مادة إثرائية لدرس روبوت متتبع الخط تكنولوجيا الصف العاشر الفصل الثاني

[رابعه نواهضه]

الروبوت متتبع الخط الأسود ذو الثلاثة مجسات باستخدام المقارن والبوابات المنطقية
مادة إثرائية لدرس روبوت متتبع الخط تكنو 10

مادة إثرائية في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ماضي
مدرسة صبرا وشاتيلا الثانوية للبنات

مديرية التربية والتعليم - المحافظة الوسطى
2017/2018

https://www.wepal.net/up/do.php?filename=wepal152296363300521.pdf

الروبوت متتبع الخط ذو الثلاثة مجسات باستخدام المقارن:
خطوات بناء روبوت متتبع للخط بذو الثلاثة مجسات استخدام المقارن:
أولاً: التصميم والتجميع الكهربائي:
1( تصميم الدارة الكهربائية للمداخل:
مرسل ومستقبل( مع المقارن. ( IR وهي عبارة عن ثلاثة مجسات, كل واحد منها يتكون من
.IR المجس الواحد يتكون من مرسل ومستقبل للأشعة تحت الحم ا رء
لأنها تحتوي على أربعة مقارنات, نستخدم منها ثلاثة مقارنات في هذا الروبوت. LM يتم استخدام الدارة المتكاملة 324
ومنه إلى دائرة ,)VA<VB في هذه الدائرة تأتي الإشارة من المجس )المدخل( عبر المقارن )في حال كانت
البوابات المنطقية.
يتم توصيل القطع الإلكترونية تبعاً للمخطط التالي:
فكرة عمل الدائرة للمجس الواحد:
يقوم المرسل بإرسال أشعة تحت حم ا رء باستم ا رر, فإذا كان السطح المقابل أبيض يعكس الأشعة إلى المستقبل فتكون
وبالتالي تكون قيمة المخرج ) 1( فيعمل المحرك. VA<VB مقاومة المستقبل صغيرة مما يجعل
أما إذا كان السطح المقابل أسود يمتص الأشعة فلا تصل إلى المستقبل فتكون مقاومة المستقبل كبيرة مما يجعل
وبالتالي تكون قيمة المخرج ) 0( فيتوقف المحرك. VA>VB
2( تحضير الأدوات والقطع الإلكترونية والكهربائية.
:)Bread Board( 3( تجميع دائرة المدخل على لوحة التجارب
يتم توصيل 3 مقارنات كما في الشكل التالي:


8( إلى مداخل البوابات المنطقية في الدارة التالية, والتي بدورها ,7 , يتم توصيل مخارج المقارنات ) 1
ستعمل على إعطاء الأوامر للمحركين وفق اً للق ا رءات القادمة من المجسات الثلاثة.
: نشاط 3:2:3 صفحة 19
:Circuit Wizard برنامج
هو برنامج محاكاة لرسم وفحص الدارات الإلكترونية قبل تركيبها وتوصيلها, للتأكد من عملها بالشكل الصحيح.
)يتم تنفيذ النشاط في مختبر الحاسوب(.
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ما ض ا وشاتيلا الثانوية للبنات مدرسة صرب 4
فكرة عمل الروبوت بثلاثة مجسات:
المجس الذي يقابله لون أسود يتوقف محركه عن العمل, أما المجس الذي يقابله أرضية بيضاء يعمل المحرك الخاص
به, وسأوضح الحالات الخاصة بالروبوت من خلال جدول الحقيقة.
بناء دائرة البوابات المنطقية يعتمد على جدول الحقيقة التالي, فهو الأساس ولا بد من فهمه:
الدخل )حالة المجسات( الخرج )الأوامر للمحركات( الحالة
المطلوبة
المجس الأيسر
L
المجس الأوسط
C
المجس الأيمن
R
وضع الروبوت
المحرك الأيسر
L
المحرك الأيمن
R
حركة الروبوت
0 0 0
0 يتوقف الروبوت 0
1 0 0
1 يتجه يسا ا رً 0
0 1 0
حالة مستحيلة
X X X
حالة مهملة
)لا تحدث(
1 1 0
1 يتجه يسا ا رً 0
0 0 1
0 يتجه يمين اً 1
1 0 1
1 إلى الأمام 1
0 1 1
0 يتجه يمين اً 1
1 1 1
0 يتوقف الروبوت 0
في حالة الدخل )المجسات(: 0 تعني وجود لون أسود مقابل المجس, 1 تعني وجود المجس على أرضية بيضاء.
في حالة الخرج )المحركات(: 0 تعني أن المحرك لا يعمل, 1 تعني أن المحرك يعمل.
يتح رك الروبوت باتجاه المحرك المتوقف عن العمل.
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ما ض ا وشاتيلا الثانوية للبنات مدرسة صرب 5
ر شح وتفسرب دائرة الروبوت ذو الثلاثة مجسات بالمقارن والبوابات المنطقية:
حركة الروبوت R C L
0 يتوقف 0 1 1 1 1 1 0 0 0
0 يتجه يسا ا رً 1 1 1 0 1 1 1 0 0
0 حالة مهملة 0 1 1 1 0 1 0 1 0
0 يتجه يسا ا رً 1 0 1 0 0 1 1 1 0
1 يتجه يمين اً 0 1 1 1 1 0 0 0 1
1 إلى الأمام 1 1 1 0 1 0 1 0 1
1 يتجه يمين اً 0 1 0 1 0 0 0 1 1
0 يتوقف 0 0 0 0 0 0 1 1 1
المدخلات )المجسات(:
المقارن الأول )المجس الأيسر(
المقارن الثاني )المجس الأوسط(
المقارن الثالث )المجس الأيمن(
المخرجات:
)F المحرك الأيمن ) 1
)F المحرك الأيسر ) 2
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ما ض ا وشاتيلا الثانوية للبنات مدرسة صرب 6
إذا كانت المجسات الثلاثة أسفلها خط أسود, فإن ق ا رءة المحركين )اليمين واليسار( صفر, أي أن
الروبوت يتوقف عن العمل.
إذا كان المجسان الأيسر والأوسط أسفلهما خط أسود, فإن ق ا رءة المحرك اليسار= صفر, والمجس
الأيمن على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة المحرك الأيمن = 1, أي أن المحرك الأيمن يعمل والأيسر
متوقف عن العمل, فيتجه الروبوت لليسار.
إذا كان المجسان الأيسر والأيمن أسفلهما خط أسود, والمجس الأوسط على أرضية بيضاء, فإن ق ا رءة
المحركين اليسار واليمين = صفر, وهذه الحالة مهملة لأنها لا تحدث.
إذا كانت المجس الأيسر أسفله خط أسود, فإن ق ا رءة المحرك اليسار= صفر, والمجسين الأيمن
والأوسط على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة المحرك الأيمن = 1, أي أن المحرك الأيمن يعمل والأيسر
متوقف عن العمل, فيتجه الروبوت لليسار.
إذا كانت المجسين الأيمن والأوسط أسفلهما خط أسود, فإن ق ا رءة المحرك الأيمن= صفر, والمجس
الأيسر على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة المحرك الأيسر = 1, أي أن المحرك الأيسر يعمل والأيمن
متوقف عن العمل, فيتجه الروبوت لليمين.
إذا كانت المجس الأوسط أسفله خط أسود, والمجسين الأيسر والأيمن على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة
المحرك الأيسر = 1 و ق ا رءة المحرك الأيمن = 1, أي أن المحركين الأيسر والأيمن يعملان, فإن
الروبوت يندفع للأمام.
إذا كانت المجس الأيمن أسفله خط أسود, فإن ق ا رءة المحرك الأيمن= صفر, والمجسين الأيسر
والأوسط على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة المحرك الأيسر = 1, أي أن المحرك الأيسر يعمل والأيمن
