مقدمه

قرن بیست و یکم، سن کودکی علم انسان است که در پی عصر انقلاب صنعتی و سیستمهای بزرگ مکانیکی، عصر بخار و عصر جمع آوری، پردازش و توزیع اطلاعات که به ترتیب در قرون هجدهم، نوزدهم و بیستم شکوفا شدند، آمده است. قرن بیست و یکم، عصر تکنولوژی اطلاعات و سیستمهای هوشمند است. مادر تمام این علوم، قویترین نیروی خلقت یعنی قوۀ تخیل انسان می باشد. انسان برای دستیابی آسانتر به آرزوها و خواسته هایش و به عبارتی، خواسته یا ناخواسته به منظور پیشرفت و تکامل خویش، همواره در تخیلاتش، به دنبال استفاده از ماشینهایی جهت برآورده کردن نیازهای خود بوده است که نمونه های بارز آن را در بسیاری از نوشته ها و فیلمهای علمی و تخیلی می توان دید. در این بین نویسندگانی چون «هوگو گرنسبک» و «ایزاک آسیموف» بررسیهای زیادی را در زمینۀ ماشینهای اتوماتیک ، هوش مصنوعی و رباتها انجام داده اند. به ویژه آثار «هوگو گرنسبک» که در بسیاری از داستانهای خود مفاهیم الکترونیک را بکار برده است.

هرچند کلمۀ «ربات» اولین بار در سال ۱۹۲۱ توسط رمان نویسی اهل چکسلواکی بنام «کارل کاپک» در یکی از کتابهایش بکار رفت، ولی منشأ علم رباتیک را بایستی در زمان یونان باستان دانست، آن زمانی که اولین مجسمه های متحرک ساخته شدند.

«کارل کاپک» در کتا ب خود خدمتگزاران مکانیکی را به نمایش در آورد که قادر بودند کلیۀ کارهای یک انسان را انجام دهند. در واقع «ربات» معادل کلمۀ «کارگر» در زبان چک و به معنی «برده» می باشد. از آن زمان تا کنون ربات را به عنوان موجودی مکانیکی که توانایی انجام بعضی از کارها یا حداقل تقلید یکی از رفتارهای انسان را دارد، می شناسند.
نمونه هایی از رباتها را از ابتدا تا کنون به شرح زیر مرور می کنیم:

سال ۲۷۰ پیش از میلاد، مهندسی یونانی بنام «کرسیباس» بوسیلۀ قطعات متحرک ، ارگ های بادی و ساعتهای آبی را ساخت. در قرن اول پیش از میلاد،«هرو دی الکسندریا» آزمایشاتی را با پرنده های مکانیکی طراحی و به مرحله اجرا در آورد. در سال ۷۷۰ میلادی، ساعتسازی سوئیسی بنام «پیر جاکت دروز» سه آدمک مکانیکی ساخت که قادر به نواختن موسیقی با استفاده از ارگ، کشیدن اشکال ساده و نگارش بودند. یکی از معروف ترین فیزیکدانان بنام «نیکلا تسلا» نیز در این زمینه اثری مهم از خود به جای گذاشت، یک زیردریایی مجهز به کنترل رادیویی.

امروزه ربات را سیستمی مکاترونیکی، مطیع و فاقد شخصیت که در دو نوع «هوشمند» و «غیر هوشمند» (فرمان پذیر از انسان) قابل ساخت است، تعریف می کنند.
در طول دو دهۀ اخیر از به هم پیوستن علوم مهندسی الکترونیک، برق، کنترل و کامپیوتر با مهندسی مکانیک جهت طراحی و ساخت سیستمهای پیشرفته و پیچیدۀ هوشمند و مدرن، زمینۀ جدیدی در مراکز آموزشی و پژوهشی کشورهای مختلف دنیا بخصوص در آمریکا، اروپا و ژاپن بوجود آمده است. واژۀ مکاترونیک جهت هرچه بهتر معرفی کردن این زمینۀ چند تخصصی انتخاب گردیده و بطور چشمگیری این واژه مورد قبول مراکز علمی و صنعتی قرار گرفته است. سالانه همایشهای علمی متعددی هم با این نام جهت ارائه مقالات علمی در سرتاسر دنیا تشکیل می گردد. از جمله کاربردهای آن نیز می توان به مصارف صنعتی، پزشکی، نظامی، خانگی و … اشاره کرد.

