Embedded Robotics - Anwendungen für eingebettete Systeme in der Robotik

Einführung in eingebettete Systeme

Das System, in dem die Software zweckgebunden isteingebettet in ein Hardware-Design ist als Embedded System bekannt. Dieses System kann entweder ein unabhängiges System oder ein größeres System sein. Die Software wird normalerweise als ROM in Speichermodule eingebettet und benötigt keinen sekundären Speicher wie in einem Computer. Telekommunikation, Chipkarten, Raketen, Computervernetzung, digitale Unterhaltungselektronik und Satelliten sind einige der Anwendungen für eingebettete Systeme.

Embedded Systems-Anwendungen

Eingebettete Systemanwendungen umfassen Robotik,Digitalkameras, Multi-Tasking-Spielzeug, Koch- und Waschsysteme, biomedizinische Systeme, Tastatursteuerungen, Mobiltelefone, Computersysteme, elektronische Smart-Weight-Display-Systeme und Unterhaltungssysteme wie Videos, Spiele, Musiksysteme und Videospiele, und so weiter.

Der Entwurfsprozess für eingebettete Systeme kann durch durchgeführt werdenSimulation zuerst, die zum Testen der Schaltung verwendet wird, da das Ändern der Hardware bei Funktionsstörungen der Schaltung sehr schwierig wird. Wenn die Ergebnisse mit den gewünschten Ergebnissen übereinstimmen, wird der Prozess permanent durch sequentielle Waferprozesse entworfen.

Grundlagen eingebetteter Systeme

Eingebettete Systeme sind auf spezifische Leistung ausgelegtAufgaben, kann jedoch nicht als Universalcomputer zum Ausführen verschiedener Aufgaben verwendet werden. Die Software für eingebettete Systeme wird normalerweise als Firmware bezeichnet, die auf einer Platte oder in einem einzelnen Chip gespeichert werden kann. Die zwei Hauptelemente der Systeme sind:

  • Eingebettete Systemhardware
  • Eingebettete Systemsoftware
Hardware und Software für eingebettete Systeme

Eingebettete Systemhardware: Ein Embedded System erfordert eine Hardwareplattformmit verschiedenen Echtzeit-Ein- und Ausgängen oder Variablen zu interagieren. Die Hardware umfasst Controller wie Mikrocontroller oder Mikroprozessor, Speichermodule, E / A-Schnittstellen, Anzeigesysteme und Kommunikationsmodule usw.

Eingebettete Systemsoftware: Diese Software ermöglicht die Programmierung in gewünschter Weise, so dass verschiedene Vorgänge gesteuert werden. Es wird in einem übergeordneten Format geschrieben, in Code kompiliert und dann in Hardware-Controller gespeichert.

Echtzeit-Embedded-Systeme sind Computersystemedie die Aktionen ausführen, z. B. Überwachung, Reaktion und Kontrolle der externen Bewegung. Die externe Umgebung ist über Sensoren, Aktoren und E / A-Schnittstellen mit dem Computersystem verbunden. Ein reales Computersystem, das in ein Computersystem eingebettet ist, wird als eingebettetes Echtzeitsystem bezeichnet. Ein Echtzeit-Embedded-System wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in den Bereichen Militär, Regierung und Medizin.

Roboter-Echtzeitprojekte in eingebetteten Systemen

Eingebettete Systeme können in vielen Echtzeitanwendungen wie Automobilen, Robotik, Industrie usw. verwendet werden. Die folgenden Echtzeitprojekte beziehen sich auf Robotertechnologie.

1. Sprachgesteuertes Roboterfahrzeug mit Langstrecken-Spracherkennung

Ziel dieses Projekts ist die Steuerung eines RobotersFahrzeug durch Sprachbefehle für die Fernbedienung. Ein 8051-Mikrocontroller wird mit einem Spracherkennungsmodul verwendet, um die gewünschte Operation auszuführen. Es verwendet einen Mikrocontroller 8051, ein Spracherkennungsmodul, einen Taster, ein HF-Modul, einen Encoder, einen Decoder, einen Motortreiber-IC, Gleichstrommotoren, Batterien und andere verschiedene Komponenten.

Sprachgesteuerter Roboter-Fahrzeugtransmitter

Fahrzeugbewegungen wie links, rechts, auf und abkann durch Verwendung von Drucktasten oder Sprachbefehlen durch ein Spracherkennungsmodul ausgeführt werden, das mit dem Mikrocontroller verbunden ist. Hier wird ein Codierer verwendet, um die an den Mikrocontroller gegebenen Befehle zu codieren, indem der HF-Sender die Signale mit einer Frequenz von 433 MHz sendet.

Daher bei Signalen, die durch Drücken auftauchenTasten oder die der Bewegung entsprechenden Sprachbefehlssignale vom Mikrocontroller empfangen werden, sendet er Steuersignale über das Sendemodul an die Empfängerschaltung.

Sprachgesteuerter Roboterfahrzeug-Empfänger

Beim Empfang dieser Signale empfängt ein RF-Empfängerüberträgt diese Signale an eine Decodierschaltung, in der die Binärdaten in ein Mikrocontroller-Signal umgewandelt werden. Daher führt der Mikrocontroller die gewünschte Bewegung von der Senderschaltung aus. Das Lasermodul ist mit dem Mikrocontroller verbunden, um die vom Roboter selbst an dunklen Orten ausgeführten Vorgänge zu erkennen.

2. Touchscreen-basiertes ferngesteuertes Roboterfahrzeug für die Geschäftsverwaltung

Dieses Projekt beinhaltet die Steuerung eines RobotersFahrzeug mit einer Touchscreen-Anzeigeeinheit für die Fernbedienung. Am Senderende befindet sich ein Touchscreen-Bedienfeld, am Empfängerende ein Pick-n-Place-Roboter, der eine Aufgabe ausführt, indem er auf die Signale reagiert. Zu den in diesem Projekt verwendeten Hardwarekomponenten gehören ein 8051-Mikrocontroller, ein Touchscreen-Panel, Antennen (Sender-Empfänger-Seite), ein Encoder, ein Decoder, Gleichstrommotoren, ein Robotic-Körper, eine Batterie usw.

Roboter-Fahrzeugtransmitter mit Touchscreen

Wie im Spracherkennungsmodul von besprochenIm obigen Projekt sendet in diesem Projekt auch ein Touchscreen-Modul die der Fahrzeugbewegung entsprechenden Steuersignale an den Mikrocontroller. Der Controller sendet diese Signale anschließend an den Encoder und dann an den Sender, der die Signale schließlich an die Empfängerschaltung überträgt.

Roboter-Fahrzeugempfänger mit Touchscreen

Die am Empfängerseite platzierte Antenne empfängtdie HF-Signale von der Sendeantenne und decodiert die Daten und sendet diese Daten dann an den Mikrocontroller. Dieses Set hat vier Motoren, die mit dem Mikrocontroller verbunden sind: zwei Motoren für die Bewegung von Arm und Greifer und die anderen zwei für die Bewegung des Körpers. Alle diese Motoren werden von einem Motortreiber-IC angetrieben, der kontinuierlich die Befehle vom Mikrocontroller erhält.

Dies sind die beiden Embedded-Systemanwendungenim Bereich der Robotik. Die Echtzeitbeispiele der eingebetteten Systeme könnten Ihnen ein besseres Verständnis des Konzepts der eingebetteten Systeme vermittelt haben. Wenn Sie weitere Zweifel an der Umsetzung dieser Projekte haben, können Sie uns unter dem folgenden Kommentar kontaktieren.

Bildnachweis

  • Anwendungen für Embedded Systems Applications
  • Embedded System Hardware und Software dca-design

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