12‏/6‏/2011

درس البرمجة الاول

مقدمة عن البرمجة 
NXT-G استخدام برنامج  

تعد برمجة الليغو روبوت هي أساس التميز في حركة الروبوت، ويستخدم لذلك برامج عديده بانواع مختلفة مثل كتابة البرنامج باستخدام الكود في برنامج الماتلاب، او ان اكس سي، او تركيب ايقونات الرسم في بيئة البرنامج مثل 
NXT-G
فبعد اتمام تصميم الروبوت وتركيبه، لابد برمجته ليقوم بعمله المراد منه، فدوران المحركات بعدد دوراتها او زمن دورانها مثلا،  له برمجته الخاصه، كذلك الحساسات ايضا تحتاج الى برنامج ، كل هذا سيتم شرحه انشاء الله بالتفصيل في هذا الدرس والدروس 
القادمه
ان الجزء المسؤول عن حفظ البرنامج و تشغيله في مجموعة الليغو روبوت هو ما يسمى بدماغ الروبوت وهو ال
NXT
الظاهر في الصورة التالية


بدء التشغيل 

اولا نبدأ بكيفية فتح البرنامج، باحدى الطرق التالية
الطريقة الاولى: ستجد ايقونة كما في الصورة في الاسفل، موجوده على سطح المكتب، قم بالنقر عليها مرتين متتاليتين بالفأره


الطريقة الثانية: من ايقونة البدء، ثم برامج، ثم اختيار 
LEGO MINDSTORMS NXT 

عند النقر على الايقونة، انتظر قليلا حتى يتم تشغيل البرنامج، سوف يكون شكل بيئة البرنامج عند التشغيل كما في الصورة التالية


GO سوف تحتاج الى كتابة اسم البرنامج الذي تريد انشاؤه، يجب ان تكون احرف الاسم باللغة الانجليزية، ثم اضغط على كلمة
كما هو مبين في الصوره 


شرح بيئة البرمجة

بعد الدخول الى بيئة البرمجة سوف تكون كالشكل في الصورة التالية


شريط الادوات

سوف نبدأ بشريط الادوات الظاهر في الصورة التالية وعمل كل اداة فيه مدرج تحته


شريط التحكم والتحميل

الشريط التالي في الصورة هو المسؤول عن تنزيل البرنامج الى ان اكس تي ومعاينة الظروف الحيوية له وهو موجود اسفل يمين بيئة البرمجة، كيفية عمل كل جزء فيه مبين في الصورة وما بعدها

الايقونة التالية تستخدم لمعرفة بينات الذاكرة والبرامج المستخدمة داخل ال ان اكس تي وكذلك معرفة مقدار الفولتية في البطارية


بعد الضغط عليها تظهر النافذة التالية 


سيتم استكمال الدرس غدا انشاء الله 





6‏/6‏/2011

الدرس السابع

الدرس السابع
Mobile Robot الروبوت المتحرك

 تستخدام الاطارات في وسائل النقل لتسهيل عملية الحركة لديها وتحويل الحركة الدورانية في المحرك، الى حركة انتقالية عبر الاطارات، كما ان وزن المركبه و الاوزان الاضافية" مثل الركاب او البضائع" ترتكز على الاطارات 
ففي روبوت الليغو المتحرك بجميع اشكاله وتصاميمه، لا بد ان يحمل باوزان مثل "ان اكس تي، البطارية، بعض الحساسات والهيكل المصمم من قطع الليغو" والتي يصل وزنها الى 600-700 غم ، فاستخدام الاطارات هي الوسيلة المشهوره لتحميل وزن الروبوت

من المعروف في حركة الاطارات، وجود قوى الاحتكاك بين الاطار والارضيه، لذا لا بد ان تأخذ بعين الاعتبار، كما ان تحميل الروبوت يكون على محور دوران  يربط بين الاطار وبين المحرك، فهناك اسس لابد من اتباعها لتحميل الروبوت على محاور الدوران نشرحها  بالتفصيل كما يلي

