Unità di Controllo - Tecnologie
L' Unità di Controllo è l'organo che effettua le decisioni relative alle azioni che il robot deve compiere.
A prescindere dal livello di controllo che si vuole realizzare, vi sono diverse tecnologie di implementazione che permettono di realizzare l'unità di controllo:
- Elettronica analogica
- Elettronica mista (analogica e digitale)
- Reti logiche
- Sistemi con Software
- Programma eseguito da Microprocessore General Purpose
- Programma eseguito da Microcontrollore
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Elettronica Analogica
I sistemi di questo tipo contengono solo componenti analogici: resistenze, condensatori, bobine, relays.
Permettono dicreare sistemi molto semplici puramente reattivi.
Ad esempio potremmo pensare ad un robot così composto:
- 2 fotoresistenze
- 2 resistenze semplici
- 2 motori
Funzionamento :
- Le fotoresistenze sono poste una a destra e una a sinistra, stessa cosa per i motori.
- Al variare dell'intensità luminosa incidente su una fotoresistenza, questa varia il suo valore resistivo.
- La corrente uscente da ogni fotoresistenza viene inviata ad un'altra resistenza semplice, il cui scopo è limitare la corrente entro un margine superiore.
- La corrente uscente da quest'ultima resistenza va ad un motore.
- Analogamente si collega l'altra fotoresistenza in cascata con un'altra resistenza semplice e quest'ultima con l'altro motore
- La batteria va collegata tra le 2 fotoresistenze e l'altro capo non connesso dei 2 motori.
In questo modo abbiamo realizzato un piccolo sistema di controllo che varia la velocità di rotazione dei motori in base all'intensità luminosa.
Applicando questo apparato su un semplice robot fornito di 2 ruote e una base,si puo' ottenere un light-following robot, un robot mobile che si dirige costantemente verso la zona di luce più intensa.
Modificando leggermente il circuito è possibile modificare il comportamento del robot affinchè si diriga verso le zone meno luminose.
Elettronica Mista
Reti Logiche
Questi sistemi usano ,oltre ai componenti analogici, sempre necessari, dei componenti digitali.
Nel caso più semplice si tratta una rete di porte logiche , realizzate con componenti discreti (transistor) , o contenute in circuiti integrati.
Si tratta anche in questo caso di sistemi reattivi.
Questi sistemi possono essere dotati anche di flip-flop , o memorie più complesse, il che permette al sistema di avere un comportamento più complesso di quello puramente reattivo, si può in questo caso infatti memorizzare all'interno dei componenti di memoria uno stato interno , che varia nel tempo, realizzando così una macchina a stati
I sistemi di questo tipo attualmente più utilizzati in robotica, data la loro alta versatilità e il basso costo, sono le FPGA.
Sistemi con Software
Per rendere più semplice la realizzazione del controllore centrale del robot, si usa ormai trasportare in codice quello che prima veniva eseguito direttamente in hardware.
I vantaggi sono:
- Semplicità e velocità di realizzazione
- Semplicità, velocità e basso costo di modifica
Per eseguire il codice è necessario usare un microprocessore.
Sistemi con Microprocessore General Purpose
Nel caso di Microprocessori General Purpose, il codice è compilato in linguaggio macchina su un processore concepito per un uso assolutamente generico e non specializzato.
Un esempio di processori general purpose sono:
Questi sistemi richiedono una complessa struttura della scheda madre che ospiterà il processore, e hanno dei consumi consistenti.
Sistemi con Microcontrollore
Nel caso di Microcontrollori, il codice è anche in questo caso compilato in linguaggio macchina.
Questo tipo di sistemi presenta una scheda madre, chiamata anche board di sviluppo, spesso molto più semplice di quelle necessarie per un processore general purpose, si tratta tuttavia di processori più lenti, con consumi molto bassi.
Alcuni microcontrollori in commercio molto usati in robotica: PicMicro (Microchip), ATMega((Atmel), STM (ST Microelectronics)
Esiste anche una categoria di Microcontrollori che esegue codice interpretato, che cioè non ha bisogno di essere compilato.
Il codice viene caricato nella memoria di programma del microcontrollore, il quale lo interpreterà il codice in tempo reale.
Un esempio di questi microcontrollori è il Basic Stamp, prodotto dalla [Parallax].
--venomyeah 21:56, 18 lug 2011 (CEST)
