресс» 1`2003.–194с

  5. Компьютер пресс Б.М.Молчанов Эра трехмерных транзисторов Москва «Компьютер пресс» 1`2003.–194с

  6. Компьютер пресс Б.М.Молчанов Технология будущего Москва «Компьютер пресс» 2`2003.–194с

  7. Сворень Р. А. Электроника шаг за шагом: Практическая энциклопедия юного радиолюбителя Москва «Горячая линия – телеком» 2001. – 540с.

  8. Сид Катцен, пер.с англ. Евстифеева А.В PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать. Москва «Додэка-21», 2008.–656с.: (Серия «Программируемые системы»)

  9. Брага Ньютон, пер.с англ. Добролежина Е. А. Создание роботов в домашних условиях НТ Пресс 2007. – 368с.: (Робот – своими руками)

  10. http:// www.pololu.com/microcontroller

  11. http:// www.rctimer.com/servocontroller

  12. http:// gpsbots.com/tutorials/vb/pololu_controller.php






©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет