WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«2016-2017 г. ПРОЕКТ Робот для обучения флажному семафору. Исполнитель — воспитанник Захаров Александр. Руководитель и автор статьи — педагог дополнительного образования ...»

Филиал Нахимовского военно-морского училища

(Севастопольское президентское кадетское училище)

2016-2017 г .

ПРОЕКТ

Робот для обучения флажному семафору .

Исполнитель — воспитанник Захаров Александр .

Руководитель и автор статьи — педагог дополнительного образования Антоненко Д.А .

1. Историческая справка .

Семафорная азбука — способ передачи текстовой информации с помощью флагов

(30х35 см.) или с помощью безкорзырок если нет под рукой флагов. Азбука включает 29 буквенных и 3 служебных знака, каждому из них соответствует определенное положение рук с флажками. Отсутствуют цифры и знаки препинания. Их передача производится по буквам словами. Например, цифра «7» будет передана словом «семь», а знак «,» — словом «запятая»/ «зпт» .

Рисунок 1 - Таблица флажной семафорной азбуки .

Средняя скорость передачи флажным семафором обученным сигнальщиком составляет 60-80 знаков в минуту. При наличии хорошей видимости невооруженным глазом читать флажный семафор можно на дистанции от 1600 до 2400 м .

Русская семафорную азбуку разработана в 1895 году вице-адмиралом Степаном Осиповичем Макаровым .

2. Замысел проекта .

Робот семафорщик является учебным стендом для изучения флажной семафорной азбуки. Стенд предполагается использовать на уроках военно морской подготовки и смежных с ним предметах. Кружок робототехники нашего училища укомплектован пятью различными наборами Fischertechnik. У нас хороший выбор для проектирования.

Робот построен на базе деталей и узлов следующих конструкторов :

Fischertechnik ROBO TX Automation Robots .

Fischertechnik ROBO TX Training Lab .

Fischertechnik ROBO TX ElectroPneumatic .

Фото 1 — вид сзади «раздетого» робота .

Фото 2 — вид спереди «раздетого» робота .

Конечно не все детали этих конструкторов использованы, например контроллер входит в набор Training Lab, там же можно взять пару моторов с энкодером и маленький мотор с редуктором. А вот пневматику всю можно взять из ElectroPneumatic. 4-ре главных детали корпуса — торс и ноги взяты из Automation Robots .

3. Конструкция робота .

Плечевые моторы обеспечивают поднятие и опускание «рук» робота на произвольный угол. Локтевые сгибы снабжены пневмоцилиндрами что обеспечивает сгибание «рук»

робота. На «бедрах» робота размещено два электрических пневмоклапана для подачи воздуха на локтевые пневмоцилиндры .

Рисунок 2 — Схема соединения основных узлов робота .

На рис. 2 для моторов с энкодером не прорисованы провода энкодера. Схема их подключения берется из инструкции по сборке Training Lab или Automation Robots .

Чтобы понять зачем прневмоцилиндры следует рассмотреть движения семафорщика для букв «ю» и «я» - рука сгибается под прямым углом (рис. 1) .

Из схемы соединения основных узлов робота (рис.

2) видно что при использовании одного контроллера ROBO TX Controller обеспечена:

1. работа 2-ух моторов с энкодером;

2. работа 2-ух электромагнитных клапанов;

3. работа 1-го пневмокомпрессора;

4. работа 1-го малого мотора для поворота головы робота;

5. работа 2-ух ламп для имитации глаз робота;

6. работа 2-ух ламп для обеспечения работы оконечных датчиков правого и левого манипулятора;

7. Получение данных от двух фототранзисторов .





–  –  –

Файл программы «семафор_пользачестьислава_5.rpp»

(https://drive.google.com/file/d/0By8Xr89pNZLaQk1XRk1XOS12OGM/view?usp=sharing) .

Основная программа:

Использованы два потока:

1. Один считывает из списка текст сообщения и машет руками;

2. Второй — декоративный, поворачивает голову в разные стороны по времени (0,7 сек) .

В первом потоке использовано 3-и списка:

1. Список с текстом сообщения;

2. Список с количеством шагов двигателя с энкодером для правого манипулятора (29 букв флажного семафора);

3. Список с количеством шагов двигателя с энкодером для левого манипулятора (29 букв флажного семафора);

Список с текстом сообщения состоит из кода буквы — одного из 29 (букв флажного семафора). Поэтому — сообщение нужно кодировать и жестко забивать его в список сообщения .

Такое положение не допустимо для учебного стенда. Поэтому эта программа является 0-ой версией ПО робота семафорщика .

Подпрограммы для движений правым и левым манипулятором Подпрограммы левая вниз/вверх Ле_Вверх Ле_Вниз Вниз/Вверх манипулятор движется до засветки фототранзистора — т. е. манипулятор остановился в начальном состоянии и можно передавать следующий символ .

