Kako narediti robote doma. Kako narediti robota doma: akcijski načrt korak za korakom

Ljubitelji elektronike, ljudje, ki jih zanima robotika, ne zamudijo priložnosti, da sami oblikujejo preprostega ali zapletenega robota, uživajo v samem postopku montaže in rezultatu.

Ni vedno časa in želje po čiščenju hiše, vendar sodobna tehnologija vam omogočajo ustvarjanje čistilnih robotov. Sem spada robot sesalnik, ki ure potuje po prostorih in zbira prah.

Kje začeti, če želite ustvariti robota z lastnimi rokami? Seveda bi moralo biti prve robote enostavno ustvariti. Robot, o katerem bomo razpravljali v današnjem članku, ne bo vzel veliko časa in ne zahteva posebnih veščin.

Če nadaljujemo s temo ustvarjanja robotov z lastnimi rokami, predlagam, da poskusite narediti plesnega robota iz improviziranih sredstev. Za izdelavo robota z lastnimi rokami boste potrebovali preprosti materiali, ki ga najdemo skoraj v vsakem domu.

Raznolikost robotov ni omejena na posebne predloge, iz katerih so ti roboti ustvarjeni. Ljudje vedno pridejo do izvirnega zanimive ideje kako narediti robota. Nekateri ustvarjajo statične robotske skulpture, drugi pa dinamične robotske skulpture, o čemer bomo govorili v današnjem članku.

Vsakdo, tudi otrok, lahko naredi robota z lastnimi rokami. Robot, ki bo opisan v nadaljevanju, je enostaven za izdelavo in ne zahteva veliko časa. Poskušal bom opisati faze ustvarjanja robota z lastnimi rokami.

Včasih se ideje o ustvarjanju robota pojavijo povsem nepričakovano. Če razmišljate o tem, kako narediti robota, da se premika iz improviziranih sredstev, se pojavi misel na baterije. Kaj pa, če je vse veliko bolj preprosto in dostopno? Poskusimo narediti robota z lastnimi rokami mobilni telefon kot glavni del. Za izdelavo vibro robota z lastnimi rokami boste potrebovali naslednje materiale:

Robota lahko ustvarite z lastnimi rokami iz česar koli. Na primer, robot Belvedere, katerega avtor je Andrew Wolff, temelji na robotu sesalnika. Glavna uporaba robota je zabavati družino Andrew in goste.

Poznavanje načel ustvarjanja robotov iz improviziranih sredstev lahko vsak, tudi otrok, naredi preprostega robota. Na primer, robota s CD-ja, o katerem bomo govorili v tem članku, je izdelal otrok.

V dobi inovacij roboti niso več nenavadni stroji. Vendar pa boste verjetno presenečeni: Ali je mogoče robota narediti doma?

Nedvomno je precej težko ustvariti robota s kompleksno zasnovo, mikroelementi, vezji in programi. In brez znanja fizike, mehanike, elektronike in programiranja ne gre. Vendar pa je najpreprostejši robot mogoče izdelati ročno.

Robot- stroj, ki mora samodejno izvesti katero koli dejanje. Toda za domačega robota je lažja naloga premikanje.

Razmislite o 2 najpreprostejših možnostih za ustvarjanje robota.

1. Naredimo mala napaka ki bo vibrirala. Potrebovali bomo:

motor iz otroškega avtomobila,
litijeva baterija CR2032 (tableta);
držalo za baterije,
sponke,
izolacijski trak,
spajkalnik,
Svetleča dioda.

LED diodo ovijemo z električnim trakom, njene konce pustimo proste. S spajkalnikom spajkajte konec LED diode in zadnji del nosilca baterije. Spajkajte drugo žico LED na kontakte motorja. Sponke za papir odvijemo, bodo tace hrošča. Tace spajkamo na motor. Tace lahko ovijemo z električnim trakom, tako bo robotski hrošč bolj stabilen. Žice nosilca baterije morajo biti povezane z žicami motorja. Takoj, ko je litijeva baterija nameščena v držalo, bo hrošč začel vibrirati in se premikati. Oglejte si spodnji videoposnetek o ustvarjanju tako preprostega robota.