یک سیستم مکاترونیکی در واقع متشکل از سیستمهای مختلفی است که عامل اصلی آن حرکت در یک یا چند قسمت از آن سیستم بوده و استفاده از سنسورهای دقیق هوشمند جهت اندازه گیری پارامترهای مختلف و استفاده از الگوریتمهای هوشمند کامپیوتری جهت اعمال فرامین کنترلی به قسمتهای عمل کننده نیز جزء احتیاجات اصلی هرسیستم مکاترونیکی هستند.

از آنجا که به هنگام مطالعۀ کاربردها و مدارات مربوط به مکاترونیک و رباتیک، در بسیاری از موارد این دو مبحث در کنار هم قرار می گیرند، بنابراین دارای نکات مشترک زیادی نیز می باشند. این امر به این دلیل است که به هنگام تحلیل و بررسی بسیاری از واحدهای درسی علم مکاترونیک، مشاهده می کنیم که این مباحث، عملکرد و ساختمان رباتها را تحت پوشش قرار می دهند. از طرفی دیگر واحدهای درسی رباتیک نیز با ساختمان دستگاهها و وسایلی سروکار دارند که ترکیبی از مکانیک و الکترونیک و البته در سطوح پیشرفتۀ آن هوش مصنوعی می باشند. اغلب طرحهای مربوط به رباتیک و مکاترونیک مدرن درجه ای از هوشمندی را شامل می شوند. و در آخر اینکه رباتیک تنها، شاخه ای از مکاترونیک می باشد.

امروزه استفاده از تكنولوژی ربات در زمينه‌های مختلف صنعت و اتوماسيون، افزايش چشمگيری يافته است. يكی از شاخه‌های اين تكنولوژی، رباتهای متحرک می باشد كه در صنايع هواپيماسازی و خودروسازی، ساخت وسایل الکترونیکی و لوازم خانگی و… كاربرد وسيعی پيدا كرده است. در واقع اولین نسل رباتهای واقعی نیز، رباتهای صنعتی می باشند که به عنوان ماشینهای کاربردی سازنده وسایل، که وظیفۀ انجام کارهای خطرناک، تکراری و خسته کننده را به عهده دارند، به دنیای مدرن ما وارد شدند. افزايش استفاده از رباتهای متحرک، به همراه نياز به دقت عملكرد بالای آن‌ها موجب شده است تا مسئلۀ طراحی كنترل‌كننده های اين سيستمها از اهميت بالايی برخوردار شود. نسلهای برتر اینگونه رباتها را در انواع هوشمند آنها می توان یافت که بعضی از آنها عبارتند از رباتهای جنگجو، انسان نما، صخره نورد، مین یاب، امدادگر، خط یاب، نقاش، ماوز (لابیرنت )، خدمتکار، فوتبالیست.

در این پايان‌نامه سعی بر آن است که طراحی و ساخت ربات خط یاب را که یکی از رباتهای کلاسیک در نسل جدید می باشد، با یکی از جدید ترین و بهترین روشهای کنترلی شناخته شده و به ساده ترین نحو آموزش دهیم. بدین منظور سطح متوسطی از دانش روز در ارتباط با مدارهای الکترونیکی، طراحی و پیاده سازی آنها، همچنین دربارۀ میکروکنترلرها و برنامه نویسی آنها الزامی است. لذا آگاهی از نحوۀ کار میکروکنترلرهای AVR، سنسورهای مادون قرمز(IR) و بایاسینگ آنها، مقایسه کننده های آنالوگ، استپ موتور و درایو(راه اندازی) آنها وهمچنین مهارت در برنامه نویسی به زبان C توصیه می شود.

روش کنترلی بکار رفته در این ربات، کنترل فازی می باشد که سعی بر آن است تا در این پروژه هرچند ساده ولی در حد نیاز، آن را آموزش دهیم. لذا در این باره نیازی به دانش قبلی نیست و جهت یادگیری آن تنها به فصل چهارم این پروژه بسنده می کنیم.

ابتدا قوانین و کلیاتی پیرامون مسابقات رباتهای خط یاب را مورد بررسی قرار داده و سپس اشاره‌ای به تاريخچۀ پيدايش مجموعه‌های فازی و منطق فازی خواهيم داشت؛ بعد از مطرح نمودن مقدمات منطق فازی، جهت تشریح و آشنایی با بخشهای مختلف علم مکاترونیک و رباتیک طی فصلهایی متوالی به توضیح بخشهای مختلف تشکیل دهندۀ این علم نوین می پردازیم. عمده بحث و تمرکز این پایان نامه حول معرفی و ساخت ربات خط یابی است که هدایت آن تماما ً به صورت هوشمند و با کنترل فازی صورت گرفته است.

. فصل اول .

قوانین مسابقه

در کلیۀ مسابقات رباتهای خط یاب، هدف نهایی یک چیز است؛ ولی از آنجایی که در مسابقات گوناگون، تغییرات جزئی در بعضی از بخشها مشاهده می شود، تفاوتهایی را نیز در قراردادها شاهد هستیم. در اینجا یکی از مسابقات اخیر را به عنوان الگو مورد بررسی قرار می دهیم.

۱-۱) مسابقات سال ۲۰۰۵

ربات خط یاب می بایست با حداکثر سرعتی که می تواند، خط را تعقیب کند. ربات باید توسط سازنده در نقطه شروع مسابقه قرار داده شود که حتی می تواند توسط داور، جهت قرارگیری آن نیز تعیین شود. همزمان با شروع حرکت ربات، داور زمان را محاسبه میکند.
اگر ربات از خط خارج شود و آن را گم کند، شخص همراه این اجازه را دارد که ربات خود را روی خط قرار داده و آن را از نو تنظیم کند . بازای هر بار تنظیم مجدد ربات، یک اخطار به آن ربات داده می شود. ربات بایستی دقیقا ًاز همان نقطه ای که خط را ترک کرده بود، مسیر را دنبال کند. در هر مرحله، ربات میتواند تا سه مرتبه از خط خارج شده و مجدّداً روی خط قرار داده شود.

به هر ربات حداکثر دو دقیقه در هر مرحله اختصاص داده می شود؛ اگر در این مدت، ربات نتواند مسیر تعیین شده را کامل بپیماید و همچنین اگر پیش از دو دقیقه ربات مرحلۀ جاری را با موفقیت به اتمام رساند و یا برای بار چهارم از خط خارج شود، داور اتمام وقت آن مرحله را اعلام می کند. قابل توجه است که در طول زمانی که صرف تنظیم مجدّد ربات می شود، وقت نگه داشته نمی شود.

پس از نگه داشتن زمان، داور مقدار مسافت طی شده را ثبت می کند. با اتمام هر مرحله، مرحله بعد آغاز می شود.
طراحی مسیر نیز در روز برگزاری مسابقه انجام می پذیرد.

۱-۲) تعریف

هر چند ربات خط یاب طرحی ابتدایی و کلاسیک از رباتها است که با مکانیکی ساده نیز قابل ساخت می باشد ولی این ربات بسیار دیدنی، سرگرم کننده، آموزنده و توسعه پذیر نیز است. در این نوع از رباتها از سیستمهای کنترلی گوناگونی از جمله میکروپروسسورها و حتی سیستمهای کنترلی سادۀ آنالوگ یا دیجیتال می توان استفاده کرد.
ربات خط یاب یکی از بهترین رباتهایی است که برای به نمایش در آوردن طرحهای جدید سنسورهای گوناگون و سیستمهای کنترلی متنوع و پیشرفته، در قالبی ساده از رباتهای هوشمند که می بایست خطوط سیاه را در زمینه سفید پیدا کرده و تعقیب کنند، بکار می رود. در مسابقات رباتهای خط یاب، بر حسب سرعت و میزان مسافتی که ربات طی میکند به آن امتیاز داده می شود.

۱-۳) مشخصه های طراحی

ربات خط یاب بدون هیچ راهنمایی و بدون کوچکترین فرمانی از جانب طراح و سازنده خود باید وظیفه خود را انجام دهد. ابعاد این ربات(طول و عرض آن) هر یک می بایست کمتر از ۹ اینچ (۲۳ سانتی متر) باشد و در کل امتیازات ویژه ای نیز به طراحی های اصولی و علمی تعلق می گیرد.

۱-۴) میدان مسابقه

مسابقه از چهار مرحله مجزا که هر یک در زمینی صاف و هموار به رنگ سفید و مربعی شکل به ابعاد تقریبی هر ضلع ۴۸ اینچ (۱٫۲ متر) برگزار میشود، تشکیل شده است. پیست مسابقه نیز توسط چسب برق مشکی با عرضی حدود ۱۸ تا ۱۹ میلیمتر مسیردهی شده است.
هر مرحله از مسابقه از مرحله قبل پیچیده تر است، بطوری که ربات در طول مسابقه ممکن است با شرایط زیر مواجه شود:
• پیچهای خمیده ملایم (با شعاع بزرگتر از ۲۰ سانتیمتر)

• پیچهای تند (با شعاع کوچکتر از ۱۰ سانتیمتر)
• زاویه های منفرجه (بزرگتر از ۹۰ درجه)
• مسیرهای متقاطع

• زاویه های تند و نوک تیز (کوچکتر از ۹۰ درجه)
• شکافهایی به طول کمتر از ۵ سانتیمتر
همچنین ربات باید قادر باشد تا در شدت های متفاوت نور داخل اطاق، عملکرد صحیحی را به نمایش بگذارد.
در زیر چند نمونه از مسیرها را مشاهده می نمایید:

۱-۵) امتیاز دهی

هر مرحله دارای مسیری به طول تقریبا ً۲ تا ۶ متر می باشد.
شرح کامل امتیازات به قرار زیر است:

توضیحات امتیازات مثال
مسافت طی شده
امتیاز متناسب با درصدی از مسیر که طی شده است بازای هر %۱۰ از کل مسیر ۱۰ امتیاز.
۱۰۰ امتیاز برای کل مسیر. ربات %۳۰ از کل مسیر را طی کرده: ۳۰ امتیاز
زمان سپری شده
امتیازمتناسب با سرعت ربات ۵۰۰ امتیازبخش بر، زمان طی شده،برحسب ثانیه:
ربات در مدت ۲۵ ثانیه کل مسیر را طی کرده: ۲۰ امتیاز
جریمۀ تنظیم مجدد
هر بار تنظیم مجدد ربات، از آن، امتیاز کسر می کند با هر بار تنظیم در حین مسابقه، ۱۰ امتیاز کسر می گردد. شخص، ۲ مرتبه، در یک مرحله، ربات خود را از نو تنظیم کرده: (۲۰-) امتیاز
پاداش کامل طی کردن مسیر

امتیاز خاصی به رباتی که کل مسیر را بدون نیاز به تنظیم مجدد طی کند، اعطا می شود ۵۰ امتیاز در هر مرحله ربات دو مرحله را بدون اینکه در هر یک مجددا ًتنظیم شود، طی کرده: ۱۰۰ امتیاز
پاداش خلاقیت
بر حسب تشخیص داور برای ابتکار در طراحی ربات، به آن امتیاز اطلاق می شود تا ۵۰ امتیاز برای هر مرحله ۱٫ساختار و مداربندی زیبا و برنامه ریزی نرم افزاری مناسب: ۵۰ امتیاز
۲٫کیت ربات اصلاح نشده: ۰ امتیاز

. فصل دوم .

منطق فازی

خلق، بسط و گسترش اندیشۀ فازی توسط «پروفسور لطفی زاده» استاد دانشگاه کالیفرنیا، برکلی.
در سال ۱۹۶۵ میلادی این دانشمند ایرانی اولین مقالۀ خود در زمینۀ «فازی» را با عنوان «مجموعه های فازی» منتشر کرد. شاید در تصور کسی نمی گنجید که این مقاله اولین جرقه از یک جهان بینی جدید در عرصۀ ریاضیات و علوم و اولین قدم در معرفی بینشی نو و واقع گرایانه از جهان، در چهارچوب مفاهیمی کاملا ً بدیع اما بسیار سازگار با طبیعت انسان باشد.
تفکر فازی از دیدگاهی فلسفی نشأت می گیرد که سابقه ای چندهزارساله و به قدمت تاریخ فلسفه دارد. همانگونه که فلسفۀ ادیان الهی با طبیعت و سرشت انسان سازگار است، تفکر فازی با الهام از فلسفۀ شرقی جهان را همانگونه که هست معرفی می کند. در فلسفۀ ارسطویی که در مقابل فلسفۀ شرق قرار دارد، همه چیز به دو دستۀ سیاه و سفید یا بله و خیر تقسیم می شود. مفاهیم منطقی و نتایج حاصله از استدلالات منطقی نیز در فلسفۀ ارسطویی هیچگونه حالت میانه ای ندارد. در این فلسفه نمی توان تا اندازه ای راستگو و ضمنا ً کمی هم دروغگو بود. نمی شود همزمان نسبتا ً جوان و تا اندازه ای هم پیر بود. در فلسفۀ ارسطویی مرزها کاملا ً مشخص و تعریف شده هستند.

در تفکر فازی مرز مشخصی وجود ندارد و تعلق عناصر مختلف به مفاهیم و موضوعات گوناگون نسبی است. به این ترتیب می بینیم که این تفکر تا چه اندازه با طبیعت جهان و انسان سازگار است. تفکر فازی دیدگاهی تازه را معرفی می کند که تعمیم منطق ارسطویی است؛ اما بر اساس این دیدگاه، ریاضیات کلاسیک نیز که بر منطق ارسطویی استوار است زیر سؤال می رود. از این رو مخالفتهای بسیاری را نیز از بدو شکوفایی خود به همراه داشته است.

منطق دیجیتال متداول که فقط از یک تصمیم “بله” یا “خیر” تشکیل شده است، برای پروژه های شامل هوش مناسب نمی باشد. اگر یک حالت سوم متناظر با جواب “شاید” را پیاده سازی نماییم، کمی بیشتر به مفهوم هوش نزدیک شده ایم. این روش اساس منطق فازی است.

دانشمندان کامپیوتر، رشتۀ “هوش مصنوعی” را ساخته اند زیرا دانش و معلومات در نظر آنها همان قوانین هستند که با منطق دیجیتال قابل نوشتن می باشند، ولی با گذشت مدت زمان زیاد و صرف هزینۀ بسیار در این رشته هنوز نتوانسته اند محصولات هوشمند قابل توجهی را عرضه کنند.

