איך מייצרים רכב רובוטי לזהות ולהשמיד יעדים?

עם התפתחות הטכנולוגיות במיוחד בטכנולוגיה רובוטית, רובוטים הם השולטים ברבים מהיישומים. חלקם מסוגים מאוד מסוכנים ואזורים מסוכנים. יישומים צבאיים ושדה קרב מגדילים כעת את השימוש ברובוטים בכמה משימות מכריעות ומסובכות. באחד המאמרים שלי תיארתי את השימוש ברובוטים כמרגל בפעולות צבאיות. עכשיו, מה אם יש צורך בהגנה על הרכב הרובוטי או התקפה של הרובוט? שם מגיע הצורך ברובוט המוטמע במנגנון התקפה. דוגמה כזו היא הרכב הרובוטי עם אקדח לייזר.

רכב רובוטי מבוקר RF עם סידור קרן לייזר

רובוט כזה משמש בעצם בפעולות צבאיות וגם על ידי משטרת התנועה כדי לזהות את מהירות הרכבים הנעים.

לפני שנלך לפרטים על רובוטים עם אקדחי לייזר, הבה נבין מהיר את LASER כנשק.

קרן LASER (הגברה קלה על ידי פליטת גירוי) היא אור חד כיווני ממוקד חזק בשונה מאור נורה פשוטה. הוא מורכב משקעים ומסמכים מסונכרנים, כלומר הגלים אינם מפריעים זה לזה. זה מייצר אור ממוקד חזק בעל עוצמה גבוהה מאוד בסדר גודל של פי 1000 עד מיליון פעמים מאור נורה טיפוסי. זהו מכשיר השולט בפליטה ובספיגת הפוטונים באמצעות שאיבת כמויות מספיקות של אנרגיה. בכך מגבירים את מקור הפוטונים לקרן אור. אורך הגל של לייזרים אלה משתנה לספקטרומים שונים כמו גלוי, אינפרא אדום ואולטרה סגול.

העיקרון מאחורי ה- LASER סובב סביב שלושה דברים שהם קליטה, פליטה ספונטנית ופליטה מגורה. כמות אנרגיה מספקת מהפוטון מתקשרת עם האטום וגורמת לאטום לקפוץ ממצב אנרגיה נמוך יותר למצב אנרגיה גבוה יותר. אטום זה נופל למצב אנרגיה נמוך יותר על ידי פליטת פוטון הנקרא פליטה ספונטנית. בפליטה מגורה הוא שחרור אנרגיה מהאטום באמצעים מלאכותיים. כך שהפוטון מקיים אינטראקציה עם האטום הנרגש, יש את אותו האנרגיה והקיטוב כמו לפוטון האירוע.

עכשיו בואו נסתכל על חלקי החומרה של הרובוט

• בסיס: הבסיס של רובוט כזה יכול להיות כל גוף מעוקב עם גלגלים המחוברים לתנועתו.
• מנוע DC: הרובוט מורכב משני מנועי DC המונעים על ידי נהגי המנוע ומספק תנועה נדרשת לרובוט.
• יחידת בקרה: תנועת הרובוט נשלטת באמצעות מודול תקשורת RF. המשדר מורכב מלחצני כפתור, מיקרו-בקרים, מפענח ומשדר RF ואילו יחידת המקלט המוטמעת על הרובוט מורכבת מקודד ומודול מקלט RF לשליטה על תנועה רובוטית .
• אקדח לייזר: אקדח לייזר מותקן על הרובוט שמבצע את המשימה העיקרית של הרובוט.

הצצה אל הרובוט העובד

הרובוט בזמן שהוא נע בכיוון הנדרש יורה קרן אור חזקה מאקדח ה- LASER שיכול לפגוע במטרה או פשוט לייצר מקום לזהות את המטרה. LASER צריך להיות מונע על ידי כמה מקורות אנרגיה. בתכנון אב-טיפוס פשוט באמצעות עט LASER בסיסי, המכשיר מונע על ידי טרנזיסטור הפועל כמתג. הטרנזיסטור מקבל את האות ההגיוני הנמוך מהמיקרו-בקר והוא במצב כבוי, מה שהופך את מודול ה- LASER לחיבור ישיר לספק הכוח 5 וולט.

אקדח לייזר מונע על ידי טרנזיסטור העובד כמהפך

שליטה על הרובוט

כדי לשלוט על תנועת הרובוט, יש לשלוט על פעולת המנועים. ניתן לעשות זאת באמצעות פעולה מבוקרת RF של נהגי המנוע. הפקודות מועברות באמצעות משדר RF ביחידת מרחק כלשהי כ- 200 מטר ומתקבלות על ידי מקלט ה- RF כדי להניע את המנועים.

יחידת המשדר מורכבת מכמה לחצני לחיצה המשמשים כמתגי פקודה להנעת הרובוט לכל כיוון רצוי. כפתורי הלחיצה מתממשקים למיקרו-בקר, שתוכנת לשלוח נתונים בצורה מקבילה על בסיס קלט כפתור, למקודד. המקודד ממיר נתונים מקבילים אלה לצורה סדרתית ונתונים סדרתיים אלה מועברים באמצעות מודול משדר ה- RF דרך אנטנה.

דיאגרמת חסימה המציגה את קטע המשדר

יחידת המקלט מורכבת ממודול מקלט RF המקבל את האות המווסת וממגן אותו. המפענח מקבל את האות המפונק בצורה טורית וממיר אותו לצורה המקבילה. המיקרו-בקר מקבל את האותות ושולט בהתאם לנהג המנוע. נהג המנוע המשמש ב- LM293D אשר יכול לשלוט על שני מנועים בכל פעם.

דיאגרמת חסימה המציגה את מקטע המקלט

כך באמצעות תקשורת RF אנו יכולים לשלוט על הרובוט.

בתיאורים שלעיל נתתי רעיון קצר לגבי אב-טיפוס פשוט של רכב רובוטי עם קרן LASER. ביישומים אמיתיים, בדרך כלל מערכות תקשורת ארוכות טווח כמו GSM או DTMF משמשות לשליטה ברובוט ממקומות מרוחקים.

3 יישומים של רכב רובוטי עם אקדח לייזר:

• איתור יעד : הרכב הרובוטי יכול להשתמש בקרן LASER כדי לגרום למקום במטרה, כך שהוא נראה לעין וניתן למקד אליו. דוגמה לכך היא ה- LASER המונע על ידי האוויר.
• יעד הרס : חזק קרן לייזר בסדר גודל של תדר 95 GHz יכול לגרום לתחושת צריבה בגוף האדם כאשר הוא חודר לעור 1/64^הסנטימטר ואנרגיית הקורה יכולה לחמם את מולקולות המים בגוף. דוגמה לכך היא מערכת ההכחשה הפעילה שפותחה על ידי ארה'ב.
• איתור טווח יעד וזיהוי מהירות : בעזרת קרן ה- LASER מהרכב הרובוטי ניתן למצוא את טווח המטרה על פי העיקרון של השתקפות אור LASER וגם ניתן לחשב את מהירות המטרה ברגע שנוכל להשיג את הטווח.

אז עכשיו יש לנו רעיון קצר לגבי רובוטים שהשתמשו בגלאי מטרה ומשחתת. האם יש לו שימוש לציבור הרגיל מלבד הצבא בלבד? תחשוב ותענה.