Cum să faci roboți acasă. Cum să faci un robot acasă: un plan de acțiune pas cu pas

Iubitorii de electronică, cei interesați de robotică nu ratează ocazia de a proiecta singuri un robot simplu sau complex, se bucură de procesul de asamblare în sine și de rezultat.

Nu întotdeauna există timp și dorință de a face curat în casă, dar tehnologie moderna vă permit să creați roboți de curățare. Printre acestea se numără un robot aspirator care călătorește prin camere ore întregi și colectează praful.

De unde să începi dacă vrei să creezi un robot cu propriile mâini? Desigur, primii roboți ar trebui să fie ușor de creat. Robotul, despre care va fi discutat în articolul de astăzi, nu va dura mult timp și nu necesită abilități speciale.

Continuând tema creării roboților cu propriile mâini, vă sugerez să încercați să faceți un robot dansator din mijloace improvizate. Pentru a crea un robot cu propriile mâini, veți avea nevoie materiale simple, care poate fi găsit în aproape orice casă.

Varietatea roboților nu se limitează la șabloanele specifice din care sunt creați acești roboți. Oamenii vin mereu cu original idei interesante cum sa faci un robot. Unii creează sculpturi robotice statice, alții creează sculpturi robot dinamice, despre care vor fi discutate în articolul de astăzi.

Oricine, chiar și un copil, poate face un robot cu propriile mâini. Robotul, care va fi descris mai jos, este ușor de creat și nu necesită mult timp. Voi încerca să dau o descriere a etapelor creării unui robot cu propriile mele mâini.

Uneori, ideile de a crea un robot vin destul de neașteptat. Dacă te gândești cum să faci un robot să se miște din mijloace improvizate, apare gândul la baterii. Dar dacă totul este mult mai simplu și mai accesibil? Să încercăm să facem un robot cu propriile noastre mâini folosind telefon mobil ca parte principală. Pentru a crea un robot vibro cu propriile mâini, veți avea nevoie următoarele materiale:

Puteți crea un robot cu propriile mâini din orice. De exemplu, robotul Belvedere, scris de Andrew Wolff, se bazează pe un robot aspirator. Principala utilizare a robotului este de a distra familia Andrew și oaspeții.

Cunoscând principiile creării roboților din mijloace improvizate, oricine, chiar și un copil, poate face un robot simplu. De exemplu, robotul de pe CD, despre care vom discuta în acest articol, a fost realizat de un copil.

Într-o epocă a inovației, roboții nu mai sunt mașini ciudate. Cu toate acestea, probabil vei fi surprins: Se poate face un robot acasă?

Fără îndoială, este destul de dificil să creezi un robot cu un design complex, microelemente, circuite și programe. Și nu se poate face fără cunoștințe de fizică, mecanică, electronică și programare. Cu toate acestea, cel mai simplu robot poate fi realizat manual.

Robot- o mașină care trebuie să efectueze automat orice acțiune. Dar pentru un robot de casă, sarcina mai ușoară este să se miște.

Luați în considerare 2 cele mai simple opțiuni pentru a crea un robot.

1. Să facem mic bug care va vibra. Noi vom avea nevoie:

motor de la o mașină pentru copii,
baterie cu litiu CR2032 (tabletă);
suport de baterie,
agrafe,
banda izolatoare,
ciocan de lipit,
Dioda electro luminiscenta.

Învelim LED-ul cu bandă electrică, lăsându-i capetele libere. Folosind un fier de lipit, lipiți capătul LED-ului și partea din spate a suportului bateriei. Lipiți celălalt fir al LED-ului la contactele motorului. Desfacem agrafele, vor fi labele insectei. Lipim labele la motor. Labele pot fi înfășurate cu bandă electrică, astfel încât gândacul robot va fi mai stabil. Firele suportului bateriei trebuie conectate la firele motorului. De îndată ce bateria cu litiu este instalată în suport, gândacul va începe să vibreze și să se miște. Urmăriți mai jos videoclipul despre crearea unui robot atât de simplu.

2. Realizarea unui artist robot. Noi vom avea nevoie:

plastic sau carton
motor de la o mașină pentru copii,
baterie cu litiu CR2032,
3 markere,
bandă, folie,
lipici.

Din plastic sau carton, este necesar să tăiați o formă pentru viitorul robot - un triunghi tridimensional. O gaură este tăiată în centru în care este introdus motorul. Din 3 margini se decupează 3 găuri, unde se introduc pixuri cu pâslă. O baterie este atașată la firul motorului folosind adeziv cu bucăți de folie. Motorul este introdus în orificiul din corpul robotului, fixat acolo cu lipici sau bandă electrică. Al doilea fir de motor este conectat la baterie. Și artistul robot începe să se miște!

Astăzi vă vom spune cum să faceți un robot din mijloace improvizate. Rezultatul „android de înaltă tehnologie”, deși va fi mărime micăși este puțin probabil să te poată ajuta cu treburile casnice, dar cu siguranță va distra atât copiii, cât și adulții.

Materiale necesare
Pentru a face un robot cu propriile mâini, nu aveți nevoie de cunoștințe fizica nucleara. Acest lucru se poate face acasă din materiale obișnuite care sunt în mod constant la îndemână. Deci de ce avem nevoie:

2 bucăți de sârmă
1 motor
1 baterie AA
3 ace
2 bucăți de placă de spumă sau material similar
2-3 capete de periuțe de dinți vechi sau câteva agrafe

1. Atașați bateria la motor
Folosind un pistol de lipici, atașați o bucată de placă de spumă pe carcasa motorului. Apoi lipiți bateria pe ea.

2. Destabilizator
Acest pas poate părea confuz. Cu toate acestea, pentru a face un robot, trebuie să-l faci să se miște. Punem o bucată mică alungită de placă de spumă pe axa motorului și o fixăm cu pistol de lipit. Acest design va da motorului un dezechilibru, care va pune în mișcare întregul robot.

La capătul destabilizatorului, puneți câteva picături de lipici sau atașați câteva element decorativ- acest lucru va adăuga individualitate creației noastre și va crește amplitudinea mișcărilor sale.

3. Picioare
Acum trebuie să echipați robotul cu membre inferioare. Dacă utilizați capete de periuță de dinți pentru aceasta, lipiți-le pe partea de jos a motorului. Ca strat, puteți folosi aceeași placă de spumă.

4. Fire
Următorul pas este să atașăm cele două bucăți de sârmă ale noastre la contactele motorului. Puteți să le înșurubați, dar lipirea lor este și mai bună, acest lucru va face robotul mai durabil.

5. Conexiune baterie
Folosind un pistol termic, lipiți firul de un capăt al bateriei. Puteți alege oricare dintre cele două fire și ambele părți ale bateriei - polaritatea nu contează în acest caz. Dacă te pricepi la lipire, poți folosi și lipire în loc de lipici pentru acest pas.

6. Ochii
Ca ochii robotului, este destul de potrivită o pereche de margele, pe care le atașăm cu lipici fierbinte la unul dintre capetele bateriei. La acest pas, vă puteți arăta imaginația și puteți veni cu aspect ochii la discreția ta.

7. Lansare
Acum haideți să ne dăm viață meșteșugului. Luați capătul liber al firului și atașați-l la borna neocupată a bateriei cu bandă adezivă. Nu folosiți adeziv topitor la cald pentru acest pas, deoarece nu vă va permite să opriți motorul dacă este necesar.

Robotul este gata!

Iată cum ar putea arăta al nostru. robot de casă dacă arătați mai multă imaginație:

Și în sfârșit un videoclip:

Potrivit techcult

Am dezgropat un articol interesant despre cum să faci singur un robot din piese simple. Explicatiile nu sunt foarte clare. Am lăsat pozele, și am corectat puțin explicațiile.

În primul rând, uită-te la prima poză - ce ar trebui să obții după o oră de muncă. Ei bine, sau puțin mai mult. În orice caz, oricine se poate descurca duminică.