مهندسان فازی، نرم افزارها و تراشه هایی را تهیه می کنند که می توانند به سیستمهای کامپیوتری قدرت استدلالی نزدیک به قدرت استدلال انسان بدهند. این توانایی باعث می شود ماشینها هوشمندتر شده و کار با آنها ساده تر گردد. محققان فازی نیز این پیشرفت در زمینۀ هوشمندی را مدیون قوانین هستند ولی نه قوانین بکار گرفته شده توسط مهندسان هوش مصنوعی بلکه “قوانین فازی”؛ و علت آن نیز در نسبی بودن آن قوانین می باشد که در قوانین دیجیتالی چنین چیزی به چشم نمی خورد.
انواع دیگری از سیستمهای فازی با استفاده از تجربیات خود توانایی یادگیری و برنامه ریزی دارند. سیستمهای فازی خیلی سریع هوشمند هستند.
از جمله مصارفی که سیستمهای فازی سریع تا به امروز داشته اند، عبارتند از:

• کنترل هوشمند قطارهای زیرزمینی.
• هدایت و کنترل نرم و سریع هلی کوپترها به طور اتوماتیک.
• سیستمهای تهویۀ مطبوع دقیق و سازگار.
• دوربینهای عکاسی و فیلم برداری با قابلیت تنظیم و قدرت زوم بهینه.

• ماشین های لباسشویی فازی که با توجه به ابعاد، وزن، جنس و بافت لباسها و میزان کثیفی آنها شستشویی مطلوب را ارائه می دهند.
• جاروبرقی های فازی که با اندازه گیری میزان غبار و با توجه به جنس سطح زیر، به بهترین نحو عمل نظافت را انجام می دهند.
• تلویزیونهای فازی که با توجه به شدت نور محیط و کیفیت تصویر و رنگ آن، دائما ً و با سرعتی فوق العاده تصویری مناسب را برای بیننده قابل مشاهده می سازند.
• سیستمهای کنترل ترافیک هوشمند در خیابانها.

البته در حال حاضر ورودی کلیۀ این سیستمهای خبره، سنسورهای پیشرفته ای از جمله سنسورهای مادون قرمز می باشند.
از منطق فازی می توان در برنامه های خاصی که برای هوش مصنوعی مناسبند، استفاده نمود. از این رو در ساخت این ربات خط یاب هوشمند نیز از منطق فازی برای کنترل مسیریابی و حرکت آن استفاده شده است.

۲-۱) مجموعه های فازی

در فضای U، مجموعۀ فازی A، با یک تابع عضویت μA: U → [۰,۱] مشخص می شود. یعنی برای هر عضو u در U یک مقدار μA (u) در فاصلۀ [۰,۱] تعریف می شود، که درجۀ عضویت u در A نامیده می شود.
یک مجموعۀ فازی را برای مجموعۀ مرجع پیوسته به شکل زیر نشان می دهیم:

تکیه گاه مجموعۀ فازی، مجموعه u هایی است که در رابطۀ μA (u)>0 صدق کند.

عملگرهای اصلی بر روی مجموعه های فازی

از آنجا که هر مجموعۀ فازی را با تابع عضویت آن بیان می کنیم، اعمال اصلی بر روی مجموعه های فازی نیز تبر حسب توابع عضویت قابل تعریف هستند که چند نمونه از این عملگرها در ادامه آورده شده است:

• اجتماع

• اشتراک

• مکمل

۲-۲) متغیر های زبانی

متغیر های زبانی یا محاوره ای، متغیر هایی هستند که مقادیر آنها نه اعداد، بلکه کلمات یا جملات در زبان طبیعی می باشند. این متغیرها یکی از ابزارهای اساسی منطق فازی و استنتاجات تقریبی می باشند؛ هر متغیر زبانی X بوسیلۀ یک پنج تایی مرتب به فرم ( X ,T(x) ,U ,G , M ) مشخص می شود که در آن X نام متغیر است که در مجموعۀ U تغییر می کند و G یک قاعدۀ نحوی (معمولا ًبه فرم دستور زبان)، برای تولید مجموع ترمهای T(x) مربوط به متغیر X است و M یک قاعدۀ معنایی است که به هر ترم از T(x) معنای آن را مربوط می سازد. M(x) نیز زیرمجموعۀ فازی U است.