2. Izdelava robotskega umetnika. Potrebovali bomo:

plastike ali kartona
motor iz otroškega avtomobila,
litijeva baterija CR2032,
3 markerji,
trak, folija,
lepilo.

Iz plastike ali kartona je potrebno izrezati obliko za bodočega robota - tridimenzionalni trikotnik. Na sredini je izrezana luknja, v katero je vstavljen motor. Iz 3 robov se izrežejo 3 luknje, kamor se vstavijo flomastri. Akumulator je pritrjen na žico motorja s pomočjo lepila s kosi folije. Motor je vstavljen v luknjo v telesu robota, tam pritrjen z lepilom ali električnim trakom. Druga žica motorja je priključena na baterijo. In umetnik robot se začne premikati!

Danes vam bomo povedali, kako narediti robota iz improviziranih sredstev. Nastali "visokotehnološki android", čeprav bo majhna velikost in vam verjetno ne bo mogel pomagati pri gospodinjskih opravilih, zagotovo pa bo zabaval tako otroke kot odrasle.

Potrebni materiali
Da bi naredili robota z lastnimi rokami, ne potrebujete znanja jedrska fizika. To je mogoče narediti doma iz navadnih materialov, ki so nenehno pri roki. Torej, kaj potrebujemo:

2 kosa žice
1 motor
1 baterija AA
3 potisni zatiči
2 kosa penaste plošče ali podobnega materiala
2-3 glave starih zobnih ščetk ali nekaj sponk za papir

1. Pritrdite baterijo na motor
S pištolo za lepilo pritrdite kos penaste plošče na ohišje motorja. Nato nanj prilepite baterijo.

2. Destabilizator
Ta korak se morda zdi zmeden. Vendar, če želite narediti robota, ga morate prisiliti, da se premika. Na os motorja položimo majhen podolgovat kos penaste plošče in ga pritrdimo z pištola za lepilo. Ta zasnova bo dala motorju neravnovesje, kar bo spravilo celotnega robota v gibanje.

Na samem koncu destabilizatorja nanesite nekaj kapljic lepila ali jih pritrdite dekorativni element- to bo našemu ustvarjanju dodalo individualnost in povečalo amplitudo njegovih gibov.

3. Noge
Zdaj morate robota opremiti s spodnjimi okončinami. Če za to uporabljate glave zobne ščetke, jih prilepite na dno motorja. Kot plast lahko uporabite isto penasto ploščo.

4. Žice
Naslednji korak je pritrditev naših dveh kosov žice na kontakte motorja. Lahko jih samo privijete, vendar je spajkanje še boljše, saj bo tako robot bolj trpežen.

5. Priključek baterije
S toplotno pištolo prilepite žico na en konec baterije. Izberete lahko katero koli od dveh žic in obe strani baterije - polarnost v tem primeru ni pomembna. Če ste dobri v spajkanju, lahko za ta korak uporabite tudi spajko namesto lepila.

6. Oči
Kot oči robota je povsem primeren par kroglic, ki jih z vročim lepilom pritrdimo na enega od koncev baterije. Na tem koraku lahko pokažete svojo domišljijo in se domislite videz oči po lastni presoji.

7. Zagon
Zdaj pa oživimo našo obrt. Vzemite prosti konec žice in ga z lepilnim trakom pritrdite na nezasedeni terminal baterije. Za ta korak ne uporabljajte vročega lepila, ker vam ne bo omogočilo izklopa motorja, če je potrebno.

Robot je pripravljen!

Evo, kako bi lahko izgledala naša. domači robotče pokažeš več domišljije:

In končno video:

Glede na techcult

Izkopal sem zanimiv članek o tem, kako sami narediti robota iz preprostih delov. Razlage niso zelo jasne. Pustil sem slike, pojasnila pa malo popravil.

Najprej si oglejte prvo sliko – kaj bi morali dobiti po eni uri dela. No, ali malo več. V vsakem primeru se nedeljo spopade vsak.

