الدرس الثامن : برمجه حساس اللمس .

برمجة حساس اللمس

عنوان المنافذ للمحركات ولحساس اللمس

الرمز الخاص بحساس اللمس

يتحرك الروبوت في الاتجاة الامامي حتى يصطدم  بحاجز  ويتوقف عن الحركة

 

الدرس السابع : حساس اللمس.

حساس اللمس Touch sensors

مفتاح التوصيل الكهربائي .

عندما تقوم بالضغط على حساس اللمس ، فأنت تقوم بأغلاق الدائرة الكهربائيه ، سامحاً للتيار بالتدفق وعندما تقوم برفع الضغط عن حساس اللمس ،فأنت تقوم بفتح الدائرة الكهربائيه مما يؤدي الى وقف تدفق التيار الكهربائى .

تدفق التيار او وقفه يتم الاحساس به والتعرف عليه بواسطه جهاز NXT  ، حيث يمثل تدفق التيار القيمه 1 التي تعادل وجود جهد كهربائى قيمته 5 فولت ، ووقف تدفق التيار يمثل القيمه 0 التى تعادل وجود 0 فولت كهربائى ، سامحاً للمبرمج التحكم في حركة الروبوت .

الدرس السادس : برمجه حساس الدوران " المحرك "

بعد ان عرفنا طريقه واليه عمل حساس الدوران والرمز الخاص به ببرنامج NXT-G  سنقوم بعرض بعض البرمجيات الاساسيه لحساس الدوران .

عنوان المنافذ للمحركات

1- الروبوت يتحرك الى الامام ثلاث دورات كامله .

2- الروبوت يتحرك الى الامام ثلاث دورات كامله ، وبعد ذلك ثلاث دورات كامله للخلف .

3- الروبوت ينعطف اتجاه اليسار لدوره واحده مع ملاحظه  ان كلا المحركين يعملان .

4- الروبوت ينعطف اتجاه اليسار لدوره واحده مع ملاحظه ان محرك واحد فقط يعمل .

الدرس الخامس : المحرك الذكي " حساس الدوران "

المحرك التفاعلي" حساس الدوران " Smart Motors

المحرك التفاعي يزود الروبوت بالقدرة على الحركة ، ومعرفه مقدار المسافه التى تحركها الروبوت ، في كل محرك يوجد حساس الدوران " في الاجزاء الداخلية للمحرك " الذي يزود ويتيح للمبرمج القدره على التحكم الدقيق بحركه العجلات .

المحرك التفاعلي الموجود في جهازNXT    يستطيع قياس مقدار دوران المحرك بدقه تصل الى اقرب درجتين " الدوره الواحده تساوي 360 درجة " .

اداة تحريك الموتور



الدرس الرابع : المحرك الذكي

المحرك التفاعلي" حساس الدوران "

المحرك التفاعي يزود الروبوت بالقدرة على الحركة ، ومعرفه مقدار المسافه التى تحركها الروبوت ، في كل محرك يوجد حساس الدوران " في الاجزاء الداخلية للمحرك " الذي يزود ويتيح للمبرمج القدره على التحكم الدقيق بحركه العجلات .

المحرك التفاعلي الموجود في جهازNXT    يستطيع قياس مقدار دوران المحرك بدقه تصل الى اقرب درجتين " الدوره الواحده تساوي 360 درجة " .

الدرس الثالث : الحساسات " المستشعرات "

موضوعنا اليوم  امتداد لدرس اجزاء الروبوت وهو عن الحساسات " المستشعرات" الاساسية للروبوت ،حيث هناك الكثير من الحساسات المستخدمه للروبوت واكثرها استخداماً خمسه حساسات وهي للروبوت  بمثابة الحواس الخمس للانسان ، عن طريقها ومن خلالها يتحدد رده فعل الروبوت وطريقة تعامله مع الاحداث الجاريه ، وان شاء الله خلال الدروس القادمة سنقوم بشرح كل حساس على حده ، بالاضافه الى طريقه عمله وكيفيه برمجته والرمز الخاص به في برنامج NXT-G  ليغو مايندستورمز  .

 

 1 - حساس الدوران " في الاجزاء الداخليه للمحرك " Smart Motors

وهذه القطع من القطع المهمة جدا في الروبوت ، حيث تقوم هذه المحركات بتحريك الروبوت . كالتقدم للامام او التراجع للخلف .

2 - حساس اللمس  .Touch Sensors 

حساس اللمس هذا الحساس يقوم بتحسس ما اذا قام جسم بملامسة هذا الحساس ، وهو في مقدمته كبسة ( زر ) خفيفة جدا وضغطها سهل ، حتى اذا لامس أي جسم لهذه الكبسة . فانها تُضغط وترسِل اشارة للروبوت بان هناك جسم لمس هذا الحساس.

3 - حساس المسافه .Ultrasonic Sensors

حساس الاستشعار عن بعد " المسافه "وهذا الحساس هو من اهم الحساسات وهو يتحسس ما اذا كان امام هذا الحساس جسم . فيستطيع كشفه .

4 - حساس الضوء .Light Sensors

يعتبر من الحساسات المهمة . وهو يستكشف ما اذا كان هناك لون ما امام الروبوت ، وايضا يمكنه كشف لون الجسم ( اخضر ام احمر ام اصفر ) .... الخ .

5- حساس الصوت . Sound Sensors

حساس الصوت هذا الحساس هو حساس الصوت . فاذا كان هناك صوت في الغرفة او قريب من الروبوت ، يرسل اشارة للروبوت بان هناك صوت تم التقاطه من خلال هذا الروبوت .

تصميم الروبوت

تصميم الروبوت يتم من خلال تشكيل القطع الموجودة في الروبوت وتشكيلها لتصبح أي شكل يريده المصمم . ويجب ان لا ننسى تركيب الحساسات والمحركات ، سأقوم ان شاء الله بشرح طريقة الوصل للمحركات والحساسات .

مجموعه تصاميم جاهزه مع طريقه التركيب

الدرس الثاني : لغة البرمجة NXT-G

  لغة البرمجة NXT-G

من اشهر لغات البرمجة واكثرها استخداما واسهلها وهو الملائم للبرمجة الاساسية  ويمكن شرائها بشكل منفصل  من اصدار National Instruments LabVIEW  ، وهو لا يستخدم كتابة النصوص لعمل البرمجة وصياغة الاوامر للروبوت ، وانما يستخدم  اوامر على شكل رسومات يتم تنسيقها في مربعات وتجميعها لعمل البرمجة واصدار الاوامر للروبوت عن طريق قص ولصق ومن ثم تحديد القيم المطلوبه ، وان شاء الله سنقوم بشرح والعمل عليها خلال الدروس القادمة .

  مميزات لغة البرمجة NXT-G

1 – سهوله تنصيبه على جميع انواع الويند وز ودعمه لنظام التشغيل ماك .

2- سهوله نقل البيانات عن طريق USB  او عن طريق البلوتوث .

3- يوفر وسيلة سهله لللاستخدام ، فقط سحب واسقاط داخل البيئة الرسوميه .

4 – كل البيانات والمعلومات بالاضافة الى الاسلاك تظهر على الرسومات .

 عيوب مميزات لغة البرمجة NXT-G

1-     محدودة التعقيد .

2-     بطئه في الاداء .

                               لمزيد من المعلومات عن البرنامج والقيام بعملية الشراء



الدرس الاول : اجزاء الروبوت

العقل الالكتروني ( المعالج )

القطعة الاهم وهي بمثابة الروبوت نفسه سميت بالمعالج ، فهي تتحكم بالروبوت والحساسات وجميع منافذ الحساسات والمحركات يتم توصيلها لهذه القطعة والبرمجة تكون لهذه القطعة ، بدون هذه القطعة لا نستطيع عمل الروبوت.

هو جهاز كممبيوتر على شكل الطوب يسمى المعالج الذكي يحتوى على اربعة مداخل للحساسات ، وثلاثة مداخل للمحركات يتم توصيلها غن طريق الاسلاك  RJ 12  ، والتى تشبه الى حد كبير اسلاك الهاتف RJ 11  ولاكنها لا تتوافق معها في التوصيل ، ويحتوى كذالك على شاشه عرض 64*100 بكسل بتقنية الكريستال السائل ، واربعة ازرار التى يمكن استخدامها للتنقل بين القوائم ،ويوجد سماعة للصوت لتمكين الروبوت من التحدث  وكذالك يمكن تشغيل ملفات الصوت بتردد يصل الى 8 كيلو هرتز ، وهناك مصدرين للطاقة الكهربائيه المستخدمة ومقدارها 9 فولت تيار مستمر عن طريق 6 بطاريات مقاس AA 1.5 V DC  او بواسطة بطارية ليثيوم القابلة للشحن .

اولا في هذه القطعة البالغة الاهمية كما ذكرت .. كما نرى يوجد هناك اربع فتحات في اسفلها ومرقمة 1 ، 2 ، 3 ، 4 وايضا يوجد بالاعلى كما نرى في الصورة الاحرفA, B , C  . كما نرى ايضا كلمة USB .

في كل من هذه الاحرف والارقام . هناك اماكن لتركيب الحساسات والمحركات .

اولا نقوم بتصميم الروبوت كاملا من حيث الشكل . اما تركيب المحركات والحساسات ، فبالطريقة التالية :

الارقام 1،2،3،4  ، كما ذكرنا هي منافذ ، هذه المنافذ الخاصة بتركيب الحساسات أي انك يجب ان تضع سلكاً في أي واحد من هذه الارقام . ثم تقوم بتركيب هذا السلك من الطرف الاخر بالحساس .

الحد الاقصى للحساسات التي يمكن تركيبها مرة واحدة هي 4 حساسات .

اما بالنسبة للاحرف  A , B , C

فهي منافذ خاصة بالمحركات ، حيث نستطيع ربط المحركات بهذه المنافذ ، والطريقة هي نفس طريقة تركيب الحساس ، نقوم بتوصيل جزء من السلك بمنفذ من المنافذ الثلاثة ، والطرف الاخر نقوم بتركيبه بالمحرك .

والحد الاقصى بالتأكيد لعدد المحركات هي 3 محركات .

أما بالنسبة لمنفذ USB

فهذا المنفذ من خلال سلك مميز موجود في علبة الروبوت هذا السلك طرفه الاول نقوم بربطه بالروبوت والطرف الثاني الذي هو عبارة عن USB نقوم بتركيبه في جهاز الكمبيوتر ، ومن خلال هذا الربط نستطيع برمجة الروبوت .



الروبت يعمل على طاقة البطاريات ، ويمكن شحنه ايضا من خلال محول موجود في العلبة الخاصة به .

بعد ان نقوم بتركيب كامل المعدات الخاصة بالروبوت وتركيب الروبوت والحساسات والمحركات ننتقل الى قسم البرمجة .

لغات البرمجه

البرنامج الخاص بالمعالج الذكي .

اصدرت ليغو العديد من البرامج الخاصة بالمعالج الذكي والتى تتيح له التخاطب والتواصل مع العديد من لغات البرمجة ، ولكل لغة برمجة البرنامج الخاص بها ، والتى يتم تحميله داخل المعالج الذكي لكى يستطيع التخاطب والتواصل معه .

البرامج الخاصة بلغات البرمجة

برامج بسيطة جدا يمكن انشاؤها باستخدام القائمة الموجودة بالمعالج الذكي ، ويمكن تحميل برامج اكثر تغقيدا وملفات الصوت باستخدام منفذ الناقل التسلسلي العام USB  او لاسلكيا باستخدام تقنية البلوتوث ، ويمكن ايضا نسخ ملفات بين اثنين من المعالج الذكي لاسلكيا ، ويمكن استخدام بعض الهواتف النقالة كجهاز تحكم عن بعد عن طريق البلوتوث .

الاصدار الاخير من البرنامج وتشمل هذه المجموعة لكتابة البرامج التى تعمل على اجهزه كمبيوتر ويندو  وماكنتوش الشخصية .

