Structuri robotice comandate cu microcontroler

Prezenta lucrare îsi propune explorarea solutiilor constructive si de control a

structurilor robotice ce se preteaza în cadrul constructiei unor roboti telecomandati

ce pot fi folositi în cazul interventiei în zone periculoase pentru operatorul uman.

În cadrul acestei cercetari au fost verificate câteva variante constructive de structuri

robot cu microcontroller, fiind aleasa cea mai convenabila sub raport pret/siguranta

în functionare/simplitate constructiva.

Explorarea structurilor clasice de controllere destinate controlului robotilor

industriali se cuvine a fi facuta pe baza unor precizari care sa stabileasca clar locul

acestei probleme - problema controlului structurilor robotice - în cadrul larg al

abordarii sistemice a structurilor robotice.

Definirea task-urilor pe care structura proiectata trebuie sa le îndeplineasca

creeaza numai cadrul abordarii problematicii controlului. Concentrarea efortului

proiectantului asupra realizarii dezideratelor referitoare la modul de deservire a

unei sarcini de lucru din partea robotului va trebui sa realizeze o balanta între

utilizarea unui model cât mai exact al structurii robotice, care sa înglobeze

majoritatea fenomenelor fizico-chimice ce au loc în cadrul sistemului robot, alaturi

de viteza de decizie si prelucrare a datelor obtinute în urma interactiunii robotului

cu mediul

Sintetizând afirmatiile anterioare problema controlului consta în

determinarea evolutiei temporale a end-effector-ului astfel încât acesta sa execute

miscarea sau ansamblul miscarilor comandate în cadrul task-ului.

Pe de alta parte structura mecanica, la rândul sau, impune o anumita

influenta asupra structurilor de control alese, fara a mai specifica influenta

complexa pe care o are alegerea tipului de miscare a robotului între sursa si tinta.

Aceste elemente impun un balans între structura hard si structura soft

(hardware/software trade-off), care sa corespunda cel mai bine cerintelor

beneficiarului.

Un alt aspect care influenteaza în mare masura tipul arhitecturii de control

alese este tipul actionarii. Astfel un motor de curent continuu considerat cu

mecanism reductor poate fi considerat ca un element de actionare linear, din punct

de vedere dinamic, cu constante fizic determinabile. Dar apar problemele datorate

alunecarii, frecarii si compliantei datorate sistemului de angrenaje care realizeaza

reductorul. Daca se apeleaza la o structura de actionare cu motor de curent

continuu, fara reductor, aceste probleme sunt eliminate, aparând în schimb

probleme datorate puternicei neliniaritati structurale a actuatorului.

Microcontrolerul PIC16F84 poate fi inclus perfect în aplicatii de comanda

a robotilor mobili, industria automobilelor, controlul motoarelor, senzori de

consum redus, chei electronice, controlul frecventei receptoarelor e.t.c.

Acesta este un tip de procesor de înalta performanta, CMOS, full static, pe 8

biti .Toate microcontrolerele din aceasta serie (16Fx) sunt construite pe o

arhitectura RISC avansata si prezinta facilitati avantajoase ale hardware-ului, stiva

de 8 nivele si multiple surse interne si externe de întrerupere . Magistrala separata

de date si de instructiuni a arhitecturii Harvard permite conlucrarea cuvântului

instructiune de 14 biti cu magistrala de date de 8 biti.

Microcontrolerul PIC16F84 realizeaza în mod tipic o compresie a codului de

2:1 si astfel o sporire a viezei de pâna la 2:1 (la 10MHz) fata de alte

microcontrolere de 8 biti din aceasta clasa . PIC16F84 are 68 de octeti de RAM, 64

de octeti de memorie EPROM de date si 13 pini I/O . Este disponibil si un

numarator/temporizator. Familia PIC16F84 aduce avantaje speciale prin reducerea

numarului componentelor externe si reducerea consumului de energie. Exista patru

optiuni ale oscilatorului, dintre care cel RC realizat cu un singur pin, ofera solutia

cea mai ieftina . Cel LP (low power) ofera consumul cel mai mic, XT (cristale cu

taieturXT) ofera posibilitatea lucrului cu cristal de cuart standard, iar HS (hig

speed) cu cristale de mare frecventa. Modul SLEEP (power down) ofera

economisirea de energie. Utilizatorul poate trezi chip-ul din starea SLEEP prin

câteva tipuri de întreruperi externe sau interne, precum si prin reset.