روبوت المتتبع للأجسام يعتمد على لوحة المايكروبيت و مستشعر HC-SR04

محاور الدرس

1- ما هو روبوت المتتبع للأجسام ؟

2- كيف يعمل روبوت المتتبع للأجسام الذي يتم التحكم فيه بواسطة بطاقة المايكروبيت ؟

3- مكونات روبوت المتتبع للأجسام

4- تجميع الروبوت المتتبع للأجسام

5- برمجة لوحة المايكروبيت باستخدام Makecode

ما هو روبوت المتتبع للأجسام ؟

روبوت المتتبع للأجسام هو نظام أو جهاز يستخدم التقنيات الحديثة مثل الذكاء الصناعي والرؤية الحاسوبية لتتبع ومراقبة حركة الأشخاص أو الأجسام في بيئة معينة. يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل التصوير الفوتوغرافي والأمن والمراقبة والروبوتات الذكية وغيرها. يمكن أن يتضمن النظام استخدام كاميرات وأجهزة استشعار متعددة لتحديد مواقع الأشخاص وتتبع حركتهم بدقة.

عمل روبوت المتتبع للأجسام يعتمد على تكنولوجيا متعددة، وهنا نظرة عامة على كيفية عمله:

1- الاستشعار: يستخدم روبوت المتتبع للأجسام مجموعة متنوعة من الاستشعارات لتحديد مواقع الأجسام وتتبع حركتها. من بين هذه الاستشعارات: الكاميرات، وأجهزة الليدار، وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء، والمستشعرات الأخرى التي تعتمد على تقنيات مثل الترددات اللاسلكية أو الأمواج فوق الصوتية.

2- التصوير الحاسوبي: يستخدم روبوت المتتبع للأجسام تقنيات التصوير الحاسوبي لتحليل الصور الملتقطة من الكاميرات. يمكنه استخدام خوارزميات الرؤية الحاسوبية لتحديد أشكال ومعالم الأشخاص وتتبع حركتهم.

3- المعالجة الحاسوبية والذكاء الصناعي: بعد استشعار البيانات، يتم معالجتها باستخدام الحوسبة والذكاء الصناعي لتحليل البيانات واستخلاص المعلومات الضرورية لتحديد مواقع الأجسام وتتبعها.

4- التحكم والتفاعل: استنادًا إلى البيانات التي تم جمعها وتحليلها، يتخذ الروبوت إجراءات محددة، مثل التحرك لمتابعة الشخص أو الجسم المستهدف، أو إصدار إنذار في حالة وجود حركة مشبوهة، أو تسجيل البيانات للاستخدام المستقبلي.

باختصار، يتكون عمل روبوت المتتبع للأجسام من تكامل مجموعة من التقنيات مثل الاستشعار، والتصوير الحاسوبي، والمعالجة الحاسوبية، والذكاء الصناعي لتحديد وتتبع الأجسام بفعالية في بيئة معينة.

كيف يعمل روبوت المتتبع للأجسام الذي يتم التحكم فيه بواسطة بطاقة المايكروبيت ؟

روبوت المتتبع للأجسام الذي يتم التحكم فيه بواسطة بطاقة المايكروبيت وجهاز الاستشعار HC-SR04 ووحدة التحكم في المحركات يعمل بطريقة تشابه الروبوت الذي تم شرحه سابقًا، مع التركيز على مهمته الخاصة بتتبع الأجسام. إليك كيفية عمله:

1- جهاز الاستشعار HC-SR04:

يستخدم جهاز الاستشعار HC-SR04 لقياس المسافة بين الروبوت والأجسام المستهدفة.

يرسل الجهاز إشارات فوق صوتية ويقيس الزمن اللازم لعودتها بعد أن تصطدم بالجسم المستهدف. من هذا الزمن يمكن حساب المسافة بدقة.

2- لوحة المايكروبيت:

تستخدم بطاقة المايكروبيت للتحكم في عمل الروبوت وتحليل البيانات من جهاز الاستشعار.

تُبرمج المايكروبيت لقراءة بيانات المسافة المقاسة بواسطة جهاز الاستشعار HC-SR04 واتخاذ القرارات المناسبة بناءً على هذه البيانات.

3- وحدة التحكم بالمحرك :

تستخدم وحدة  للتحكم في حركة المحركات الموجودة في الروبوت.

يتم توصيل المحركات بوحدة التحكم في المحركات وبرمجة المايكروبيت لتحديد اتجاه الحركة وسرعة المحركات بناءً على المعلومات المقاسة من جهاز الاستشعار.

باستخدام هذه المكونات والتكامل بينها، يمكن للروبوت تحديد موقع الأجسام باستخدام جهاز الاستشعار، واستخدام بطاقة المايكروبيت لتحليل البيانات واتخاذ القرارات، واستخدام وحدة  للتحكم في حركة المحركات لمتابعة الأجسام بناءً على المعلومات المقاسة.

مكونات روبوت المتتبع للأجسام

مكونات روبوت المتتبع للأجسام الذي يتم التحكم فيه بواسطة بطاقة المايكروبيت وجهاز الاستشعار HC-SR04 ووحدة  تشمل:

لوحة المايكروبيت:

لوحة المايكروبيت هي لوحة إلكترونية تستخدم في تطوير الأجهزة الإلكترونية التفاعلية والمشاريع البرمجية. توفر المايكروبيت بيئة برمجية واجهة سهلة للمبتدئين والمحترفين لتطوير الأجهزة والمشاريع المختلفة.

2- جهاز الاستشعار HC-SR04:

يستخدم لقياس المسافة بين الروبوت والأجسام المستهدفة. يحتوي على مرسل للإشارات الفوق صوتية ومستقبل لاستقبالها وقياس الوقت اللازم لعودتها.

3- وحدة التحكم بالمحرك :

تستخدم للتحكم في حركة المحركات الموجودة في الروبوت، مثل المحركات الخاصة بالتنقل والدوران. توفر واجهة قوية لتوصيل المحركات وتوفير الطاقة لها، مما يسمح بتحكم دقيق في حركة الروبوت.

4- بطارية 9 فولت:

 توفير الطاقة اللازمة لتشغيل الروبوت وجميع مكوناته.

5- هيكل الروبوت:

الهيكل الذي يحتوي على جميع المكونات ويوفر الدعم اللازم لها، بما في ذلك العجلات أو المسارات والأجزاء الأخرى المطلوبة للحركة.

6- أسلاك التوصيل:

لتوصيل مكونات روبوت المتتبع للأجسام الذي يتم التحكم فيه بواسطة بطاقة المايكروبيت

7- لوحة تجارب (Breadboard) :

لتسهيل توصيل المكونات والتجارب.

 تجميع الروبوت المتتبع للأجسام

توصيل المستشعر الأول HC-SR04 بلوحة المايكروبيت:

قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ 3.3V الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ GND الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Echo الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P0 الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Trig الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P1 الخاص بلوحة المايكروبيت.

توصيل المستشعر الثاني HC-SR04 بلوحة المايكروبيت:

قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ 3.3V الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ GND الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Echo الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P2 الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Trig الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P8 الخاص بلوحة المايكروبيت.

توصيل المستشعر الثالث HC-SR04 بلوحة المايكروبيت:

قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ 3.3V الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ GND الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Echo الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P12 الخاص بلوحة المايكروبيت.

قم بتوصيل طرف Trig الخاص بمستشعر HC-SR04 بمنفذ P13 الخاص بلوحة المايكروبيت.

إمدادات الطاقة للروبوت:

توصيل بطارية 9 فولت ببطاقة التحكم في المحركات

برمجة لوحة المايكروبيت باستخدام Makecode

 يمكنك اتباع هذه الخطوات:

1- افتح محرر MakeCode على https://makecode.microbit.org/.

2- أنشئ مشروعًا جديدًا بالنقر على.

3- إضافة المكتبة HC-SR04:

اذهب إلى قسم "ملحقات" في MakeCode.

ابحث عن "sonar" وقم بإضافة المكتبة إلى مشروعك.

4- إضافة المكتبة التحكم في المحركات:

اذهب إلى قسم "ملحقات" في MakeCode.

أضف هذا الرابط "https://github.com/DFRobot/pxt-motor" في البحث عن ملحقات للتحكم في المحركين باستخدام بطاقة التحكم في المحركات.

5- استخدم البلوكات التالية لبرمجة الروبوت:

تحميل البرنامج