وهناك العديد من لغات البرمجة المستخدمه لبرمجة الروبوت على سبيل المثال :

1 – اسم البرنامج : NBC

نوع اللغة : Assembly

بيئة نظام التشغيل : Windows و Mac و Linux

المستهدفين : المبرمجين المحترفين

2- اسم البرنامج : NXC

نوع اللغة : " not exactly " C

بيئة نظام التشغيل : Windows و Mac و Linux

المستهدفين : مبرمجين C

3- اسم البرنامج : RobotC

نوع اللغة : C

بيئة نظام التشغيل : Windows

المستهدفين : مبرمجين C

4- اسم البرنامج : NI LabVIEW Toolkit

نوع اللغة : Graphic " رسومي "

بيئة نظام التشغيل : Windows و Mac

المستهدفين : مطورين NXT-G

مقدمة تعريفية لروبوت NXT من شركة ليغو .

مجموعة ليغو مايندستورمز التعليميه  هي مجموعة الجيل المقبل في الربوتات التعليمية ، التى تتيح  للطلاب فرصه رائعة  لا كتشاف العلم ، التكنلوجيا والهندسة والرياضيات في جو من المرح ،والمشاركة ، والتدريب العملي ، من خلال الجمع بين التصميم ، البناء ، البرمجة واخيرا اختبار هذة الروبوتات  .

العمل في مجموعه كفريق واحد لتطوير الابداع وحل المشكلات وتنميه المهارات في الرياضيات والعلوم والفيزياء والعلوم الاخرى الهامه ومن خلال العمل في مجموعه تصبح اكثر مهارة فى الاتصال والتنظيم وكتابة البحوث والتي تساعد الطلاب لتحقيق النجاح في المستقبل في مستويات اعلى من التعليم .

شركة LEGO هي من اكبر واشهر الشركات بالعالم حيث انها تصنع قطع مكعبات التركيب (قطع LEGO)وتصنع ايضا الجهاز الرئيسي للروبوت مثل NXT ومقرها الرئيسي في الدنمارك ويمكن تركيب هذه القطع وتجميعها لتشكيل اشكال مثل السيارات والمباني ويمكن ايضا صنع الروبوتات بتشكيلها مع NXT وتوصيلها بحساسات ومحركات ثم برمجتها وتم صنع اول قصع ليغو في اوروبا سنة 1940 ميلادي وحققت نداء دوليا ، مع ثقافة فرعية واسعة النطاق التي تدعم ليغو الأفلام ، والألعاب ، ألعاب الفيديو ، والمسابقات ، وأربعة ليغو تحت عنوان المتنزهات ، موقع الشركة لادوات التعليم

ليغو مايندستورمز  هو مجموعة برمجة الروبوتات صدر عن شركة ليغو في اواخر يوليو 2006 م ، ويحل محل الجيل الاول من مجموعة ليغو مايندستورمز والذي كان يسمى نظام اختراع الربوتات ، وهناك نسختين من ليغو مايند ستورمز :

1-     ليغو مايندستورمز  النسخة التجاريه ( 8527 ) .

2-     ليغو مايندستورمز  النسخة التعليميه ( 9797 ) .

واخر اصدار من النسحة التجارية  ليغو مايندستورمز  2.0  ( 8547 ) ، تم اصداره في اول اغسطس 2009 ، ويحتوى على حساس متقدم لمعرفة الالوان .يمكنك الشراء من هنا

الروبوتات في تصميمها وصنعها تعتمد على شيئين ، لصناعة روبوت  :

1 – تصميم الروبوت ، يجب تصميم الروبوت بتشكيل القطع وترتيبها ، وايضا تركيب الحساسات الخاصة بالروبوت ، وتصميم الروبوت وتشكيل قطعه ليس بالامر السهل فقد يستمر هذا العمل لمدة ساعتين او اكثر .

2 – برمجة الروبوت ، وهي المرحلة الثانية التي تلي تصميم الروبوت وهي الاهم وايضا الاصعب ، حيث في هذه المرحلة يتم اعطاء المعلومات للروبوت ليقوم بعمل محدد .