Afstandsbedieningsrobot: 7 interessante feiten om te weten

by

Onderwerp van discussie: Remote Control Robot en zijn kenmerken

  • Wat is een robot met afstandsbediening?
  • Teleoperatie
  • Typen afstandsbedieningrobot
  • Wat zijn de kritieke componenten van een afstandsbedieningrobot?
  • Hoe kunnen we een robot met afstandsbediening bouwen?
  • Welke technologieën worden gebruikt in Remote Control Robot?
  • Wat zijn de toepassingen van een Remote Control Robot?
  • Verschilt Remote Control Robot van autonome systemen?

Wat is een robot met afstandsbediening?

Teleoperatie

We herinneren ons allemaal dat we met de op afstand bestuurbare auto speelden toen we klein waren en racen met onze vrienden. Die scherpe controles en bochten maakten onze jeugd geweldig. Maak u klaar om te weten dat het de eerste op afstand bestuurbare robot was die we in de praktijk hebben gehad. Nu is het tijd om onze denkcapsules op te zetten en de genialiteit te begrijpen van een technische geest die in de ontwikkeling van het concept van een op afstand bestuurbare robot is gestoken. In eenvoudige bewoordingen kan het als volgt worden gedefinieerd:

Een op afstand bestuurbare robot valt onder de categorie semi-autonome robots door middel van gedeelde mens- en machinebesturing. De primaire interactiemodus daarin is teleoperatie die plaatsvindt via een zender- en ontvangersysteem en direct in de natuur. Mensen besturen de machine door signalen te verzenden die via een afstandsbediening worden verzonden.

Typen van een robot met afstandsbediening

De twee brede classificaties van een op afstand bestuurbare robot zijn gebaseerd op het gebruik van bedrade en niet-bedrade systemen:

Robot met afstandsbediening: 

Het lichaam van de robot is met draden of kabels verbonden met de bedieningsafstandsbediening. Dit is het tethering-concept dat minimale mobiliteit in de robot mogelijk maakt; daarom wordt het meestal gebruikt in een stationair systeem. Maar de kabels vormen tal van problemen op het gebied van de toepassing van de mobiele robot, omdat de draden de beweging van de robot gemakkelijk kunnen blokkeren en een belemmering kunnen vormen voor zijn werkpad.

Draadloze afstandsbedieningrobot: 

Het ontbreken van een verbinding van het lichaam van de robot aan de controller zorgt voor onbeperkte mobiliteit en is tegenwoordig een populairdere keuze voor geavanceerd onderzoek.

Er is een ander type op afstand bestuurbare robots die in berekende mate worden bijgestaan ​​door de operator. Bij die typen zijn de moeilijkheidsgraden van de taken behoorlijk uitgebreid en variëren. Hoewel hoe de robot de taken uitvoert en de output krijgt, volledig afhangt van de robot en de operator er op geen enkele manier bij betrokken is.

Wat zijn de kritische componenten van een robot met afstandsbediening?

De cruciale componenten waaruit de robot is gemaakt, zijn: 

Lichaam | kader: 

Het carrosserieframe van de robot is het chassis dat als basis dient. Het neemt de belasting van het hele systeem en bepaalt de maakbaarheid en beweging van de verschillende onderdelen. De vorm en grootte van het lichaamsframe, afhankelijk van de functie die we willen dat de robot presteren. Met andere woorden, het lichaamsframe is de structuur of het skelet van de robot en is meestal niet onderhevig aan esthetiek.

Controle systeem: 

Het besturingssysteem van een robot is wat het centrale zenuwstelsel voor een mens is, en alle aspecten van de robot worden erdoor bestuurd en gecoördineerd. Sensoren zijn verantwoordelijk voor het genereren van feedbacksignalen op basis van de omgeving of robotomgevingen van de robot, gericht naar de Central Processing Unit (CPU) voor verdere verwerking en besluitvorming volgens het programma. Dit kan hulp vergen van een verscheidenheid aan invoer, instructies of handmatige opdrachten.

Deze sensoren zijn gemonteerd op een elektronische component, de microcontroller. 

Een microcontroller is een elektronisch computerapparaat dat in staat is om een ​​programma uit te voeren via een reeks instructies die er door een computer aan worden toegevoerd. Het wordt vaak genoemd als het 'brein van de robot' of 'het controlecentrum van de robot' en is verantwoordelijk voor alle complexe berekeningen, besluitvorming en signaalcommunicatie enz..

microfooncontroller
Microcontrollers

Laten we een op afstand bestuurde robot bouwen om de kritische componenten op te splitsen in elektromechanische systemen en hun functie in detail te begrijpen via een stapsgewijs proces.

