Как да си направим роботи у дома. Как да си направим робот у дома: стъпка по стъпка план за действие

Любителите на електрониката, хората, които се интересуват от роботика, не пропускат възможността сами да проектират прост или сложен робот, да се насладят на самия процес на сглобяване и резултата.

Не винаги има време и желание за почистване на къщата, но модерна технологияви позволяват да създавате почистващи роботи. Те включват робот за прахосмукачка, който обикаля стаите с часове и събира прах.

Откъде да започнете, ако искате да създадете робот със собствените си ръце? Разбира се, първите роботи трябва да бъдат лесни за създаване. Роботът, който ще бъде разгледан в днешната статия, няма да отнеме много време и не изисква специални умения.

Продължавайки темата за създаване на роботи със собствените си ръце, предлагам да опитате да направите танцуващ робот от импровизирани средства. За да създадете робот със собствените си ръце, ще ви трябва прости материали, който може да се намери в почти всеки дом.

Разнообразието от роботи не се ограничава до конкретните шаблони, от които са създадени тези роботи. Хората винаги измислят оригинал интересни идеикак да си направим робот. Някои създават статични скулптури на роботи, други създават динамични скулптури на роботи, които ще бъдат обсъдени в днешната статия.

Всеки, дори дете, може да направи робот със собствените си ръце. Роботът, който ще бъде описан по-долу, е лесен за създаване и не изисква много време. Ще се опитам да дам описание на етапите на създаване на робот със собствените си ръце.

Понякога идеите за създаване на робот идват съвсем неочаквано. Ако мислите как да накарате робот да се движи от импровизирани средства, възниква мисълта за батериите. Но какво ще стане, ако всичко е много по-просто и по-достъпно? Нека се опитаме да направим робот със собствените си ръце мобилен телефонкато основна част. За да създадете вибро робот със собствените си ръце, ще ви трябва следните материали:

Можете да създадете робот със собствените си ръце от всичко. Например роботът Belvedere, чийто автор е Андрю Улф, е базиран на робот прахосмукачка. Основната употреба на робота е да забавлява семейството на Андрю и гостите.

Познавайки принципите на създаване на роботи от импровизирани средства, всеки, дори дете, може да направи прост робот. Например роботът от компактдиска, който ще бъде разгледан в тази статия, е направен от дете.

В ерата на иновациите роботите вече не са необичайни машини. Въпреки това, вероятно ще бъдете изненадани: Може ли робот да се направи у дома?

Несъмнено е доста трудно да се създаде робот със сложен дизайн, микроелементи, схеми и програми. И човек не може без познания по физика, механика, електроника и програмиране. Най-простият робот обаче може да бъде направен на ръка.

робот- машина, която трябва автоматично да извършва всяко действие. Но за домашен робот по-лесната задача е да се движи.

Помислете за 2 най-прости опции за създаване на робот.

1. Да направим малка грешкакойто ще вибрира. ще ни трябва:

мотор от детска кола,
литиева батерия CR2032 (таблет);
държач за батерии,
кламери,
изолационна лента,
поялник,
Светодиод.

Увиваме светодиода с електрическа лента, оставяйки краищата му свободни. С помощта на поялник запойте края на светодиода и задната част на държача на батерията. Запоете другия проводник на светодиода към контактите на двигателя. Разгъваме кламерите, те ще бъдат лапите на буболечката. Запояваме лапите към двигателя. Лапите могат да бъдат увити с електрическа лента, така че бръмбарът-робот ще бъде по-стабилен. Проводниците на държача на акумулатора трябва да бъдат свързани към проводниците на двигателя. Веднага след като литиевата батерия е инсталирана в държача, бръмбарът ще започне да вибрира и да се движи. Гледайте видеоклипа за създаването на такъв прост робот по-долу.

2. Изработка на робот художник. ще ни трябва:

пластмаса или картон
мотор от детска кола,
литиева батерия CR2032,
3 маркера,
лента, фолио,
лепило.

От пластмаса или картон е необходимо да изрежете форма за бъдещия робот - триизмерен триъгълник. В центъра се изрязва дупка, в която се вкарва двигателят. От 3 ръба се изрязват 3 дупки, където се вкарват флумастери. Батерия е прикрепена към проводника на двигателя с помощта на лепило с парчета фолио. Моторът се вкарва в отвора в тялото на робота, фиксиран там с лепило или електрическа лента. Вторият проводник на двигателя е свързан към акумулатора. И художникът-робот започва да се движи!

Днес ще ви кажем как да направите робот от импровизирани средства. Полученият "високотехнологичен андроид", въпреки че ще малък размери едва ли ще може да ви помогне с домакинската работа, но със сигурност ще забавлява както децата, така и възрастните.

Необходими материали
За да направите робот със собствените си ръце, нямате нужда от знания ядрена физика. Това може да се направи у дома от обикновени материали, които са постоянно под ръка. И така, какво ни трябва:

2 парчета тел
1 мотор
1 AA батерия
3 натискащи щифта
2 парчета пенопласт или подобен материал
2-3 глави стари четки за зъби или няколко кламери

1. Прикрепете батерията към двигателя
С помощта на пистолет за лепило прикрепете парче пяна към корпуса на двигателя. След това залепете батерията към нея.

2. Дестабилизатор
Тази стъпка може да изглежда объркваща. Въпреки това, за да направите робот, трябва да го накарате да се движи. Поставяме малко продълговато парче пяна на оста на двигателя и го фиксираме с пистолет за лепило. Този дизайн ще даде на мотора дисбаланс, който ще приведе в движение целия робот.

В самия край на дестабилизатора сложете няколко капки лепило или прикрепете малко декоративен елемент- това ще добави индивидуалност към нашето творение и ще увеличи амплитудата на движенията му.

3. Крака
Сега трябва да оборудвате робота с долни крайници. Ако използвате глави за четка за зъби за това, залепете ги към долната част на двигателя. Като слой можете да използвате същата дъска от пяна.

4. Проводници
Следващата стъпка е да прикрепите нашите две парчета тел към контактите на двигателя. Можете просто да ги завиете, но запояването е още по-добре, това ще направи робота по-издръжлив.

5. Връзка на батерията
С помощта на топлинен пистолет залепете жицата към единия край на батерията. Можете да изберете всеки от двата проводника и всяка страна на батерията - полярността в този случай няма значение. Ако сте добри в запояването, можете също да използвате спойка вместо лепило за тази стъпка.

6. Очи
Като очи на робота е доста подходящ чифт мъниста, които прикрепяме с горещо лепило към един от краищата на батерията. На тази стъпка можете да покажете въображението си и да измислите външен видочи по ваша преценка.

7. Стартиране
Сега нека съживим нашия занаят. Вземете свободния край на проводника и го прикрепете към незаетия извод на батерията с тиксо. Не използвайте горещо лепило за тази стъпка, защото няма да ви позволи да изключите двигателя, ако е необходимо.

Роботът е готов!

Ето как може да изглежда нашият. домашен роботако проявиш повече въображение:

И накрая едно видео:

Според техкул

Изкопах интересна статия за това как сами да направите робот от прости части. Обясненията не са много ясни. Оставих снимките и поправих малко обясненията.

Първо, погледнете първата снимка - какво трябва да получите след час работа. Е, или малко повече. Във всеки случай всеки може да се справи с неделя.

Какво ни трябва, за да изградим такъв робот:

Кибритена кутия.
Две колела с стара играчка, или две тапи от пластмасова бутилка.
Два двигателя (за предпочитане еднаква мощност и напрежение).
Превключете.
Предно трето колело, може да се вземе от стара играчка или пластмасова бутилка.
Светодиодът може да се вземе по желание, тъй като в този модел няма значение.
Две галванични клетки от един и половина волта - две батерии от 1,5 V
Изолационна лента

Вземат се два двигателя, защото двигателите винаги имат ос само от едната страна. И е по-лесно да вземеш два мотора, отколкото да избиеш оста от мотора и да го смениш с по-дълъг, така че да излиза от двете страни на мотора. Въпреки че по принцип е напълно възможно. Тогава вторият мотор не е необходим.

Превключете произволни две позиции: вкл./изкл. Ако поставите превключвателя по-сложен, можете да накарате робота да се движи напред и назад, като превключите поляритета на батериите.

Можете изобщо да правите без превключвател и просто да завъртите проводниците, така че роботът да върви.

Можете да вземете както батерии AA, така и AAA, те са малко по-малки, но и по-леки - роботът ще се движи по-бързо, въпреки че батериите AAA ще се изтощят по-бързо.

По-добре е да свържете светодиода през ограничителен резистор 20-50 ома и да го направите под формата на фар, отпред. Или като маяк - на върха на робота. Можете да свържете два светодиода - те ще бъдат като "очи".

Вместо тиксо, можете да вземете скоч - няма разлика.

Как да си направим робот - инструкции стъпка по стъпка.

Нуждаем се от колела или, при липса, прикрепете капаци от пластмасови шишета. Можете да направите това с лепило или като натиснете главата в отвора. Можете да използвате поялник - ще бъде по-добре да се задържите.

Пластмасовите бутилки най-често са изработени от полиетилен, не можете да ги залепите с обикновено лепило. Пистолетът за лепило работи чудесно.

Напомням ви, че е по-добре да вземете същите колела и двигатели. В противен случай роботът няма да кара направо. На снимката двигателите са различни и този робот едва ли ще кара по права линия, най-вероятно в кръгове.

Сега, с помощта на лепяща лента, трябва да прикрепите един от двигателите към кутията за кибрит. Монтажът трябва да бъде само половината от размера на кутията, тъй като от другата страна ще има и втори двигател.

Придържаме се с тиксо към втория мотор с колело от другата страна на кутията.

Тъй като нашите двигатели са разположени в долната част на кибритената кутия, батериите трябва да бъдат поставени отгоре, като естествено закрепете всичко с лепяща лента. Добавете и превключвател.

Направете роботмного просто Да видим какво е необходимо създайте роботу дома, за да разберете основите на роботиката.

Със сигурност, след като сте гледали филми за роботи, често сте искали да изградите своя другар по оръжие, но не знаехте откъде да започнете. Разбира се, няма да можете да изградите двукрак терминатор, но ние не се стремим към това. Всеки, който знае как правилно да държи поялник в ръцете си, може да сглоби прост робот и това не изисква дълбоки познания, въпреки че няма да се намесват. Аматьорската роботика не се различава много от схемотехниката, само че е много по-интересна, защото тук са засегнати и области като механика и програмиране. Всички компоненти са лесно достъпни и не са толкова скъпи. Така че напредъкът не стои на едно място и ние ще го използваме в своя полза.

Въведение

Така. Какво е робот? В повечето случаи това автоматично устройство, който реагира на всякакви действия заобикаляща среда. Роботите могат да се управляват от човек или да изпълняват предварително програмирани действия. Обикновено роботът има различни сензори (разстояние, ъгъл на въртене, ускорение), видеокамери, манипулатори. Електронната част на робота се състои от микроконтролер (MC) – микросхема, която съдържа процесор, тактов генератор, различни периферни устройства, RAM и постоянна памет. В света има огромен брой различни микроконтролери за различни приложения и на тяхна основа могат да бъдат сглобени мощни роботи. За любителските сгради широко се използват AVR микроконтролерите. Те са безспорно най-достъпните и в Интернет можете да намерите много примери, базирани на тези МК. За да работите с микроконтролери, трябва да можете да програмирате на асемблер или C и да имате основни познания по цифрова и аналогова електроника. В нашия проект ще използваме C. Програмирането за MK не се различава много от програмирането на компютър, синтаксисът на езика е същият, повечето функции са практически еднакви, а новите са доста лесни за научаване и удобни за използване.

Какво ни трябва

Като начало нашият робот ще може просто да заобикаля препятствия, тоест да повтаря нормалното поведение на повечето животни в природата. Всичко, от което се нуждаем, за да изградим такъв робот, може да се намери в магазините за радиотехника. Нека решим как ще се движи нашият робот. Най-успешните според мен са коловозите, които се използват в танкове, това е най-удобното решение, тъй като коловозите имат по-голяма проходимост от колелата на колата и е по-удобно да ги управлявате (за завъртане , достатъчно е да завъртите пистите в различни посоки). Следователно, ще ви трябва всеки резервоар за играчки, който има писти, които се въртят независимо една от друга, можете да закупите такъв във всеки магазин за играчки на разумна цена. От този резервоар се нуждаете само от платформа с писти и двигатели със скоростни кутии, можете спокойно да развиете останалото и да го изхвърлите. Имаме нужда и от микроконтролер, моят избор падна върху ATmega16 - има достатъчно портове за свързване на сензори и периферни устройства и като цяло е доста удобен. Също така ще трябва да закупите някои радиокомпоненти, поялник, мултицет.

Изработка на табло с МК

В нашия случай микроконтролерът ще изпълнява функциите на мозъка, но няма да започнем с него, а със захранването на мозъка на робота. Правилно храненее гаранция за здраве, така че ще започнем с това как правилно да храним нашия робот, защото начинаещите строители на роботи обикновено правят грешки в това. И за да работи нашият робот нормално, трябва да използвате стабилизатор на напрежението. Предпочитам чипа L7805 - той е проектиран да извежда стабилно напрежение от 5V, от което се нуждае нашия микроконтролер. Но поради факта, че спадът на напрежението на този чип е около 2,5V, към него трябва да се подаде минимум 7,5V. Заедно с този стабилизатор се използват електролитни кондензатори за изглаждане на вълните на напрежението и диод трябва да бъде включен във веригата, за да се предпази от обръщане на полярността.

Сега можем да работим върху нашия микроконтролер. Корпусът на MK е DIP (по-удобно е за запояване) и има четиридесет щифта. На борда има ADC, PWM, USART и много други неща, които няма да използваме засега. Нека разгледаме няколко важни възела. Изходът RESET (9-ти крак на MK) се изтегля нагоре от резистора R1 към "плюса" на източника на захранване - това трябва да се направи! В противен случай вашият MK може неволно да се нулира или, с други думи, да се провали. Също така е желателно, но не е задължително, да свържете RESET през керамичен кондензатор C1 към земята. На диаграмата можете да видите и 1000 uF електролит, той ви спестява от падане на напрежението при работещи двигатели, което също ще има положителен ефект върху работата на микроконтролера. Кристалният резонатор X1 и кондензаторите C2, C3 трябва да бъдат поставени възможно най-близо до изводите XTAL1 и XTAL2.

Няма да говоря за това как да флаширате MK, тъй като можете да прочетете за това в интернет. Ще напишем програмата на C, аз избрах CodeVisionAVR като среда за програмиране. Това е доста удобна среда и полезна за начинаещи, защото има вграден съветник за генериране на код.

Моторен контрол

Не по-малко от важен компонентв нашия робот е моторен драйвер, което ни улеснява да го управляваме. Никога и при никакви обстоятелства двигателите не трябва да се свързват директно към MK! По принцип мощните товари не могат да се управляват директно от микроконтролера, в противен случай той ще изгори. Използвайте ключови транзистори. За нашия случай има специален чип - L293D. В такива прости проекти винаги се опитвайте да използвате този конкретен чип с индекс „D“, тъй като има вградени диоди за защита от претоварване. Този чип е много лесен за управление и лесно се намира в магазините за радиотехника. Предлага се в два DIP и SOIC пакета. Ще използваме в DIP пакет поради лесния монтаж на платката. L293D има отделни двигателни и логически захранвания. Следователно ще захранваме самата микросхема от стабилизатора (VSS вход), а двигателите директно от батерии (VS вход). L293D може да издържи натоварване от 600 mA на канал и има два от тези канала, тоест два двигателя могат да бъдат свързани към една микросхема. Но за да сме сигурни, ще комбинираме каналите и след това се нуждаем от един микрофон за всеки двигател. От това следва, че L293D ще може да издържи 1,2 A. За да постигнете това, трябва да комбинирате краката на микро, както е показано на диаграмата. Микросхемата работи по следния начин: когато се приложи логическа „0“ към IN1 и IN2 и логическа единица се приложи към IN3 и IN4, двигателят се върти в една посока и ако сигналите са обърнати, се прилага логическа нула, тогава двигателят ще започне да се върти в обратна посока. Щифтовете EN1 и EN2 са отговорни за включване на всеки канал. Свързваме ги и ги свързваме към захранването "плюс" от стабилизатора. Тъй като микросхемата се нагрява по време на работа и инсталирането на радиатори е проблематично в този тип корпус, отвеждането на топлината се осигурява от GND краката - по-добре е да ги запоявате на широка контактна площ. Това е всичко, което трябва да знаете за шофьорите на мотори за първи път.

Сензори за препятствия

За да може нашият робот да навигира и да не се блъсне във всичко, ще инсталираме два инфрачервени сензора върху него. Най-простият сензор се състои от IR диод, който излъчва в инфрачервения спектър и фототранзистор, който ще получава сигнал от IR диода. Принципът е следният: когато няма препятствие пред сензора, IR лъчите не падат върху фототранзистора и той не се отваря. Ако има препятствие пред сензора, тогава лъчите от него се отразяват и падат върху транзистора - той се отваря и токът започва да тече. Недостатъкът на такива сензори е, че могат да реагират различно различни повърхностии не са защитени от смущения - от външни сигнали от други устройства сензорът може случайно да заработи. Модулацията на сигнала може да предпази от смущения, но засега няма да се занимаваме с това. За начало това е достатъчно.

Фърмуер на робот

За да съживите робота, трябва да напишете фърмуер за него, тоест програма, която ще взема показания от сензори и управляващи двигатели. Моята програма е най-простата, не съдържа сложни структурии всеки ще разбере. Следващите два реда включват заглавни файлове за нашия микроконтролер и команди за генериране на закъснения:

#включи
#включи

Следните редове са условни, тъй като стойностите на PORTC зависят от това как сте свързали драйвера на двигателя към вашия микроконтролер:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Стойност 0xFF означава, че изходът ще бъде дневник. "1", а 0x00 е дневник. "0". Със следната конструкция проверяваме дали има препятствие пред робота и от коя страна е то: ако (!(PINB & (1<

Ако светлината от IR диод удари фототранзистора, тогава на крака на микроконтролера се поставя лог. "0" и роботът започва да се движи назад, за да се отдалечи от препятствието, след което се обръща, за да не се сблъска отново с препятствието и след това отново тръгва напред. Тъй като имаме два сензора, проверяваме наличието на препятствие два пъти - отдясно и отляво, и следователно можем да разберем от коя страна е препятствието. Командата "delay_ms(1000)" показва, че ще измине една секунда, преди следващата команда да започне да се изпълнява.

Заключение

Обхванах повечето от аспектите, които ще ви помогнат да изградите първия си робот. Но роботиката не свършва дотук. Ако сглобите този робот, тогава ще имате много възможности да го разширите. Можете да подобрите алгоритъма на робота, като например какво да направите, ако препятствието не е от едната страна, а точно пред робота. Също така не пречи да инсталирате енкодер - просто устройство, което ще ви помогне да позиционирате точно и да знаете местоположението на вашия робот в пространството. За по-голяма яснота е възможно да се инсталира цветен или монохромен дисплей, който може да показва полезна информация - ниво на заряд на батерията, разстояние до препятствие, различна информация за отстраняване на грешки. Подобряването на сензорите няма да пречи - инсталирането на TSOP (това са IR приемници, които възприемат сигнал само с определена честота) вместо конвенционалните фототранзистори. В допълнение към инфрачервените сензори има ултразвукови, които са по-скъпи, а също и не без недостатъци, но напоследък набират популярност сред строителите на роботи. За да може роботът да реагира на звук, би било хубаво да инсталирате микрофони с усилвател. Но наистина интересното според мен е инсталирането на камерата и програмирането на машинното зрение въз основа на нея. Има набор от специални библиотеки OpenCV, с които можете да програмирате разпознаване на лица, движения върху цветни маяци и много други интересни неща. Всичко зависи от вашето въображение и умения.

Списък на компонентите:

ATmega16 в DIP-40 пакет>

L7805 в опаковка TO-220

L293D в DIP-16 опаковка х2 бр.

резистори с мощност 0,25 W с номинали: 10 kOhm x1 бр., 220 Ohm x4 бр.

керамични кондензатори: 0,1 uF, 1 uF, 22 pF

електролитни кондензатори: 1000 uF x 16 V, 220 uF x 16V x2 бр.

диод 1N4001 или 1N4004

16 MHz кварцов резонатор

IR диоди: всеки в количество от две части ще свърши работа.

фототранзистори, също всякакви, но реагиращи само на дължината на вълната на IR лъчите

Код на фърмуера:

/************************************************** **** **** Фърмуер за робота MK тип: ATmega16 Тактова честота: 16.000000 MHz Ако имате различна кварцова честота, тогава трябва да посочите това в настройките на средата: Проект -> Конфигуриране -> "C компилатор" раздел ****** ************************************************ **********/ #включва #включи void main(void) ( //Задаване на портове за вход //Чрез тези портове получаваме сигнали от сензори DDRB=0x00; //Включване на издърпващи резистори PORTB=0xFF; //Задаване на портове за изход //Чрез тези портове ние управление на DDRC двигатели =0xFF; //Основна верига на програмата. Тук четем стойностите от сензорите //и управляваме двигателите, докато (1) ( //Преместване напред PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; ако (!(PINB & (1<За моя робот

В момента моят робот е почти готов.

Разполага с безжична камера, сензор за разстояние (и камерата, и този сензор са монтирани на въртяща се кула), сензор за препятствия, енкодер, приемник на сигнал от дистанционното управление и RS-232 интерфейс за свързване към компютър. Работи в два режима: автономен и ръчен (получава контролни сигнали от дистанционното управление), камерата може да се включва/изключва и дистанционно или от самия робот за пестене на батерията. Пиша фърмуер за защита на апартамента (прехвърляне на изображение към компютър, детекция на движение, обход на помещението).