۲-۳) استدلال و استنتاج تقریبی

گزاره های شرطی اهمیت اساسی در استنتاج واستخراج نتایج از مجموعه ای مفروضات، دارند. قوانین کنترل کننده های فازی، یک مجموعه گزاره های شرطی هستند که به یکی از دو صورت نوعی زیر بکار برده می شوند:
۱) If X1 is A1 and X2 is A2 and …Then Y1 is B1 and Y2 is B2 and …
۲) If X1 is A1 and X2 is A2 and …Then Y1= f1(X1,X2 ,…) and Y2= f2(X1,X2 ,…) and…

که Xi ها متغیرهای زبانی و Ai ها مجموعه های فازی هستند که به عنوان مقادیر زبانی این متغیرها می باشند و f یک تابع ریاضی است که می تواند یک رابطۀ خطی به شکل زیر باشد:

که ci ها مقادیر عددی غیر فازی و x1 و x2 و … مقادیر غیر فازی به ترتیب مربوط به متغیرهای زبانی X1 و X2 و … هستند.
با داشتن مقادیر مربوط به قسمت مقدم قوانین (ورودیها)، روشهای مختلفی برای استنتاج و بدست آوردن خروجیها وجود دارد که یک روش سادۀ آن به صورت زیر می باشد:
فرض کنید n قانون داریم که قانون i ام به شکل زیر است:
Ri : If X1 is Ai1 and X2 is Ai2 Then y is Bi

دراین قانون X1 و X2 ورودیهای یک کنترلر و y خروجی آن هستند بطوریکه مقدار عددی X1 برابر x*1 و مقدارعددی X2 برابر x*2 (که x*1 و x*2 اعداد حقیقی هستند) می باشد. برای هر قانون یک درجۀ همسازی به شکل زیر محاسبه می کنیم:

لازم به توضیح است که اگر در قسمت مقدم قوانین بجای رابط and از رابط or استفاده شده بود، در رابطۀ بالا از عملگر max بجای min استفاده می شد.
با داشتن wi ها می توان خروجی استنتاج شده از قوانین را به شکل زیر بدست آورد:

که در رابطۀ فوق، bi محل پیک تابع عضویت Bi است.

. فصل سوم .

الکترونیک ربات

منظور از الکترونیک ربات، کلیۀ قطعات و مدارهای الکترونیکی بکار رفته در این ربات هوشمند می باشد. مدار استفاده شده، وظیفۀ
• دیدن خط و ارسال این پیغام به مغز جهت پردازش نرم افزاری
• ارسال اطلاعات پردازش شده، ازطریق درایورها به موتورها برای چرخش و حرکت
• سرعت ارسال اطلاعات
• اعلام اینکه کدامیک از سنسورها خط را دیده اند
• تأمین انرژی لازم برای هر یک از وظایف فوق
را بر عهده دارد.
از آنجا که چشمها، مغز، استپ موتورها، اعصاب(خطوط انتقال دیتا) و همچنین تأمین انرژی لازم تماما ً الکترونیکی می باشند، لذا مدار الکترونیکی این ربات را می توان به چند بخش که وظیفۀ هر یک کاملا ً مشخص است، تقسیم نمود. بخش بینایی، بخش عصبی و مغز، بخش حرکتی و بخش تغذیه.
در ادامه هر یک از این بخشها را بطور مجزا مورد بررسی قرار می دهیم. ابتدا با نقشۀ مدار که در بخش بعد آمده است، آشنا می شویم.

۳-۱) شماتیک مدار

طرح مدار را در چند قسمت مطابق شکلهای زیر ملاحظه می کنید:
• بخش پردازشگر و مدارات مربوطه، درایور موتورها و دو استپ موتور. ورودی میکروکنترلر، پورت D می باشد: