Kako napraviti robote kod kuće. Kako napraviti robota kod kuće: korak po korak plan akcije

Ljubitelji elektronike, ljudi zainteresirani za robotiku ne propuštaju priliku da sami dizajniraju jednostavnog ili složenog robota, uživaju u samom procesu montaže i rezultatu.

Ne postoji uvijek vrijeme i želja za čišćenje kuće, ali Moderna tehnologija omogućuju stvaranje robota za čišćenje. To uključuje robota usisavača koji satima putuje po sobama i skuplja prašinu.

Gdje početi ako želite stvoriti robota vlastitim rukama? Naravno, prve robote trebalo bi lako stvoriti. Robot, o kojem će biti riječi u današnjem članku, neće oduzeti puno vremena i ne zahtijeva posebne vještine.

Nastavljajući temu stvaranja robota vlastitim rukama, predlažem da pokušate napraviti plesnog robota iz improviziranih sredstava. Za izradu robota vlastitim rukama trebat će vam jednostavni materijali, koji se može naći u gotovo svakom domu.

Raznolikost robota nije ograničena na specifične predloške iz kojih su ovi roboti stvoreni. Ljudi uvijek smisle original zanimljive ideje kako napraviti robota. Neki stvaraju statične robotske skulpture, drugi stvaraju dinamičke robotske skulpture, o čemu će biti riječi u današnjem članku.

Svatko, čak i dijete, može napraviti robota vlastitim rukama. Robot, koji će biti opisan u nastavku, jednostavan je za stvaranje i ne zahtijeva puno vremena. Pokušat ću opisati faze stvaranja robota vlastitim rukama.

Ponekad ideje o stvaranju robota dolaze sasvim neočekivano. Ako razmišljate o tome kako natjerati robota da se kreće iz improviziranih sredstava, javlja se misao o baterijama. Ali što ako je sve puno jednostavnije i dostupnije? Pokušajmo vlastitim rukama napraviti robota mobitel kao glavni dio. Da biste stvorili vibro robota vlastitim rukama, trebat će vam sljedeće materijale:

Možete stvoriti robota vlastitim rukama od bilo čega. Na primjer, robot Belvedere, čiji je autor Andrew Wolff, temelji se na robotu usisivaču. Glavna upotreba robota je zabavljati obitelj Andrew i goste.

Poznavajući principe stvaranja robota iz improviziranih sredstava, svatko, čak i dijete, može napraviti jednostavnog robota. Na primjer, robota s CD-a, o kojem će biti riječi u ovom članku, napravilo je dijete.

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

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

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

Razmotrite 2 najjednostavnije opcije za stvaranje robota.

1. Napravimo mala bubica koji će vibrirati. Mi ćemo trebati:

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

LED diodu omotamo električnom trakom, ostavljajući njezine krajeve slobodnima. Pomoću lemilice zalemite kraj LED diode i stražnju stranu držača baterije. Zalemite drugu žicu LED-a na kontakte motora. Odmotavamo spajalice, one će biti šape bube. Zalemimo šape na motor. Šape se mogu omotati izolacijskom trakom, pa će robotska buba biti stabilnija. Žice držača baterije moraju biti spojene na žice motora. Čim se litijeva baterija ugradi u držač, buba će početi vibrirati i kretati se. U nastavku pogledajte video o stvaranju tako jednostavnog robota.

2. Izrada robota umjetnika. Mi ćemo trebati:

plastike ili kartona
motor iz dječjeg auta,
litij 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 je umetnut motor. Od 3 ruba izrezuju se 3 rupe u koje se ubacuju flomasteri. Baterija je pričvršćena na žicu motora pomoću ljepila s komadićima folije. Motor je umetnut u rupu na tijelu robota, tamo fiksiran ljepilom ili električnom trakom. Druga žica motora spojena je na bateriju. I robot umjetnik se počinje kretati!

Danas ćemo vam reći kako napraviti robota od improviziranih sredstava. Rezultirajući "high-tech android", iako hoće mala veličina i malo je vjerojatno da će vam moći pomoći u kućanskim poslovima, ali će sigurno zabaviti i djecu i odrasle.

Potrebni materijali
Da biste napravili robota vlastitim rukama, nije vam potrebno znanje nuklearna fizika. To se može učiniti kod kuće od običnih materijala koji su stalno pri ruci. Dakle, ono što nam treba:

2 komada žice
1 motor
1 AA baterija
3 štipaljke
2 komada pjenaste ploče ili sličnog materijala
2-3 glave starih četkica za zube ili nekoliko spajalica

1. Pričvrstite bateriju na motor
Pomoću pištolja za ljepilo pričvrstite komad pjenaste ploče na kućište motora. Zatim zalijepite bateriju na njega.

2. Destabilizator
Ovaj korak može izgledati zbunjujuće. Međutim, da biste napravili robota, morate ga natjerati da se kreće. Stavimo mali duguljasti komad pjenaste ploče na osovinu motora i popravimo ga pištolj za ljepilo. Ovaj dizajn će motoru dati neravnotežu, što će pokrenuti cijelog robota.

Na samom kraju destabilizatora stavite par kapi ljepila ili pričvrstite dekorativni element- to će našem stvaranju dodati individualnost i povećati amplitudu njegovih pokreta.

3. Noge
Sada morate opremiti robota donjim udovima. Ako za to koristite glave četkice za zube, zalijepite ih na dno motora. Kao sloj možete koristiti istu ploču od pjene.

4. Žice
Sljedeći korak je pričvrstiti naša dva komada žice na kontakte motora. Možete ih samo zašrafiti, ali lemljenje je još bolje, to će robota učiniti izdržljivijim.

5. Priključak baterije
Koristeći toplinski pištolj, zalijepite žicu na jedan kraj baterije. Možete odabrati bilo koju od dvije žice i bilo koju stranu baterije - polaritet u ovom slučaju nije bitan. Ako ste dobri u lemljenju, za ovaj korak možete koristiti i lem umjesto ljepila.

6. Oči
Kao oči robota sasvim je prikladan par perli koje vrućim ljepilom pričvrstimo na jedan od krajeva baterije. U ovom koraku možete pokazati svoju maštu i smisliti izgled oči prema vlastitom nahođenju.

7. Pokreni
Sada oživimo naš zanat. Uzmite slobodni kraj žice i pričvrstite ga ljepljivom trakom na nezauzeti terminal baterije. Nemojte koristiti vruće ljepilo za ovaj korak, jer vam neće dopustiti da isključite motor ako je potrebno.

Robot je spreman!

Evo kako bi naša mogla izgledati. domaći robot ako pokažeš više mašte:

I za kraj video:

Prema techcult

Iskopao sam zanimljiv članak o tome kako sami napraviti robota od jednostavnih dijelova. Objašnjenja nisu baš jasna. Ostavio sam slike, i malo ispravio objašnjenja.

Prvo pogledajte prvu sliku – što biste trebali dobiti nakon sat vremena rada. Pa, ili malo više. U svakom slučaju, nedjeljom se može nositi svatko.

Što nam je potrebno za izradu takvog robota:

Kutija šibica.
Dva kotača sa stara igračka, ili dva čepa od plastične boce.
Dva motora (po mogućnosti iste snage i napona).
Sklopka.
Prednji treći kotač, može se uzeti iz stare igračke ili plastične boce.
LED se može uzeti po volji, budući da u ovom modelu to nije bitno.
Dvije galvanske ćelije od jedan i pol volta - dvije baterije od 1,5 V
Izolacijska traka

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

Prebacite bilo koja dva položaja: uključeno / isključeno. Ako sklopku stavite kompliciranije, možete natjerati robota da se kreće naprijed i natrag mijenjajući polaritet baterija.

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

Možete uzeti i AA i AAA baterije, malo su manje, ali i lakše – robot će se kretati brže, iako će se AAA baterije brže istrošiti.

Bolje je spojiti LED kroz granični otpornik 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 "oči".

Umjesto ljepljive trake, možete uzeti ljepljivu traku - nema razlike.

Kako napraviti robota - upute korak po korak.

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

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

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

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

Zalijepimo se električnom trakom za drugi motor s kotačićem s druge strane kutije.

Budući da se naši motori nalaze na dnu kutije šibica, baterije se moraju postaviti na vrh, prirodno pričvrstiti sve ljepljivom trakom. Također dodajte prekidač.

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

Sigurno ste nakon gledanja filmova o robotima često željeli izgraditi svog suborca, ali niste znali odakle početi. Naravno, nećete moći izraditi dvonožni terminator, ali mi to nemamo za cilj. 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 se ne razlikuje puno od elektrotehnike, samo je mnogo zanimljivija, jer su ovdje također zahvaćena područja poput mehanike i programiranja. Sve komponente su lako dostupne i nisu toliko skupe. Dakle, napredak ne miruje, a mi ćemo ga iskoristiti u svoju korist.

Uvod

Tako. Što je robot? U većini slučajeva ovo automatski uređaj, koji reagira na bilo kakve radnje okoliš. Robotima može upravljati čovjek ili izvoditi unaprijed programirane radnje. Obično 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 široko se koriste AVR mikrokontroleri. Oni su daleko najdostupniji i na internetu možete pronaći mnogo primjera na temelju ovih MK-ova. Za rad s mikrokontrolerima morate znati programirati na asembleru ili C-u te imati osnovno znanje o digitalnoj i analognoj elektronici. U našem projektu koristit ćemo C. Programiranje za MK se ne razlikuje puno od programiranja na računalu, sintaksa jezika je ista, većina funkcija je praktički ista, a nove su prilično jednostavne za učenje i zgodne za korištenje.

Što trebamo

Za početak, naš robot će moći jednostavno zaobići prepreke, odnosno ponoviti normalno ponašanje većine životinja u prirodi. Sve što nam je potrebno za izradu takvog robota može se pronaći u radnjama radiotehnike. Odlučimo kako će se naš robot kretati. Mislim da su najuspješnije gusjenice koje se koriste u tenkovima, ovo je najprikladnije rješenje, jer gusjenice imaju veću sposobnost prolaska od kotača automobila i prikladnije ih je kontrolirati (okrenuti , dovoljno je rotirati staze u različitim smjerovima). Stoga će vam trebati svaki spremnik za igračke koji ima gusjenice koje se rotiraju neovisno jedna o drugoj, možete kupiti u bilo kojoj trgovini igračaka po razumnoj cijeni. Od ovog spremnika trebate samo platformu s gusjenicama i motore s mjenjačima, ostatak možete sigurno odvrnuti i baciti. Također nam je potreban mikrokontroler, moj izbor je pao na ATmega16 - ima dovoljno portova za povezivanje senzora i perifernih uređaja, 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 krenuti s njim, već s napajanjem mozga robota. Pravilna prehrana je jamstvo zdravlja, pa ćemo početi s tim kako pravilno hraniti našeg robota, jer početnici u izradi robota obično griješe u tome. A kako bi naš robot radio normalno, morate koristiti stabilizator napona. Preferiram čip L7805 - dizajniran je za izlaz stabilnog napona od 5V, što je potrebno našem mikrokontroleru. Ali zbog činjenice da je pad napona na ovom čipu oko 2,5 V, na njega se mora isporučiti minimalno 7,5 V. Zajedno s ovim stabilizatorom, elektrolitski kondenzatori se koriste za izglađivanje valovitosti napona, a dioda mora biti uključena u krug kako bi se zaštitila od promjene polariteta.

Sada možemo raditi na našem mikrokontroleru. Kućište MK-a 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. RESET izlaz (9. krak MK) povlači otpornik R1 na "plus" izvora napajanja - to se mora učiniti! U suprotnom, vaš MK se može nenamjerno resetirati ili, drugim riječima, otkazati. Također je poželjno, ali nije obavezno, spojiti RESET preko keramičkog kondenzatora C1 na masu. Na dijagramu možete vidjeti i elektrolit od 1000 uF, on vas spašava od padova napona kada motori rade, što će također pozitivno utjecati na rad mikrokontrolera. Kristalni rezonator X1 i kondenzatori C2, C3 trebaju biti postavljeni što bliže pinovama XTAL1 i XTAL2.

Neću govoriti o tome kako flashati MK, jer o tome možete pročitati na Internetu. Program ćemo napisati u C-u, ja sam izabrao CodeVisionAVR kao programsko okruženje. To je prilično zgodno okruženje i korisno za početnike jer ima ugrađeni čarobnjak za generiranje koda.

Kontrola motora

Ne manje od važna komponenta u našem robotu je pokretač motora, što nam olakšava upravljanje njime. Nikada i ni pod kojim uvjetima motori se ne smiju spajati izravno na MK! Općenito, moćna 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 određeni čip s indeksom "D", jer ima ugrađene diode za zaštitu od preopterećenja. Ovim je čipom vrlo lako upravljati i lako ga je nabaviti u trgovinama radiotehnike. Dostupan je u dva DIP i SOIC paketa. Koristit ćemo u DIP paketu zbog jednostavnosti montaže na ploču. L293D ima odvojeno napajanje motora i logike. 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 ova kanala, odnosno dva motora se mogu spojiti na jedan mikro krug. Ali da budemo sigurni, spojit ćemo kanale, a onda nam je potreban jedan mikrofon za svaki motor. Iz toga slijedi da će L293D moći izdržati 1,2 A. Da biste to postigli, trebate kombinirati noge mikro, kao što je prikazano na dijagramu. Mikrokrug radi na sljedeći način: kada se logička "0" primjenjuje na IN1 i IN2, a logička jedinica na IN3 i IN4, motor se rotira 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. Povezujemo ih i spajamo na "plus" napajanje iz stabilizatora. Budući da se mikrosklop zagrijava tijekom rada, a ugradnja radijatora je problematična na ovu vrstu kućišta, uklanjanje topline osiguravaju GND noge - bolje ih je lemiti na širokom kontaktnom području. To je sve što prvi put trebate znati o vozačima motora.

Senzori prepreka

Kako bi naš robot mogao navigirati i ne bi se zabio u sve, na njega ćemo ugraditi dva infracrvena senzora. Najjednostavniji senzor sastoji se od IR diode koja emitira u infracrvenom spektru i fototranzistora koji će primati signal od IR diode. Princip je sljedeći: kada ispred senzora nema prepreke, IR zrake ne padaju na fototranzistor i on se ne otvara. Ako se ispred senzora nalazi prepreka, tada se zrake iz 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 stranih signala s drugih uređaja, senzor može slučajno proraditi. Modulacija signala može zaštititi od smetnji, ali za sada se nećemo zamarati time. Za početak, to je dovoljno.

Firmware robota

Da biste oživjeli robota, morate napisati firmware za njega, odnosno program koji bi uzimao očitanja sa senzora i upravljačkih motora. Moj program je najjednostavniji, ne sadrži složene strukture i svi će razumjeti. Sljedeća dva retka uključuju datoteke zaglavlja za naš mikrokontroler i naredbe za generiranje kašnjenja:

#uključiti
#uključiti

Sljedeći redovi su uvjetni jer vrijednosti PORTC-a 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 zapisnik. "1", a 0x00 je zapisnik. "0". Sljedećom konstrukcijom provjeravamo postoji li prepreka ispred robota i na kojoj je strani: ako (!(PINB & (1<

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

Zaključak

Pokrio sam većinu aspekata koji će vam pomoći da izgradite svog prvog robota. Ali robotika tu ne prestaje. Ako sastavite ovog robota, tada ćete imati 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 škodi ugradnja enkodera - jednostavnog uređaja koji će vam pomoći da točno pozicionirate i znate lokaciju vašeg robota u prostoru. Radi preglednosti, moguće je ugraditi zaslon u boji ili monokromatski koji može prikazati korisne informacije - razinu napunjenosti baterije, udaljenost do prepreke, razne informacije o otklanjanju pogrešaka. Poboljšanje senzora neće smetati - ugradnja TSOP-a (to su IR prijemnici koji percipiraju signal samo određene frekvencije) umjesto konvencionalnih fototranzistora. Osim infracrvenih senzora, postoje i ultrazvučni, koji su skuplji, a također nisu bez nedostataka, ali u posljednje vrijeme postaju sve popularniji među graditeljima robota. Kako bi robot reagirao na zvuk, bilo bi lijepo ugraditi mikrofone s pojačalom. Ali stvarno zanimljiva stvar, mislim, je instaliranje kamere i programiranje strojnog vida na temelju nje. Postoji skup posebnih OpenCV knjižnica 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 DIP-40 pakiranju>

L7805 u paketu TO-220

L293D u DIP-16 pakiranju x2 kom.

otpornici snage 0,25 W s denominacijama: 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

16 MHz kvarcni rezonator

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

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

Firmware kod:

/******************************************************* **** **** Firmware za robota Vrsta MK-a: ATmega16 Frekvencija takta: 16.000000 MHz Ako imate drugu kvarcnu frekvenciju, to se mora navesti u postavkama okruženja: Projekt -> Konfiguriraj -> "C kompajler" kartica ****** ************************************************ *******/ #include #uključiti void main(void) ( //Postavi portove za ulaz //Kroz ove portove primamo signale od senzora DDRB=0x00; //Uključi pull-up otpornike PORTB=0xFF; //Postavi portove za izlaz //Kroz ove portove mi upravljanje DDRC motorima =0xFF; //Glavna petlja programa. Ovdje čitamo vrijednosti sa senzora //i upravljamo motorima dok (1) ( //Pomakni naprijed PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; ako je (!(PINB & (1<O mom robotu

Trenutno je moj robot skoro gotov.

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