Подпрограммы правая вниз/вверх Пр_Вверх

–  –  –

Видеоролик работы робота с 0-ой версией ПО.

Передает «Польза честь и слава» - девиз нашего училища:

https://drive.google.com/file/d/0By8Xr89pNZLabkotZFlNNTNVN0k/view?usp=sharing

4. Программное обеспечение робота. Версия 1 .

Файл проекта для Visual Studio C++ 2008 Express(https://www.microsoft.com/enus/download/details.aspx?id=30438, есть русский язык интерфейса) semaforchik.zip (https://drive.google.com/file/d/0By8Xr89pNZLaVkFHTllhcXdGUjQ/view?usp=sharing) .

Для использования робота как учебный стенд необходимо быстрая настройка его на передачу произвольного сообщения .

По началу предполагалось использовать контроллер как некий сервер который обрабатывает сообщения передаваемые с ПК по каналу Bluetooth. При этом предполагалось использовать такие программные элементы среды программирования ROBO PRO как «приемник», «ожидание команды», «обмен сообщениями» и т. п. из раздела «Отправить, принять». Однако замаскировать ПК под другой контроллер оказалось затеей с сомнительным результатом. Тем более что для каждого ПК нужно было отдельное «волшебство» и рядовой педагог военно-морской подготовки вряд ли бы справился с этим. К тому ж протокол обмена сообщениями между TX контроллерами — коммерческая тайна компании. Хоть контроллер уже и не выпускается, но код продолжает оставаться закрытым .

Поэтому пошли другим путем — тот же канал Bluetooth, но вместо сообщения передаются команды на моторы и принимаются данные от датчиков. Логика программы переместилась в ПК .

Использована библиотека ftMscLib — API для программного управления контроллером через виртуальный COM порт (либо USB, либо Bluetooth) По ссылке http://www.fischertechnik.de/en/ResourceImage.aspx?raid=7793 можно скачать FtMscLibExNet_package\ |---FtMscLibExNet(Readme v1.1).pdf |---Documentation | |---FtMscLibEx(func spec v5.1).pdf | |---PC_Programming_RoboTXC_en_V1-5.pdf | |---Windows_Library_ftMscLib_en_V1-5-11.pdf | `---Help |---FtMscLibEx |---FtMscLibExNET `---VB.NET example документацию на использование ftMscLib и там же примеры для программирования в среде.NET на Visual Basic .

По ссылке http://www.fischertechnik.de/en/ResourceImage.aspx?raid=4979 можно скачать набор файлов с примерами программирования в среде Visual Studio C++ и C# .

В программе использован дополнительный поток для поворота головы робота. Для упрощения не используются сигналы от фототранзисторов. Возврат манипуляторов в исходное положение осуществляется отработкой мотором в противоположном направлении на такое же количество шагов. Такое решение требует хороших моторов, с точной работой энкодера .

Использование фототранзисторов нивелирует некорректную работу энкодера. Но это уже в продолжение работы над проектом .

Перед использованием программы следует установить связь с контроллером посредством BlueTooth(пароль 1234). Затем выяснить каком COM порту соответствует установленное соединение(в диспетчере устройств или в свойствах BlueTooth соединения) .

Программа реализована с использованием интерфейса командной строки. Поэтому далее запускаем командную строку (cmd) в пункте меню «Пуск» - «Выполнить»

В командной строке набрать:

semaforchik.exe COM16 текстсообщениебезпробелов название прг. № порта сообщение без пробелов маленькими буквами(во флажном семафоре нет пробелов) В папке с программой должны находится файлы статической библиотеки ftMscLib_debug.dll и системная библиотека MSVCRTD.DLL .

По пока не выясненным обстоятельствам если в Visual Studio собрать релиз и запускать его с библиотеками ftMscLib.dll, то программа работает не корректно. На текущий момент используется debug версия .

В коде для запуска мотора с энкодером функция запуска мотора вызывается дважды .

… if((distM1!=0) && (distM1!=100)){ StartMotorExCmd(fthdl, TA_LOCAL, MOTOR1_IDX, DUTY_MAX, (distM10)?1:0, NO_SLAVE_MOTOR, 0, (distM10)?-distM1:distM1);

StartMotorExCmd(fthdl, TA_LOCAL, MOTOR1_IDX, DUTY_MAX, (distM10)?1:0, NO_SLAVE_MOTOR, 0, (distM10)?-distM1:distM1);

} … Одиночный вызов работал не корректно. Очевидно есть некие коллизии при обмене данными с ПК — контроллер .

Работа робота с использованием ПО версии 1:

(https://drive.google.com/file/d/0By8Xr89pNZLaYXVOckJXMXU3UTQ/view?usp=sharing) Завораживающий видеоролик снимал и монтировал видооператор училища Веркеева Дарья Петровна. Большое человеческое СПАСИБО за работу .