De ce avem nevoie pentru a construi un astfel de robot:

cutie de chibrituri.
Doua roti cu jucărie veche, sau două dopuri dintr-o sticlă de plastic.
Două motoare (de preferință aceeași putere și aceeași tensiune).
Intrerupator.
A treia roată din față, poate fi luată dintr-o jucărie veche sau dintr-o sticlă de plastic.
LED-ul poate fi luat după bunul plac, deoarece la acest model nu prea contează.
Două celule galvanice de un volt și jumătate - două baterii de 1,5 V
Banda izolatoare

Sunt luate două motoare deoarece motoarele au întotdeauna o axă pe o singură parte. Și este mai ușor să iei două motoare decât să dai axa din motor și să o înlocuiești cu una mai lungă, astfel încât să iasă din ambele părți ale motorului. Deși, în principiu, este foarte posibil. Atunci al doilea motor nu este necesar.

Comutați oricare două poziții: pornit / oprit. Dacă puneți comutatorul mai complicat, puteți face robotul să se miște atât înainte, cât și înapoi, schimbând polaritatea bateriilor.

Puteți face deloc fără întrerupător și doar răsuciți firele astfel încât robotul să plece.

Poti lua atat baterii AA cat si AAA, sunt ceva mai mici, dar si mai usor - robotul se va misca mai repede, desi bateriile AAA se vor epuiza mai repede.

Este mai bine să conectați LED-ul printr-un rezistor limitator de 20-50 ohmi și să îl faceți sub formă de far, în față. Sau ca un far - deasupra robotului. Puteți conecta două LED-uri - vor fi ca „ochi”.

În loc de bandă adezivă, puteți lua bandă scotch - fără diferență.

Cum să faci un robot - instrucțiuni pas cu pas.

Avem nevoie de roți sau, în lipsa acestora, atașăm huse de la sticle de plastic. Puteți face acest lucru cu lipici sau apăsând capul în gaură. Puteți folosi un fier de lipit - va fi mai bine să vă țineți.

Sticlele de plastic sunt cel mai adesea făcute din polietilenă; nu le puteți lipi cu lipici obișnuit. Un pistol de lipici funcționează excelent.

Vă reamintesc că este mai bine să luați aceleași roți și motoare. În caz contrar, robotul nu va conduce drept. În imagine, motoarele sunt diferite și este puțin probabil ca acest robot să conducă în linie dreaptă, cel mai probabil în cercuri.

Acum, folosind bandă adezivă, trebuie să atașați unul dintre motoare la cutia de chibrituri. Suportul ar trebui să aibă doar jumătate din dimensiunea cutiei, deoarece va exista și un al doilea motor pe cealaltă parte.

Ne agățăm cu bandă electrică de al doilea motor cu o roată pe cealaltă parte a cutiei.

Deoarece motoarele noastre sunt situate în partea de jos a cutiei de chibrituri, bateriile trebuie plasate deasupra, fixând totul în mod natural cu bandă adezivă. Adăugați și un comutator.

Faceți un robot foarte simplu Să vedem ce este nevoie creează un robot acasă, pentru a înțelege elementele de bază ale roboticii.

Cu siguranță, după ce ai vizionat filme despre roboți, ai vrut adesea să-ți construiești tovarășul de arme, dar nu știai de unde să începi. Desigur, nu veți putea construi un terminator biped, dar nu ne propunem acest lucru. Oricine știe să țină corect un fier de lipit în mâini poate asambla un robot simplu și acest lucru nu necesită cunoștințe profunde, deși nu vor interveni. Robotica amatoare nu este cu mult diferită de ingineria circuitelor, doar mult mai interesantă, deoarece aici sunt afectate și domenii precum mecanica și programarea. Toate componentele sunt ușor disponibile și nu sunt atât de scumpe. Deci progresul nu stă pe loc și îl vom folosi în avantajul nostru.

Introducere

Asa de. Ce este un robot? În majoritatea cazurilor asta dispozitiv automat, care reacționează la orice acțiuni mediu inconjurator. Roboții pot fi controlați de un om sau pot efectua acțiuni preprogramate. De obicei, robotul are o varietate de senzori (distanță, unghi de rotație, accelerație), camere video, manipulatoare. Partea electronică a robotului este formată dintr-un microcontroler (MC) - un microcircuit care conține un procesor, un generator de ceas, diverse periferice, RAM și memorie permanentă. Există un număr mare de microcontrolere diferite în lume pentru diferite aplicații și roboți puternici pot fi asamblați pe baza lor. Pentru clădirile de amatori, microcontrolerele AVR sunt utilizate pe scară largă. Sunt de departe cele mai accesibile și pe internet puteți găsi multe exemple bazate pe aceste MK-uri. Pentru a lucra cu microcontrolere trebuie să fiți capabil să programați în asamblator sau C și să aveți cunoștințe de bază de electronică digitală și analogică. În proiectul nostru, vom folosi C. Programarea pentru MK nu este mult diferită de programarea pe computer, sintaxa limbajului este aceeași, majoritatea funcțiilor sunt practic aceleași, iar cele noi sunt destul de ușor de învățat și convenabil de utilizat.

