Come fare i robot in casa. Come realizzare un robot in casa: un piano d'azione passo dopo passo

Amanti dell'elettronica, le persone interessate alla robotica non perdono l'occasione di progettare da soli un robot semplice o complesso, godersi il processo di assemblaggio stesso e il risultato.

Non c'è sempre tempo e voglia di pulire la casa, ma tecnologia moderna consentono di creare robot di pulizia. Questi includono un robot aspirapolvere che viaggia per ore nelle stanze e raccoglie la polvere.

Da dove cominciare se vuoi creare un robot con le tue mani? Naturalmente, i primi robot dovrebbero essere facili da creare. Il robot, di cui parleremo nell'articolo di oggi, non richiederà molto tempo e non richiede abilità speciali.

Continuando il tema della creazione di robot con le proprie mani, suggerisco di provare a creare un robot danzante con mezzi improvvisati. Per creare un robot con le tue mani avrai bisogno materiali semplici, che può essere trovato in quasi tutte le case.

La varietà di robot non si limita ai modelli specifici da cui vengono creati questi robot. Le persone escogitano sempre l'originale idee interessanti come fare un robot. Alcuni creano sculture robotiche statiche, altri creano sculture robotiche dinamiche, di cui parleremo nell'articolo di oggi.

Chiunque, anche un bambino, può realizzare un robot con le proprie mani. Il robot, che verrà descritto di seguito, è facile da creare e non richiede molto tempo. Proverò a descrivere le fasi della creazione di un robot con le mie mani.

A volte l'idea di creare un robot arriva inaspettatamente. Se pensi a come far muovere un robot da mezzi improvvisati, nasce il pensiero delle batterie. Ma cosa accadrebbe se tutto fosse molto più semplice e accessibile? Proviamo a creare un robot con le nostre mani usando cellulare come parte principale. Per creare un robot vibro con le tue mani, avrai bisogno i seguenti materiali:

Puoi creare un robot con le tue mani da qualsiasi cosa. Ad esempio, il robot Belvedere, scritto da Andrew Wolff, si basa su un robot aspirapolvere. L'uso principale del robot è quello di intrattenere la famiglia Andrew e gli ospiti.

Conoscendo i principi della creazione di robot con mezzi improvvisati, chiunque, anche un bambino, può realizzare un semplice robot. Ad esempio, il robot del CD, di cui parleremo in questo articolo, è stato realizzato da un bambino.

In un'era di innovazione, i robot non sono più macchine stravaganti. Tuttavia, probabilmente rimarrai sorpreso: Si può realizzare un robot in casa?

Indubbiamente, è piuttosto difficile creare un robot con un design complesso, microelementi, circuiti e programmi. E non si può fare a meno delle conoscenze di fisica, meccanica, elettronica e programmazione. Tuttavia, il robot più semplice può essere realizzato a mano.

Robot- una macchina che deve eseguire automaticamente qualsiasi azione. Ma per un robot fatto in casa, il compito più semplice è spostarsi.

Considera 2 opzioni più semplici per creare un robot.

1. Facciamo piccolo insetto che vibrerà. Avremo bisogno:

motore da un'auto per bambini,
batteria al litio CR2032 (tablet);
portabatteria,
graffette,
nastro isolante,
saldatore,
Diodo ad emissione luminosa.

Avvolgiamo il LED con del nastro isolante, lasciando libere le estremità. Utilizzando un saldatore, saldare l'estremità del LED e il retro del portabatteria. Saldare l'altro filo del LED ai contatti del motore. Spieghiamo le graffette, saranno le zampe dell'insetto. Saldiamo le zampe al motore. Le zampe possono essere avvolte con del nastro isolante, quindi lo scarabeo robotico sarà più stabile. I fili del portabatteria devono essere collegati ai fili del motore. Non appena la batteria al litio è installata nel supporto, lo scarabeo inizierà a vibrare e muoversi. Guarda il video sulla creazione di un robot così semplice di seguito.

2. Fare un artista robot. Avremo bisogno:

plastica o cartone
motore da un'auto per bambini,
batteria al litio CR2032,
3 segnalini,
nastro, pellicola,
colla.