متوقف عن العمل, فيتجه الروبوت لليمين.
إذا كانت المجسات الثلاثة على أرضية بيضاء فإن ق ا رءة المحرك الأيسر= 0 وق ا رءة المحرك الأيمن
0, أي أن المحركين متوقفان عن العمل, حتى لا يتحرك الروبوت بشكل عشوائي )حيث يتوه =
الروبوت على الأرضية البيضاء في هذه الحالة(, أي يتوقف الروبوت عن العمل.
ملاحظة:
توقف الروبوت عن الحركة على أرضية بيضاء تم حلها بالبوابات المنطقية, فتظهر هنا الدقة.
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ما ض ا وشاتيلا الثانوية للبنات مدرسة صرب 7
حل أسئلة الدرس الأول صفحة 33
1( الروبوت متتبع للخط الأسود: هو جهاز إلكتروميكانيكي يقوم بوظيفة تتبع خط أسود مرسوم على أرضية بيضاء من
خلال مجسات تستشعر اللونين الأبيض والأسود, ويمكن تصميمه باستخدام مجسين أو ثلاثة مجسات.
2( مخطط دارة الروبوت متتبع الخط باستخدام الت ا رنزستور:
عيوب الروبوت متتبع الخط الأسود باستخدام الترانزستور:
3V. سريع مما يؤدي إلى خروج الروبوت عن المسار أثناء سيره , وسبب السرعة أن المحرك يحتاج جهد
6 عالي. V. والجهد الواصل
اهتزاز الروبوت بشكل ملحوظ أثناء السير, بسبب البعد بين المجسات.
المحركات تعتبر من الأحمال ذات المقاومة الداخلية الصغيرة والمقاومة على المجمع صغيرة فيتجه معظم التيار إلى
المحرك مما يشوش على لوحة المجسات فيقلل كفاءة الروبوت, ويتم حله بفصل دائرة السائق عن دائرة المجسات.
حيث يتحمل التيار العالي. D الت ا رنزستور لا يتحمل تيار عالي فيمكن أن يتلف, ويتم حله باستخدام ت ا رنزستور 880
3( مكونات الروبوت متتبع الخط باستخدام المقارن التماثلي:
المدخلات
»»»
المعالجة والتحكم
»»»
المخرجات
المجسات
)مرسل ومستقبل الأشعة(
LM المقارن 324
LED الترانزستور المحرك و
مخطط الدارة الكهربائية الخاصة به:
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ما ض ا وشاتيلا الثانوية للبنات مدرسة صرب 8
4( عيوب الروبوت متتبع الخط الأسود باستخدام المقارن :
اهتزاز الروبوت بشكل ملحوظ أثناء السير.
خروج الروبوت عن المسار أثناء سيره بسرعة عالية.
خروج الروبوت عن المسار في حالة كان المسار أكثر تعقيدا.
5( آلية عمل الروبوت متتبع الخط باستخدام المقارن:
يقوم المرسل بإرسال أشعة تحت حم ا رء باستم ا رر, فإذا كان السطح المقابل أسود يمتص هذه الأشعة فلا تصل
فيكون الخرج ) 0( فيتوقف المحرك. VA > VB إلى المستقبل, وبالتالي تكون مقاومة المستقبل كبيرة مما يجعل
أما إذا كان السطح المقابل أبيض فيعكس هذه الأشعة فتصل إلى المستقبل, وبالتالي تكون مقاومة المستقبل
فيكون الخرج ) 1( فيعمل المحرك. VB > VA صغيرة مما يجعل
6( يتوقف المحرك الأيمن ويعمل المحرك الأيسر, فيتجه الروبوت لليمين.
7( * في حالة الروبوت متتبع الخط ذو المجسين: يسير دون توقف )يتوه الروبوت(.
* في حالة الروبوت متتبع الخط ذو الثلاثة مجسات باستخدام المقارن والبوابات المنطقية: يتوقف الروبوت.
8( * في الروبوت ذو المجسين: عندما يكون المجسين الأيمن والأيسر على خط أسود في نفس الوقت.
* في الروبوت ذو الثلاثة مجسات, يتوقف الروبوت في حالتين:
الحالة الأولى: إذا كانت الأرضية تحت المجسين الأيمن والأيسر سوداء.
الحالة الثانية: إذا كانت الأرضية تحت الثلاثة مجسات بيضاء.
.)ON( 3( تكون قيمته 1
VA = VB أو VA>VB 10 ( عندما تكون
11 ( مستعيناً بالدارة التالية, أجب عما يلي:
1( الترانزستور: يستخدم كمضخم للتيار والجهد, ويستخدم كمفتاح إلكتروني أيض اً.
الثنائي العادي: يمرر التيار باتجاه واحد فقط, فيحمي الت ا رنزستور من التيار المنعكس عند انقطاع التيار الكهربي.
المقاومة المتغيرة: تستخدم لضبط حساسية المجسات.
المقارن: يستخدم لمقارنة الجهد الداخل للطرف السالب مع جهد م رجعي ثابت يدخل للطرف الموجب, وتحويل
الإشارات التماثلية من المداخل إلى رقية في المخرج.
2( دارة مرسل ومستقبل الأشعة تحت الحم ا رء – دارة استشعار العقبات.
"مادة إثرائية" في التكنولوجيا للصف العاشر الأساسي
إعداد:
أ. ساجدة كامل أبو ماضي
مدرسة صبرا وشاتيلا الثانوية للبنات