Axles  محاور الدوران
المحاور المستخدمه هنا في الليغو روبوت كما في الصورة التالية،  ذات اطوال مختلفه
الطريقة المثلى للتحميل 
كلما كانت عارضة الهيكل المسنده على محور الدوران اقرب الى الاطار، تكون القوة المؤثره على المحور اقل وبالتالي تحميه من الانثناء او الكسر، وتقليل قوة الاحتكاك بين العارضه ومحور الدوران، ففي الصور التالية تبين عدة طرق لللتوصيل، احداها الافضل



  
ولكن هل استخدام عارضة واحده يكفي- في جهة كل اطار- ليكون توزيع قوى الحمل افضل؟ ، من الافضل زيادة عدد العوارض المسنده على محور الدوران ، فاضافة عارضه اخرى الى الشكل السابق يزيد من متانة الهيكل العام عند الحركه فيصبح الشكل كالتالي


في الصورة التالية تظهر توزيع قوى الحمل من وزن الروبوت المحمل على هيكل الاطارات بعد اضافة الاطار الثاني للجهة المقابله


ولكن ما هي الطريقة المتبعه في حال تزويد الاطارات بمحرك للدوران، يمكن ان يكون الهيكا المفضل للاستخدام هو شبيه بالشكل
 التالي


اما في حال كنا بحاجة الى اضافة المسننات للتغيير في سرعة الحركة، او زيادة قوى العزم لزيادة قوةالحركة يفضل ان يكون الهيكل كالتالي


فالمسننات يجب ان تكون اقرب ما يمكن الى العوارض ويجب تثبيتها جيدا لمنعها من الانفصال عن بعضها البعض اثناء الحركه وبالتالي توقف حركة الروبوت، الصور التالية توضح ما قيل



التوفيق للجميع ........ الى اللقاء في الغد ان شاء الله




4‏/6‏/2011

الدرس السادس

الدرس السادس 
اضافة نهاية ذراع الروبوت

اضافة نهاية ذراع الروبوت وهي على شكل حماله، يقوم العامل بتحميلها بكميات كبير، ويقوم الروبوت بدوره بنقلها الى مكان اخر، الفيديو التالي يوضح كيفية تصميم هذه الحماله، والصور التي تليه تبين كيفية توصيله مع الروبوت الرئيسي



كيفية حركة الروبوت

الفيديو التالي يوضح كيفية حمل الذراع للمواد ونقلها من مكان الى اخر 


نشكر لكم مشاركاتكم ............نلتقي غدا


3‏/6‏/2011

تعديل بسيط وهام

تعديل بسيط وهام على الروبوت الناقل

يوجد خطأ في منطقة القرص الدوار، يمنع ذراع الروبوت من الدوران، هذا الخطأ وكيفية تعديله موضح في الصور في الاسفل، نرجو التعديل الفوري 






نشكر صديقنا احمد من الاردن " احد المواظبين على الدروس"، الذي قام بتصميم الروبوت واكتشف المشكلة بسهولة، واخبرنا عنها، فجزاه الله كل خير 


2‏/6‏/2011

تابع الدرس الخامس

تابع الدرس الخامس 
تصميم الروبوت الناقل

الفيديو التالي يوضح المرحلة الأولى من عملية تصميم الروبوت الناقل داخل المصانع، ليقوم بنقل بعض البضائع من مكان لاخر







يتبع....... السبت القادم

1‏/6‏/2011

الدرس الخامس

الدرس الخامس 
استراتيجيات البناء 
هناك العديد من القطع المهمة داخل مجموعة الليغو والتي لم نتطرق اليها في الدرس السابق، تسخدم لبناء التصميم المطلوب بطريقة سهلة ومنطقية تعطي الروبوت المصمم شكلا افضل واقوى، سنتعرف عليها اليوم انشاء الله

اولا: القرص الدوار كما في الصورة التالية
من وظائفه الفصل بين جزئين مختلفين في الحركة الدورانية في الروبوت، بحيث يمكن ابقاء احد اجزائه ثابتا " وفي المعتاد الجزء السفلي من الروبوت" والاخر متحرك حول محور ثابت، ومن ميزاته ايضا ان الجسم المتحرك في الروبوت يمكن دورانه دورة كاملة، الفيديو التالي يوضح حركة احد اجزاء القرص الدوار وبقاء الاخر ثابتا


ثانيا: العوارض ذات الزوايا

مجموعة الليغو تمنحك العديد من العوارض ذات الزوايا المشهورة " 45 و 90 درجة" كما هو مبين في الصورة في الاسفل 
تستخدم في بعض الاحيان لاعطاء الروبوت شكلا افضل، وحجما اصغر" عند الحاجة" وتعطي المتانة للعوارض الاخرى للتوصيل بينها، استخدام هذا العوارض والاشكال يصبح اكثر سهولة واكثر اتقان مع زيادة الخبرة في التصميم، فهناك تصاميم متشابه تؤدي نفس الغرض ولكن اتقان استخدام القطع هو الذي يميز بينها، فمثلا هناك تصاميم عديده " للروبوت الناقل" تختلف باختلاف المهمة المطلوبة، وباختلاف قوتها وشكلها،
الصورة التالية تبين المرحلة الاولى من تصميم الروبوت الناقل في المصانع المؤتمتة، وظيفة هذا الروبوت هو الانتقال بين وحدة واخرى داخل المصنع، ويقوم بنقل البضائع المطلوبة من والى الوحده


نرجو من احبتنا الكرام التمعن بالصورة وكشف خصائص هذا الروبوت ومعرفة كيفية تركيبه، لحين عرض فيديو كيفية التصميم لهذا الروبوت في مرحلته الاولى
يتبع .... الساعة الثامنة مساءا



31‏/5‏/2011

تكملة الدرس الرابع

تكملة الدرس الرابع

بتغيير اتجاه كل من العوارض في الشرح السابق كما في الصورة التالية، نحتاج الى طرق اخرى للتوصيل بين العارضتين بشكل 
متوازي


الصور التالية تبين اربعة طرق مختلفة للتوصييل العارضتين في الصوره السابقة بشكل متوازي 
               
              

في الطريقة السابقة ، فان عملية التوصيل تبقي العارضتين في حالة توازي دائما في جميع الاتجاهات ، في الطرق رقم 1 والرقم 2 فان عملية التوصيل مفيده في حالة تعرض العارضتين الى ضغط خارجي ، ام الطرق 3 و4 مفيده في حالة الشد ، لانه في حالة الضغط سوف يفصل كل من العارضتين عن الوصلة 

ما هو التصميم المناسب في حالة الضغط والشد على العارضتين؟ هناك تصاميم عديده يمكن استخدامها احدها في الصورة التالية 


يتبع..............غدا

الدرس الرابع

الدرس الرابع 
استراتجيات البناء
 بشكل متوازي "Beams" توصيل العوارض

ماهي الطريقة المناسبة لتوصيل عارضتين مع بعضهما البعض بشكل متوازي؟ كما هو واضح في الصورة التالية


هناك العديد من التوصيلات بين العارضتين لتبقيا متوازيتين، نشرحها كالتالي حسب اشكال التوصيل في الصور

الطريقة الاولى: استخدام عوارض بنفس الشكل لتوصيلها بين العارضتين المتوازيتين كما في الشكل التالي 

بهذه الطريقة يمكن ابقاء العارضتين متوازيتين ولكن في بعض الحالات، انظر الصورة في الاسفل


 ولكن هكذا لن نحصل على شكل ثابت في جميع الحالات، فنريد طريقة اخرى

 Lالطريقة الثانية: استخدام العوارض حرف 
 الصورة التالية تظهر ذلك بوضوح، فهذا الشكل اكثر ثباتا تجاه القوة المسلطة عليه من الجوانب 

الطريقة الثالثة : انظر الصورة 
هذا التصميم اقل ثباتا من الطريقتين السابقتين، ولكن يستخدم في بعض التطبيقات التي بحاجة لتحريك العارضتين بقوة اقل، كما تلاحظ في الصورة التالية 
الطريقة الرابعة: استخدام الاعمدة
هذا النوع من التصميم يستخدم في حالات تعرض العارضتين الى الضغط، ولا تصلح في حالات السحب كما في الصورة التالية 

يتبع........ اليوم الساعة العاشرة

30‏/5‏/2011

الدرس الثالث

الدرس الثالث
Gears التروس 
تكملة عملية التتريس

هناك نوع اخر من التوصيل بين التروس والذي يكون بين ترسين مختلفين في الحجم كما في الصورة التالية


خصائص هذا النوع

الخاصية الاولى: ان اتجاه دوران كل محور لكل ترس يكون بعكس اتجاه الاخر كما في الصورة في الاسفل او بالعكس

الخاصية الثانية: اختلاف سرعة دوران كل من الترسين، فعند دوران الترس الكبير " 24" فانك تلاحظ دوران الترس الصغير "8" ببطء، او العكس فمثلا دوران الترس الصغير يجعل دوران الترس الكبير اسرع بسبب اختلاف اقطار كل منها وبالتالي اختلاف عدد اسنانها ، فنسبة سرعة كل منهما هو 8 الى 24 او 1 الى 3، اي انه كلما دار الترس الصغير ثلاثة دورات يكون الترس الكبير 
قد اتم دورة واحدة فقط والعكس بالعكس

 : في الصورة التالية ، تلاحظ التتريس بين اصغر ترس واكبرها في مجموعة الليغو  

فالنسبة بين الترسين هي 8:40 او 1:5 ، بمعنى ان دوران الترس الكبير دورة واحده، يكون الترس الصغير قد دار خمسة دورات ، اي خمسة مرات أسرع

سؤال : هل استطيع الحصول على نسبة اكبر من 5:1 ،كيف ولا يوجد تروس اكبراو اصغر من الموجودة في الصورة السابقة؟
الجواب : نعم يمكن الحصول على نسبة اكبر ، كالتالي 
  

فعند بدء حركة الترس رقم 1، بالتالي يكون دوران الترس رقم 2 ثلاثة مرات اكبر، وبما ان الترس رقم 3 موصول بنفس محور الدوران مع الترس رقم 2 فانه من الطبيعي يحمل نفس سرعة دورانه، وسرعة الترس رقم 4 هو ايضا ثلاثة اضعاف سرعة دوران الترس رقم 3" الذي سرعة دورانه ثلاثة اضعاف الترس رقم واحد" وفي المحصلة تكون سرعة دوران الترس رقم 4 هي تسعة اضعاف سرعة دوران الترس رقم 1

وبهذا قد حصلنا على النسبة 9:1 

يمكن ايضا استبدال الترس"24" بالترس "40" في المثال السبق ، كم ستكون النسبة؟

ملاحظة هامة: نلاحظ انه باستخدام التروس يمكن التلاعب بالسرعة بطريقة سحرية ، ولكن لابد من ثمن لذلك وهو " عزم المحرك"، فكلما زادت سرعة الترس الموصول مع محور دوران الحركة للروبوت في الامثلة السابقة زاد معه العزم المطلوب لاتمام العملية فعلى سبي المثال اذا قمنا باضافة الاطار المطاطي مع محور دوران الترس الصغير، وقمنا بتوصيل المحرك مع محور دوران الالترس الكبير كما في الشكل التالي

 فاذا افترضنا هذا الشكل هو الجزء الايمن من تصميم روبوت معين، فعندما يتحرك على الارض، سوف يكون هناك قوة ممانعة للحركة تسمى " قوة الاحتحكاك" بين الاطار وبين الارضية، وفي حالتنا هذه "الصورة في الاعلى" قمنا بتسريع محور الاطار خمسة اضعاف، ولكن بالمقابل يجب ان لا يتجاوز عزم القوة على الاطار خمس"1\5" عزم المحرك حتى يبقى الروبوت محافظا على حركته الطبيعية 

Helical Gears التروس الحلزونية 
من انواع التروس التي تقدمها شركة الليغو في مجموعتها هو الترس الحلزوني الظاهر في الصورة

استخداماته

الاستخدام الاول : تحويل الحركة الدوارانية من مستوى الى مستوى اخر ، كما في الشكل التالي، فحركة الترس الدائري تعطي 
حركة دورانية لمحور الترس الحلزوني متعامدة مع حركة محور الترس الدائري

الاستخدام الثاني: تحويل الحرة الدورانية الى حركة خطية كما في الشكل التالي 

  
يتبع ...غدا 

من اجل مهندسي الغد