De ce avem nevoie

Pentru început, robotul nostru va putea pur și simplu să ocolească obstacolele, adică să repete comportamentul normal al majorității animalelor din natură. Tot ce avem nevoie pentru a construi un astfel de robot se găsește în magazinele de inginerie radio. Să decidem cum se va mișca robotul nostru. Cele mai reușite, cred, sunt șenile care sunt folosite în tancuri, aceasta este soluția cea mai convenabilă, deoarece șenilele au o capacitate de cross-country mai mare decât roțile mașinii și este mai convenabil să le controlați (pentru a întoarce , este suficient să rotiți șenile în direcții diferite). Prin urmare, veți avea nevoie de orice rezervor de jucărie care are șenile care se rotesc independent unul de celălalt, puteți cumpăra unul de la orice magazin de jucării la un preț rezonabil. Din acest rezervor, aveți nevoie doar de o platformă cu șenile și motoare cu cutii de viteze, restul îl puteți deșuruba în siguranță și îl puteți arunca. Avem nevoie și de un microcontroler, alegerea mea a căzut pe ATmega16 - are suficiente porturi pentru conectarea senzorilor și perifericelor și, în general, este destul de convenabil. Va trebui să cumpărați și câteva componente radio, un fier de lipit, un multimetru.

Realizarea unei table cu MK

În cazul nostru, microcontrolerul va îndeplini funcțiile creierului, dar nu vom începe cu el, ci cu alimentarea cu energie a creierului robotului. Alimentație potrivită este o garanție a sănătății, așa că vom începe cu cum să ne hrănim corect robotul, deoarece constructorii de roboți începători fac de obicei greșeli în acest sens. Și pentru ca robotul nostru să funcționeze normal, trebuie să utilizați un stabilizator de tensiune. Prefer cipul L7805 - este proiectat pentru a scoate o tensiune stabilă de 5V, de care are nevoie microcontrolerul nostru. Dar datorită faptului că scăderea de tensiune pe acest cip este de aproximativ 2,5V, trebuie să i se furnizeze minim 7,5V. Împreună cu acest stabilizator, condensatorii electrolitici sunt utilizați pentru a netezi ondulațiile de tensiune și o diodă trebuie inclusă în circuit pentru a proteja împotriva inversării polarității.

Acum putem lucra la microcontrolerul nostru. Carcasa MK este DIP (este mai convenabil de lipit) și are patruzeci de pini. La bord există un ADC, PWM, USART și multe alte lucruri pe care nu le vom folosi deocamdată. Să ne uităm la câteva noduri importante. Ieșirea RESET (al 9-lea picior al MK) este trasă în sus de rezistența R1 la "plusul" sursei de alimentare - acest lucru trebuie făcut! În caz contrar, MK-ul dvs. s-ar putea reseta neintenționat sau, cu alte cuvinte, poate eșua. De asemenea, este de dorit, dar nu obligatoriu, să conectați RESET prin condensatorul ceramic C1 la masă. În diagramă, puteți vedea și un electrolit de 1000 uF, vă scutește de căderile de tensiune atunci când motoarele sunt în funcțiune, ceea ce va avea și un efect pozitiv asupra funcționării microcontrolerului. Rezonatorul de cristal X1 și condensatoarele C2, C3 trebuie plasate cât mai aproape de pinii XTAL1 și XTAL2.

Nu voi vorbi despre cum să flash MK, deoarece puteți citi despre asta pe Internet. Vom scrie programul în C, eu am ales CodeVisionAVR ca mediu de programare. Este un mediu destul de la îndemână și util pentru începători, deoarece are un vrăjitor de generare de cod încorporat.

Controlul motorului

Nu mai puțin decât componentă importantăîn robotul nostru este un driver de motor, ceea ce ne face mai ușor să-l controlăm. Niciodată și sub nicio formă nu trebuie conectate motoarele direct la MK! În general, încărcăturile puternice nu pot fi controlate direct de la microcontroler, altfel se va arde. Folosiți tranzistori cheie. Pentru cazul nostru, există un cip special - L293D. În astfel de proiecte simple, încercați întotdeauna să utilizați acest cip special cu indicele „D”, deoarece are diode încorporate pentru protecție la suprasarcină. Acest cip este foarte ușor de gestionat și ușor de obținut în magazinele de inginerie radio. Este disponibil în două pachete DIP și SOIC. Vom folosi într-un pachet DIP datorită ușurinței de montare pe placă. L293D are surse de alimentare separate pentru motor și logice. Prin urmare, vom alimenta microcircuitul în sine de la stabilizator (intrare VSS), iar motoarele direct de la baterii (intrare VS). L293D poate rezista la o sarcină de 600 mA pe canal și are două dintre aceste canale, adică două motoare pot fi conectate la un microcircuit. Dar pentru a fi în siguranță, vom combina canalele și apoi avem nevoie de câte un microfon pentru fiecare motor. Rezultă că L293D va putea rezista la 1,2 A. Pentru a realiza acest lucru, trebuie să combinați picioarele micro, așa cum se arată în diagramă. Microcircuitul funcționează după cum urmează: când se aplică un „0” logic la IN1 și IN2 și se aplică o unitate logică la IN3 și IN4, motorul se rotește într-o direcție, iar dacă semnalele sunt inversate, se aplică un zero logic, atunci motorul va începe să se rotească în sens opus. Pinii EN1 și EN2 sunt responsabili pentru pornirea fiecărui canal. Le conectăm și le conectăm la sursa de alimentare „plus” de la stabilizator. Deoarece microcircuitul se încălzește în timpul funcționării, iar instalarea radiatoarelor este problematică pe acest tip de carcasă, îndepărtarea căldurii este asigurată de picioarele GND - este mai bine să le lipiți pe o zonă largă de contact. Acesta este tot ce trebuie să știți despre șoferii de motoare pentru prima dată.

Senzori de obstacole

Pentru ca robotul nostru să poată naviga și să nu se prăbușească în toate, vom instala doi senzori în infraroșu pe el. Cel mai simplu senzor constă dintr-o diodă IR care emite în spectrul infraroșu și un fototranzistor care va primi un semnal de la dioda IR. Principiul este acesta: atunci când în fața senzorului nu există niciun obstacol, razele IR nu cad pe fototranzistor și acesta nu se deschide. Dacă există un obstacol în fața senzorului, atunci razele de la acesta sunt reflectate și cad pe tranzistor - se deschide și curentul începe să curgă. Dezavantajul unor astfel de senzori este că pot reacționa diferit la diferite suprafeteși nu sunt protejate de interferențe - de semnale străine de la alte dispozitive, senzorul poate funcționa accidental. Modulația semnalului poate proteja împotriva interferențelor, dar deocamdată nu ne vom deranja cu asta. Pentru început, este suficient.

Firmware-ul robotului

Pentru a reînvia robotul, trebuie să scrieți firmware pentru acesta, adică un program care să preia citiri de la senzori și de la motoarele de control. Programul meu este cel mai simplu, nu conține structuri complexeși toată lumea va înțelege. Următoarele două linii includ fișiere antet pentru microcontrolerul nostru și comenzi pentru generarea de întârzieri:

#include
#include

Următoarele linii sunt condiționate, deoarece valorile PORTC depind de modul în care ați conectat driverul de motor la microcontroler:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; O valoare de 0xFF înseamnă că rezultatul va fi un jurnal. „1”, iar 0x00 este un jurnal. „0”. Cu următoarea construcție, verificăm dacă există un obstacol în fața robotului și pe ce parte se află: dacă (!(PINB & (1)<

Dacă lumina de la o diodă IR lovește fototranzistorul, atunci un jurnal este setat pe piciorul microcontrolerului. „0” și robotul începe să se miște înapoi pentru a se îndepărta de obstacol, apoi se întoarce pentru a nu se ciocni din nou de obstacol și apoi merge din nou înainte. Deoarece avem doi senzori, verificăm de două ori prezența unui obstacol - în dreapta și în stânga și, prin urmare, putem afla pe ce parte se află obstacolul. Comanda „delay_ms(1000)” indică faptul că va trece o secundă înainte ca următoarea comandă să înceapă execuția.

Concluzie

Am acoperit majoritatea aspectelor care vă vor ajuta să vă construiți primul robot. Dar robotica nu se termină aici. Dacă asamblați acest robot, atunci veți avea o mulțime de oportunități de a-l extinde. Puteți îmbunătăți algoritmul robotului, cum ar fi ce să faceți dacă obstacolul nu este pe o parte, ci chiar în fața robotului. De asemenea, nu strica să instalați un encoder - un dispozitiv simplu care vă va ajuta să poziționați cu precizie și să cunoașteți locația robotului dvs. în spațiu. Pentru claritate, este posibil să instalați un afișaj color sau monocrom care poate afișa informații utile - nivelul de încărcare a bateriei, distanța până la un obstacol, diverse informații de depanare. Îmbunătățirea senzorilor nu va interfera - instalarea TSOP (acestea sunt receptoare IR care percep un semnal de doar o anumită frecvență) în loc de fototranzistoare convenționale. Pe lângă senzorii cu infraroșu, există și cei cu ultrasunete, care sunt mai scumpi și, de asemenea, nu lipsiți de dezavantaje, dar au câștigat recent popularitate în rândul constructorilor de roboți. Pentru ca robotul să răspundă la sunet, ar fi bine să instalați microfoane cu amplificator. Dar lucrul cu adevărat interesant, cred, este instalarea camerei și programarea viziunii artificiale pe baza ei. Există un set de biblioteci speciale OpenCV cu care puteți programa recunoașterea feței, mișcările pe balize colorate și o mulțime de alte lucruri interesante. Totul depinde de imaginația și abilitățile tale.

Lista componentelor:

ATmega16 în pachet DIP-40>

L7805 în pachet TO-220

L293D în pachet DIP-16 x2 buc.

rezistențe cu puterea de 0,25 W cu denumiri: 10 kOhm x1 buc., 220 Ohm x4 buc.

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

condensatoare electrolitice: 1000 uF x 16 V, 220 uF x 16V x2 buc.

dioda 1N4001 sau 1N4004

Rezonator de cuarț de 16 MHz

Diode IR: orice în cantitate de două bucăți va face.

fototranzistoare, de asemenea oricare, dar care reacţionează numai la lungimea de undă a razelor IR

Cod firmware:

/************************************************ **** **** Firmware pentru robot Tipul MK: ATmega16 Frecvența ceasului: 16.000000 MHz Dacă aveți o frecvență diferită de cuarț, atunci aceasta trebuie specificată în setările de mediu: Proiect -> Configurare -> "C Compiler" fila ****** ******************************************* *********/ #include #include void main(void) ( //Setați porturi pentru intrare //Prin aceste porturi primim semnale de la senzorii DDRB=0x00; //Activați rezistențele de tragere PORTB=0xFF; //Setați porturile pentru ieșire //Prin aceste porturi vom controlați motoarele DDRC =0xFF; //Bucla principală a programului. Aici citim valorile de la senzori //și controlăm motoarele în timp ce (1) ( //Înainte PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; dacă (!(PINB & (1<Despre robotul meu

Momentan robotul meu este aproape complet.

Are o cameră wireless, un senzor de distanță (atât camera, cât și acest senzor sunt instalate pe un turn rotativ), un senzor de obstacol, un encoder, un receptor de semnal de la telecomandă și o interfață RS-232 pentru conectarea la un computer. Funcționează în două moduri: autonom și manual (primește semnale de control de la telecomandă), camera poate fi pornită/oprită și de la distanță sau de către robot însuși pentru a economisi bateria. Scriu un firmware pentru protecția apartamentului (transfer imagini pe computer, detectarea mișcării, ocolire a incintei).