रोबोट के लिए वैकल्पिक नियंत्रक

हमने एक सार्वभौमिक बोर्ड का पहला संस्करण विकसित किया है जो चर वोल्टेज और करंट के साथ एक साधारण बिजली आपूर्ति इकाई के रूप में काम कर सकता है, साथ ही विभिन्न उपकरणों के लिए एक उन्नत नियंत्रक, एलईडी बल्ब, स्टेपर मोटर्स, और तापमान सेंसर से लेकर पूर्णतया स्वायत्त रोबोट तक! काम करने का शीर्षक ग्रैम्बो पाई (ग्रैम्बो अंग्रेजी ग्रोमोज़ेका है, और पाई रास्पबेरी पाई से है)।




ग्रैम्बो पाई एआरएम कोर्टेक्स एम 3 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक प्रोग्रामेबल कंट्रोल बोर्ड है। यह डिवाइस प्रबंधन और सेंसर रीडिंग के स्वत: अधिग्रहण से संबंधित विभिन्न कार्यों की सेवा कर सकता है। बोर्ड एक वोल्टेज स्रोत के रूप में काम कर सकता है, विभिन्न प्रकार की बैटरी के लिए चार्जर के रूप में काम कर सकता है, 600 mA तक की अधिकतम निरंतर धारा और 1200 mA तक के अल्पकालिक वर्तमान के साथ इलेक्ट्रिक मोटर्स को नियंत्रित कर सकता है, जिसमें LED लाइटिंग के लिए एक नियंत्रण सर्किट होता है। बोर्ड को डिजाइन करते समय, एकल-बोर्ड रास्पबेरी पाई कंप्यूटर के लिए एक शक्ति स्रोत के रूप में सेवा करने का अवसर दिया गया था। बोर्ड में सेंसर का एक सेट होता है: थर्मामीटर, एक्सेलेरोमीटर और कम्पास, जो आपको चलती डिवाइस के लिए बोर्ड को एक अभिविन्यास प्रणाली के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। USB, सीरियल पोर्ट, I2C (मास्टर और स्लेव): बोर्ड मानक डेटा विनिमय इंटरफेस के एक सेट का उपयोग करके बाहरी उपकरणों के साथ संवाद कर सकता है। विस्तार कार्डों को जोड़कर बोर्ड की कार्यक्षमता का विस्तार किया जा सकता है!

एक वर्चुअल मशीन को बोर्ड में बनाया गया है जो प्यादा भाषा में लिखे गए कार्यक्रमों को संकलित करने के बाद प्राप्त बाइट कोड को निष्पादित करता है। बाइट कोड को फ़्लैश मेमोरी में लिखा जाता है और बोर्ड पर लागू होने पर हर बार पावर निष्पादित होने लगती है। बोर्ड के व्यवहार और बाहरी उपकरणों के साथ डेटा के आदान-प्रदान को उस कार्यक्रम द्वारा निर्धारित किया जाता है जो इसमें लोड किया जाता है।

बोर्ड का उपयोग करने के तीन मुख्य तरीके हैं:

1. स्वतंत्र रूप से काम करने वाले एक स्वायत्त उपकरण के रूप में;
2. USB बस के माध्यम से कंप्यूटर से नियंत्रित डिवाइस के रूप में;
3. एक रास्पबेरी पाई एकल-बोर्ड कंप्यूटर के साथ संयोजन के रूप में।

बाद के मामले में, बोर्ड को न केवल एक रास्पबेरी पाई कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, बल्कि इसके लिए एक स्मार्ट पावर स्रोत के रूप में भी काम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बोर्ड को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है (आंतरिक फ्लैश मेमोरी में लोड किए गए प्यादा प्रोग्राम का उपयोग करके) एक एटीएक्स-जैसे पावर स्रोत के रूप में जो एक बटन के स्पर्श में कंप्यूटर को चालू या बंद करता है या एक शक्ति स्रोत के रूप में जो अनुसूची पर शक्तियां करता है।

बोर्ड प्रोग्राम योग्य वोल्टेज कन्वर्टर्स से लैस है। प्रत्येक कनवर्टर के लिए, वांछित आउटपुट वोल्टेज सेट करना और अधिकतम इनपुट वर्तमान को सीमित करना संभव है। बूस्ट कन्वर्टर के लिए, न्यूनतम इनपुट वोल्टेज को सेट करना भी संभव है। बाद वाला आपको बैटरी के IV विशेषता पर अधिकतम शक्ति के साथ एक बिंदु पर सौर पैनलों से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए बोर्ड का उपयोग करने की अनुमति देता है।

एक रिचार्जेबल बैटरी और सौर पैनल को जोड़ने की क्षमता उन समाधानों को प्राप्त करना संभव बनाती है जो स्थिर ऊर्जा स्रोतों से स्वतंत्र हैं। इस स्थिति में, बोर्ड और कनेक्टेड डिवाइस कहीं भी काम कर सकते हैं जहां धूप हो। एक ऊर्जा-मांग वाला कंप्यूटर समय-समय पर चालू हो सकता है जब बैटरी को बिजली देने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है।

