Με την ανάπτυξη τεχνολογιών ειδικά στη ρομποτική τεχνολογία, τα ρομπότ κυριαρχούν σε πολλές από τις εφαρμογές. Μερικά από αυτά είναι πολύ επικίνδυνου τύπου και επικίνδυνων περιοχών. Οι εφαρμογές στρατιωτικών και πεδίων μάχης αυξάνουν τώρα τη χρήση ρομπότ σε ορισμένες κρίσιμες και περίπλοκες εργασίες. Σε ένα από τα άρθρα μου, περιέγραψα τη χρήση ρομπότ ως κατάσκοπος σε στρατιωτικές επιχειρήσεις. Τώρα, τι γίνεται αν υπάρχει ανάγκη υπεράσπισης του το ρομποτικό όχημα ή μια επίθεση από το ρομπότ; Εκεί έρχεται η ανάγκη για ένα ρομπότ ενσωματωμένο με έναν μηχανισμό επίθεσης. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το ρομποτικό όχημα με όπλο LASER.
Ρομποτικό όχημα ελεγχόμενο με RF με διάταξη δέσμης λέιζερ
Ένα τέτοιο ρομπότ χρησιμοποιείται βασικά σε στρατιωτικές επιχειρήσεις και επίσης από την αστυνομία για την ανίχνευση της ταχύτητας των κινούμενων οχημάτων.
Πριν πάμε στις λεπτομέρειες σχετικά με τα ρομπότ με όπλα λέιζερ, ας έχουμε μια γρήγορη κατανόηση του LASER ως όπλο.
Η ακτίνα LASER (Light Amplification by Stimulation Emission) είναι ένα μονοκατευθυνόμενο έντονα φωτισμένο σε αντίθεση με αυτό ενός απλού λαμπτήρα. Αποτελείται από συγχρονισμένες γούρνες και κορυφές, δηλαδή τα κύματα δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτό παράγει ένα έντονα εστιασμένο φως πολύ υψηλής ισχύος της τάξης των 1000 έως 1 εκατομμύριο φορές μεγαλύτερο από ένα τυπικό λαμπτήρα. Είναι μια συσκευή που ελέγχει την εκπομπή και την απορρόφηση των φωτονίων αντλώντας επαρκείς ποσότητες ενέργειας. Σε αυτό, η πηγή των φωτονίων ενισχύεται σε μια δέσμη φωτός. Το μήκος κύματος αυτών των λέιζερ ποικίλλει σε διαφορετικά φάσματα όπως ορατό, υπέρυθρο και υπεριώδες.
Η αρχή πίσω από το LASER περιστρέφεται γύρω από τρία πράγματα που είναι η απορρόφηση, η αυθόρμητη εκπομπή και η διεγερμένη εκπομπή. Μια επαρκής ποσότητα ενέργειας από το φωτόνιο αλληλεπιδρά με το άτομο, αναγκάζοντας το άτομο να πηδήξει από χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Αυτό το άτομο επιστρέφει στην κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας εκπέμποντας ένα φωτόνιο που ονομάζεται αυτόματη εκπομπή. Σε διεγερμένη εκπομπή είναι η απελευθέρωση ενέργειας από το άτομο με τεχνητά μέσα. έτσι το φωτόνιο αλληλεπιδρά με το διεγερμένο άτομο, έχει την ίδια ενέργεια και πόλωση με το προσπίπτοντα φωτόνιο.
Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στα τμήματα υλικού του ρομπότ
- Βάση: Η βάση ενός τέτοιου ρομπότ μπορεί να είναι οποιοδήποτε κυβικό σώμα με τροχούς προσαρτημένους για την κίνησή του.
- DC Motor: Το ρομπότ αποτελείται από δύο κινητήρες DC που κινούνται από τους οδηγούς του κινητήρα και παρέχει την απαιτούμενη κίνηση στο ρομπότ.
- Μονάδα ελέγχου: Η κίνηση του ρομπότ ελέγχεται χρησιμοποιώντας μια μονάδα επικοινωνίας RF. Ο πομπός αποτελείται από κουμπιά, μικροελεγκτές, έναν αποκωδικοποιητή και έναν πομπό RF, ενώ η μονάδα δέκτη που είναι ενσωματωμένη στο ρομπότ αποτελείται από μια μονάδα κωδικοποιητή και δέκτη RF για τον έλεγχο ρομποτική κίνηση .
- Ένα όπλο LASER: Ένα όπλο LASER είναι τοποθετημένο στο ρομπότ που εκτελεί το κύριο καθήκον του ρομπότ.
Μια κρυφή ματιά στο ρομπότ που λειτουργεί
Το ρομπότ κινείται προς την απαιτούμενη κατεύθυνση πυροβολεί μια ισχυρή δέσμη φωτός από το όπλο LASER που μπορεί είτε να βλάψει τον στόχο είτε απλά να δημιουργήσει ένα σημείο για να εντοπίσει τον στόχο. Το LASER πρέπει να καθοδηγείται από ορισμένες πηγές ενέργειας. Σε ένα απλό πρωτότυπο σχεδιασμό χρησιμοποιώντας ένα βασικό στυλό LASER, η συσκευή οδηγείται από ένα τρανζίστορ που λειτουργεί ως διακόπτης. Το τρανζίστορ λαμβάνει το σήμα χαμηλής λογικής από τον μικροελεγκτή και είναι σε κατάσταση απενεργοποίησης, καθιστώντας τη μονάδα LASER απευθείας συνδεδεμένη με την τροφοδοσία 5 V.
Laser Gun Driven by Transistor Λειτουργεί ως μετατροπέας
Έλεγχος του ρομπότ
Για τον έλεγχο της κίνησης του ρομπότ, πρέπει να ελέγχεται η λειτουργία των κινητήρων. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μια ελεγχόμενη από RF λειτουργία των οδηγών κινητήρα. Οι εντολές μεταδίδονται χρησιμοποιώντας έναν πομπό RF σε κάποια απόσταση περίπου 200 μέτρα και λαμβάνονται από τον δέκτη RF για την κίνηση των κινητήρων.
Η μονάδα πομπού αποτελείται από πολλά κουμπιά που λειτουργούν ως διακόπτες εντολών για να μετακινήσουν το ρομπότ σε οποιαδήποτε επιθυμητή κατεύθυνση. Τα κουμπιά είναι διασυνδεδεμένα με τον μικροελεγκτή, ο οποίος είναι προγραμματισμένος να στέλνει δεδομένα σε παράλληλη μορφή βάσει της εισόδου του κουμπιού, στον κωδικοποιητή. Ο κωδικοποιητής μετατρέπει αυτά τα παράλληλα δεδομένα σε σειριακή μορφή και αυτά τα σειριακά δεδομένα μεταδίδονται χρησιμοποιώντας τη μονάδα πομπού RF μέσω κεραίας.
Διάγραμμα μπλοκ που δείχνει την ενότητα πομπού
Η μονάδα δέκτη αποτελείται από μια μονάδα δέκτη RF που λαμβάνει το διαμορφωμένο σήμα και την αποδιαμορφώνει. Ο αποκωδικοποιητής λαμβάνει το αποδιαμορφωμένο σήμα σε σειριακή μορφή και το μετατρέπει σε παράλληλη μορφή. Ο μικροελεγκτής λαμβάνει τα σήματα και ελέγχει ανάλογα τον οδηγό του κινητήρα. Ο οδηγός κινητήρα που χρησιμοποιείται στο LM293D, ο οποίος μπορεί να ελέγχει 2 κινητήρες κάθε φορά.
Διάγραμμα μπλοκ που δείχνει το τμήμα δέκτη
Με τη χρήση της επικοινωνίας RF μπορούμε να ελέγξουμε το ρομπότ.
Στις παραπάνω περιγραφές, έχω δώσει μια σύντομη ιδέα για ένα απλό πρωτότυπο ενός ρομποτικού οχήματος με δέσμη LASER. Σε πραγματικές εφαρμογές, συνήθως χρησιμοποιούνται συστήματα επικοινωνιών μεγάλης εμβέλειας όπως το GSM ή το DTMF για τον έλεγχο του ρομπότ από απομακρυσμένα μέρη.
3 Εφαρμογές ρομποτικού οχήματος με λέιζερ:
- Ανίχνευση στόχου : Το ρομποτικό όχημα μπορεί να χρησιμοποιήσει τη δέσμη LASER για να προκαλέσει ένα σημείο στον στόχο, έτσι ώστε να είναι εύκολα ορατό και να μπορεί να στοχευτεί. Ένα παράδειγμα είναι το Air Borne LASER.
- Καταστροφή στόχου : Ενα δυνατό Ακτίνα λέηζερ της τάξης των 95GHz συχνότητας μπορεί να προκαλέσει αίσθηση καψίματος στο ανθρώπινο σώμα καθώς διεισδύει στο δέρμα κατά 1/64ουμιας ίντσας και η ενέργεια της δέσμης μπορεί να θερμάνει τα μόρια του νερού στο σώμα. Ένα παράδειγμα είναι το Active Denial System που αναπτύχθηκε από τις ΗΠΑ.
- Εύρεση εύρους στόχου και ανίχνευση ταχύτητας : Η δέσμη LASER από το ρομποτικό όχημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βρει το εύρος του στόχου με την αρχή της ανάκλασης φωτός LASER και επίσης η ταχύτητα του στόχου μπορεί να υπολογιστεί μόλις μπορέσουμε να φτάσουμε το εύρος.
Τώρα έχουμε μια σύντομη ιδέα για το ότι τα ρομπότ χρησιμοποίησαν έναν ανιχνευτή και έναν καταστροφέα. Έχει κάποια χρήση για το κοινό εκτός από το στρατό; Σκεφτείτε και απαντήστε.
