Hjemmelavet robot med dine egne hænder. Ti hjemmelavede robotter. Cyborg ud af boksen

Selv dem, der lige har hentet en loddekolbe, kan lave den enkleste robot.

For det meste vil vores robot (afhængigt af designet) løbe mod lyset eller tværtimod løbe væk fra det, løbe frem på jagt efter en lysstråle eller bakke væk som en muldvarp.

Til vores fremtidige "kunstige intelligens" har vi brug for:

1. Chip L293D
2. Lille elektrisk motor M1 (kan trækkes ud af legetøjsbiler)
3. Fototransistor og 200 ohm modstand.
4. Ledninger, et batteri og selvfølgelig selve platformen, hvor det hele skal placeres.

Hvis du tilføjer et par lyse lysdioder mere til designet, kan du nemt opnå, at robotten blot løber efter din hånd eller endda følger en lys eller mørk linje. Vores skabelse vil være en typisk repræsentant for robotter i BEAM-klassen. Princippet om adfærd for sådanne robotter er baseret på "fotoreception", det vil sige lys ind I dette tilfælde, vil fungere som en informationskilde.

Vores robot vil bevæge sig fremad, når en lysstråle rammer den. Denne opførsel af enheden kaldes "fotokinesis" - en ikke-retningsbestemt stigning eller et fald i mobilitet som reaktion på ændringer i lysniveauer.

Vores enhed, som nævnt ovenfor, brugte en fototransistor n-p-n strukturer– PTR-1 som fotosensor. Her kan du ikke kun bruge en fototransistor, men også en fotomodstand eller fotodiode, da driftsprincippet for alle elementer er det samme.

Figuren viser umiddelbart robottens ledningsdiagram. Hvis du endnu ikke er tilstrækkeligt fortrolig med teknisk symboler, så, baseret på dette diagram, vil det ikke være svært at forstå principperne for betegnelse og forbindelse af elementer til hinanden.

GND. Ledninger forbinder forskellige elementer kredsløb med "jord" (strømforsyningens negative pol) er normalt ikke fuldstændigt afbildet på diagrammerne. I stedet tegnes en lille streg for at angive forbindelsen til "jorden". Nogle gange skriver de ved siden af ​​bindestregen "GND" - fra engelsk. ordene "jord" - jord.

Vcc. Denne betegnelse angiver, at gennem denne del er kredsløbet forbundet til strømkilden - Positiv pol! Nogle gange er den aktuelle vurdering ofte skrevet på diagrammer i stedet for disse bogstaver. I dette tilfælde +5V.

Robottens funktionsprincip.

Når en lysstråle rammer fototransistoren (angivet i diagrammet som PRT1), fremkommer et positivt signal ved udgangen af ​​INPUT1-mikrokredsløbet, som får M1-motoren til at fungere. Og omvendt, når lysstrålen stopper med at belyse fototransistoren, forsvinder signalet ved udgangen af ​​INPUT1-mikrokredsløbet, derfor stopper motoren.

Modstand R1 i dette kredsløb er designet til at kompensere for strømmen, der passerer gennem fototransistoren. Modstandsværdien er 200 Ohm - selvfølgelig kan du lodde modstande med andre værdier her, men du skal huske, at fototransistorens følsomhed og derfor selve robottens ydeevne vil afhænge af værdien.

Hvis modstandsværdien er stor, vil robotten kun reagere på en meget skarp lysstråle, og hvis den er lille, vil følsomheden være meget højere.

Kort sagt bør du ikke bruge modstande med en modstand på mindre end 100 Ohm i dette kredsløb, ellers kan fototransistoren simpelthen blive overophedet og svigte.

Digitale og analoge multimetre Måler Læsekredsløb: afskærmning, jording Læsekredsløb: lamper og fotoceller Reparation elkedel DIY billedprojektionsur

I dag er det de færreste der desværre husker, at der i 2005 var Chemical Brothers, og de havde en vidunderlig video - Believe, hvor robotarm Jeg jagtede helten fra videoen rundt i byen.

Så havde jeg en drøm. Urealistisk på det tidspunkt, fordi jeg ikke anede den mindste idé om elektronik. Men jeg ville tro – tro. 10 år er gået, og i går lykkedes det mig for første gang at samle min egen robotarm, sætte den i drift, så knække den, reparere den og sætte den i drift igen, og undervejs finde venner og få selvtillid i mine egne evner.

Bemærk, der er spoilere under snittet!

Det hele startede med (hej, mester Keith, og tak fordi jeg fik lov til at skrive på din blog!), som næsten med det samme blev fundet og udvalgt efter denne artikel om Habré. Hjemmesiden siger, at selv et 8-årigt barn kan samle en robot – hvorfor er jeg værre? Jeg prøver bare mig frem på samme måde.

Først var der paranoia

Som en sand paranoid vil jeg straks udtrykke de bekymringer, som jeg oprindeligt havde med hensyn til designeren. I min barndom var der først gode sovjetiske designere, så falder kinesisk legetøj fra hinanden i dine hænder... og så sluttede barndommen :(

Derfor var det, der var tilbage i hukommelsen af ​​legetøj:

• Vil plastikken knække og smuldre i dine hænder?
• Vil delene passe løst?
• Vil sættet ikke indeholde alle delene?
• Vil den samlede struktur være skrøbelig og kortvarig?

Og endelig en lektie, som blev lært af sovjetiske designere:

• Nogle dele skal færdiggøres med en fil.
• Og nogle af delene vil simpelthen ikke være i sættet
• Og en anden del vil ikke fungere i første omgang, den skal ændres

Hvad kan jeg sige nu: ikke forgæves i min yndlingsvideo Believe hovedperson ser frygt, hvor der ikke er nogen. Ingen af ​​frygten gik i opfyldelse: der var præcis lige så mange detaljer der skulle til, de passede alle sammen, efter min mening - perfekt, hvilket i høj grad løftede stemningen efterhånden som arbejdet skred frem.

Designerens detaljer passer ikke kun perfekt sammen, men også det faktum, at detaljerne er næsten umulige at forveksle. Sandt nok, med tysk pedanteri, skaberne afsæt præcis så mange skruer som nødvendigt, derfor er det uønsket at miste skruer på gulvet eller forvirre "hvem går hvor" når robotten samles.

Specifikationer:

Længde: 228 mm
Højde: 380 mm
Bredde: 160 mm
Samlingsvægt: 658 gr.

Ernæring: 4 D batterier
Vægt af løftede genstande: op til 100 g
Baggrundsbelysning: 1 LED
Kontroltype: kablet fjernbetjening
Estimeret byggetid: 6 timer
Bevægelse: 5 børstede motorer
Beskyttelse af strukturen ved flytning: skralde

Mobilitet:
Optagelsesmekanisme: 0-1,77""
Håndledsbevægelse: inden for 120 grader
Albuebevægelse: inden for 300 grader
Skulderbevægelse: inden for 180 grader
Rotation på platformen: inden for 270 grader

Du får brug for:

• ekstra lang tang (du kan ikke undvære dem)
• sideskærere (kan udskiftes med en papirkniv, saks)
• krydsskruetrækker
• 4 D batterier

Vigtig! Om små detaljer

Apropos "tandhjul". Hvis du har stødt på et lignende problem og ved, hvordan du gør monteringen endnu mere praktisk, velkommen til kommentarerne. Indtil videre vil jeg dele min erfaring.

Bolte og skruer, der er identiske i funktion, men forskellige i længde, er tydeligt angivet i vejledningen, f.eks. medium foto nedenfor ser vi bolte P11 og P13. Eller måske P14 – altså igen, jeg forveksler dem igen. =)

Du kan skelne dem: instruktionerne angiver, hvilken der er hvor mange millimeter. Men for det første vil du ikke sidde med en skydelære (især hvis du er 8 år og/eller du simpelthen ikke har en), og for det andet kan du i sidste ende kun skelne dem, hvis du sætter dem ved siden af hinanden, hvilket måske ikke sker lige med det samme kom til at tænke på (faldt ikke op for mig, hehe).

Derfor vil jeg advare dig på forhånd, hvis du beslutter dig for at bygge denne eller en lignende robot selv, her er et tip:

• eller se nærmere på fastgørelseselementerne på forhånd;
• eller køb dig flere små skruer, selvskærende skruer og bolte for ikke at bekymre dig.

Smid heller aldrig noget ud, før du er færdig med at samle. På det nederste billede i midten, mellem to dele fra kroppen af ​​robottens "hoved" er der en lille ring, der næsten gik i skraldespanden sammen med andre "rester". Og dette er i øvrigt en holder til en LED-lommelygte i "hovedet" af gribemekanismen.

Byggeproces

Robotten leveres med instruktioner uden unødvendige ord - kun billeder og klart katalogiserede og mærkede dele.

Delene er ret nemme at bide af og kræver ikke rengøring, men jeg kunne godt lide ideen om at behandle hver del med en papkniv og saks, selvom dette ikke er nødvendigt.

Opbygningen begynder med fire af de fem medfølgende motorer, som er en sand fornøjelse at samle: Jeg elsker bare gearmekanismer.

Vi fandt motorerne pænt pakket ind og "klæber" til hinanden - gør dig klar til at besvare barnets spørgsmål om, hvorfor kommutatormotorer er magnetiske (det kan du med det samme i kommentarerne! :)

Vigtig: i 3 ud af 5 motorhuse du skal bruge forsænk møtrikkerne på siderne- i fremtiden vil vi placere kroppene på dem, når vi samler armen. Sidemøtrikker er ikke kun nødvendige i motoren, som vil danne grundlaget for platformen, men for ikke senere at huske, hvilken krop der går hvor, er det bedre at begrave møtrikkerne i hver af de fire gule legemer på én gang. Kun til denne operation har du brug for en tænger; de vil ikke være nødvendige senere.

Efter ca. 30-40 minutter var hver af de 4 motorer udstyret med sin egen gearmekanisme og hus. At sætte alt sammen er ikke sværere end at sammensætte Kinder Surprise i barndommen, kun meget mere interessant. Spørgsmål til pleje baseret på billedet ovenfor: tre af de fire udgangsgear er sorte, hvor er det hvide? Blå og sorte ledninger skal komme ud af dens krop. Det hele står i instruktionerne, men jeg synes, det er værd at være opmærksom på det igen.

Når du har alle motorerne i dine hænder, undtagen "hovedet", begynder du at samle platformen, som vores robot skal stå på. Det var på dette tidspunkt, at jeg indså, at jeg skulle være mere betænksom med skruer og skruer: Som du kan se på billedet ovenfor, havde jeg ikke nok to skruer til at fastgøre motorerne sammen ved hjælp af sidemøtrikkerne - de var allerede skruet i dybden af ​​den allerede monterede platform. Jeg var nødt til at improvisere.

Når platformen og hoveddelen af ​​armen er samlet, vil instruktionerne bede dig om at fortsætte med at samle gribemekanismen, hvor den er færdig små dele og bevægelige dele - det mest interessante!

Men jeg må sige, at det er her, spoilerne slutter, og videoen begynder, da jeg skulle til et møde med en ven og skulle tage robotten med, som jeg ikke kunne afslutte i tide.

Sådan bliver du festens liv ved hjælp af en robot

Let! Da vi fortsatte med at samle sammen, blev det klart: at samle robotten selv - Meget Pæn. At arbejde på et design sammen er dobbelt behageligt. Derfor kan jeg trygt anbefale dette sæt til dem, der ikke vil sidde på en cafe og have kedelige samtaler, men gerne vil se venner og hygge. Desuden forekommer det mig, at teambuilding med sådan et sæt - for eksempel samling af to hold, for hastighed - næsten er en win-win mulighed.

Robotten kom til live i vores hænder, så snart vi var færdige med at samle den. Jeg kan desværre ikke formidle vores glæde til jer i ord, men jeg tror, ​​at mange her vil forstå mig. Når en struktur, du selv har samlet, pludselig begynder at leve et fuldt liv - det er en spænding!

Vi indså, at vi var frygtelig sultne og gik for at spise. Det var ikke langt at gå, så vi bar robotten i hænderne. Og så ventede os endnu en behagelig overraskelse: Robotteknologi er ikke kun spændende. Det bringer også folk tættere sammen. Så snart vi satte os ved bordet, var vi omgivet af folk, der gerne ville lære robotten at kende og bygge en til sig selv. Mest af alt kunne børnene godt lide at hilse på robotten "ved tentaklerne", fordi den virkelig opfører sig, som om den er i live, og først og fremmest er den en hånd! I et ord, de grundlæggende principper for animatronik blev mestret intuitivt af brugerne. Sådan så det ud:

Fejlfinding

Da jeg kom hjem, ventede mig en ubehagelig overraskelse, og det er godt, at det skete før offentliggørelsen af ​​denne anmeldelse, for nu vil vi straks diskutere fejlfinding.

Efter at have besluttet at prøve at bevæge armen gennem den maksimale amplitude, lykkedes det os at opnå en karakteristisk knitrende lyd og svigt af funktionaliteten af ​​motormekanismen i albuen. I starten forstyrrede dette mig: Nå, det er et nyt legetøj, lige samlet, og det virker ikke længere.

Men så gik det op for mig: hvis du bare selv samlede det, hvad var så meningen? =) Jeg kender udmærket gearsættet inde i kabinettet, og for at forstå om selve motoren er gået i stykker, eller om kabinettet simpelthen ikke var sikret godt nok, kan du lade det uden at tage motoren af ​​brættet og se om klikket fortsætter.

Det var her, jeg formåede at mærke hermed robo-mester!

Efter omhyggeligt at have adskilt "albueforbindelsen", var det muligt at fastslå, at motoren kører glat uden belastning. Kassen gik fra hinanden, en af ​​skruerne faldt indeni (fordi den blev magnetiseret af motoren), og hvis vi havde fortsat drift, ville gearene være blevet beskadiget - ved adskillelse blev der fundet et karakteristisk "pulver" af slidt plastik på dem.

Det er meget praktisk, at robotten ikke skulle skilles helt ad. Og det er virkelig fedt, at sammenbruddet opstod på grund af ikke helt nøjagtig montering på dette sted og ikke på grund af nogle fabriksproblemer: de blev slet ikke fundet i mit sæt.

Råd: Første gang efter montering skal du have en skruetrækker og en tang ved hånden - de kan være nyttige.

Hvad kan man lære takket være dette sæt?

Selvtillid!

Ikke nok med at jeg fandt fælles emner til kommunikation med fuldstændig fremmede, men jeg formåede også ikke kun at samle, men også reparere legetøjet selv! Det betyder, at jeg ikke er i tvivl: alt vil altid være ok med min robot. Og det er en meget behagelig følelse, når det kommer til dine yndlingsting.

Vi lever i en verden, hvor vi er frygtelig afhængige af sælgere, leverandører, servicemedarbejdere og tilgængeligheden af ​​fritid og penge. Hvis du ved, hvordan du gør næsten ingenting, skal du betale for alt og højst sandsynligt betale for meget. Muligheden for selv at reparere et legetøj, fordi du ved, hvordan alle dele af det fungerer, er uvurderlig. Lad barnet have en sådan selvtillid.

Resultater

Hvad jeg kunne lide:

• Robotten, samlet i henhold til instruktionerne, krævede ikke fejlfinding og startede med det samme
• Detaljerne er næsten umulige at forveksle
• Streng katalogisering og tilgængelighed af dele
• Instruktioner, du ikke behøver at læse (kun billeder)
• Fravær af væsentlige tilbageslag og huller i strukturer
• Nem montering
• Nem forebyggelse og reparation
• Sidst men ikke mindst: du samler dit legetøj selv, filippinske børn fungerer ikke for dig

Hvad har du ellers brug for:

• Mere fastgørelseselementer, lager
• Dele og reservedele til den, så de kan udskiftes evt
• Flere robotter, anderledes og komplekse
• Idéer til, hvad der kan forbedres/tilføjes/fjernes - kort sagt, spillet slutter ikke med montering! Jeg vil virkelig gerne have det fortsætter!

Dom:

At samle en robot fra dette byggesæt er ikke sværere end et puslespil eller Kinder Surprise, kun resultatet er meget større og forårsagede en storm af følelser i os og dem omkring os. Flot sæt, Tak skal du have,

Værten for kanalen "Textbook of Mastery" viste tydeligt, hvordan man laver en gå-minirobot. Først og fremmest, lad os lave poterne. Vi sætter to ispinde sammen, måler 6 centimeter og sætter straks to mærker, hvor hullerne skal være. Vi fjerner alt overskydende med en skalpel og sliber det afskårne område. Ved hjælp af en boremaskine borer vi to huller i henhold til mærkerne.

Vi tager to pinde mere, fastgør dem med tape, måler 6 centimeter og skærer dem af med en hacksav. Der er ingen grund til at runde kanten. Vi laver kun et hul på dette emne på den ene side. Vi limer disse emner lige midt på hylden med afrundede kanter. Bemærk venligst, at de skal være vinkelrette. Forbered fire 3-centimeter stykker træspyd på forhånd. Indsæt i det nederste hul. Ved hjælp af superlim limes to 8 cm stykker på et spyd. Brug en lineal til at bevare en 90 graders vinkel. Se hvad der sker. Vi laver den anden pote på nøjagtig samme måde. Som du kan se, er alt klart, og det er ikke svært at gøre alt dette derhjemme.

Vi skal også bruge en plastik legetøjsbold. I den nederste del af bolden laver vi ved hjælp af en hacksav to fordybninger til et træspyd. Vi vrider den øverste del med en markør og markerer, hvor snittet vil begynde. Skru den af ​​langs tråden og marker den igen. Brug en hacksav til forsigtigt at lave snit mellem mærkerne. Vi vælger alt. Når vi skruer eller strammer bolden, vil hullet altid være åbent.

Vi tager en lavhastigheds gearkassemotor. Vi knytter en færdig kontakt til den. Du kan klare dig med almindelige ledninger. Skær et stykke af benet fra slikkepinden. Vi varmer den ene ende godt op og flader den. Vi opvarmer også den anden ende og sætter den på gearkassen. I bunden af ​​plastikkuglen måles og limes et stykke af en ispind. Dette vil være et stativ til gearmotoren. Lad superlimen stivne lidt og påfør varm lim rigeligt ovenpå. Vi installerer motoren og fylder husene med varm lim. Det må ikke komme på gearkassen. Lad bolden stå med motoren til side. Vi laver 2 centimeter emner med et hul i midten. For at undgå grater behandler vi kanten sandpapir. Tag en lineal og lav to mærker med en afstand på 1 cm. Bor to huller langs mærkerne og skær dem i en halvcirkel med en skalpel. Vi behandler kanterne.
Fortsat på video fra minut fem. Her viser vi i detaljer, hvordan man laver en interessant minirobot derhjemme.

Den enkleste robot derhjemme

For at lave den enkleste ting har vi brug for en motor, to stykker tråd, en tøjklemme, Oplader fra telefonen. Først skal du fastgøre ledningen til motoren. Efter det, når limen er hærdet, skal du tage en tang og bøje benene. Nu kan du flytte dem fra hinanden, så robotten står mere selvsikkert. Nu lodder vi kontakterne på opladeren til plus og minus.
Dernæst er en video fra kanalen "No Feelings", som viser, hvordan man laver dette robotlegetøj.

Nu kan du teste denne simple mini-robot. For at få det til at bevæge sig sætter vi en tøjklemme på rotoren. Det er alt! Robotten kører.

Mini robot fra et sæt derhjemme

Alphadroid-kanalen fortalte, hvordan man laver en minirobot derhjemme.
For at samle en rollator skal du bruge et stort antal af komponenter. Platformen blev brugt til selvmontering"Droid." Ud over de dele, der kan købes på radiomarkedet, indeholder sættet yderligere nødvendige elementer.

Se videoen af ​​Alpha Mods-kanalen.

Sættets indhold: paneler med dele til montering af kabinettet, batterirum, 4 komplette sæt servoer, 30 møtrikker, M 3 skruer og møtrikker, 2 selvskærende skruer, ultralydsafstandssensor, kabel, magnetiseret skruetrækker, monteringsvejledning.

Robotkroppen er lavet af træ, MDF. Indeholder 5 plader med dele til kroppen, bearbejdet lasergraver. Robotten er udstyret ultralydssensor, vil dette hjælpe ham med at navigere i rummet. På de første sider af instruktionerne er kropspaneler tegnet i skala 1:1. Det er nødvendigt at tage rigtige plader og nummerere dem som vist på figuren.

Først og fremmest skal du tage del D1 og D4, samt et par M3*10 skruer. Fjern forsigtigt delene fra pladen og skru dem fast til hinanden. Tag D5 og servoer. Vi skruer den til D5 ved hjælp af de selvdrejende skruer, der følger med sættet. Tag det første og det andet emne og forbind dem med D3. I trædele Der er riller og de passer ind i hinanden. Vi tager nødderne og placerer dem på de steder, der er beregnet til dem. Det var robottens ben og fødder. Går videre til D2 og servo ærmerne. Vi fikserer ærmet på stangen. Remmen sættes på.

Vi udfører kalibrering: Drej drevet til siden, træk stangen ud, indsæt den igen og drej den igen, indtil stangen hviler. Endnu en gang fjerner vi stropperne og sætter dem i den endelige position: så D2 rører ved D3 eller er så tæt som muligt på den. Vi returnerer drevet til dets oprindelige position. På dette tidspunkt er kalibreringen færdig. Tag support D10 og installer den på D1 og D2. D1 er ikke spændt helt fast med låsemøtrikken. Det, vi nu har installeret, er en fatning til servoer, vi placerer de resterende to på de tilsvarende fatninger. Der er en fikseringsstang - D11.

Kalibrering: Sæt bøjlerne på og drej dem hele vejen, fjern skuldrene og monter dem ind lodret position, indstil vinklen til 90 grader, og skyd til sidst. Benene er klar. For at samle hovedet: D7, D14 og 4 bolte m3*12 mm.

For at skabe din egen robot behøver du ikke at opgradere eller læse en masse. Det er nok at bruge trin for trin instruktioner, som tilbydes af robotmestre på deres hjemmesider. Du kan finde meget på internettet brugbar information, dedikeret til udviklingen af ​​autonome robotsystemer.

10 ressourcer til den håbefulde robotiker

Oplysningerne på webstedet giver dig mulighed for selvstændigt at skabe en robot med kompleks adfærd. Her kan du finde eksempler på programmer, diagrammer, referencematerialer, færdige eksempler, artikler og fotografier.

Der er en separat sektion på webstedet dedikeret til begyndere. Skaberne af ressourcen lægger stor vægt på mikrocontrollere, udvikling af universelle boards til robotteknologi og lodning af mikrokredsløb. Her kan du også finde kildekoder til programmer og mange artikler med praktiske råd.

Hjemmesiden har et særligt kursus “Step by Step”, som detaljeret beskriver processen med at skabe de enkleste BEAM robotter, samt automatiserede systemer baseret på AVR mikrocontrollere.

Et websted, hvor håbefulde robotskabere kan finde al den nødvendige teoretiske og praktiske information. Her bliver også postet en lang række nyttige aktuelle artikler, nyheder opdateres og du kan stille spørgsmål til erfarne robotister på forummet.

Denne ressource er dedikeret til en gradvis fordybelse i robotskabelsens verden. Det hele starter med kendskab til Arduino, hvorefter nybegynderudvikleren bliver fortalt om AVR-mikrocontrollere og mere moderne ARM-analoger. Detaljerede beskrivelser og diagrammerne forklarer meget tydeligt, hvordan og hvad man skal gøre.

Et websted om, hvordan man laver en BEAM-robot med dine egne hænder. Der er et helt afsnit dedikeret til det grundlæggende, samt logiske diagrammer, eksempler osv.

Denne ressource beskriver meget tydeligt, hvordan du selv skaber en robot, hvor du skal starte, hvad du har brug for at vide, hvor du skal lede efter information og nødvendige detaljer. Tjenesten indeholder også en sektion med blog, forum og nyheder.

Et kæmpe live-forum dedikeret til skabelsen af ​​robotter. Emner for begyndere er åbne her, diskuteret interessante projekter og idéer, mikrocontrollere, færdige moduler, elektronik og mekanik beskrives. Og vigtigst af alt, du kan stille ethvert spørgsmål om robotteknologi og modtage et detaljeret svar fra fagfolk.

Amatørrobotikerens ressource er primært dedikeret til hans eget projekt « Hjemmelavet robot" Men her kan du finde en masse nyttige tematiske artikler, links til interessante websteder, lære om forfatterens præstationer og diskutere forskellige designløsninger.

Arduino hardwareplatformen er den mest bekvemme til udvikling af robotsystemer. Oplysningerne på webstedet giver dig mulighed for hurtigt at forstå dette miljø, mestre programmeringssproget og oprette flere simple projekter.

Lav en robot meget simpelt Lad os finde ud af, hvad der skal til skabe en robot derhjemme, for at forstå det grundlæggende i robotteknologi.

Sikkert, efter at have set nok film om robotter, har du ofte ønsket at bygge din egen kammerat i kamp, ​​men du vidste ikke, hvor du skulle begynde. Selvfølgelig vil du ikke være i stand til at bygge en bipedal Terminator, men det er ikke det, vi forsøger at opnå. Enhver, der ved, hvordan man holder en loddekolbe korrekt i hænderne, kan samle en simpel robot, og dette kræver ikke dyb viden, selvom det ikke vil skade. Amatørrobotik er ikke meget forskellig fra kredsløbsdesign, kun meget mere interessant, fordi det også involverer områder som mekanik og programmering. Alle komponenter er let tilgængelige og er ikke så dyre. Så fremskridtet står ikke stille, og vi vil bruge det til vores fordel.

Introduktion

Så. Hvad er en robot? I de fleste tilfælde dette automatisk enhed, som reagerer på eventuelle handlinger miljø. Robotter kan styres af mennesker eller udføre forprogrammerede handlinger. Typisk er robotten udstyret med en række forskellige sensorer (afstand, rotationsvinkel, acceleration), videokameraer og manipulatorer. Robottens elektroniske del består af en mikrocontroller (MC) - et mikrokredsløb, der indeholder en processor, en urgenerator, forskellige perifere enheder, RAM og permanent hukommelse. Der findes et stort antal forskellige mikrocontrollere i verden til forskellige applikationer, og på basis af dem kan du sammensætte kraftfulde robotter. Til amatørbygninger bred anvendelse fundet AVR mikrocontrollere. De er langt de mest tilgængelige, og på internettet kan du finde mange eksempler baseret på disse MK'ere. For at arbejde med mikrocontrollere skal du kunne programmere i assembler eller C og have grundlæggende viden om digital og analog elektronik. I vores projekt vil vi bruge C. Programmering til MK er ikke meget forskellig fra programmering på en computer, sprogets syntaks er den samme, de fleste funktioner er praktisk talt ikke anderledes, og nye er ret nemme at lære og praktiske at bruge.

Hvad har vi brug for

Til at begynde med vil vores robot simpelthen kunne undgå forhindringer, det vil sige gentage den normale adfærd for de fleste dyr i naturen. Alt hvad vi behøver for at bygge sådan en robot kan findes i radiobutikker. Lad os beslutte, hvordan vores robot vil bevæge sig. Jeg tror, ​​at de mest succesrige er de spor, der bruges i tanke; dette er den mest bekvemme løsning, fordi sporene har større manøvredygtighed end hjulene på et køretøj og er mere bekvemme at styre (for at dreje er det nok at rotere skinnerne i forskellige sider). Derfor skal du bruge enhver legetøjstank, hvis spor roterer uafhængigt af hinanden, du kan købe en i enhver legetøjsbutik til en rimelig pris. Fra denne tank skal du kun bruge en platform med spor og motorer med gearkasser, resten kan du trygt skrue af og smide væk. Vi har også brug for en mikrocontroller, mit valg faldt på ATmega16 - den har nok porte til at forbinde sensorer og perifere enheder, og generelt er det ret praktisk. Du skal også købe nogle radiokomponenter, et loddekolbe og et multimeter.

At lave en tavle med MK

I vores tilfælde vil mikrocontrolleren udføre hjernens funktioner, men vi starter ikke med det, men med at drive robottens hjerne. Korrekt ernæring- en garanti for sundhed, så vi starter med, hvordan vi fodrer vores robot korrekt, fordi det er her, nybegyndere robotbyggere normalt laver fejl. Og for at vores robot kan fungere normalt, skal vi bruge en spændingsstabilisator. Jeg foretrækker L7805-chippen - den er designet til at producere en stabil 5V udgangsspænding, hvilket er hvad vores mikrocontroller har brug for. Men på grund af det faktum, at spændingsfaldet på dette mikrokredsløb er omkring 2,5V, skal der som minimum tilføres 7,5V til det. Sammen med denne stabilisator bruges elektrolytiske kondensatorer til at udjævne spændingsbølger, og en diode er nødvendigvis inkluderet i kredsløbet for at beskytte mod polaritetsvending.

Nu kan vi gå videre til vores mikrocontroller. MK'ens kabinet er DIP (det er mere bekvemt at lodde) og har fyrre ben. Ombord er der en ADC, PWM, USART og meget mere, som vi ikke vil bruge indtil videre. Lad os se på et par vigtige knudepunkter. RESET-stiften (9. ben af ​​MK) trækkes op af modstand R1 til "plus" af strømkilden - dette skal gøres! Ellers kan din MK utilsigtet nulstille eller, mere enkelt sagt, fejle. En anden ønskværdig foranstaltning, men ikke obligatorisk, er at forbinde RESET gennem den keramiske kondensator C1 til jord. I diagrammet kan du også se en 1000 uF elektrolyt, den sparer dig for spændingsfald, når motorerne kører, hvilket også vil have en gavnlig effekt på mikrocontrollerens funktion. Kvartsresonator X1 og kondensatorer C2, C3 skal placeres så tæt som muligt på benene XTAL1 og XTAL2.

Jeg vil ikke tale om, hvordan man flasher MK, da du kan læse om det på internettet. Vi vil skrive programmet i C; Jeg valgte CodeVisionAVR som programmeringsmiljø. Dette er et ret brugervenligt miljø og er nyttigt for begyndere, fordi det har en indbygget guide til oprettelse af kode.

Motorstyring

En lige så vigtig komponent i vores robot er motordriveren, som gør det nemmere for os at styre den. Motorer må aldrig og under ingen omstændigheder tilsluttes direkte til MK! Generelt kan kraftige belastninger ikke styres direkte fra mikrocontrolleren, ellers vil den brænde ud. Brug nøgletransistorer. For vores tilfælde er der en speciel chip - L293D. I sådanne simple projekter, prøv altid at bruge denne særlige chip med "D"-indekset, da den har indbyggede dioder til overbelastningsbeskyttelse. Dette mikrokredsløb er meget nemt at styre og er nemt at få i radiobutikker. Den fås i to pakker: DIP og SOIC. Vi vil bruge DIP i pakken på grund af den lette montering på brættet. L293D har separate måltider motorer og logik. Derfor vil vi drive selve mikrokredsløbet fra stabilisatoren (VSS-indgang), og motorerne direkte fra batterierne (VS-indgang). L293D kan modstå en belastning på 600 mA pr. kanal, og den har to af disse kanaler, det vil sige, at to motorer kan tilsluttes en chip. Men for at være på den sikre side vil vi kombinere kanalerne, og så skal vi bruge en mikro til hver motor. Det følger heraf, at L293D vil være i stand til at modstå 1,2 A. For at opnå dette skal du kombinere micra-benene, som vist i diagrammet. Mikrokredsløbet fungerer som følger: når et logisk "0" påføres IN1 og IN2, og et logisk på IN3 og IN4, roterer motoren i én retning, og hvis signalerne er inverteret - påføres et logisk nul, så begynder motoren at rotere i den anden retning. Pins EN1 og EN2 er ansvarlige for at tænde for hver kanal. Vi forbinder dem og forbinder dem til "plus" af strømforsyningen fra stabilisatoren. Da mikrokredsløbet opvarmes under drift, og det er problematisk at installere radiatorer på denne type sag, leveres varmeafledning af GND-ben - det er bedre at lodde dem på en bred kontaktpude. Det er alt, du behøver at vide om motorførere for første gang.

Forhindringssensorer

For at vores robot kan navigere og ikke styrte ind i alt, installerer vi to infrarød sensor. Den enkleste sensor består af en IR-diode, der udsender i det infrarøde spektrum, og en fototransistor, der vil modtage signalet fra IR-dioden. Princippet er dette: Når der ikke er nogen hindring foran sensoren, rammer IR-strålerne ikke fototransistoren, og den åbner sig ikke. Hvis der er en forhindring foran sensoren, så reflekteres strålerne fra den og rammer transistoren - den åbner, og strømmen begynder at strømme. Ulempen ved sådanne sensorer er, at de kan reagere forskelligt på forskellige overflader og er ikke beskyttet mod interferens - sensoren kan ved et uheld udløses fra fremmede signaler fra andre enheder. Modulering af signalet kan beskytte dig mod interferens, men det vil vi ikke bekymre os om for nu. Til at begynde med er det nok.

Robot firmware

For at bringe robotten til live, skal du skrive firmware til den, det vil sige et program, der vil tage aflæsninger fra sensorer og styre motorerne. Mit program er det enkleste, det indeholder ikke komplekse strukturer og alle vil forstå. De næste to linjer inkluderer header-filer til vores mikrocontroller og kommandoer til at generere forsinkelser:

#omfatte
#omfatte

Følgende linjer er betingede, fordi PORTC-værdierne afhænger af, hvordan du tilsluttede motordriveren til din mikrocontroller:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Værdien 0xFF betyder, at outputtet bliver log. "1", og 0x00 er log. "0". Med følgende konstruktion kontrollerer vi, om der er en forhindring foran robotten, og på hvilken side den er: hvis (!(PINB & (1)<

Hvis lys fra en IR-diode rammer fototransistoren, er der installeret en log på mikrocontrollerbenet. "0", og robotten begynder at bevæge sig baglæns for at bevæge sig væk fra forhindringen, drejer derefter rundt for ikke at støde sammen med forhindringen igen og bevæger sig derefter fremad igen. Da vi har to sensorer, tjekker vi for tilstedeværelsen af ​​en forhindring to gange - til højre og til venstre, og derfor kan vi finde ud af, hvilken side forhindringen er på. Kommandoen "delay_ms(1000)" indikerer, at der går et sekund, før den næste kommando begynder at udføre.

Konklusion

Jeg har dækket de fleste aspekter, der vil hjælpe dig med at bygge din første robot. Men robotteknologi slutter ikke der. Hvis du samler denne robot, vil du have mange muligheder for at udvide den. Du kan forbedre robottens algoritme, såsom hvad du skal gøre, hvis forhindringen ikke er på en eller anden side, men lige foran robotten. Det ville heller ikke skade at installere en encoder - en simpel enhed, der vil hjælpe dig præcist at placere og kende placeringen af ​​din robot i rummet. For klarhedens skyld er det muligt at installere et farve- eller monokromt display, der kan vise nyttige oplysninger - batteriladningsniveau, afstand til forhindringer, forskellige fejlfindingsoplysninger. Det ville ikke skade at forbedre sensorerne - at installere TSOP'er (disse er IR-modtagere, der kun opfatter et signal med en bestemt frekvens) i stedet for konventionelle fototransistorer. Ud over infrarøde sensorer er der ultralydssensorer, som er dyrere og også har deres ulemper, men som på det seneste har vundet popularitet blandt robotbyggere. For at robotten kan reagere på lyd, vil det være en god idé at installere mikrofoner med en forstærker. Men det, jeg synes er virkelig interessant, er at installere kameraet og programmere maskinsyn baseret på det. Der er et sæt specielle OpenCV-biblioteker, hvormed du kan programmere ansigtsgenkendelse, bevægelse i henhold til farvede beacons og mange andre interessante ting. Det hele afhænger kun af din fantasi og færdigheder.

Liste over komponenter:

ATmega16 i DIP-40-pakke>

L7805 i TO-220 pakke

L293D i DIP-16 hus x2 stk.

modstande med en effekt på 0,25 W med mærker: 10 kOhm x 1 stk., 220 Ohm x 4 stk.

keramiske kondensatorer: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF

elektrolytiske kondensatorer: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 stk.

diode 1N4001 eller 1N4004

16 MHz kvartsresonator

IR-dioder: to af dem vil klare.

fototransistorer, også hvilke som helst, men som kun reagerer på bølgelængden af ​​infrarøde stråler

Firmware kode:

/************************************************** * *** Firmware til robotten MK type: ATmega16 Urfrekvens: 16.000000 MHz Hvis din kvartsfrekvens er anderledes, så skal dette angives i miljøindstillingerne: Projekt -> Konfigurer -> "C Compiler" Fanebladet ****** **************************************************/ #inkluderer #omfatte void main(void) ( //Konfigurer indgangsportene //Gennem disse porte modtager vi signaler fra sensorer DDRB=0x00; //Tænd for pull-up-modstandene PORTB=0xFF; //Konfigurer udgangsportene //Gennem disse porte vi styrer DDRC-motorer =0xFF; //Programmets hovedsløjfe. Her læser vi værdierne fra sensorerne //og styrer motorerne mens (1) ( //Flyt frem PORTC.0 = 1; PORTC. 1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; hvis (!(PINB & (1)<Om min robot

I øjeblikket er min robot næsten færdig.

Den er udstyret med et trådløst kamera, en afstandssensor (både kameraet og denne sensor er installeret på et roterende tårn), en forhindringssensor, en encoder, en signalmodtager fra fjernbetjeningen og et RS-232 interface til tilslutning til en computer. Det fungerer i to tilstande: autonom og manuel (modtager kontrolsignaler fra fjernbetjeningen), kameraet kan også tændes/slukkes eksternt eller af robotten selv for at spare batteristrøm. Jeg skriver firmware til lejlighedssikkerhed (overfører billeder til en computer, registrerer bevægelser, går rundt i lokalerne).