Bepaal het doel van het bouwen van de robot: 

De robot op beginnersniveau kan worden gebouwd voor entertainment of als onderdeel van het schoolproject of voor beveiliging buitenshuis.

Bepaal het type besturingssysteem dat u voor de robot wilt gebruiken: 

Hier zullen we ons concentreren op het concept van de op afstand bestuurbare robot, want dat is wat we proberen te begrijpen.

Bepaal de actuator: 

Hiervoor moeten we eerst leren wat een actuator is? Een actuator is dus een apparaat dat energie gebruikt om het in een fysieke beweging om te zetten.

Er zijn hoofdzakelijk twee soorten actuatoren: voor een robot op wielen roterende aandrijvingen en lineaire actuators .

Microcontroller integreren: 

Zoals eerder beschreven, wordt een microcontroller in een robot het "brein" of "controlecentrum" genoemd. En het is goed voor alle berekeningen, besluitvorming en communicatie. We zullen de werking van een microcontroller in een andere sectie begrijpen.

De motorcontroller kiezen: 

Een motorcontroller is een elektromechanisch instrument dat fungeert als tussenpersoon tussen de microcontroller, een voeding en de motor. Er worden tegenwoordig verschillende soorten motorcontrollers gebruikt.

1. Geborstelde gelijkstroommotor.

DC Motor
Afbeeldingsbron: anoniem, Elektromotoren nl, CC BY-SA 3.0

2. Borstelloze DC-motor.

BLDC
Afbeeldingsbron: Sebastian Koppehel, Floppy drive spilmotor open, CC BY 3.0

3. servo Motor Controllers worden gebruikt voor hobbydoeleinden.

Microservo 1

4. stappenmotor.

stappenmotor

Het besturingsapparaat installeren: 

De belangrijkste soorten bedieningsapparatuur voor het draadloos functioneren van een op afstand bestuurbare robot zijn:

1. Infrarood- Ze gebruiken licht om te functioneren en vereisen een vrij zicht om het apparaat te bedienen. Spiegels kunnen dit signaal ook weerkaatsen. Het maakt gebruik van extenders wanneer er geen vrije zichtlijn beschikbaar is.

2. Radiofrequentie- Meestal de RF-module genoemd, gebruikt dit apparaat radiosignalen om een ​​robot op afstand te bedienen.

3. Bluetooth- Dit is draadloos en maakt gebruik van UHF-radiogolven voor communicatie en bediening.

4. Wi-Fi- Dit is ook een draadloos netwerkprotocol dat de 2.4 gigahertz (120 mm) UHF en vijf gigahertz (60 mm) SHF ISM-radiobanden gebruikt voor gegevensoverdracht en internettoegang.

Sensor toepassen:

Wat is de behoefte aan een sensor voor een robot? In tegenstelling tot mensen zijn robots gevoelig voor de omgeving buiten zicht, geluid, aanraking, geur en smaak en hiervoor moeten verschillende sensoren worden gebruikt. Onderzoekers hebben alternatieven voor biologische zintuigen, omdat het nabootsen van de zintuigen van een biologisch wezen een moeilijke taak is.

De juiste tools krijgen: 

Een robot heeft een stijve buitenhoes nodig om zijn hardware te beschermen, afhankelijk van verschillende maten en functionaliteiten. De juiste tools zijn niet altijd direct beschikbaar. De componenten kunnen vanaf nul worden gegoten met eenvoudiger ontwerpen, of het is mogelijk om enkele volledige robotica-kits op de markt te vinden. 

Een robot in elkaar zetten: 

Met alle componenten in de hand is de robot klaar voor montage. Er zijn online tutorials beschikbaar voor referentie naar de juiste procedures. Wees uiterst voorzichtig bij het aansluiten van de motorcontroller op de microcontroller. Elke verkeerde stap kan echter het ontwikkelbord beschadigen en alle componenten moeten door nieuwe worden vervangen.

Een robot programmeren: 

Dit is een van de laatste maar zeer belangrijke stappen in het proces van het bouwen van een robot, aangezien de hoofdbesturingshandelingen zijn uitgevoerd volgens deze programmering. De helft van het werk bestaat uit het kiezen van de juiste gereedschappen en elektromechanische componenten voor de robot. Zonder programmeren heeft de robot echter geen nut, omdat het slechts een statisch model zal zijn. De meest gebruikte programmeertalen in de robotica zijn C++, JAVA, Python, Basic etc.