–  –  –

В развитии проекта предполагается реализовать оконный интерфейс пользователя .

Некоторые позиции ТЗ:

Настройка bluetooth соединения производится в программе. Либо если получится — автоматически .

Сохранение настроек соединения .

Авто тест робота .

В поле ввода текста ввод любого не форматированного текста и форматирование его по правилам семафорной передачи: прописными буквами, без пробелов, замена знаков препинания на «тчк» «зпт»... ) .

Анимирование процесса передачи - в отдельном окошке пляшущий человечек .

Есть слабая надежда что всетаки удастся добыть документацию и примеры по обмену сообщениями ПК-контроллер через bluetooth в режиме клиент-сервер. Полагаю что тогда уйдут проблемы с коллизиями и т. п. т. к. вся логика работы будет на борту контроллера а не транслироваться через нестабильный канал bluetooth. Тогда 0-ая версия ПО получит дальнейшее развитие .

Заключение .

В прошлом году прибыли учебные комплекты LEGO EV3. Ознакомившись остался озадаченным — чем LEGO лучше Fischertechnik. Ответ до сих пор ищу. На LEGO такого робота не собрать без «большого ВОЛШЕБСТВА». Да и программы читать и писать несколько легче чем на LEGO. Но это субъективное мое мнение .

Вот робот семафорщик на LEGO Наслышан о новом контроллере от фишера — TXT. Полагаю что пока воспитанники не сотрут уже имеющиеся конструкторы в пыль в живую ознакомиться с TXT не получиться. К тому времени, скорей всего, будет уже следующая версия контроллера .

Придется пропускать также как W8 и W10. Или ни то ни другое не наступит никогда :) .

Наслышан о новом контроллере от фишера — TXT. Полагаю что пока воспитанники не сотрут уже имеющиеся конструкторы в пыль в живую ознакомиться с TXT не получиться .

К тому времени, скорей всего, будет уже следующая версия контроллера. Придется пропускать также как W8 и W10. Или ни то ни другое не наступит никогда :) .

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Вопросы/пожелания/предложения на kuguar73@mail.ru

На десерт немного морской романтики :

Памятник старшему матросу Борису Нечаеву в Севастополе(Балаклава) .

(http://grafskaya.com/?p=25911) Матрос-сигнальщик с линкора «Марат», станция метро «Площадь Революции», Москва .

(https://kudago.com/msk/place/skulptury-na-stancii-metro-ploshad-revolyucii/)






Похожие работы:

«Северова Наталья Юрьевна канд. пед. наук, магистр лингвистики, доцент МГИМО МИД Росии ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НАД ВЕБ-КВЕСТОМ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНОСТРАННОМУ ЯЗЫКУ (НА ПРИМЕРЕ НЕМЕЦКОГО ЯЗЫКА) Аннотация. Автор статьи делится опытом разработки и проведения веб-...»

«Николай Степанович Батюшин Тайная военная разведка и борьба с ней Николай Степанович Батюшин Тайная военная разведка и борьба с ней Генерал Н. С. Батюшин. Портрет в интерьере русской разведки и...»

«Администрация Костромской области Фонд российской государственности и 400-летия династии Романовых Костромской государственный университет имени Н. А. Некрасова Костромское церковно-историческое общество РОМАНОВСКИЕ ЧТЕНИЯ ИСТОРИЯ РОССИЙСКОЙ...»

«1. Цели освоения дисциплины "История литературы стран изучаемого языка" Целями освоения дисциплины "История литературы стран изучаемого языка" являются:представить литературу страны изучаемого языка как закономерно развивающееся явление культур...»

«Frater Zephyros ПРАВЛЕНИЕ ДЕМИУРГА Пожалуйста, отметьте, что последующие строки были экстраполированы, упорядочены и преобразованы из Письма бразильскому масону Марчело Мотты и Посланий Дж. Эдварда Корнелиуса. Это собрание их работ, упорядоченное таким образом, чтобы читатель смог сраз...»

«ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Т.Г. ШЕВЧЕНКО СОюз мОлДАВАН ПРИДНЕСТРОВья Научно-исследовательская лаборатория "История Приднестровья" П.М. ШорНИков оЛДАвСкАЯ АМоБЫТНоСТЬ Тирасполь, 2007 УДК 941/949(478.9)...»

«1. Цели и задачи освоения дисциплины Главная цель курса "История политико-правовых, эстетических и социальных учений" познакомить студентов с основными теориями и концепциями, образующими классическую западную традицию в истории социально-политических учений, помочь им овладеть навыками анал...»

«Е.В. Сидорова Шуберт Ф. Вокальный цикл "Зимний путь": композиционные особенности крупной и малых форм Из истории создания Свой второй вокальный цикл "Зимний путь" 1 Шуберт создал в предпоследний год жизни, полный печальных событий. Композитор утратил всякую надежду на издание своих сочинений в Германии и Швейцарии. В январе он у...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.