Monipulyatorni loyihalashtirsh

Информация о документе

Цена	30000UZS
Размер	4.4MB
Покупки	0
Дата загрузки	25 Июнь 2024
Расширение	doc
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Физика

Продавец

Kamron Zaripov

Дата регистрации 30 Ноябрь 2023

290 Продаж

Monipulyatorni loyihalashtirsh

Купить

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM
VAZIRLIGI
TOSHKENT TO’QIMACHILIK VA YENGIL SANOAT INSTITUTI
TEXNOLOGIK JARAYONLAR VA ISHLAB CHIQARISHNI
AVTOMATLASHTIRISH VA BOSHQARISH
kafedrasi
ELEKTRONIKA SXEMOTEXNIKA VA MIKROPROTSESSORLI
VOSITALAR
fanidan
KURS LOYIHASI
Arduino UNO mikrokontrolleri orqali monipulyatorni loyihalashtirsh
BAJARDI: ________________
___________________________
TEKSHIRDI:
TOSHKENT 2022
1

MUNDARIJA
Kirish…………………………….….………................................... 3
I-BOB Boshqarish ob’ekti................................................................. 4
1.1. Boshqarish ob’ekti haqida ma’lumot……….……................ 4
1.2. Kerakli datchiklar turlari va vazifasi ...........................…. 8
II-BOB. Mikroprotsessorli tizimlarning xususiyatlari va vazifalari.... 12
2.1. Arduino mikrokontrolleri texnik imkoniyatlari .................... 12
2.2. Arduino Uno mikrokontrolleri .............................................. 16
2.3. Kompyuterga ArduinoIDE ni о‘rnatish................................. 20
2.4. Obyekni boshqarishning umumiy sxemasini
loyihalashtirish......................................................................
24
2.5 Dastur listinggi va izoxi ........................................................ 25
Xulosa…………………………..................................................... 27
Adabiyotlar ro’yhati………………........................………............ 28
2

Kirish
Hozirgi zamonda taraqqiyot juda tez rivojlanib bormoqda. Shu bilan
birgalikda ishlab chiqarish sohalarida ham juda ko’p o’zgarishlar bo’lmoqda. Biz
iste’molchilarni talablarini qondirish maqsadida sanoatimizning hamma sohalarida
o’zgarishlar, aniqrog’i rivojlanishlar keng miqyosida amalga oshirilmoqda.
Shunday ekan hozirgi davrda iste’molchilarni talabiga javob bera oladigan va o’z
navbatida arzon va sifatli tovarni ishlab chiqarish oson bo’layotgani yo’q.
Raqobat juda kuchli bo’lgan ushbu davrda ishlab chiqaruvchi firmalar
zamon talablariga javob beradigan Tovar ishlab chiqarishlari uchun fan
yutuqlaridan keng miqyosda foydalanishlariga to’g’ri kelayapti. Ushbu yo’l orqali
ishchi kuchi kamaytirish mumkin bo’lganligi sababli, o’z navbatida ishlab
chiqarilayotgan mahsulotning narxini pasayishiga va o’z navbatida sifatini osishiga
olib kelmoqda. Bu esa mahsulotning bozorda haridorgir bo’lishiga yordam beradi.
Yuqorida aytib o’tgan yutuqlarimdan hozirgi kunda Yengil sanoatning
To’qimachilik sohyasida ham keng qo’llanilib kelinmoqda.
Ushbu kurs loyihasida sizlarga To’qimachilik sohasidagi foydalaniladigan
monipulyatorni Arduino UNO mikrokontrolleri asosida loyihalash keltirilgan.
3

I-BOB .BOSHQARISH OBYEKTI
1.1.Boshqarish obyekti haqida ma’lumot
Manipulyator - bu turli mehnat ob'ektlari va konstruktiv yig'ilishlar va
elementlarning fazoviy holatini boshqarish mexanizmi. Manipulyatorlar 20-asrning
o'rtalaridan boshlab yadro sanoatidagi xavfli ob'ektlarni boshqarish uchun
murakkab mexanizmlardan foydalangan va turli xil tovarlarni ko'chirish uchun
foydalanilgan.
Manipulyatorlar ko'p darajadagi erkinlikka ega fazoviy mexanizmlarga
asoslangan. Manipulyatorlar odam uchun kirish qiyin yoki xavfli bo'lgan muhitda
(suv osti chuqurligi, vakuum, radioaktiv muhit va boshqa tajovuzkor muhit),
sanoat ishlab chiqarishidagi yordamchi ishlarni bajaradi. Manipulyatorlar tibbiyot
texnologiyalarida ham qo'llaniladi (masalan, protezlashda). Manipulyatorlar
mashinalar va mexanizmlar nazariyasining bir bo'lagi bo'lgan manipulyatorlar
nazariyasini o'rganadi. Tor ma'noda mexanik qo'l manipulyator deb ataladi.
Manipulyatorlar odam tomonidan boshqariladigan va avtomatik
manipulyatorlarga bo'linadi (robotning o'ziga xos turi sifatida robot
manipulyatorlari). Manipulyatorlarning rivojlanishi sanoat robotlarini yaratilishiga
olib keldi. Manipulyator mexanizmlarini loyihalash manevrni yaratish, ishdagi
barqarorlik, foydali va bo'sh harakatlarning to'g'ri nisbatlarini tanlash kabi
muammolarni hal qilishni talab qiladi. Ba'zan bunday tizimlarni loyihalashtirish
talab qilinadi, unda operator ishchi korpusida yoki yuk ushlagichida yaratilgan
kuchni sezadi.
-Manipulyator (metallurgiyada) - bosim ostida metallarga ishlov berish
jarayonida ishlov beriladigan buyumning holatini o'zgartirish bilan bog'liq
yordamchi operatsiyalarni bajarish uchun mashina. Rolling va zarb
manipulyatorlari o'rtasida farq qilinadi.
-Manipulyator (yadro texnologiyasida) bu radioaktiv moddalar bilan ishlash
uchun moslama, bu moddalar bilan odamning bevosita aloqasini istisno qiladi.
4

-Gidrostatlar chuqurlikda okeanografik va boshqa ishlarni bajarish uchun
manipulyatorlar bilan jihozlangan.
-Gugh-Stewart platformasi - bu oktaedral strut tartibidan foydalanadigan
parallel manipulyatorning bir turi. Olti daraja erkinlikka ega. U dastgohlarda, suv
osti tadqiqotlarida, dengizdagi aviatsiya qutqarish operatsiyalarida, parvoz
simulyatorlarida, sun'iy yo'ldosh antennalarini joylashtirishda, teleskoplarda va
ortopedik jarrohlikda qo'llaniladi.[2]
Sanoat robotlarini ishlab chiqarishni avtomatlashtirishning boshqa vositalari
(avtomatik liniyalar, uchastkalar va komplekslar) bilan birgalikda ishlatish
iqtisodiy jihatdan foydalidir. Sanoat robotlarining ko’rinishi 1.1-rasmda keltirilgan.