Dalla plastica o dal cartone, è necessario ritagliare una forma per il futuro robot: un triangolo tridimensionale. Al centro viene praticato un foro in cui è inserito il motore. Da 3 bordi, vengono ritagliati 3 fori, dove vengono inseriti i pennarelli. Una batteria è attaccata al filo del motore usando la colla con pezzi di pellicola. Il motore viene inserito nel foro nel corpo del robot, fissato lì con colla o nastro isolante. Il secondo filo del motore è collegato alla batteria. E l'artista robot inizia a muoversi!

Oggi ti diremo come realizzare un robot con mezzi improvvisati. Il risultante "androide high-tech", anche se lo farà taglia piccola ed è improbabile che possa aiutarti con i lavori domestici, ma divertirà sicuramente sia i bambini che gli adulti.

Materiali necessari
Per creare un robot con le tue mani, non hai bisogno di conoscenze fisica Nucleare. Questo può essere fatto a casa da materiali ordinari che sono costantemente a portata di mano. Allora di cosa abbiamo bisogno:

2 pezzi di filo
1 motore
1 batteria AA
3 puntine
2 pezzi di cartone espanso o materiale simile
2-3 testine di vecchi spazzolini da denti o alcune graffette

1. Collegare la batteria al motore
Usando una pistola per colla, attacca un pezzo di schiuma all'alloggiamento del motore. Quindi incollare la batteria su di esso.

2. Destabilizzante
Questo passaggio può sembrare confuso. Tuttavia, per creare un robot, devi farlo muovere. Mettiamo un piccolo pezzo oblungo di schiuma sull'asse del motore e lo fissiamo con pistola a colla. Questo design darà al motore uno squilibrio, che metterà in moto l'intero robot.

Alla fine del destabilizzatore, metti un paio di gocce di colla o attaccane un po' elemento decorativo- questo aggiungerà individualità alla nostra creazione e aumenterà l'ampiezza dei suoi movimenti.

3. Gambe
Ora devi equipaggiare il robot con gli arti inferiori. Se usi le testine dello spazzolino per questo, incollale sul fondo del motore. Come strato, puoi usare lo stesso pannello di gommapiuma.

4. Fili
Il prossimo passo è attaccare i nostri due pezzi di filo ai contatti del motore. Puoi semplicemente avvitarli, ma saldarli è ancora meglio, questo renderà il robot più resistente.

5. Collegamento della batteria
Usando una pistola termica, incolla il filo a un'estremità della batteria. Puoi scegliere uno qualsiasi dei due fili e entrambi i lati della batteria: la polarità non ha importanza in questo caso. Se sei bravo a saldare, puoi anche usare la saldatura al posto della colla per questo passaggio.

6. Occhi
Come gli occhi del robot, è abbastanza adatto un paio di perline, che attacciamo con colla a caldo a una delle estremità della batteria. A questo punto, puoi mostrare la tua immaginazione e inventare aspetto occhi a tua discrezione.

7. Avvia
Ora diamo vita al nostro mestiere. Prendi l'estremità libera del cavo e fissala al terminale della batteria non occupato con del nastro adesivo. Non utilizzare adesivo hot melt per questo passaggio, perché non ti permetterà di spegnere il motore se necessario.

Il robot è pronto!

Ecco come potrebbe essere il nostro. robot fatto in casa se mostri più immaginazione:

E per finire un video:

Secondo Techcult

Ho scovato un articolo interessante su come realizzare un robot da soli con parti semplici. Le spiegazioni non sono molto chiare. Ho lasciato le immagini e corretto un po' le spiegazioni.

Per prima cosa, guarda la prima immagine: cosa dovresti ottenere dopo un'ora di lavoro. Bene, o un po' di più. In ogni caso, chiunque può gestire la domenica.