Welke technologieën worden gebruikt in robots met afstandsbediening?

Vroeger hadden televisies geen afstandsbedieningen. Verschillende knoppen en knoppen die op de tv waren bevestigd, hadden recht op verschillende functies. We kunnen allemaal de aan / uit-knop van het druksysteem en een draaiknop voor volumebediening in verband brengen. Niets is tegenwoordig zo vervelend als dat, dankzij de ontwikkeling van de afstandsbedieningen.

Een van de populaire wetenschappers Nikola Tesla, was de eerste persoon die in 1898 draadloze afstandsbediening heeft uitgevonden. Met de vooruitgang van de technologie kan een apparaat op basis van afstandsbediening bijna ons dagelijks leven in het huidige tijdperk besturen.

Verschillende technologie van afstandsbedieningrobot

Afstandsbedieningen zijn tegenwoordig voornamelijk gebaseerd op deze onderliggende technologieën:

Infrarood technologie

Een van de meest gebruikte besturingsmechanismen in robotica is infraroodtechnologie of IR-technologie. Een IR-afstandsbediening is soms bekend als IR-zender en gebruikt infrarood licht om een ​​signaal naar de ontvanger in de robot te sturen en dit komt overeen met een specifieke binaire code die verantwoordelijk is voor commando's zoals "volume-up", enz. De ontvanger is verantwoordelijk voor het decoderen van de infraroodpulsen van licht in binaire codes om de opdracht te begrijpen en de gepaste actie uit te voeren.

Radiofrequente technologie

Deze gebruiken de radiogolven voor de codetransmissie via een RF-zender. Moderne satelliet-tv met dit type afstandsbediende technologie. Met deze afstandsbediening kunnen de robots eenvoudig worden bediend vanaf een grote afstand die in staat is om meer dan 100 meter bereik te besturen.

Spraakherkenningstechnologie

De meest complexe om te implementeren, maar een essentiële troef om de interactie met de robots te vergroten, is spraakherkenning. Het doel komt overeen met de analyse van een zin die op een microfoon wordt uitgesproken om in geschreven vorm te worden omgezet voor verder gebruik. Hiervoor zijn verschillende API's beschikbaar. De "Say It Module" is een van de meest populaire die gebruik kunnen maken van spraakherkenningstechnologie.

Geluidstechnologie

Hoewel het gelijkenis vertoont met de spraakherkenningstechnologie, zijn ze toch heel verschillend. Het richt zich meer op de frequentie van de gegenereerde geluiden, terwijl de eerste verantwoordelijk is voor de akoestiek en geluiden die door mensen worden gegenereerd, kunnen worden gebruikt voor het programmeren om verschillende toepassingen te activeren.

Netwerktechnologie

Zoals de naam al doet vermoeden, gebruikt het verschillende zendnetwerken voor de werking van de afstandsbediening. Het kan bedraad zijn, of de afstandsbediening kan worden aangesloten op een Ethernet of draadloos, zoals wifi, mobiele Bluetooth of hotspot enz.

Wat zijn de toepassingen van een robot met afstandsbediening?

  • Ruimtesondes die in een zonnestelsel worden geplaatst, maken meestal gebruik van geavanceerde op afstand bestuurbare robots.
  • robots met afstandsbediening stellen ons in staat om ingewikkelde missies uit te voeren met nauwkeurigheid en precisie.
  • Deze zijn prominent geïntegreerd in militaire en gevechtsoperaties.
  • Deze worden gebruikt bij verschillende soorten veiligheidsmaatregelen.
  • Deze zijn erg handig in gevaarlijke atmosferen zoals diepzee-verkenning, ruimteonderzoek enz.

Zijn robots met afstandsbediening anders dan autonome systemen?

Afstandsbedieningsrobots zijn automatische robots die menselijke tussenkomst vereisen via een zender- en ontvangersysteem om ze een gewenste functie te laten uitvoeren. Het is sterk afhankelijk van de commando's van de meester, in dit geval de mens, via een bedraad of een niet-bedraad systeem.

Autonome systemen daarentegen vereisen zo min mogelijk menselijke tussenkomst. Het is misschien gewoon beperkt tot het in- en uitschakelen zoals gewenst. Daarom kunnen we zeggen dat op afstand bestuurbare robots semi-autonoom zijn, maar een volledig autonome robot is nog steeds een vergezocht idee voor dit idee.

Voor meer informatie over autonome systemen, klik hier.

Lees ook: