06 servo motors and robot logic

Τι είναι το servo motor και πώς “σκέφτεται” ένα robot;

Στα robot projects συναντάμε συχνά λέξεις όπως servo, state machine, mode, obstacle avoidance, line tracking. Όλα αυτά μπορεί να ακούγονται προχωρημένα, αλλά στην ουσία περιγράφουν πολύ λογικές και κατανοητές ιδέες.

Τι είναι servo motor;

Το servo είναι ένα μοτεράκι που δεν γυρίζει απλώς ελεύθερα. Μπορεί να τοποθετηθεί σε συγκεκριμένη γωνία. Αυτό το κάνει πολύ χρήσιμο όταν θέλουμε ελεγχόμενη κίνηση, όπως:

• κλίση πλατφόρμας
• στροφή αισθητήρα
• κίνηση κεφαλιού
• άνοιγμα και κλείσιμο ενός μηχανισμού

Για αυτό βλέπουμε servo στο Gravity Maze, στο robot car, στο R2inoD2ino και στον Pacman Piggy Bank.

Στον Pacman Piggy Bank, το servo δεν κάνει την κατασκευή να “τρέχει”. Κάνει κάτι πιο μικρό αλλά πολύ εκφραστικό: ανοίγει το στόμα του Pacman όταν ο αισθητήρας υπερήχων καταλάβει ότι κάποιος πλησιάζει.

Τι διαφορά έχει από ένα απλό DC motor;

Ένα απλό DC motor είναι καλύτερο όταν θέλουμε συνεχή περιστροφή, όπως στους τροχούς ενός ρομπότ. Ένα servo είναι καλύτερο όταν θέλουμε ελεγχόμενη θέση.

Τι είναι το line tracking;

Είναι η ικανότητα ενός ρομπότ να ακολουθεί μια γραμμή στο πάτωμα, συνήθως με ειδικούς αισθητήρες. Το ρομπότ διαβάζει τι “βλέπουν” οι αισθητήρες και διορθώνει την πορεία του.

Τι είναι το obstacle avoidance;

Είναι η αποφυγή εμποδίων. Δηλαδή το ρομπότ μετρά αποστάσεις και αποφασίζει προς τα πού να κινηθεί χωρίς να χτυπήσει.

Τι είναι state machine;

Είναι ένας πολύ οργανωμένος τρόπος να γράφουμε συμπεριφορά. Αντί να έχουμε έναν κώδικα που μπερδεύεται εύκολα, χωρίζουμε τη λειτουργία σε “καταστάσεις”.

Για παράδειγμα, ένα robot μπορεί να είναι σε:

• MANUAL
• LINE TRACKING
• OBSTACLE AVOIDANCE
• STOP

Αυτό βοηθά πολύ, γιατί το project γίνεται πιο καθαρό, πιο αξιόπιστο και πιο εύκολο στη βελτίωση.

Η ίδια ιδέα ισχύει και σε μικρότερες κατασκευές. Ο Pacman μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει απλές καταστάσεις όπως:

• IDLE, όταν περιμένει
• OPEN, όταν ανοίγει το στόμα
• WAIT, όταν κρατά το στόμα ανοιχτό
• CLOSE, όταν επιστρέφει στην αρχική θέση

Τι σημαίνει fail-safe;

Σημαίνει ότι το project έχει προβλέψει τι θα κάνει όταν κάτι πάει στραβά. Για παράδειγμα:

• αν δεν λάβει σωστά δεδομένα
• αν κολλήσει
• αν δεν βρίσκει ασφαλή διαδρομή

Σε εκπαιδευτικά projects αυτό είναι πολύ σημαντικό, γιατί δεν θέλουμε μια κατασκευή να κινείται απρόβλεπτα.

Τι να κρατήσει ένας αρχάριος;

Το πιο βασικό που αξίζει να κρατήσει ένας αρχάριος είναι ότι τα robot projects δεν είναι “μαγικά”. Συνήθως κάνουν τρία πράγματα:

1. Διαβάζουν αισθητήρες.
2. Παίρνουν αποφάσεις με βάση κανόνες.
3. Στέλνουν εντολές σε motors ή servos.

Αυτό είναι, σε γενικές γραμμές, όλο το βασικό τους νόημα.