Kako napraviti robota kod kuće iz improviziranih sredstava. Korisni resursi za stvaranje robota vlastitim rukama. ravni materijal za gradnju

U doba inovacija, roboti više nisu neobični strojevi. Međutim, vjerojatno ćete se iznenaditi: Može li se robot napraviti kod kuće?

Bez sumnje, vrlo je teško stvoriti robota sa složenim dizajnom, mikroelementima, krugovima i programima. A bez znanja iz fizike, mehanike, elektronike i programiranja ne može. Međutim, najjednostavniji robot može se napraviti ručno.

Robot- stroj koji mora automatski izvršiti bilo koju radnju. Ali za kućnog robota lakši zadatak je kretanje.

Razmotrite 2 najjednostavnije opcije za stvaranje robota.

1. Napravimo malu bubu koja će vibrirati. Mi ćemo trebati:

  • motor iz dječjeg automobila,
  • litijeva baterija CR2032 (tablet);
  • držač baterije,
  • Spajalice,
  • izolacijska traka,
  • lemilica,
  • Dioda koja emitira svjetlo.


Omotamo LED s električnom trakom, ostavljajući njegove krajeve slobodnima. Pomoću lemilice zalemite kraj LED diode i stražnji zid držač baterije. Zalemite drugu žicu LED-a na kontakte motora. Otklopimo spajalice, one će biti šape kukca. Lemimo šape na motor. Šape se mogu omotati električnom trakom, tako da će robotska buba biti stabilnija. Žice držača baterije moraju biti spojene na žice motora. Čim se litijska baterija ugradi u držač, buba će početi vibrirati i kretati se. U nastavku pogledajte videozapis o stvaranju tako jednostavnog robota.

2. Izrada robota umjetnika. Mi ćemo trebati:

  • plastika ili karton
  • motor iz dječjeg automobila,
  • litijska baterija CR2032,
  • 3 markera,
  • traka, folija,
  • ljepilo.

Od plastike ili kartona potrebno je izrezati oblik za budućeg robota - trodimenzionalni trokut. U sredini je izrezana rupa u koju se umetne motor. Iz 3 ruba izrezuju se 3 rupe u koje se umeću flomasteri. Baterija je pričvršćena na žicu motora pomoću ljepila s komadićima folije. Motor je umetnut u rupu u tijelu robota, fiksiran tamo ljepilom ili električnom trakom. Druga žica motora spojena je na bateriju. I robot umjetnik počinje se kretati!

Iskopao sam zanimljiv članak o tome kako sami napraviti robota od jednostavnih dijelova. Objašnjenja nisu baš jasna. Slike sam ostavio, a objasnjenja malo ispravio.

Prvo pogledajte prvu sliku - što biste trebali dobiti nakon sat vremena rada. Pa, ili malo više. U svakom slučaju, svatko može podnijeti nedjelju.

Što nam je potrebno za izgradnju takvog robota:

  1. Kutija šibica.
  2. Dva kotača sa stara igračka, ili dva čepa od plastične boce.
  3. Dva motora (po mogućnosti iste snage i napona).
  4. Sklopka.
  5. Prednji treći kotač, može se uzeti iz stare igračke ili plastične boce.
  6. LED se može uzeti po volji, jer u ovom modelu to nije bitno.
  7. Dva galvanski članak jedan i pol volti - dvije baterije od 1,5 V
  8. Izolacijska traka

Uzimaju se dva motora jer motori uvijek imaju osovinu samo na jednoj strani. A lakše je uzeti dva motora nego izbiti osovinu iz motora i zamijeniti je dužom da izlazi s obje strane motora. Iako je u načelu sasvim moguće. Tada drugi motor nije potreban.

Uključite bilo koja dva položaja: uključeno / isključeno. Ako sklopku postavite kompliciranije, možete natjerati robota da se kreće i naprijed i natrag mijenjanjem polariteta baterija.

Možete uopće bez prekidača i samo uvrnuti žice tako da robot ide.

Možete uzeti i AA i AAA baterije, one su malo manje, ali i lakše - robot će se brže kretati, iako će se AAA baterije brže isprazniti.

Bolje je spojiti LED preko graničnog otpornika od 20-50 ohma i napraviti ga u obliku prednjeg svjetla, ispred. Ili poput svjetionika - na vrhu robota. Možete spojiti dvije LED diode - one će biti poput "očiju".

Umjesto ljepljive trake možete uzeti selotejp - nema razlike.

Kako napraviti robota - upute korak po korak.

Trebamo kotače ili, u njihovom nedostatku, pričvrstiti poklopce plastične boce. To možete učiniti ljepilom ili utiskivanjem glave u rupu. Možete koristiti lemilo - bit će bolje držati se.

Plastične boce su najčešće izrađene od polietilena, ne možete ih lijepiti običnim ljepilom. Pištolj za ljepilo radi odlično.

Podsjećam vas da je bolje uzeti iste kotače i motore. Inače, robot neće voziti ravno. Na slici su motori drugačiji i ovaj robot vjerojatno neće voziti pravocrtno, najvjerojatnije u krugovima.

Sada pomoću ljepljive trake trebate pričvrstiti jedan od motora na kutiju šibica. Nosač bi trebao biti samo pola veličine kutije, budući da će na drugoj strani biti i drugi motor.

Električnom trakom prianjamo na drugi motor s kotačem na drugoj strani kutije.

Jer naši motori su na dnu kutija šibica, tada morate postaviti baterije na vrh, prirodno pričvrstiti sve ljepljivom trakom. Također dodajte prekidač.

Stavite termoskupljajuću cijev na kotač motora. Odrežite komad cijevi tako da bude nešto duži od svakog kotača, stavite ga na kotač i zategnite upaljačem ili lemilicom. Možete napraviti nekoliko slojeva kako biste povećali promjer i stvorili "gume".

Zalijepite prekidače na stražnju stranu utora za baterije. Zalijepite prekidače na stražnju stranu utora za bateriju na ravnu površinu. Ovo bi trebala biti strana gdje strše žice. Položite ih pod kutom u kutove tako da igle najudaljenije od poluge dodiruju središnju liniju uređaja.

Poluge bi trebale biti vani, pored žica.

Položite metalnu traku. Postavite komad aluminija dimenzija 2,5 cm sa 7,5 cm iza prekidača u sredini i savijte višak za 45 stupnjeva. Zalijepite ga pomoću vruće ljepilo. Neka se ljepilo potpuno ohladi prije nastavka.

Pričvrstite motore na metalna krila. Vrućim ljepilom zalijepite motore na savijeni komad metala tako da "gume" dodiruju tlo. Treba obratiti pozornost na oznake punjenja na motorima jer bi se "gume" trebale vrtjeti u suprotnom smjeru. Provjerite je li jedan motor naopako u usporedbi s drugim.

Formirajte stražnji kotač. Trebat će vam stražnji kotač kako robot ne bi vukao leđa po tlu. Uzmite veliku spajalicu i oblikujte je u TARDIS ili kućicu s perlom srednje veličine na vrhu. Položite ga na suprotnu stranu od žica i pričvrstite ga vrućim ljepilom na rubove utora za bateriju.

Lemiti robota. Za spajanje svega trebat će vam lemilo i lem električne žice između komponenti robota. To se mora učiniti pažljivo kako bi djelovalo. Postoji nekoliko veza koje morate napraviti:

  • Prvo zalemite spoj oba prekidača.
  • Zatim lemiti mala žica između dva središnja priključka na sklopkama.
  • Zalemite dvije žice, jednu od negativnog motora i jednu od pozitivnog motora, za konačnu vezu prekidača.
  • Zalemite dužu žicu između preostalih priključaka motora (povezujući oba motora zajedno).
  • Dužu žicu zalemite između stražnjeg spoja između motora i stražnje strane utora za bateriju gdje se spajaju negativni i pozitivni polovi.
  • Uzmite pozitivnu žicu iz utora za bateriju i zalemite je na sredinu, dodirujući spojeve prekidača.
  • Negativna žica utičnice baterije ići će na središnju vezu na jednom od prekidača.

  • Napravite robotove antene. Odrežite gumene/plastične krajeve s rezervnih konektora, izravnajte dvije spajalice (dok ne nalikuju antenama kukaca) i spojite rezervne konektore na antene pomoću termoskupljajuće cijevi.

    Napravite robota jako jednostavno Da vidimo što je potrebno stvoriti robota kod kuće, kako bi razumjeli osnove robotike.

    Sigurno ste nakon gledanja filmova o robotima često poželjeli izgraditi svog suborca, ali niste znali odakle početi. Naravno, nećete moći izgraditi dvonožni terminator, ali mi tome ne težimo. Svatko tko zna kako pravilno držati lemilo u rukama može sastaviti jednostavnog robota i to ne zahtijeva duboko znanje, iako se neće miješati. Amaterska robotika nije mnogo drugačija od inženjeringa sklopova, samo je mnogo zanimljivija, jer su i ovdje zahvaćena područja poput mehanike i programiranja. Sve komponente su lako dostupne i nisu toliko skupe. Dakle, napredak ne miruje i mi ćemo ga iskoristiti u svoju korist.

    Uvod

    Tako. Što je robot? U većini slučajeva ovo automatski uređaj, koji reagira na bilo kakve akcije okoliš. Robotima može upravljati čovjek ili obavljati unaprijed programirane radnje. Tipično, robot ima razne senzore (udaljenost, kut rotacije, ubrzanje), video kamere, manipulatore. Elektronički dio robota sastoji se od mikrokontrolera (MC) – mikrosklopa koji sadrži procesor, generator takta, razne periferije, RAM i trajnu memoriju. U svijetu postoji ogroman broj različitih mikrokontrolera za različite primjene, a na njihovoj osnovi mogu se sastaviti moćni roboti. Za amaterske zgrade naširoko se koriste AVR mikrokontroleri. Oni su daleko najpristupačniji i na Internetu možete pronaći mnogo primjera temeljenih na tim MK. Za rad s mikrokontrolerima morate znati programirati u asembleru ili C-u te imati osnovno znanje o digitalnoj i analognoj elektronici. U našem projektu koristit ćemo C. Programiranje za MK ne razlikuje se puno od programiranja na računalu, sintaksa jezika je ista, većina funkcija je praktički ista, a nove su prilično jednostavne za naučiti i praktične za korištenje.

    Ono što nam treba

    Za početak, naš će robot moći jednostavno obilaziti prepreke, odnosno ponavljati uobičajeno ponašanje većine životinja u prirodi. Sve što nam je potrebno za izradu takvog robota može se naći u trgovinama radiotehnike. Odlučimo kako će se naš robot kretati. Najuspješnije, mislim, su gusjenice koje se koriste u tenkovima, ovo je najviše prikladno rješenje, jer gusjenice imaju veću sposobnost cross-country od kotača automobila i prikladnije ih je kontrolirati (za okretanje, dovoljno je rotirati gusjenice u različitim smjerovima). Stoga će vam trebati bilo koja igračka tenk koja ima gusjenice koje se okreću neovisno jedna o drugoj, možete je kupiti u bilo kojoj trgovini igračaka po razumnoj cijeni. Od ovog tenka vam treba samo platforma sa gusjenicama i motori sa mjenjačem, ostalo možete mirno odvrnuti i baciti. Trebamo i mikrokontroler, moj izbor je pao na ATmega16 - ima dovoljno priključaka za povezivanje senzora i periferije, i općenito je prilično zgodan. Također ćete morati kupiti neke radio komponente, lemilo, multimetar.

    Izrada ploče s MK

    U našem slučaju, mikrokontroler će obavljati funkcije mozga, ali nećemo početi s njim, već s napajanjem mozga robota. Pravilna prehrana je jamstvo zdravlja, pa ćemo započeti s time kako pravilno hraniti našeg robota, jer početnici u izradi robota obično griješe u tome. A kako bi naš robot normalno radio, morate koristiti stabilizator napona. Više volim L7805 čip - dizajniran je za izlaz stabilnog napona od 5 V, što je potrebno našem mikrokontroleru. Ali zbog činjenice da je pad napona na ovom čipu oko 2,5 V, mora mu se napajati minimalno 7,5 V. Zajedno s ovim stabilizatorom, elektrolitski kondenzatori se koriste za izglađivanje valova napona, a dioda mora biti uključena u krug za zaštitu od promjene polariteta.

    Sada možemo raditi na našem mikrokontroleru. Kućište MK je DIP (prikladnije je za lemljenje) i ima četrdeset pinova. Na brodu se nalazi ADC, PWM, USART i mnoge druge stvari koje za sada nećemo koristiti. Pogledajmo nekoliko važnih čvorova. Izlaz RESET (9. noga MK) otpornik R1 povlači prema gore na "plus" izvora napajanja - to se mora učiniti! Inače bi se vaš MK mogao nenamjerno resetirati ili, drugim riječima, ne uspjeti. Također je poželjno, ali nije obavezno, spojiti RESET preko keramičkog kondenzatora C1 na masu. Na dijagramu također možete vidjeti elektrolit od 1000 uF, on vas štedi od padova napona kada motori rade, što će također imati pozitivan učinak na rad mikrokontrolera. Kristalni rezonator X1 i kondenzatori C2, C3 trebaju biti postavljeni što je moguće bliže pinovima XTAL1 i XTAL2.

    Neću govoriti o tome kako bljeskati MK, jer o tome možete pročitati na Internetu. Program ćemo napisati u C-u, ja sam odabrao CodeVisionAVR kao programsko okruženje. Prilično je zgodno okruženje i korisno za početnike jer ima ugrađen čarobnjak za generiranje koda.

    Kontrola motora

    Jednako važna komponenta našeg robota je pokretač motora koji nam olakšava upravljanje njime. Nikada i ni pod kojim uvjetima motori se ne smiju spajati izravno na MK! Općenito, snažna opterećenja ne mogu se kontrolirati izravno iz mikrokontrolera, inače će izgorjeti. Koristite ključne tranzistore. Za naš slučaj postoji poseban čip - L293D. U takvim jednostavnim projektima uvijek pokušajte koristiti ovaj čip s indeksom "D", jer ima ugrađene diode za zaštitu od preopterećenja. Ovim čipom je vrlo jednostavno upravljati i lako ga je nabaviti u trgovinama radiotehnike. Dostupan je u dva DIP i SOIC paketa. Koristit ćemo u DIP pakiranju zbog jednostavnosti montaže na ploču. L293D ima odvojene motorne i logičke izvore napajanja. Stoga ćemo sam mikro krug napajati iz stabilizatora (VSS ulaz), a motore izravno iz baterija (VS ulaz). L293D može izdržati opterećenje od 600 mA po kanalu, a ima dva od ovih kanala, odnosno dva motora se mogu spojiti na jedan mikro krug. Ali da budemo sigurni, kombinirat ćemo kanale, a onda nam treba jedan mikrofon za svaki motor. Slijedi da će L293D moći izdržati 1,2 A. Da biste to postigli, morate kombinirati noge mikro, kao što je prikazano na dijagramu. Mikrokrug radi na sljedeći način: kada se logička "0" primijeni na IN1 i IN2, a logička jedinica na IN3 i IN4, motor se okreće u jednom smjeru, a ako su signali obrnuti, primjenjuje se logička nula, tada će se motor početi okretati u suprotnom smjeru. Pinovi EN1 i EN2 odgovorni su za uključivanje svakog kanala. Spojimo ih i spojimo na "plus" napajanje iz stabilizatora. Budući da se mikro krug zagrijava tijekom rada, a instaliranje radijatora je problematično na ovoj vrsti kućišta, uklanjanje topline osiguravaju GND noge - bolje ih je lemiti na širokom kontaktnom području. To je sve što trebate znati o pokretačima motora za prvi put.

    Senzori prepreka

    Kako bi naš robot mogao navigirati i ne zabijati se u sve, ugradit ćemo mu dva infracrvena senzora. Najjednostavniji senzor sastoji se od IR diode koja emitira u infracrvenom spektru i fototranzistora koji će primiti signal od IC diode. Princip je sljedeći: kada nema prepreka ispred senzora, IR zrake ne padaju na fototranzistor i on se ne otvara. Ako postoji prepreka ispred senzora, tada se zrake od njega reflektiraju i padaju na tranzistor - otvara se i struja počinje teći. Nedostatak takvih senzora je što mogu različito reagirati na razne površine i nisu zaštićeni od smetnji - od vanjskih signala s drugih uređaja, senzor može slučajno raditi. Modulacija signala može zaštititi od smetnji, ali za sada se nećemo time zamarati. Za početak, to je dovoljno.


    Robot firmware

    Da biste oživjeli robota, trebate napisati firmware za njega, odnosno program koji bi uzimao očitanja sa senzora i upravljao motorima. Moj program je najjednostavniji, ne sadrži složene strukture i bit će razumljiv svima. Sljedeća dva retka uključuju datoteke zaglavlja za naš mikrokontroler i naredbe za generiranje kašnjenja:

    #uključi
    #uključi

    Sljedeći redovi su uvjetni jer PORTC vrijednosti ovise o tome kako ste povezali upravljački program motora s mikrokontrolerom:

    PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Vrijednost 0xFF znači da će izlaz biti dnevnik. "1", a 0x00 je dnevnik. "0". Sljedećom konstrukcijom provjeravamo postoji li prepreka ispred robota i s koje je strane: if (!(PINB & (1<

    Ako svjetlost IR diode pogodi fototranzistor, tada se na nozi mikrokontrolera postavlja log. "0" i robot se počinje kretati unatrag kako bi se udaljio od prepreke, zatim se okreće kako se ponovno ne bi sudario s preprekom i zatim ponovno ide naprijed. Budući da imamo dva senzora, prisutnost prepreke provjeravamo dva puta - s desne i s lijeve strane, te tako možemo saznati s koje se strane nalazi prepreka. Naredba "delay_ms(1000)" označava da će proći jedna sekunda prije nego što se sljedeća naredba počne izvršavati.

    Zaključak

    Pokrio sam većinu aspekata koji će vam pomoći da napravite svog prvog robota. Ali robotika tu ne završava. Ako sastavite ovog robota, imat ćete puno mogućnosti da ga proširite. Možete poboljšati algoritam robota, na primjer što učiniti ako prepreka nije s jedne strane, već točno ispred robota. Također ne boli instaliranje enkodera - jednostavnog uređaja koji će vam pomoći da točno pozicionirate i znate lokaciju vašeg robota u prostoru. Radi jasnoće, moguće je instalirati zaslon u boji ili jednobojni zaslon koji može prikazati korisne informacije - razinu napunjenosti baterije, udaljenost do prepreke, razne informacije o otklanjanju pogrešaka. Poboljšanje senzora neće smetati - ugradnja TSOP-a (ovo su IR prijemnici koji percipiraju signal samo određene frekvencije) umjesto uobičajenih fototranzistora. Osim infracrvenih senzora, postoje i ultrazvučni senzori, koji su skuplji, a također nisu bez nedostataka, ali u zadnje vrijeme postaju sve popularniji među graditeljima robota. Kako bi robot reagirao na zvuk, bilo bi lijepo instalirati mikrofone s pojačalom. Ali stvarno zanimljiva stvar, mislim, je instaliranje kamere i programiranje strojnog vida na temelju toga. Postoji skup posebnih OpenCV biblioteka s kojima možete programirati prepoznavanje lica, pokrete na svjetionicima u boji i puno drugih zanimljivih stvari. Sve ovisi o vašoj mašti i vještinama.

    Popis komponenti:

      ATmega16 u paketu DIP-40>

      L7805 u TO-220 pakiranju

      L293D u DIP-16 pakiranju x2 kom.

      otpornici snage 0,25 W s apoenima: 10 kOhm x1 kom., 220 Ohm x4 kom.

      keramički kondenzatori: 0,1 uF, 1 uF, 22 pF

      elektrolitski kondenzatori: 1000 uF x 16 V, 220 uF x 16V x2 kom.

      dioda 1N4001 ili 1N4004

      Kvarcni rezonator od 16 MHz

      IR diode: bilo koja u količini od dva komada će učiniti.

      fototranzistori, također bilo koji, ali reagiraju samo na valnu duljinu IR zraka

    Šifra firmvera:

    /************************************************ **** **** Firmware za tip robota MK: ATmega16 Frekvencija takta: 16.000000 MHz Ako imate drugačiju frekvenciju kvarca, morate to navesti u postavkama okruženja: Projekt -> Konfiguracija -> "C kompajler" kartica ****** ******************************************* *********/ #uključi #uključi void main(void) ( //Postavite portove za ulaz //Kroz ove portove primamo signale sa senzora DDRB=0x00; //Uključite otpornike za povlačenje PORTB=0xFF; //Postavite portove za izlaz //Kroz ove portovi kontroliramo DDRC motore =0xFF; //Glavna petlja programa. Ovdje čitamo vrijednosti sa senzora //i kontroliramo motore dok (1) ( //Pomakni se naprijed PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; if (!(PINB & (1<O mom robotu

    Trenutačno je moj robot gotovo gotov.


    Ima bežičnu kameru, senzor udaljenosti (i kamera i ovaj senzor ugrađeni su na rotirajući toranj), senzor prepreka, enkoder, prijemnik signala s daljinskog upravljača i RS-232 sučelje za spajanje na računalo. Radi u dva načina: autonomno i ručno (prima upravljačke signale s daljinskog upravljača), kamera se također može uključiti / isključiti daljinski ili pomoću samog robota radi uštede baterije. Pišem firmware za zaštitu stana (prijenos slike na računalo, detekcija pokreta, obilazak prostorija).

    Da biste stvorili vlastitog robota, nije potrebno steći visoko obrazovanje ili čitati mase. Dovoljno je koristiti upute korak po korak koje majstori robotike nude na svojim web stranicama. Na Internetu možete pronaći mnogo korisnih informacija o razvoju autonomnih robotskih sustava.

    10 resursa za početnike u robotici

    Informacije na web mjestu omogućuju vam samostalno stvaranje robota složenog ponašanja. Ovdje možete pronaći ogledne programe, dijagrame, referentne materijale, gotove primjere, članke i fotografije.

    Poseban odjeljak posvećen je početnicima na web mjestu. Kreatori resursa stavili su veliki naglasak na mikrokontrolere, razvoj univerzalnih ploča za robotiku i lemljenje mikro krugova. Ovdje također možete pronaći izvorne kodove programa i mnoge članke s praktičnim savjetima.

    Stranica ima poseban tečaj "Korak po korak", koji detaljno opisuje proces stvaranja najjednostavnijih BEAM robota, kao i automatiziranih sustava temeljenih na AVR mikrokontrolerima.

    Stranica na kojoj kreatori robota početnici mogu pronaći sve potrebne teoretske i praktične informacije. Također sadrži veliki broj korisnih tematskih članaka, ažurira vijesti i možete postaviti pitanje iskusnim robotičarima na forumu.

    Ovaj resurs posvećen je postupnom uranjanju u svijet stvaranja robota. Sve počinje poznavanjem Arduina, nakon čega se programeru početniku govori o AVR mikrokontrolerima i modernijim ARM analozima. Detaljni opisi i dijagrami objašnjavaju kako i što učiniti na vrlo pristupačan način.

    Stranica o tome kako napraviti robota BEAM vlastitim rukama. Postoji cijeli odjeljak o osnovama, logičkim dijagramima, primjerima itd.

    Ovaj resurs vrlo razumljivo opisuje kako sami izraditi robota, odakle započeti, što trebate znati, gdje potražiti informacije i potrebne detalje. Usluga također sadrži odjeljak s blogom, forumom i novostima.

    Ogroman forum uživo posvećen stvaranju robota. Ovdje su otvorene teme za početnike, razmatraju se zanimljivi projekti i ideje, opisuju se mikrokontroleri, gotovi moduli, elektronika i mehanika. I što je najvažnije - možete postaviti bilo koje pitanje o robotici i dobiti detaljan odgovor od profesionalaca.

    Resurs amaterske robotike posvećen je prvenstveno njegovom vlastitom projektu "Homemade Robot". Međutim, ovdje možete pronaći puno korisnih tematskih članaka, poveznica na zanimljive stranice, naučiti o autorovim postignućima i raspravljati o različitim dizajnerskim rješenjima.

    Hardverska platforma Arduino je najprikladnija za razvoj robotskih sustava. Informacije o web mjestu omogućuju vam brzo razumijevanje ovog okruženja, svladavanje programskog jezika i stvaranje nekoliko jednostavnih projekata.