1.1-rasm. Sanoat robotlarining ko’rinishi
Bog'lanishlar va bo'g'inlarning birlashtirilishi va o'zaro joylashishi
harakatlanish darajalari sonini, shuningdek robotning manipulyatsiya tizimining
ishlash sohasini aniqlaydi. Odatda manipulyatorni boshqaruvchisidagi dastlabki
uchta bo’g’in transportning (yoki ko'chma) harakatlanish darajasini (ishchi
organning ma'lum joyga olib chiqilishini ta'minlashni) amalga oshiradi, qolganlari
esa harakatlanish yo'nalishini (mas'ul ishchi organning kerakli yo'nalishi).
Dastlabki uchta bo'g'inning turiga qarab, ko'pgina robotlar to'rt toifadan biriga
beriladi:
- dekart koordinatalari tizimida ishlaydigan robotlar - uchta boshlang'ich
bo'g'inlari ham tarjima qilingan robotlar (masalan, IBM dan RS-1 roboti);
- silindrsimon koordinatalar tizimida ishlaydigan robotlar - dastlabki
bo'g'inlar orasida ikkita tarjima va bitta aylanishga ega bo'lgan robotlar (masalan,
Prabdan Versatran 600 roboti);
5

- sferik koordinatalar tizimida ishlaydigan robotlar - dastlabki bo'g'inlar
orasida bitta tarjima va ikkita aylanishga ega bo'lgan robotlar (masalan,
Unimation-dan Unimate 2000B roboti);
- burchakli yoki rotatsion, koordinatali tizimda ishlaydigan robotlar -
uchta boshlang'ich bo'g'inlari ham aylanma bo'lgan robotlar (masalan,
Unifikatsiyadan PUMA robotlar yoki Sincinnati Milakrondan T3 robotlar).
Ba'zi manipulyatorlar uchun harakatlanish darajalarini ko’chma va
yo'naltirilganlarga bo'lish qabul qilinmaydi. Masalan, kinematik ortiqcha (ya'ni olti
darajadan ko'proq harakatchanlik bilan) manipulyatorlar; bu erda ishchi organ
harakatini boshqarish va uning yo'nalishini boshqarish bo'g'imlarning alohida
guruhlari uchun ajratilmagan.
Ba'zi hollarda sanoat robotining manipulyatori harakatlanuvchi poydevorga
o'rnatiladi, bu unga qo'shimcha harakatlanish darajasini berishni anglatadi.
Shunday qilib, manipulyator relslarga yoki harakatlanuvchi aravachaga pol yo'lagi
bo'ylab yoki osilgan relslar bo'ylab o'rnatiladi.
Manipulyatorning oxirida ishchi organ mavjud - maxsus vazifani bajarish
uchun mo'ljallangan qurilma. Tutish moslamasi yoki texnologik vosita ishchi organ
vazifasini o'tashi mumkin.
Tutash moslamasining eng universal turi bu ushlagich - ob'ektni ushlash va
ushlab turish ushbu moslama qismlarining nisbiy harakatlanishi orqali amalga
oshiriladigan uskuna. Qoida tariqasida ushlash dizayni bo'yicha inson qo’liga
o’xshaydi: ob'ekt mexanik "barmoqlar" yordamida ushlanadi. Yassi narsalarni
ushlash uchun pnevmatik assimilyatsiya idishi bilan ushlash moslamalari
ishlatiladi. Shunga o'xshash qismlar to'plamini olish uchun ixtisoslashtirilgan
dizaynlardan foydalaniladi.
Ob'ektni ushlab turish uslubiga ko'ra tutqichlarga bo'linadi:
- tortib olish (mexanik ushlagichlar va elastik ish kameralari bo'lgan
qurilmalar, ularga suyuqlik yoki siqilgan havo quyiladi);
6

- qo'llab-quvvatlovchi (ular ob'ektni qisib qo'ymaydi, lekin uni ushlab
turish uchun ob'ektning old qismidan yoki teshiklaridan pastki yuzadan
foydalaniladi);
- ushlab turish (ularda ob'ektga turli xil jismoniy ta'sirlar tufayli kuch ta'sir
qiladi: vakuum, magnit va elektrostatik ushlashlar, yopishish va boshqalar).
Qo'lga olish uchun ishlatiladigan sanoat robot dasturlarining soni uchun
Ishlaydigan vositani saqlash juda kichik. Ko'pgina hollarda texnologik operatsiyani
bajarish uchun zarur bo'lgan vosita to'g'ridan-to'g'ri robotning bilagiga biriktirilgan
bo'lib, uning ishchi organiga aylanadi.
Elektr, gidravlik yoki pnevmatik drayvlar manipulyator va tutqichning
zanjirlarini harakatga keltirish uchun ishlatiladi. Elektr aktuatorleri ular kabi kuchli
yoki tez emas, lekin ular yanada aniqroq beradi. Pnevmatik aktuatorlar odatda
oddiy va tez siklik operatsiyalarni bajaradigan kichik robotlar uchun ishlatiladi.
Hisob-kitoblarga ko'ra zamonaviy sanoat robotlarining taxminan 50%
elektr da boshqariladigan , 30% gidravlik boshqariladigan va 20% pnevmatik
boshqariladig an manipulyatorlardan foydalaniladi.
Sanoat robotlarini boshqarish tizimlarini ishlab chiqishda ikkita yo'nalish
kuzatilishi mumkin. Ulardan biri dastgoh asboblari uchun dasturiy ta'minotni
boshqarish tizimlaridan kelib chiqqan va natijada avtomatik boshqariladigan sanoat
manipulyatorlari yaratilgan. Ikkinchisi, inson operatori sanoat robotining
harakatlarini boshqarishda ishtirok etadigan yarim avtomatik biotexnik va
interaktiv tizimlarning paydo bo'lishiga olib keldi.
Shunday qilib, sanoat robotlarini quyidagi uch turga bo'lish mumkin
(ularning har biri o'z navbatida bir nechta navlarga bo'linadi).
Avtomatik robotlar:
Dasturiy ta'minot robotlari (boshqariladigan dasturlashtirilgan robotlar) - bu
oddiy texnologik jarayonlarga xizmat ko'rsatish uchun turli xil sanoat
korxonalarida arzonligi sababli hali ham keng qo'llaniladigan avtomatik
boshqariladigan sanoat robotlarining eng oddiy turi. Bunday robotlarda sensorli
7

qism yo'q va barcha harakatlar xotira qurilmasi xotirasiga o'rnatilgan qat'iy
dasturga muvofiq tsiklik ravishda amalga oshiriladi.
Adaptiv robotlar (adaptiv boshqaruvga ega robotlar) - datchik qismi (sezgir
tizim) bilan jihozlangan va dasturlar to'plami bilan jihozlangan robotlar.
Sensorlardan boshqarish tizimiga keladigan signallar u tomonidan tahlil qilinadi va
natijalarga qarab robotning keyingi harakatlari to'g'risida qaror qabul qilinadi, bu
bir dasturdan ikkinchisiga o'tishni (texnologik operatsiyani o'zgartirish) nazarda
tutadi. Dasturiy ta'minot va dasturiy ta'minot asosan oldingi holatdagidek, ammo
uning imkoniyatlariga yuqori talablar qo'yiladi.
Kurs loyiha ishimda Arduino mikrokontrolleri orqali robot manipulyatori
loyihalashtirilgan (1.2-rasm).
1.2-rasm. Robot maniplyator
1.2. Kerakli datchiklar turlari va vazifasi
1. Arduino Uno Mikrokontrolleri. 1ta
2. Kompyuter 1ta
3. MG996 servoyuritgich 3ta
4. 5 kOm li potensiometr 5ta
5. +5 V tashqi manba
6. ikki uchida razyomlari bo‘lgan simlar.
8

Servoyuritma
Servoyuritma ( 1 . 3 -chizmaga qaralsin) – bu qurilma bajaruvchi qurilmani
harakatini ta’minlovchi signalga aynan mos signallarni o‘zgarishini ta’minlovchi
(odatda, aylanma) qurilmadir. Qurilma motorli, sxema va ichida reduktorli hamda
chiqish vali to‘g‘ri to‘rtburchakli quti ko‘rinishida bo‘lib, u valni kirish signali
belgilab beruvchi qati’y qayd qilingan burchakka burib bera oladi. Odatda bu
burchak 60 gradusdan 180 gradusgacha chegaralangan. Undan tashqari, doimiy
aylanuvchi servoyuritmalar ham mavjud.
1.3 -chizma. Servo yuritma
Servoyuritma uchta sim yordamida boshqarish qurilmasiga (drayverga yoki
kontrollerga) va manbaga ulanadi. Servoyuritma o‘zgaruvchi davrli impulslar
yordamida boshqariladi. Burilish burchagi impulsning davri bilan aniqlanadi, u
signallar uzatiladigan sim orqali beriladi. Bu impuls kengligining modulyatsiyalash
deb ataladi. Servoyuritma har 20 ms da signalni kutadi. Impulsning davri motor
qanchalik uzoqqa aylanishini belgilab beradi. Masalan, 1,5 ms li impuls motorni 90
gradus holatga burilishi kerakligidan xabar beradi (neytral holat).
Servoyuritma harakatga buyruq olganda, uning boshqarish a ’ zosi shu holatga
o‘tadi va shu holatni ushlab turadi. Agarda servoyuritma berilgan holatni ushlab
turganda servoyuritmaga tashqi kuch ta’sir etsa, servoyuritmaga bu holatdan
boshqa holatga o‘zgarishga qarshilik ko‘rsatadi. Servoyuritma ushlab tura oladigan
maksimal kuch qiymati, servoyuritmaning aylanish momentini xarakterlaydi.
Biroq servoyuritma o‘z holatini doimiy ushlab tura olmaydi, holatni o‘zgartirish
9

impulslari servoyuritmani holatini o‘zgartirmay saqlab turishi haqida xabar berib
tokrorlanib turishi kerak.
Bu laboratoriya ishda servoyuritma holatini potensiometr yordamida
boshqariladi. Servoyuritma va potensiometrni Arduino ning platasiga ulanish
sxemasi 1 .2-chizmada ko‘rsatilgan. Servoyuritma uchta sim bilan ulanadi: manba
(Vcc), «yer» (Gnd) va signal uchun (S). Manba qizil sim, u +5 V tashqi manbaga
ulanishi mumkin, qora (yoki jigarrang) sim - «yer» ArduinoGND ning GND-
oyoqchasiga ulanadi, signal uchun (olov rang/sariq/oq) sim Arduino
kontrollerining raqamli oyoqchasiga ulanadi. Servoyuritmani manba bilan
ta’minlash uchun alohida +5 V manba ishlatiladi.
Servoyuritmani boshqarish uchun Arduino da standart Servo kutubxona
mavjud. Mega dan farqli platalarda kutubxonaning ishlatilishi 9 va 10 pinlarda (bu
pinlarga servoyuritmalar ulanganmi yoki yo‘qmi undan qat’iy nazar)
analogWriteO (KIM) ishlatilish imkoniyatini o‘chiradi. Mega platalarda 12
tagacha servoyuritmalar KIM faoliyatiga ta’sir etmasdan ishlatilishi mumkin, lekin
12 tadan 23 tagacha servoyuritmalar ishlatilganda esa 11 va 12 pinlarda PWM
KIM faoliyatini o‘chirib qo‘yadi.
Potensiometrning analog axborotlarini (0-1023) servoyuritmaning burilish
burchagi qiymatlariga (0-180) tar () funksiyasi yordamida masshtablanadi va
servo.write(angle) kutubxona vazifasi yordamida servoyuritmaga burilish uchun
buyruq beriladi.
O ‘zgaruvchan qarshilik .
Tovush karnayini tovushini baland qilish uchun biz qarshilik qiymatini
о‘zgartiruvchi moslamani buraymiz, uni sozlovchi qarshilik deb ataladi: maxsus
komponent uchta oyoqchali va о‘qdan iborat. Uning umumiy kо‘rinishi (1.4a-
rasm) konstruktiv tarkibi (1.4b-rasm) va sxemada kо‘rsatilishi (1.4v-rasm) hamda
mavjud turlariga namunalarining kо‘rinishi (1.4g-rasm) keltirilgan. О‘qni
aylantirilganda komponent qarshiligi odatda chiziqli oshadi. Qarshiligi logorifmik
о‘suvchi о‘zgaruvchan qarshiliklar ham mavjud (bundek komponentlar tovushni
boshqaruvchi sifatida ishlatiladi).
10

(a) (b)
(v)
1 . 4 -rasm. О‘zgaruvchan qarshiliklar
(g)
1 . 4 -rasm. О‘zgaruvchan qarshiliklar
Sozlovchi qarshiliklar – bu komponentlar о‘zgaruvchan qarshiliklar bо‘lib,
bosma platalarda ishlatiladi. Sozlovchi qarshiliklarda val bо‘lmaydi, lekin otverka
bilan burash uchun joy qoldirilgan, shu joyidan ma’lum qiymatli qarshilikni
11А С
В

о‘rnatiladi, foydalanish jarayonida bu qiymat deyarli о‘zgartirilmaydi yoki juda
kam о‘zgartiriladi.

1.5-rasm. О‘zgaruvchan qarshilikni reostat kabi ulanishi (a) va kuchlanishni
bо‘luvchi sifatida ulanishi (b).
Sozlovchi qarshiliklar va о‘zgaruvchan qarshiliklar uchta oyoqchasi bor va
ular quyidagilar sifatida ishlatilishi mumkun:
 boshqariluvchi kuchlanish bо‘luvchilari – bunda о‘rtadagi oyoqchadan
ikkita chetdagi oyoqchalar о‘rtasidagi kuchlanishning о‘rtasidagi kuchlanish
chiqadi;
 о‘zgaruvchan qarshilik – bunda faqat ikkita oyoqchasi ishlatiladi i
qarshilik о‘zini о‘zgaruvchan qarshilik kabi tutadi.
12 R 1 R2
Va
GNDVcc

II-BOB. Mikroprotsessorli tizimlarning xususiyatlari va vazifalari..
2.1. Arduino mikrokontrolleri texnik imkoniyatlari
Birinchi mikrokontrollerlarni yaratilishi mikroprotsessor texnikasining
rivojlanishida yangi asr boshlanishidan darak berdi. Bir kristall yuzasida tizimli
qurilmalarning kо‘pini joylashtirilishi mikrokontrollerni oddiy kompyuter kabi
foydalanishga xoxish tug‘dirdi. Lekin bu xoxishni kо‘pchilik omillar ushlab turar
edi. Masalan, mikrokontrollerda qurilma yig‘ish uchun esa sxemotexnika asoslarini
bilish zarur, aniq bir protsessorni qurilmalarini va ishlashini, assemblerda
daturlashni xamda elektron texnikasini tayyorlashni bilish kerak bо‘lgan.
Shuningdek dasturni xotiraga yozish uchun maxsus qurilma, sozlovchi qurilma va
boshqa yordamchi qurilmalar zarur bо‘lgan. Natijada katta bilimlar xajmisiz va
qimmatbaxo qurilmalarsiz ishlab bо‘lmas edi. Bundek xolat uzoq vaqt kо‘p
mikrokontroller ishqibozlariga о‘z loyixalarida mikrokontrollerlarni ishlatishga
imkon bermadi. Xozirda, mikrokontrollerlar bilan maxsus qurilmalarsiz va kо‘p
fanlardan jiddiy bilimlarsiz ishlashga imkon beruvchi qurilmalarning paydo
bо‘lishi bilan xammasi о‘zgardi. Bundek qurilmaga misol bо‘lib italiyaliklarning
Arduino loyixasi xizmat qilishi mumkun.
Arduino va uning klonlari – bu tayyor elektron bloklardan va dasturiy
ta’minotdan tashkil topgan tо‘plamdir. Elektron blok bu yerda – mikrokontroller
va uning ishlashi uchun kerak bо‘lgan minimal elemenlarni о‘z tarkibiga olgan
platadir. Aslida Arduino ning elektron bloki zamonaviy kompyuterning tizimli
platasiga о‘xshash platadir. Unda tashqi qurilmalarni ulash uchun razyemlar va
kompyuter bilan aloqa qilish uchun xam razyemlar mavjut. Bu razyem orqali
mikrokontrollerni kompyuter yordamida dasturlash amalga oshiriladi. Atmel
firmasining ATmega mikrokontrollerlarining xususiyati maxsus dasturlovchi
qurilmalarning ishtirokisiz dasturlashni amalga oshirish mumkunligidadir. Yangi
elektron qurilmani yaratish uchun bor-yо‘g‘i Arduino platasi, aloqa kabeli va
kompyuter kerak bо‘ladi xolos. Arduino dagi loyixaning ikkinchi qismi dasturiy
ta’minot bо‘lib, uning yordamida boshqarish dasturi yaratiladi. U oddiy
13

loyixalashtirish muxitini va mikrokontrollelar uchun dasturlash tilini, С/С++
tilining variantini о‘zida birlashtirdi. Unga apparat qismini о‘rganmasdan turib
dasturlash imkonini beruvchi jihozlar kiritilgan. Shundek qilib amaliy jixatdan
Arduino bilan ishlash uchun С/С++ dasturlash tilining asoslarini bilish kifoyadir.
Arduino uchun kо‘p kutubxonalar yaratilgan, turli qurilmalar bilan ishlash uchun
kodlardan tashkil topgan.
Zamonaviy kompyuterning foydalanuvchisi SHK ning aloxida qismlarining
ishlashi tо‘g‘risida о‘ylab xam о‘tirmaydi. U kerakli dasturlarni ishga tushiradi va
u bilan ishlaydi. Qurilmalarni aloxida jihozlarini ishlash tamoillarini va ishlatishni
о‘rganish о‘rniga Arduino xam foydalanuvchiga loyixaga diqqat va etiborni
qaratishga imkon beradi. Tugallangan plata va modullar yaratishga xam xojat yо‘q.
Loyixalashtiruvchi tayyor kengaytirish platalaridan foydalanishi mumkun yoki
Arduino ga kerakli jihozlarni tо‘g‘ridan – tо‘g‘ri ulashi xam mumkun. Barcha
diqqat va etibor yuqori darajadagi dasturlash tilida boshqaruvchi dasturni yaratish
va sozlashga qaratiladi. Natijada mikroprotsessorli qurilmalarni yaratishga nafaqat
yuqori malakali mutaxassislar, balki mikroprotsesorlarda qurilmalarni yaratishga
ishqiboz xovoskorlar xam katta imkoniyatlarga ega bо‘ldilar. Tayyor modullarning
mavjutligi va dasturlar kutubxonasining borligi elektronika xavoskorlari
tomonidan о‘zlarining masalalarini xal qilish uchun tayyor ishlaydigan qurilmalar
yaratishga imkon yaratdi. Arduino ni ishlatish soxalari mikrokontroller
imkoniyatlariga va mavjut plata variantiga xamda shuningdek
loyixalashtiruvchining muxandislik fikirlash chegarasiga bog‘liq.
2002 yili dasturchi Massimo Bansi (Massimo Banzi) Ivrea shaxar
muloqotlarni loyixalashtirish Institutiga (Interaction Design Institute Ivrea, IDII)
dotsent lavozimiga interaktiv loyixalarni yangi usuldlarini yaratishni olg‘a surish
uchun ishga qabul qilindi. Biroq byudjetni kamligi va laboratoriya bazasiga ega
bо‘lishning chegaralanganligi uning urinishlarini bexuda qilar edi. Bansi
loyixalarda koliforniyaning Parallax kompaniyasi yaratgan BASIC Stamp
qurilmasidan foydalanar edi. Turli qurilmalarni yaratish uchun mо‘ljallangan
Stamp uncha katta bо‘lmagan bosma plata bо‘lib unda energiya ma’nbai,
14

mikrokontroller, xotira va kiritish/chiqarish portlari joylashtirilgan edi.
Mikrokontrollerni dasturlash BASIC tilida amalga oshirilgan. BASIC Stamp ning
ikkita muammosi bо‘lgan: xisoblash quvvati yetishmagan va narxi yetarli darajada
qimmat bо‘lgan. Bansi boshchilik qilgan gurux mustaqil ravishda о‘z talablarini
qondiruvchi plata yaratishga qaror qiladi.
Bansi va uning ishchilari loyihalashtiruvchi uchun qurilma yaratishda sodda,
ochiq va ega bо‘lish oson platforma yaratishni, narxi talabalarning chо‘ntagi
kо‘tara oladigan 30 dollar atrofida bо‘lishini maqsad qilib qо‘ydilar. Ular
boshqalar ishlab chiqaradigan maxsulotlardan xam ajralib turishini xam xoxladilar.
Shuning uchun boshqa ishlab chiqaruvchilar bosma plata chiqishlar sonini
tejasalar, ular esa iloji boricha chiqishlar sonini kо‘p bо‘lishiga xarakat qildilar,
shuningdek о‘zlarini platalarining rangini xavo rang qilib chiqardilar, boshqa
ishlab chiqaruvchilarda esa ananaviy bay rangda ishlab chiqariladi.
Bansi guruxi ishlab chiqargan maxsulot arzon va topish oson
komponentlardan tashkil topgandir – masalan, u ATmega328 mikrokontrolleri
asosida yaratilgan. Asosiy masala qurilmani ishlashini plug-and-play tamoili
asosida ishlashini kafolatlanishidir, - foydalanuvchi platani qutidan olib va uni
kompyuterga ulagach darxol ishga kirisha olishidadir.
Plataning birinchi varianti 2005 yili ishlab chiqilgan va u xali Arduino nom
bilan atalmagan. Bir ozdan sо‘ng Bansi о‘ziga tegishli bо‘lgan barning nomi bilan
atashni taklif qildi. “Arduino” brendi xech qanday reklamasiz va marketing
mablag‘ini jalb qilmasdan Internetda juda tez tarqaldi. Dunyoda Arduino
maxsulotini tarqatuvchi 200 dan ortiq katta firmalarning distribyutorlari mavjut.
Arduino platasining asosiy versiyalari quyidagi modellardan iborat:
Due – ARM SAM3U4E 32- bitli ARM Cortex-M3 mikroprotsessor
asosidagi plata;
Leonardo – Atmega32U4 mikrokontrollerdagi plata;
UNO - Arduino ning asos platformasi, eng kо‘p tanilgan versiyasi;
Duemilanove – Atmega168 yoki Atmega328 mikrokontrollerdagi plata;
Diecimila – Arduino USB platforma asosidagi versiyasi;
15

Nano – maket sifatida ishlatiluvchi, ixcham platforma. Nano kompyuterga
USB Mini – V kabeli yordamida ulanadi;
Mega ADK – Android li telefonlar va USB interfeysli boshqa qurilmalar
bilan aloqa uchun USB - host interfeysni quvvatlovchi Mega 2560 plata versiyasi;
Mega 2560 – USB-portiga ketma-ket ulanish uchun ATMega8U2 chipi
ishlatilgan Atmega2560 mikrokontrolleri asosidagi plata;
Mega – Atmega1280 mikrokontrolleri asosidagi Mega seriya versiyasi;
Arduino BT – simsiz aloqa va dasturlash uchun Bluetooth modulli
platforma;
LilyPad – matoga qо‘shib tikilishi mumkun bо‘lgan platformasi;
Fio – simsiz tadbiqlar uchun yaratilgan platforma. Fio ning tarkibi: XBee
radio uchun razyem, LiPo batareka uchun razyem va zarayadlash uchun
joylashtirilgan sxema;
Mini – Arduino eng kichik platformasi;
Pro – tajribali foydalanuvchilar uchun yaratilgan platforma, katta loyixaning
qismi bо‘lishi mumkun;
Pro Mini – Pro platformasi kabi tajribali foydalanuvchilar uchun yaratilgan,
arzon narx, kichik о‘lcham va qо‘shimcha imkoniyatlar kerak bо‘lgan vaziyatlarga
mо‘ljallangan.
Yuqorida sanab о‘tilgan platalarning ba’zilarini batafsil kо‘rib chiqamiz.
2.2. Arduino Uno mikrokontrolleri
Arduino Uno kontrolleri (2.1-chizma) ATmega328 mikrokontrollerida
yaratilgan. Aloqa uchun USB ishlatilgan FTDI USB mikrokontrollerili barcha
oldingi platalardan farqli yangi Arduino Uno da Atmega8U2 mikrokontrolleri
ishlatilgan.
16

UNO versiyasi (2.2-chizma) uncha katta bо‘lmagan loyihalar uchun keng
qо‘llanadigan, kо‘p tarqalgan eng taniqli versiyadir.
2.2-chizma. ArduinoUNO platasi.
ArduinoUNO platasining kо‘rsatgichlari 2.1 jadvalda keltirilgan.
Mikrokontroller ATmega328
Ishchi kuchlanish 5V
Manba kuchlanishi (tavsiya etilishi) 7-12 V
Manba kuchlanishi (chegaraviy) 6-20 V
17

Raqamli kirish/chiqishlar 14 (ulardan 6 KIM-
chiqishlari sifatida
ishlatilishi mumkin)
Uzluksiz chiqishlar 6
Bitta chiqishining maksimal toki 40 mA
Chiqishining maksimal chiqish toki 3.3 V 50 mA
Flash-xotira 32 KB (ATmega328)/
ulardan 0,5 KB yuklovchi
tomonidan ishlatiladi
SRAM 2 KB (ATteda328)
EEPROM 1 KB (ATteda328)
Takt chastotasi 16 MGs
Mikrosxemaning 14 ta raqamli oyoqchalaridan har biri kirish yoki chiqish
bо‘lib xizmat qilishi mumkin. Mikrosxemaning oyoqchalarida kuchlanish miqdori
5 V kattalikda cheklangan. Bitta oyoqcha maksimal tok berishi yoki iste’mol
qilishi 40 mA ni tashkil etadi. Barcha oyoqchalar ichki tortuvchi qarshilik bilan
ulangan (sukut bо‘yicha о‘chirilgan) va u ning qiymati 20-50 kOm teng. Undan
tashqari Arduinoning bazi oyoqchalari qо‘shimcha vazifani ham bajarilishi
mumkin:
 ketma-ket interfeys: 0 (RX) va 1 (TX);
 tashqi uzilish: 2 va 3 oyoqchalar;
 KIM: 3,5,6,9,10 va 11 oyoqchalari KIM – signal kо‘rinishida 8-bitli
analog qiymatni chiqarishi mumkin;
 SPI interfeys: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) oyoqchalar;
 yorug‘lik diodi: 13. 13 oyoqchaga ulangan joylashtirilgan yorug‘lik
diodi.
ArduinoUno da 6 ta analogli kirish (A0-A5) mavjud, ulardan har biri 10-bitli
sonni (1024 ta turli qiymatni) analog kuchlanish kо‘rinishida ifodalashi mumkin.
18

Sukut saqlash bо‘yicha kuchlanishni о‘lchash 0 dan 5 V oraliqqa nisbatan amalga
oshiriladi.
Shunga qaramay bu oraliqning yuqori chegarasini AREF oyoqchasidan va
analog Referenc funksiyasidan foydalanib о‘zgartirish mumkin. Analog
kirishlaridan ba’zilari qо‘shimcha vazifalarga ega:
TWI: A4 yoki SDA chiqishi va A5 yoki SCL chiqishi.
ArduinoUno da kompyuterning USB-portini qisqa tо‘qnashuv va ortiqcha
yuklanishdan saqlovchi tiklovchi himoya vositasi mavjud. Kо‘pchilik
kompyuterlar о‘zining himoyasi bо‘lishiga qaramay bunday himoya qо‘shimcha
himoya darajasini ta’minlaydi. Agarda USB-portdan 500 mA dan kо‘p tok iste’mol
qilinsa, saqlovchi vosita avtomatik ravishda ulanishni uzib qо‘yadi toki qisqa
tutashuv yoki ortiqcha yuklama sababi bartaraf etilmaguncha. 2.3 va 2.4 -chizmada
ArduinoUno konstruksiyasi keltirilgan.
2.3-chizma. 2.4-chizma.
19

2.5-chizma. ArduinoUno ning portlarining joylashishi.
1. Manba razyomi (batareyadan) – 9 – 12 Voltli manba bloklari bilan
ishlatilishi mumkin.
2. USB razyomi (USB port) – sxemani manbasi sifatida ishlatish mumkin,
shuningdek kompyuter bilan aloqani tashkil qilish uchun ham ishlatish mumkin.
3. Indikator (RX:Qabul qilish) – Axborotlarni qabul qilishni
indikatsiyalashga ishlatiladi, agarda bu dasturda keltirilgan bо‘lsa.
4. Indikator (TX: Uzatish) - Axborotlarni uzatishni indikatsiyalashga
ishlatiladi, agarda bu dasturda keltirilgan bо‘lsa.
5. Indikator (13 port: nosozliklarni qidirish) – Sketch ishlayotgan vaqtida
hammasi tо‘g‘ri ishlayotganligini kо‘rsatadi.
6. Portlar (ARef, Ground, Digital, Rx, Tx) – tayanch kuchlanish, yer, raqamli
portlar, axborotlarni uzatish va qabul qilish portlari.
7. Indikator (manba indikatori) – Arduino platasiga manba berilganligini
kо‘rsatadi.
8. Reset (sbros, tashlash, nolga о‘tqazish) - Arduino platasini qaytadan ishga
tushirish, sizning dasturingizni takroran ishga tushirishga olib keladi.
9. IC SP razyomi (dasturlash porti) – plataning yuklovchisining ishtirokisiz
dasturlash imkoniyatini beradi.
20

$10. Portlar (Analog In, Power In, Ground, Power Out, Reset) – analogli (uzluksiz), kiruvchi, chiquvchi, manba, yer. 2.3. Kompyuterga ArduinoIDE ni о‘rnatish Arduino arxitekturasiga mos tushuvchi platalar asosida ilovalarni yaratish rasmiy bepul ArduinoIDE dasturlash muhitida amalga oshiriladi. Muhit Arduino ga mos tushuvchi plataga о‘rnatilgan qurilma mikrokontrolleri xotirasiga kompilyatsiyalash va loyihalashtiruvchining dasturlarini yozish uchun mо‘ljallangan. Loyihalashtirish muhit asosi Processing/ Wiring tili bо‘lib – u oddiy C++, faqat kontaktlarga kiritish-chiqarishni boshqarish uchun sodda va tushinarli funksiyalar bilan tо‘ldirilgan. Windows, MacOS i Linux operatsion tizimlar uchun ham muhitning versiyalari mavjud. Arduino muhitining oxirgi versiyalarini http://arduino.cc/en/Main/Software rasmiy sayt saxifalaridan yozib olish mumkin. Windows operatsion tizimli kompyuterga ArduinoIDE о‘rnatishni kо‘rib chiqamiz. http://arduino.cc /en/Main/Software saxifaga murojaat qilamiz, Windows operatsion tizim versiyasi uchun tanlaymiz va arxiv faylini kо‘chirib olamiz. U barcha zarur ma’lumotlarga ega va shu jumladan drayverga ham ega. Yuklash tugagach о‘zimizga qulay joyga yozib olingan faylni ochib yozib olamiz. Endi drayverni о‘rnatish kerak. Sо‘ng Arduino ni kompyuterga ulanadi. Kontrollerda manba indikatori yonishi kerak – kо‘k yorug‘lik diodi. Windows drayverni о‘rnatishga harakat qiladi, u «Programmnoye obespecheniye drayvera ne bilo ustanovleno» (Drayverni dasturiy ta’minoti о‘rnatilmadi) xabari bilan tugallanadi. Qurilmalar Dispecherini ochamiz. Qurilmalar tarkibidan ArduinoUno belgisini topamiz – qurilma undov belgisi bilan belgilangan. ArduinoUno belgisiga tо‘g‘rilab sichqonchaning о‘ng tugmasini bosiladi va ochilgan darchada drayverlarni yangilash (Obnovit drayveri) punktini tanlanadi sо‘ng bu kompyuterda drayverlarni qidirishni bajarilish (Vipolnit poisk drayverov) punktini tanlanadi. Drayverga yо‘lni kо‘rsatamiz – kompyuterdagi arxivni kо‘chirib yozilgan papkaning joyini. Bu Arduino ni о‘rnatish katalog papkasi drivers bо‘lsin – masalan, C:\arduino-1.0\drivers. Windows ning barcha 21$

ogohlantirishlarini inobatga olmaymiz va natijada ushbu qurilmaga dasturiy
ta’minoti yangilanishi muvvafaqiyatli tugatildi (Obnovleniye programmnogo
obespecheniya dlya dannogo ustroystva zaversheno uspeshno) xabari olinadi.
Darcha sarlavhasida qurilma о‘rnatilgan SOM-port ham kо‘rsatiladi. Endi
ArduinoIDE ni ishga tushirish mumkin.
Arduino ni loyihalashtirish muhiti (2.6-chizma) quyidagilardan tashkil
topgan:
 dasturiy kod muharriridan;
 xabarlar hududidan;
 matnni chiqarish darchasidan;
 kо‘p ishlatiladigan buyruqlarning tugmali asboblar panelidan;
 bir necha menyudan.
Arduino muhitida yozilgan dastur sketch deb ataladi. Sketch matn
muharririda yoziladi, u yaratilayotgan dastur kodini yoritib turuvchi rangli
yoritgichga ega. Loyihani saqlash va eksport qilish vaqtida xabarlar hududida
tushuntirish va xatoliklar haqida axborot paydo bо‘ladi. Matnni chiqarish darchasi
Arduino xabarini kо‘rsatadi, u xatoliklar haqida tо‘liq hisobotni va boshqa
axborotlarni о‘z ichiga oladi. Asboblar panelining tugmalari dasturni yozish,
yaratish, ochish va sketchni saqlash, ketma-ket shinani monitoringini va nazorat
qilish imkoniyatini beradi.
22

2.6-chizma. Arduino IDE muhiti
Yaratilayotgan sketchga qо‘shimcha vazifalarni kutubxona yordamida
qо‘shish mumkin, u maxsus jihozlangan dasturiy kod kab bо‘lib qandaydir
vazifani bajaradi va yaratilayotgan loyihaga qо‘shish mumkin bо‘ladi.
Maxsuslashtirilgan kutubxonalarning kо‘pi mavjud. Odatda kutubxonalarni
yozishda u yoki bu masalani yechishni osonlashtirish va loyihalashtiruvchidan
apparat-dasturiy joriy etilishining detallari yashirilgan bо‘ladi. ArduinoIDE muhiti
standart kutubxonalar tо‘plami bilan foydalanuvchiga yetkaziladi. Ular Arduino ni
о‘rnatish katalogining libraries katalog ostida joylashgan bо‘ladi. Zarur bо‘lgan
kutubxonalar shuningdek turli resurslardan yuklanishi mumkin. Agarda kutubxona
tо‘g‘ri о‘rnatilgan bо‘lsa, u holda u kutubxonalarni Eskiz | Import (Eskiz | Import
bibliotek) menyusida paydo bо‘ladi. Menyudan kutubxonalarni tanlash qatordagi
dastlabki kodga qо‘shimcha kiritishga olib keladi
tinclude<imya biblioteki.h>
Bu derektiva obyektni bayoni bо‘lgan sarlavha faylini ulaydi, endi
kutubxonaning vazifasi va konstantalarini loyihada ishlatish mumkin bо‘ladi.
23

Arduino muhiti yaratilayotgan loyihani (dasturni) kо‘rsatilgan kutubxona bilan
birgalikda kompilyatsiyalaydi.
Sketchni yuklashdan oldin menyuga zarur kо‘rsatgichlarni berish talab
etiladi Asboblar | Plata (Tools | Board) (2.7-chizma) va Asboblar | Ketma-ket port
(Instrumenti | Plata (Tools | Board) (2.7-chizma) i Instrumenti | Posledovatelniy
port) (2.8-chizma).
Arduino ning zamonaviy platformalari yuklanishdan oldin avtomatik
ravishda qayta yuklanadilar. Eski platformalarda qayta yuklash tugmasini bosish
kerak bо‘ladi. Kо‘pchilik platalarda yuklash jarayonida RX va TX yorug‘lik
diodlari о‘chib-yonib turadi.
2.7-chizma. Arduino platani tanlash.
Sketchni yuklashda Arduino ni (bootloader) yuklovchisi ishlatiladi –
platadagi mikrokontrollerga yuklanuvchi katta bо‘lmagan dastur. U qо‘shimcha
apparat vositalardan foydalanmasdan dastur kodini yuklashga imkon beradi.
Yuklovchining ishini D13 chiqishidagi yorug‘lik diodini о‘chib-yonishidan bilib
olish mumkin.
Ketma-ket portni monitor qilish (SerialMonitor) Arduino platformasiga
jо‘natilayotgan axborotlarni aks ettiradi (USB platasini yoki ketma-ket shina
platasini).
24

Endi, biz Arduino va dasturlash muhiti bо‘lgan ArduinoIDE haqida bir oz
bilim olganimiz tufayli amaliy ishlarga о‘tish – tajribalar о‘tkazishimiz mumkin
bо‘ladi.
2.8-chizma. Arduino platasini ulash portini tanlash
2.4. Obyekni boshqarishning umumiy sxemasini loyihalashtirish.
25

2.10-chizma. Prinspiyal sxemasi.
2.5. Dastur listinggi va izoxi
#include<Servo.h> // Servo kutubxonasini ulash
Servo servo1;
const int pinServo=2; // Servoyuritmani ulash uchun pin
const int pinServo1=3; // Servoyuritmani ulash uchun pin
const int pinServo2=4; // Servoyuritmani ulash uchun pin
const int pinServo3=5; // Servoyuritmani ulash uchun pin
const int POT=0; // Potensiometrni ulash uchun A0 analogli kirish
const int POT1=1; // Potensiometrni ulash uchun A1 analogli kirish
const int POT2=2; // Potensiometrni ulash uchun A2 analogli kirish
const int POT3=3; // Potensiometrni ulash uchun A3 analogli kirish
int valpot =0; // potensiometr qiymatini saqlash uchun o‘zgaruvchi
27

int angleServo =0; // Servoyuritmani burilish burchak qiymatini saqlash uchun
o‘zgaruvchi
void setup()
{
servo1.attach(pinServo);
servo1.attach(pinServo1);
servo1.attach(pinServo2);
servo1.attach(pinServo3);// servo o‘zgaruvchisini pinServo oyoqchasiga ulash
}
void loop()
{
valpot = analogRead(POT); // potensiometr axborotini o‘qish
angleServo=map(valpot,0,1023,0,180); // 0-180 oraliqqa qiymatni
masshtablanadi
angleServo1=map(valpot,0,1023,0,180); // 0-180 oraliqqa qiymatni
masshtablanadi
angleServo2=map(valpot,0,1023,0,180); // 0-180 oraliqqa qiymatni
masshtablanadi
angleServo3=map(valpot,0,1023,0,180); // 0-180 oraliqqa qiymatni
masshtablanadi
servo1.write(angleServo); // olingan burchakka servoyuritmani burulishi
servo1.write(angleServo1); // olingan burchakka servoyuritmani burulishi
servo1.write(angleServo2); // olingan burchakka servoyuritmani burulishi
servo1.write(angleServo3); // olingan burchakka servoyuritmani burulishi
delay(15); // servoyuritmani burilishini kutish uchun sukut
}
28

Xulosa
Kurs loyihamizni kirish qismida aytib o’tganimizdek, hozirgi zamonda
texnika juda rivojlanib ketgan. Biz ushbu kurs loyihamizni qilish davomida juda
ko’p ma’lumotlarga ega bo’ldik. Har bir bo’limni bajarish davomida “Elektronika
sxemotexnika va mikroprotsessorli vositalar” fanining qanchalik murakkab fan
ekanligini tushunib yetdik. Ushbu kurs loyihamizni bajarish davomida biz
mikrokontrollerning ichki tuzilishini; xotira qurilmalarini va ularning turlarini;
xotirani tanlashda nimalarga e’tibor berish kerakligini; operator interfeysini
loyihalashni; ob’yekt bilan bog’lanish interfeysini loyihalash haqida bilib oldik.
Ularning har birini ulanish sxemalarini o’rgandik. O’ylaymizki ushbu olgan
bilimlarimiz kelgusi ishlarimizda va mutaxassisligimizda bizga as qotadi. Kurs
loyihamizda yaratilgan monipulyator inson hayoti uchun xavfli bo`lgan va og`ir
qo`l mehnatini talab qiluvchi texnologik jarayonlarda monipulyatorlardan
foydalanish maqsadga muvofiq bo`ladi. Bajariladigan ishlarga muvofiq turlicha
manipulyatorlarni qo`llash mumkin.
29

Adabiyotlar ro’yhati
1. Табин Б. В. «Интегральные микросхемы». Справочник.
2. Преснухин Л. Н. «Микропроцессоры и микропроцессорные ЭВМ в
системе автоматизированного управления».
3. Федарков Б. Г. «Микропроцессорные системы ЦАП и АЦП».
4. Рональд Дж. Точи, Нил С. Уилдмер «Цифровые системы. Теория и
практика».
5. Б. А. Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные
системы».
6. Безуглов Д.А., Калиенко И.В. Цифровые устройства и
микропроцессоры. Учебное пособие. – Рoстов на Дону, Феникс, 2008. -
468с.
7. НовиковЮ.В. ,Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной
техники. Москва. ООО «ИНТУИТ.РУ» 2009.358с.
8. Valdés Pérez, Fernando E. Microcontrollers : fundamentals and
applications with PIC / authors, Fernando E. Valdes - Perez and Ramon
Pallas - Areny. - USA. CRC Press. 2009. 314 p.
9. Катцен, Сид. PIC-микроконтроллеры. Полное руководство/Сид
Катцен; пер. с англ. Евстифеева А. В. - М.: Додэка-ХХ1, 2010. - 656 с.: ил
10. Qahhorov A.A. Tarmoqlarni rejalashtirish va qurish. Kasb-hunar
kollejlari uchun oquv qo’llanma. Toshkent.:”NOSHIR”,2012.-224b.
11. David Money Harris and Sarah L Harris. Digital design and computer
architecture. USA. Morgan Kaufman. 2013. 1662 p.
12. Qaxxorov A.A., Yuldashev S.X. Raqamli sxemotexnika va
mikroprotsessorli vositalar. leksiyalar kursi. I qism.Toshkent-2017.331 b.
13. Qaxxorov A.A., Yuldashev S.X. Raqamli sxemotexnika va
mikroprotsessorli vositalar. leksiyalar kursi. II qism.Toshkent-2018.420 b.
14. www.mzta.ru
15. www.intuit.ru
30

Купить

Информация о документе

Продавец

Monipulyatorni loyihalashtirsh

Похожие документы