Cosa ci serve per costruire un robot del genere:

Scatola di fiammiferi.
Due ruote con vecchio giocattolo o due tappi di sughero da una bottiglia di plastica.
Due motori (preferibilmente la stessa potenza e tensione).
Interruttore.
Terza ruota anteriore, può essere presa da un vecchio giocattolo o da una bottiglia di plastica.
Il LED può essere preso a piacimento, poiché in questo modello non ha molta importanza.
Due celle galvaniche da un volt e mezzo - due batterie da 1,5 V
Nastro isolante

Vengono presi due motori perché i motori hanno sempre un asse su un solo lato. Ed è più facile prendere due motori che smontare l'asse dal motore e sostituirlo con uno più lungo in modo che fuoriesca da entrambi i lati del motore. Anche se in linea di principio è del tutto possibile. Quindi il secondo motore non è necessario.

Commutare due posizioni qualsiasi: acceso/spento. Se metti l'interruttore più complicato, puoi far muovere il robot sia avanti che indietro cambiando la polarità delle batterie.

Puoi fare a meno di un interruttore e semplicemente attorcigliare i fili in modo che il robot vada.

Puoi prendere sia batterie AA che AAA, sono un po' più piccole, ma anche più leggere: il robot si muoverà più velocemente, anche se le batterie AAA si esauriranno più velocemente.

È meglio collegare il LED tramite un resistore limitatore da 20-50 ohm e renderlo a forma di faro, davanti. O come un faro - sopra il robot. Puoi collegare due LED: saranno come "occhi".

Invece del nastro adesivo, puoi prendere lo scotch, nessuna differenza.

Come realizzare un robot: istruzioni passo passo.

Abbiamo bisogno di ruote o, in loro assenza, allegare coperture da bottiglie di plastica. Puoi farlo con la colla o premendo la testa nel foro. Puoi usare un saldatore: sarà meglio resistere.

Le bottiglie di plastica sono spesso realizzate in polietilene, non puoi incollarle con la normale colla. Una pistola per colla funziona benissimo.

Ti ricordo che è meglio prendere le stesse ruote e gli stessi motori. In caso contrario, il robot non andrà dritto. Nella foto, i motori sono diversi ed è improbabile che questo robot guidi in linea retta, molto probabilmente in cerchio.

Ora, usando del nastro adesivo, devi attaccare uno dei motori alla scatola di fiammiferi. Il supporto dovrebbe essere solo la metà delle dimensioni della scatola, poiché ci sarà anche un secondo motore sull'altro lato.

Ci aggrappiamo con del nastro isolante al secondo motore con una ruota sull'altro lato della scatola.

Poiché i nostri motori si trovano nella parte inferiore della scatola di fiammiferi, le batterie devono essere posizionate sopra, fissando naturalmente il tutto con del nastro adesivo. Aggiungi anche un interruttore.

Crea un robot molto semplice Vediamo a cosa serve crea un robot a casa, per comprendere le basi della robotica.

Sicuramente, dopo aver visto film sui robot, spesso volevi costruire il tuo compagno d'armi, ma non sapevi da dove cominciare. Ovviamente non sarai in grado di costruire un terminatore bipede, ma non miriamo a questo. Chi sa tenere in mano correttamente un saldatore può assemblare un semplice robot e questo non richiede una profonda conoscenza, anche se non interferirà. La robotica amatoriale non è molto diversa dall'ingegneria dei circuiti, solo molto più interessante, perché anche aree come la meccanica e la programmazione sono interessate qui. Tutti i componenti sono prontamente disponibili e non sono così costosi. Quindi il progresso non si ferma e lo useremo a nostro vantaggio.

introduzione

Così. Cos'è un robot? Nella maggior parte dei casi questo dispositivo automatico, che reagisce a qualsiasi azione ambiente. I robot possono essere controllati da un essere umano o eseguire azioni preprogrammate. Tipicamente, il robot ha una varietà di sensori (distanza, angolo di rotazione, accelerazione), videocamere, manipolatori. La parte elettronica del robot è costituita da un microcontrollore (MC), un microcircuito che contiene un processore, un generatore di clock, varie periferiche, RAM e memoria permanente. Esiste un numero enorme di diversi microcontrollori nel mondo per diverse applicazioni e potenti robot possono essere assemblati sulla base. Per gli edifici amatoriali, i microcontrollori AVR sono ampiamente utilizzati. Sono di gran lunga i più accessibili e su Internet puoi trovare molti esempi basati su questi MK. Per lavorare con i microcontrollori è necessario essere in grado di programmare in assembler o C e avere una conoscenza di base dell'elettronica digitale e analogica. Nel nostro progetto utilizzeremo C. La programmazione per MK non è molto diversa dalla programmazione su un computer, la sintassi del linguaggio è la stessa, la maggior parte delle funzioni sono praticamente le stesse e quelle nuove sono abbastanza facili da imparare e comode da usare.

Di cosa abbiamo bisogno

Per cominciare, il nostro robot sarà in grado di aggirare semplicemente gli ostacoli, cioè ripetere il comportamento normale della maggior parte degli animali in natura. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno per costruire un robot del genere può essere trovato nei negozi di ingegneria radiofonica. Decidiamo come si muoverà il nostro robot. I più riusciti, credo, sono i cingoli che si usano nei carri armati, questa è la soluzione più comoda, perché i cingoli hanno una capacità di cross-country maggiore rispetto alle ruote dell'auto ed è più comodo controllarli (per girare , è sufficiente ruotare i binari in diverse direzioni). Pertanto, avrai bisogno di qualsiasi carro armato giocattolo con cingoli che ruotino indipendentemente l'uno dall'altro, puoi acquistarne uno in qualsiasi negozio di giocattoli a un prezzo ragionevole. Da questo serbatoio ti serve solo una piattaforma con cingoli e motori con riduttori, puoi tranquillamente svitare il resto e buttarlo via. Abbiamo anche bisogno di un microcontrollore, la mia scelta è caduta sull'ATmega16: ha abbastanza porte per collegare sensori e periferiche e in generale è abbastanza conveniente. Dovrai anche acquistare alcuni componenti radio, un saldatore, un multimetro.

Realizzare una tavola con MK

Nel nostro caso, il microcontrollore svolgerà le funzioni del cervello, ma non inizieremo con esso, ma con l'alimentazione del cervello del robot. Nutrizione appropriataè una garanzia di salute, quindi inizieremo con come nutrire correttamente il nostro robot, perché i costruttori di robot inesperti di solito commettono errori su questo. E affinché il nostro robot funzioni normalmente, è necessario utilizzare uno stabilizzatore di tensione. Preferisco il chip L7805: è progettato per emettere una tensione stabile di 5 V, che è ciò di cui il nostro microcontrollore ha bisogno. Ma poiché la caduta di tensione su questo chip è di circa 2,5 V, è necessario fornire un minimo di 7,5 V. Insieme a questo stabilizzatore, i condensatori elettrolitici vengono utilizzati per attenuare le increspature di tensione e un diodo deve essere incluso nel circuito per proteggere dall'inversione di polarità.

Ora possiamo lavorare sul nostro microcontrollore. Il case dell'MK è DIP (è più comodo da saldare) e ha quaranta pin. A bordo c'è un ADC, PWM, USART e tante altre cose che per ora non useremo. Diamo un'occhiata ad alcuni nodi importanti. L'uscita RESET (la nona gamba dell'MK) viene portata dal resistore R1 al "più" della fonte di alimentazione: questo deve essere fatto! Altrimenti, il tuo MK potrebbe ripristinarsi involontariamente o, in altre parole, fallire. È anche desiderabile, ma non obbligatorio, collegare RESET tramite il condensatore ceramico C1 a terra. Nel diagramma puoi anche vedere un elettrolita da 1000 uF, ti salva dalle cadute di tensione quando i motori sono in funzione, il che avrà anche un effetto positivo sul funzionamento del microcontrollore. Il risonatore a cristallo X1 e i condensatori C2, C3 devono essere posizionati il più vicino possibile ai pin XTAL1 e XTAL2.

Non parlerò di come eseguire il flashing di MK, dal momento che puoi leggerlo su Internet. Scriveremo il programma in C, ho scelto CodeVisionAVR come ambiente di programmazione. È un ambiente abbastanza utile e utile per i principianti perché ha una procedura guidata di generazione del codice integrata.

Controllo del motore

Non meno di componente importante nel nostro robot c'è un driver del motore, che ci rende più facile controllarlo. Mai e in nessun caso i motori devono essere collegati direttamente all'MK! In generale, i carichi potenti non possono essere controllati direttamente dal microcontrollore, altrimenti si bruceranno. Usa i transistor chiave. Per il nostro caso, esiste un chip speciale: L293D. In progetti così semplici, cerca sempre di utilizzare questo particolare chip con l'indice "D", poiché ha diodi integrati per la protezione da sovraccarico. Questo chip è molto facile da gestire e facile da trovare nei negozi di ingegneria radiofonica. È disponibile in due pacchetti DIP e SOIC. Utilizzeremo in un pacchetto DIP a causa della facilità di montaggio sulla scheda. L'L293D ha alimentatori separati per motore e logica. Pertanto, alimenteremo il microcircuito stesso dallo stabilizzatore (ingresso VSS) e i motori direttamente dalle batterie (ingresso VS). L293D può sopportare un carico di 600 mA per canale e ha due di questi canali, ovvero due motori possono essere collegati a un microcircuito. Ma per essere sicuri, combineremo i canali e poi avremo bisogno di un microfono per ogni motore. Ne consegue che l'L293D sarà in grado di resistere a 1,2 A. Per ottenere ciò, è necessario unire le gambe del micro, come mostrato nel diagramma. Il microcircuito funziona come segue: quando viene applicato uno "0" logico a IN1 e IN2 e un'unità logica viene applicata a IN3 e IN4, il motore ruota in una direzione e, se i segnali sono invertiti, viene applicato uno zero logico, quindi il motore inizierà a ruotare nella direzione opposta. I pin EN1 e EN2 sono responsabili dell'attivazione di ciascun canale. Li colleghiamo e li colleghiamo all'alimentatore "più" dallo stabilizzatore. Poiché il microcircuito si riscalda durante il funzionamento e l'installazione dei radiatori è problematica su questo tipo di custodia, la rimozione del calore è fornita dalle gambe GND: è meglio saldarle su un'ampia area di contatto. Questo è tutto ciò che devi sapere per la prima volta sui conducenti di motori.

Sensori di ostacolo

In modo che il nostro robot possa navigare e non schiantarsi contro tutto, installeremo due sensori a infrarossi su di esso. Il sensore più semplice è costituito da un diodo IR che emette nello spettro infrarosso e da un fototransistor che riceverà un segnale dal diodo IR. Il principio è questo: quando non c'è nessun ostacolo davanti al sensore, i raggi IR non cadono sul fototransistor e non si apre. Se c'è un ostacolo davanti al sensore, i raggi da esso vengono riflessi e cadono sul transistor: si apre e la corrente inizia a fluire. Lo svantaggio di tali sensori è che possono reagire in modo diverso varie superfici e non sono protetti da interferenze - da segnali estranei provenienti da altri dispositivi, il sensore potrebbe funzionare accidentalmente. La modulazione del segnale può proteggere dalle interferenze, ma per ora non ci preoccuperemo di questo. Tanto per cominciare, basta.

Firmware del robot

Per far rivivere il robot, è necessario scrivere un firmware per esso, ovvero un programma che rilevi letture da sensori e motori di controllo. Il mio programma è il più semplice, non contiene strutture complesse e tutti capiranno. Le prossime due righe includono file di intestazione per il nostro microcontrollore e comandi per generare ritardi:

#includere
#includere

Le seguenti righe sono condizionali perché i valori PORTC dipendono da come hai collegato il driver del motore al tuo microcontrollore:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Un valore di 0xFF significa che l'output sarà un registro. "1" e 0x00 è un registro. "0". Con la seguente costruzione, controlliamo se c'è un ostacolo davanti al robot e da che parte si trova: if (!(PINB & (1<

Se la luce di un diodo IR colpisce il fototransistor, viene impostato un registro sulla gamba del microcontrollore. "0" e il robot inizia ad indietreggiare per allontanarsi dall'ostacolo, poi si gira per non urtare nuovamente l'ostacolo e poi avanza di nuovo. Poiché abbiamo due sensori, controlliamo la presenza di un ostacolo due volte, a destra ea sinistra, e quindi possiamo scoprire da che parte si trova l'ostacolo. Il comando "delay_ms(1000)" indica che trascorrerà un secondo prima che inizi l'esecuzione del comando successivo.

Conclusione

Ho coperto la maggior parte degli aspetti che ti aiuteranno a costruire il tuo primo robot. Ma la robotica non finisce qui. Se assembli questo robot, avrai molte opportunità per espanderlo. Puoi migliorare l'algoritmo del robot, ad esempio cosa fare se l'ostacolo non è su un lato, ma proprio davanti al robot. Inoltre, non fa male installare un codificatore, un semplice dispositivo che ti aiuterà a posizionare con precisione e conoscere la posizione del tuo robot nello spazio. Per chiarezza, è possibile installare un display a colori o monocromatico in grado di mostrare informazioni utili: livello di carica della batteria, distanza da un ostacolo, varie informazioni di debug. Il miglioramento dei sensori non interferirà: l'installazione di TSOP (si tratta di ricevitori IR che percepiscono un segnale di solo una certa frequenza) invece dei fototransistor convenzionali. Oltre ai sensori a infrarossi, ci sono quelli ad ultrasuoni, che sono più costosi e anche non privi di inconvenienti, ma recentemente stanno guadagnando popolarità tra i costruttori di robot. Affinché il robot risponda al suono, sarebbe bello installare microfoni con un amplificatore. Ma la cosa davvero interessante, credo, sia l'installazione della telecamera e la programmazione della visione artificiale basata su di essa. C'è una serie di librerie OpenCV speciali con le quali puoi programmare il riconoscimento facciale, i movimenti sui beacon colorati e molte altre cose interessanti. Tutto dipende dalla tua immaginazione e abilità.

Elenco dei componenti:

ATmega16 nel pacchetto DIP-40>

L7805 nel pacchetto TO-220

L293D in confezione DIP-16 x2 pz.

resistori con una potenza di 0,25 W con denominazioni: 10 kOhm x1 pz., 220 Ohm x4 pz.

condensatori ceramici: 0,1 uF, 1 uF, 22 pF

condensatori elettrolitici: 1000 uF x 16 V, 220 uF x 16 V x2 pz.

diodo 1N4001 o 1N4004

Risuonatore al quarzo da 16 MHz

Diodi IR: qualsiasi nella quantità di due pezzi andrà bene.

fototransistor, anche qualsiasi, ma che reagiscono solo alla lunghezza d'onda dei raggi IR

Codice firmware:

/************************************************** **** **** Firmware per il robot Tipo di MK: ATmega16 Frequenza di clock: 16.000000 MHz Se hai una frequenza di quarzo diversa, devi specificarla nelle impostazioni dell'ambiente: Progetto -> Configura -> "Compiler C " scheda ****** *********************************************** **********/ #includere #includere void main(void) ( //Imposta le porte per l'ingresso //Attraverso queste porte riceviamo segnali dai sensori DDRB=0x00; //Attiva i resistori di pull-up PORTB=0xFF; //Imposta le porte per l'uscita //Attraverso questi porte controlliamo i motori DDRC =0xFF; //Ciclo principale del programma.Qui leggiamo i valori dai sensori //e controlliamo i motori mentre (1) ( //Sposta in avanti PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; se (!(PINB & (1<Sul mio robot

Al momento il mio robot è quasi completo.

Ha una telecamera wireless, un sensore di distanza (sia la telecamera che questo sensore sono installati su una torre rotante), un sensore di ostacoli, un codificatore, un ricevitore di segnale dal telecomando e un'interfaccia RS-232 per il collegamento a un computer. Funziona in due modalità: autonoma e manuale (riceve i segnali di controllo dal telecomando), la fotocamera può anche essere accesa/spenta da remoto o dal robot stesso per risparmiare la carica della batteria. Sto scrivendo un firmware per la protezione dell'appartamento (trasferimento dell'immagine su un computer, rilevamento del movimento, deviazione dei locali).