Kaj potrebujemo za izdelavo takšnega robota:

Škatla za vžigalice.
Dve kolesi z stara igrača, ali dva zamaška iz plastične steklenice.
Dva motorja (po možnosti enake moči in napetosti).
Preklopi.
Sprednje tretje kolo, lahko ga vzamete iz stare igrače ali plastične steklenice.
LED lahko vzamete po želji, saj pri tem modelu to pravzaprav ni pomembno.
Dve galvanski celici enega in pol volta - dve bateriji 1,5 V
Izolacijski trak

Vzeta sta dva motorja, ker imata motorja vedno os samo na eni strani. In lažje je vzeti dva motorja, kot pa izbiti os iz motorja in jo zamenjati z daljšo, da pride ven z obeh strani motorja. Čeprav je načeloma povsem mogoče. Potem drugi motor ni potreben.

Preklopite poljubna dva položaja: vklop / izklop. Če stikalo postavite bolj zapleteno, lahko s preklopom polarnosti baterij spodbudite robota, da se premika naprej in nazaj.

Lahko sploh brez stikala in samo zasukate žice, tako da gre robot.

Lahko vzamete tako AA kot AAA baterije, so malo manjše, a tudi lažje – robot se bo premikal hitreje, čeprav se bodo baterije AAA hitreje zmanjkale.

Bolje je, da LED povežete skozi omejevalni upor 20-50 ohmov in ga naredite v obliki žarometa, spredaj. Ali kot svetilnik - na vrhu robota. Lahko povežete dve LED diodi - bodo kot "oči".

Namesto lepilnega traku lahko vzamete škotski trak - ni razlike.

Kako narediti robota - navodila po korakih.

Potrebujemo kolesa ali, če jih ni, pritrdimo pokrove iz plastične steklenice. To lahko storite z lepilom ali tako, da glavo pritisnete v luknjo. Lahko uporabite spajkalnik - bolje bo držati.

Plastične steklenice so najpogosteje narejene iz polietilena, ne morete jih lepiti z navadnim lepilom. Pištola za lepilo deluje odlično.

Spomnim vas, da je bolje vzeti enaka kolesa in motorje. V nasprotnem primeru robot ne bo vozil naravnost. Na sliki so motorji različni in ta robot verjetno ne bo vozil v ravni črti, najverjetneje v krogih.

Zdaj morate z lepilnim trakom enega od motorjev pritrditi na škatlo za vžigalice. Nosilec naj bo le polovico velikosti škatle, saj bo na drugi strani tudi drugi motor.

Na drugi motor s kolesom na drugi strani škatle se oprimemo z električnim trakom.

Ker se naši motorji nahajajo na dnu škatle za vžigalice, je treba baterije namestiti na vrh in vse naravno pritrditi z lepilnim trakom. Dodajte tudi stikalo.

Naredite robota zelo preprosto Poglejmo, kaj je potrebno ustvariti robota doma, da bi razumeli osnove robotike.

Zagotovo si po gledanju filmov o robotih pogosto želel zgraditi svojega soborca, a nisi vedel, kje začeti. Seveda ne boste mogli izdelati dvonožnega terminatorja, vendar temu ne težimo. Vsakdo, ki zna pravilno držati spajkalnik v rokah, lahko sestavi preprostega robota in to ne zahteva globokega znanja, čeprav se ne bodo vmešavali. Amaterska robotika se ne razlikuje veliko od inženiringa vezij, le veliko bolj zanimiva, saj so tu prizadeta tudi področja, kot sta mehanika in programiranje. Vse komponente so na voljo in niso tako drage. Napredek torej ne miruje in ga bomo izkoristili sebi v prid.

Uvod

Torej. Kaj je robot? V večini primerov to avtomatska naprava, ki se odzove na kakršna koli dejanja okolje. Robote lahko upravlja človek ali pa izvajajo vnaprej programirana dejanja. Običajno ima robot različne senzorje (razdalja, kot vrtenja, pospešek), video kamere, manipulatorji. Elektronski del robota je sestavljen iz mikrokrmilnika (MC) – mikrovezja, ki vsebuje procesor, generator ure, različne periferne naprave, RAM in stalni pomnilnik. Na svetu obstaja ogromno različnih mikrokrmilnikov za različne aplikacije, na njihovi podlagi pa je mogoče sestaviti zmogljive robote. Za amaterske zgradbe se pogosto uporabljajo mikrokrmilniki AVR. So daleč najbolj dostopni in na internetu lahko najdete veliko primerov, ki temeljijo na teh MK. Za delo z mikrokrmilniki morate znati programirati v asemblerju ali C in imeti osnovno znanje digitalne in analogne elektronike. V našem projektu bomo uporabili C. Programiranje za MK se ne razlikuje veliko od programiranja na računalniku, sintaksa jezika je enaka, večina funkcij je praktično enakih, nove pa so dokaj enostavne za učenje in priročne za uporabo.

Kaj potrebujemo

Za začetek bo naš robot lahko preprosto obšel ovire, torej ponovil normalno vedenje večine živali v naravi. Vse, kar potrebujemo za izdelavo takšnega robota, lahko najdete v trgovinah z radijsko tehniko. Odločimo se, kako se bo naš robot premikal. Menim, da so najuspešnejše gosenice, ki se uporabljajo v tankih, to je najprimernejša rešitev, saj imajo gosenice večjo sposobnost teka kot kolesa avtomobila in jih je bolj priročno nadzorovati (obračati , dovolj je, da zasukate skladbe v različnih smereh). Zato boste potrebovali vsak rezervoar za igrače, ki ima gosenice, ki se vrtijo neodvisno drug od drugega, lahko ga kupite v kateri koli trgovini z igračami po razumni ceni. Od tega rezervoarja potrebujete samo platformo z gosenicami in motorji z menjalniki, ostalo lahko varno odvijete in vržete stran. Potrebujemo tudi mikrokrmilnik, moja izbira je padla na ATmega16 - ima dovolj vrat za povezovanje senzorjev in zunanjih naprav, na splošno pa je precej priročno. Prav tako boste morali kupiti nekaj radijskih komponent, spajkalnik, multimeter.

Izdelava deske z MK

V našem primeru bo mikrokrmilnik opravljal funkcije možganov, vendar ne bomo začeli z njim, temveč z napajanjem robotovih možganov. Pravilna prehrana je zagotovilo za zdravje, zato bomo začeli s tem, kako pravilno hraniti našega robota, saj se pri tem navadno zmotijo izdelovalci robotov začetnikov. In da bi naš robot deloval normalno, morate uporabiti stabilizator napetosti. Raje imam čip L7805 - zasnovan je za oddajanje stabilne napetosti 5V, kar potrebuje naš mikrokrmilnik. Toda zaradi dejstva, da je padec napetosti na tem čipu približno 2,5 V, je treba nanj priskrbeti najmanj 7,5 V. Skupaj s tem stabilizatorjem se za izravnavo valovanja napetosti uporabljajo elektrolitski kondenzatorji, v vezje pa mora biti vključena dioda za zaščito pred obračanjem polarnosti.

Zdaj lahko delamo na našem mikrokrmilniku. Ohišje MK je DIP (bolj priročno je spajkati) in ima štirideset zatičev. Na krovu je ADC, PWM, USART in še veliko drugih stvari, ki jih za zdaj ne bomo uporabljali. Oglejmo si nekaj pomembnih vozlišč. Izhod RESET (9. krak MK) upor R1 potegne navzgor na "plus" vira napajanja - to je treba storiti! V nasprotnem primeru se lahko vaš MK nenamerno ponastavi ali, z drugimi besedami, ne uspe. Prav tako je zaželeno, vendar ni obvezno, da se RESET prek keramičnega kondenzatorja C1 poveže z zemljo. Na diagramu lahko vidite tudi 1000 uF elektrolit, ki vas ob delujočih motorjih reši pred padci napetosti, kar bo pozitivno vplivalo tudi na delovanje mikrokrmilnika. Kristalni resonator X1 in kondenzatorji C2, C3 naj bodo nameščeni čim bližje zatičem XTAL1 in XTAL2.

Ne bom govoril o tem, kako utripati MK, saj lahko o tem preberete na internetu. Program bomo napisali v C, za programsko okolje sem izbral CodeVisionAVR. Je precej priročno okolje in uporabno za začetnike, saj ima vgrajenega čarovnika za generiranje kode.

Krmiljenje motorja

Nič manj kot pomembna komponenta v našem robotu je gonilnik motorja, kar nam olajša upravljanje z njim. Nikoli in pod nobenim pogojem ne smete motorjev priključiti neposredno na MK! Na splošno močnih obremenitev ni mogoče nadzorovati neposredno iz mikrokrmilnika, sicer bo izgorel. Uporabite ključne tranzistorje. Za naš primer obstaja poseben čip - L293D. V tako preprostih projektih vedno poskušajte uporabiti ta čip z indeksom "D", saj ima vgrajene diode za zaščito pred preobremenitvijo. Ta čip je zelo enostaven za upravljanje in ga je enostavno dobiti v trgovinah z radijsko tehniko. Na voljo je v dveh paketih DIP in SOIC. Zaradi enostavne montaže na ploščo bomo uporabljali v DIP paketu. L293D ima ločeno motorno in logično napajanje. Zato bomo samo mikrovezje napajali iz stabilizatorja (vhod VSS), motorje pa neposredno iz baterij (vhod VS). L293D lahko prenese obremenitev 600 mA na kanal in ima dva od teh kanalov, to je, da sta dva motorja lahko povezana z eno mikrovezje. Toda da bomo na varni strani, bomo združili kanale, nato pa potrebujemo en mikrofon za vsak motor. Iz tega sledi, da bo L293D zdržal 1,2 A. Če želite to doseči, morate združiti noge mikro, kot je prikazano na diagramu. Mikrovezje deluje na naslednji način: ko se logična "0" uporabi za IN1 in IN2, logična enota pa se uporabi za IN3 in IN4, se motor vrti v eno smer in če so signali obrnjeni, se uporabi logična ničla, potem se bo motor začel vrteti v nasprotni smeri. Nožici EN1 in EN2 so odgovorni za vklop vsakega kanala. Priklopimo jih in jih priključimo na "plus" napajanje iz stabilizatorja. Ker se mikrovezje med delovanjem segreje in je namestitev radiatorjev na to vrsto ohišja problematična, odvajanje toplote zagotavljajo noge GND - bolje jih je spajkati na širokem kontaktnem območju. To je vse, kar morate prvič vedeti o voznikih motorjev.

Senzorji ovir

Da bo naš robot lahko krmaril in ne bo trčil v vse, bomo nanj namestili dva infrardeča senzorja. Najpreprostejši senzor je sestavljen iz IR diode, ki oddaja v infrardečem spektru, in fototranzistorja, ki sprejema signal iz IR diode. Načelo je naslednje: ko pred senzorjem ni ovire, IR žarki ne padejo na fototranzistor in se ta ne odpre. Če je pred senzorjem ovira, se žarki od njega odbijejo in padejo na tranzistor - odpre se in tok začne teči. Pomanjkljivost takšnih senzorjev je, da se nanje lahko različno odzovejo različne površine in niso zaščiteni pred motnjami - pred zunanjimi signali drugih naprav lahko senzor po nesreči deluje. Modulacija signala lahko ščiti pred motnjami, a zaenkrat se s tem ne bomo obremenjevali. Za začetek je dovolj.

Vdelana programska oprema robota

Če želite oživiti robota, morate zanj napisati vdelano programsko opremo, torej program, ki bi vzel odčitke senzorjev in krmilnih motorjev. Moj program je najbolj preprost, ne vsebuje kompleksne strukture in vsi bodo razumeli. Naslednji dve vrstici vključujeta datoteke glave za naš mikrokrmilnik in ukaze za ustvarjanje zamud:

#vključi
#vključi

Naslednje vrstice so pogojne, ker so vrednosti PORTC odvisne od tega, kako ste povezali gonilnik motorja z mikrokrmilnikom:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Vrednost 0xFF pomeni, da bo izhod dnevnik. "1" in 0x00 je dnevnik. "0". Z naslednjo konstrukcijo preverimo, ali je pred robotom ovira in na kateri strani je: če (!(PINB & (1<

Če svetloba iz IR diode zadene fototranzistor, se na nogi mikrokrmilnika nastavi dnevnik. "0" in robot se začne premikati nazaj, da se odmakne od ovire, nato pa se obrne, da ne bi znova trčil v oviro, nato pa gre spet naprej. Ker imamo dva senzorja, dvakrat preverimo prisotnost ovire - na desni in na levi in tako lahko ugotovimo, na kateri strani je ovira. Ukaz "delay_ms(1000)" označuje, da bo minila ena sekunda, preden se bo začel izvajati naslednji ukaz.

Zaključek

Pokril sem večino vidikov, ki vam bodo pomagali zgraditi svojega prvega robota. Toda robotika se tu ne konča. Če sestavite tega robota, boste imeli veliko priložnosti, da ga razširite. Izboljšate lahko algoritem robota, na primer, kaj storiti, če ovira ni na eni strani, ampak tik pred robotom. Prav tako ne škodi namestitev kodirnika - preproste naprave, ki vam bo pomagala natančno pozicionirati in poznati lokacijo vašega robota v prostoru. Zaradi jasnosti je mogoče namestiti barvni ali enobarvni zaslon, ki lahko prikazuje uporabne informacije – nivo napolnjenosti baterije, razdaljo do ovire, različne informacije o odpravljanju napak. Izboljšanje senzorjev ne bo motilo - namestitev TSOP (to so IR sprejemniki, ki zaznavajo signal le določene frekvence) namesto običajnih fototranzistorjev. Poleg infrardečih senzorjev obstajajo ultrazvočni, ki so dražji in tudi niso brez pomanjkljivosti, vendar so v zadnjem času vse bolj priljubljeni med izdelovalci robotov. Da bi se robot odzval na zvok, bi bilo lepo namestiti mikrofone z ojačevalnikom. Ampak res zanimiva stvar, mislim, je namestitev kamere in programiranje strojnega vida na podlagi nje. Obstaja nabor posebnih knjižnic OpenCV, s katerimi lahko programirate prepoznavanje obrazov, premike na barvnih svetilnikih in še veliko drugih zanimivih stvari. Vse je odvisno od vaše domišljije in spretnosti.

Seznam komponent:

ATmega16 v paketu DIP-40>

L7805 v paketu TO-220

L293D v paketu DIP-16 x 2 kos.

upori z močjo 0,25 W z apoeni: 10 kOhm x1 kos., 220 Ohm x4 kos.

keramični kondenzatorji: 0,1 uF, 1 uF, 22 pF

elektrolitski kondenzatorji: 1000 uF x 16 V, 220 uF x 16 V x 2 kos.

dioda 1N4001 ali 1N4004

16 MHz kvarčni resonator

IR diode: primerna bo katera koli v količini dveh kosov.

fototranzistorji, tudi kateri koli, vendar reagirajo samo na valovno dolžino IR žarkov

Koda vdelane programske opreme:

/************************************************** **** **** Vdelana programska oprema za robota Vrsta MK: ATmega16 Taktna frekvenca: 16,000000 MHz Če imate drugačno kvarčno frekvenco, morate to določiti v nastavitvah okolja: Project -> Configure -> "C Compiler" zavihek ****** ************************************************ *******/ #vključi #vključi void main(void) ( //Nastavi vrata za vhod //Preko teh vrat prejemamo signale od senzorjev DDRB=0x00; //Vklopimo vlečne upore PORTB=0xFF; //Nastavimo vrata za izhod //Preko teh vrat krmiljenje motorjev DDRC =0xFF; //Glavna zanka programa. Tukaj beremo vrednosti s senzorjev //in krmilimo motorje, medtem ko (1) ( //Premik naprej PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; če (!(PINB & (1<O mojem robotu

Trenutno je moj robot skoraj dokončan.

Ima brezžično kamero, senzor razdalje (tako kamera kot ta senzor sta nameščena na vrtljivem stolpu), senzor ovir, kodirnik, sprejemnik signala z daljinskega upravljalnika in vmesnik RS-232 za povezavo z računalnikom. Deluje v dveh načinih: avtonomno in ročno (sprejema krmilne signale z daljinskega upravljalnika), kamero je mogoče vklopiti/izklopiti tudi na daljavo ali pa robot sam za varčevanje z baterijo. Pišem firmware za zaščito stanovanja (prenos slike na računalnik, zaznavanje gibanja, obvoz prostorov).