बोर्ड बिजली की आपूर्ति करने के तीन तरीके प्रदान करता है:

1. हिरन कनवर्टर के इनपुट के माध्यम से;
2. बूस्ट कनवर्टर के इनपुट के माध्यम से;
3. USB कनेक्टर के माध्यम से।

उत्तरार्द्ध मामले में, बोर्ड द्वारा प्राप्त वर्तमान को पहले हार्डवेयर द्वारा 400mA तक सीमित किया जाता है, जिसके बाद इसे एक अनुकूलन चरण-अप वोल्टेज कनवर्टर के इनपुट को खिलाया जाता है।

बोर्ड पर बाह्य उपकरणों की पूरी सूची:

• 3-समन्वय त्वरकमापी;
• 3-अक्ष कम्पास;
• डिजिटल और एनालॉग थर्मामीटर;
• अंतर्निहित सुरक्षा डायोड के साथ 2 डीसी मोटर्स (या एक द्विध्रुवीय स्टेपर या 4 स्वतंत्र आगमनात्मक लोड) का नियंत्रक;
• बिजली परिधीयों को 3.3V के लिए कनवर्टर नीचे कदम;
• उत्पादन वोल्टेज के साथ अनुकूलन हिरन कनवर्टर 0V से 16V तक, इनपुट वर्तमान सीमा 0A से 3A तक;
• 16V तक आउटपुट वोल्टेज रेंज के साथ अनुकूलन बूस्ट कनवर्टर, इनपुट करंट 0A से 3A तक सीमित किया जा सकता है।
• यूएसबी;
• 400mA तक यूएसबी के माध्यम से हार्डवेयर वर्तमान सीमक;
• UART सीरियल पोर्ट
• I2C मास्टर;
• I2C दास;
• प्रकाश एलईडी की बिजली की आपूर्ति सर्किट;
• रास्पबेरी पाई के साथ संयोजन कनेक्टर;
• विस्तार कार्ड के लिए कनेक्टर;

आंतरिक प्यादा कार्यक्रम से सभी बाह्य उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है।

ग्रैम्बो पाई के साथ मिलकर रास्पबेरी पाई का उपयोग करने से आप लगभग किसी भी जटिलता के समाधान विकसित कर सकते हैं। एक पूर्व निर्धारित कार्यक्रम के अनुसार चालू और बंद सिस्टम से शुरू करने के लिए ऊर्जा की खपत को बचाने के लिए और उन प्रणालियों के साथ समाप्त होने के लिए जिन्हें वास्तविक समय वीडियो प्रसंस्करण और वेब अनुप्रयोगों के लिए समर्थन जैसे कार्यों को करने के लिए पूर्ण कंप्यूटर शक्ति की आवश्यकता होती है!

ग्रैम्बो पाई बोर्ड की कार्यक्षमता को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए विस्तार कार्डों की मदद से बढ़ाया जा सकता है, जो एक दूसरे के साथ भी संगत हैं। आप एक ही समय में कई बोर्ड कनेक्ट कर सकते हैं।


विस्तार कार्ड भिन्न हो सकते हैं। चित्र में प्रस्तुत निम्नलिखित डिवाइस हैं:

• एनालॉग सर्वो कनेक्टर के साथ संगत 8 पीडब्लूएम कनेक्टर;
• 4 डीसी मोटर्स, या 2 द्विध्रुवी स्टेपर मोटर्स का नियंत्रक;
• 0V से 3.3V की सीमा के साथ ADC के 8 एनालॉग इनपुट;
• 8 डिजिटल इनपुट (उदाहरण के लिए, बटन प्रेस का पता लगाने के लिए);

डिबगिंग में आसानी के लिए, प्रत्येक बोर्ड में कई प्रोग्रामेबल सूचक एल ई डी हैं, जिनका उपयोग दृश्य डिबगिंग या स्टेटस अलर्ट के लिए किया जा सकता है।

Grambo Pi बोर्ड के साथ सॉफ्टवेयर इंटरैक्शन के लिए कई विकल्प हैं:

• सी ++ लाइब्रेरी;
• यूएसबी के माध्यम से बातचीत के लिए पायथन मॉड्यूल;
• I2C पोर्ट के माध्यम से बातचीत के लिए पायथन मॉड्यूल (रास्पबेरी पाई के कनेक्शन के मामले में);

बोर्ड की तरफ, कंप्यूटर के साथ संचार और परिधीय उपकरणों का नियंत्रण एक आभासी प्यादा मशीन द्वारा किया जाता है।

हाबराझिटेली के लिए प्रश्न

रोबोटिक्स के पारखी, क्या आप इस तरह के मॉड्यूल में दिलचस्पी लेंगे? क्या आप टेस्ट कॉपी खरीदेंगे? या आप बल्कि अपने Arduino डिवाइस का निर्माण करेंगे?