Як зробити роботи в домашніх умовах. Як зробити робота в домашніх умовах: покроковий план дій

Любителі електроніки, люди, що цікавляться робототехнікою, не втрачають можливості самостійно сконструювати простого або складного робота, насолодитися самим процесом складання та результатом.

Не завжди є час та бажання на прибирання вдома, але сучасні технологіїдозволяють створювати роботів прибиральників. До таких можна віднести робота пилососа, який їздить годинами по кімнатах та збирає пил.

З чого почати, якщо виникло бажання створити робота своїми руками? Звичайно ж, перші роботи повинні бути прості у створенні. Робот, про який йтиметься у сьогоднішній статті, не займе багато часу і не потребує особливих навичок.

Продовжуючи тему створення роботів своїми руками, пропоную спробувати зробити танцюючого робота з підручних засобів. Для створення робота своїми руками потрібні прості матеріали, які знайдуться напевно практично у кожному будинку.

Різноманітність роботів не обмежується конкретними шаблонами, якими ці роботи створюються. Людям постійно спадають на думку оригінальні цікаві ідеї, як зробити робота Одні створюють статичні скульптури роботів, інші створюють динамічні скульптури роботів, про що й йтиметься у сьогоднішній статті.

Зробити робота своїми руками може будь-яка, навіть дитина. Робот, опис якого піде нижче, простий у створенні та не вимагає багато часу. Спробую навести опис етапів створення робота своїми руками.

Деколи ідеї створення робота приходять зовсім несподівано. Якщо поміркувати на тему, як змусити робота з підручних засобів рухатися, з'являється думка про батареї. Але, якщо все набагато простіше і доступніше? Давайте спробуємо зробити робота своїми руками використовуючи мобільний телефоняк основна деталь. Для створення вібро робота своїми руками знадобляться наступні матеріали:

Створити робота своїми руками можна з чого завгодно. Наприклад, робот Belvedere, автором якого є Andrew Wolff, виготовлений на основі робота пилососа. Основне застосування робота полягає в тому, щоб робот розважав сім'ю Andrew та гостей.

Знаючи принципи створення роботів з підручних засобів, будь-хто, навіть дитина зможе змайструвати простенького робота. Наприклад, робот з компакт-диска про який буде говорити в цій статті, зроблений саме дитиною.

У вік інновацій роботи — вже не дивовижні машини. Але все ж таки Ви напевно здивуєтеся: невже робота можна зробити у домашніх умовах?

Безперечно, робота зі складною конструкцією, мікроелементами, схемами та програмами створити досить складно. І без знань фізики, механіки, електроніки та програмування тут не обійтися. Проте найпростішого робота можна зробити своїми руками.

Робот- Машина, яка повинна автоматизовано виконувати будь-які дії. Але для саморобного робота стоїть легше завдання – рухатися.

Розглянемо 2 найпростіші варіанти створення робота.

1. Змайструємо маленького жучка, який вібруватиме. Нам знадобиться:

двигун від дитячої машинки,
батарейка літієва CR2032 (таблетка);
тримач для батареї,
скріпки,
ізоляційна стрічка,
паяльник,
світлодіод.

Світлодіод обмотуємо ізолентою, залишаючи вільним його кінці. За допомогою паяльника спаяти кінець світлодіода та задню стінку батарейного утримувача. Інший провід світлодіода припаюємо до контактів двигуна. Скріпки розгинаємо, вони будуть лапками жучка. Припаюємо лапки до двигуна. Лапки можна обмотати ізолентою, тому жук-робот буде стійкішим. Провід батарейного утримувача необхідно з'єднати з проводами двигуна. Як тільки літієва батарея буде встановлена в утримувач, жук почне вібрувати, рухатися. Дивіться відео зі створення такого простого робота нижче.

2. Робимо робота-художника. Нам знадобиться:

пластик або картон,
двигун від дитячої машинки,
літієва батарея CR2032,
3 фломастери,
ізолента, фольга,
клей.

З пластику чи картону необхідно вирізати форму для майбутнього робота – об'ємний трикутник. По центру вирізається отвір, у який вставляється двигун. З трьох країв вирізуються 3 отвори, куди вставляються фломастери. До дроту двигуна за допомогою клею зі шматочками фольги прикріплюється батарейка. Мотор вставляється в отвір у тіло робота, закріплюється там клеєм чи ізолентою. Другий провід двигуна приєднується до батареї. І робот-художник починає рухатись!

Сьогодні ми розповімо, як зробити робота із підручних засобів. «Високотехнологічний андроїд», що вийшов, хоч і буде невеликого розміруі навряд чи зможе допомогти вам по господарству, але обов'язково розважить як дітей, так і дорослих.

Необхідні матеріали
Для того, щоб зробити робота своїми руками, не знадобиться знання ядерної фізики. Це можна зробити і в домашніх умовах із звичайних матеріалів, які постійно є під руками. Отже, що нам знадобиться:

2 шматки дроту
1 моторчик
1 батарейка AA
3 канцелярські кнопки
2 шматочки пінокартону або схожого за властивостями матеріалу
2-3 голівки старих зубних щіток або кілька скріпок

1. Прикріплюємо батарейку до двигуна
За допомогою клеючого пістолета прикріплюємо шматочок пінокартону до корпусу двигуна. Потім приклеюємо до нього батарейку.

2. Дестабілізатор
Цей крок може здатися не зовсім зрозумілим. Проте, щоб зробити робота, потрібно змусити його рухатися. Одягаємо на вісь двигуна маленький довгастий шматочок пінокартону і закріплюємо його за допомогою клейового пістолета. Така конструкція додасть мотору дисбалансу, що і приведе всього робота в рух.

На кінець дестабілізатора капніть пару крапель клею, або прикріпіть який-небудь декоративний елемент— це додасть нашому творінню індивідуальності та збільшить амплітуду його рухів.

3. Ноги
Тепер необхідно забезпечити робота нижніми кінцівками. Якщо ви використовуватимете для цього головки зубних щіток, то приклейте їх до нижньої частини двигуна. Як прошарок можна використовувати все той же пінокартон.

4. Провід
Наступним кроком прикріпимо два наші відрізки дроту до контактів моторчика. Можна їх просто прикрутити, але ще краще припаяти їх, це зробить робота більш довговічним.

5. Підключення батареї
Використовуючи термопістолет, приклеємо провід до одного з кінців батареї. Можете вибрати будь-який з двох проводів і будь-яку сторону батареї - полярність у цьому випадку не грає ролі. Якщо у вас добре виходить паяти, у цьому кроці також можна скористатися пайкою замість клею.

6. Очі
Як очі робота цілком підійде пара намистин, які прикріплюємо термоклеєм до одного з кінців батарейки. На цьому кроці можна виявити фантазію та придумати зовнішній виглядоко на власний розсуд.

7. Запуск
Тепер давайте оживимо нашу саморобку. Візьміть вільний кінець дроту та прикріпіть його з незайнятого контакту батареї за допомогою липкої стрічки. Не варто використовувати на цьому етапі термоклей, тому що це не дозволить вам при необхідності відключити двигун.

Робот готовий!

А ось як може виглядати наш саморобний робот, якщо виявити більше фантазії:

І насамкінець відеоролик:

За матеріалами techcult

Цікаву статейку накопав про те, як зробити самому з найпростіших запчастин робота. Там пояснення не дуже зрозумілі. Я картинки залишив, а пояснення трохи поправив.

Спочатку подивіться на першу картинку - що у Вас має вийти за годину роботи. Ну чи трохи більше. Принаймні за неділю можна впоратися будь-кому.

Що нам знадобиться для збирання такого робота:

Сірникова коробка.
Два колеса зі старі іграшки, або дві пробки із пластикової пляшки.
Два моторчики (бажано однакової потужності та напруги).
Вимикач.
Переднє третє колесо його можна взяти як зі старої іграшки, так і з пластикової пляшки.
Світлодіод можна брати за бажанням, тому що у цій моделі особливого значення він не має.
Два гальванічні елементи по півтора вольта – дві батарейки по 1.5 в
Ізоляційна стрічка

Два моторчики беруться тому, що у моторів вісь завжди лише з одного боку. І простіше взяти два двигуни, ніж вибивати з двигуна вісь і замінювати її на довшу, щоб вона виходила з двох боків двигуна. Хоча в принципі це цілком можливо. Тоді другий двигун не потрібен.

Вимикач будь-який на два положення: увімкнено-вимкнено. Якщо поставити вимикач складніше, можна змусити робота рухатися як уперед, і назад, перемикаючи полярність батарейок.

Можна обійтися взагалі без вимикача і просто скручувати дроти, щоб поїхав робот.

Батарейки можна взяти як типу АА, так і типу ААА, вони трохи менші, але й легші - робот рухатиметься швидше, хоча батарейки ААА швидше сядуть.

Світлодіод краще підключити через резистор 20-50 ом і зробити його у вигляді фари, попереду. Або як маяк – нагорі робота. Можна підключити два світлодіоди – будуть як «очі».

Замість ізоленти можна взяти скотч – різниці ніякої.

Як робити робота – покрокові інструкції.

Нам потрібні колеса або у разі їх відсутності прикріпити до стрижнів моторчиків кришки від пластикових пляшок. Можна це зробити клеєм, або вдавлюванням головки в отвір. Можна використовувати паяльник – краще триматиметься.

Пластикові пляшки найчастіше виготовлені з поліетилену, їх звичайним клеєм не приклеїш. Відмінно підійде клейовий пістолет.

Нагадую, що колеса і моторчики краще взяти однакові. Інакше робот не їздитиме прямо. На картинці моторчики різні і навряд чи цей робот їздить прямою, швидше за все — колами.

Тепер за допомогою клейкої стрічки потрібно один із моторчиків прикріпити до сірникової коробки. Кріплення має бути лише на половину розміру коробки, тому що на іншій частині буде ще й другий двигун.

Чіпляємо ізолентою другий моторчик з коліщатком з іншого боку коробки.

Оскільки наші моторчики знаходяться в нижній частині сірникової коробки, то на верхню потрібно помістити батарейки, природно скріпивши все клейкою стрічкою. Також додаємо вимикач.

Зробити роботадуже просто Давайте розберемося, що потрібно буде щоб створити роботав домашніх умовах, щоб зрозуміти основи робототехніки.

Напевно, надивившись фільмів про роботів, тобі неодноразово хотілося побудувати свого бойового товариша, але ти не знав з чого почати. Звичайно, у тебе не вдасться побудувати двоногого термінатора, але ми й не прагнемо цього. Зібрати простого робота може будь-хто, хто вміє правильно тримати паяльник у руках і для цього не потрібно глибоких знань, хоча вони й не завадять. Аматорське роботобудування мало чим відрізняється від схемотехніки, тільки набагато цікавіше, тому що тут так само порушені такі галузі, як механіка та програмування. Всі компоненти доступні і коштують не так вже й дорого. Так що прогрес не стоїть на місці, і ми його використовуватимемо на свою користь.

Вступ

Отже. Що таке робот? У більшості випадків це автоматичний пристрій, що реагує на будь-які дії довкілля. Роботи можуть керуватися людиною або виконувати заздалегідь запрограмовані дії. Зазвичай на роботі розташовують різноманітні датчики (відстань, кут повороту, прискорення), відеокамери, маніпулятори. Електронна частина робота складається з мікроконтролера (МК) - мікросхема, в якій укладено процесор, тактовий генератор, різну периферію, оперативну та постійну пам'ять. У світі існує безліч різноманітних мікроконтролерів для різних сфер застосування і на їх основі можна збирати потужних роботів. Для аматорських будівель широке застосування знайшли мікроконтролери AVR. Вони, на сьогоднішній день, найдоступніші та в інтернеті можна знайти багато прикладів на основі цих МК. Щоб працювати з мікроконтролерами, тобі потрібно вміти програмувати на асемблері або на Cі і мати початкові знання в цифровій та аналоговій електроніці. У нашому проекті ми будемо використовувати Cі. Програмування для МК мало чим відрізняється від програмування на комп'ютері, синтаксис мови такий самий, більшість функцій практично нічим не відрізняються, а нові досить легко освоїти і зручно ними користуватися.

Що нам потрібно

Для початку наш робот вмітиме просто об'їжджати перешкоди, тобто повторювати нормальну поведінку більшості тварин у природі. Все, що нам знадобиться для будівництва такого робота, можна буде знайти в радіотехнічних магазинах. Вирішимо, як наш робот пересуватиметься. Найвдалішим я вважаю гусениці, які застосовуються в танках, це найбільш зручне рішення, тому що гусениці мають більшу прохідність, ніж колеса машини і зручніше керувати ними (для повороту достатньо обертати гусениці в різні боки). Тому тобі знадобиться будь-який іграшковий танк, у якого гусениці обертаються незалежно один від одного, такий можна купити у будь-якому магазині іграшок за розумною ціною. Від цього танка тобі знадобиться лише платформа з гусеницями та мотори з редукторами, решта ти можеш сміливо відкрутити та викинути. Також нам знадобиться мікроконтролер, мій вибір упав на ATmega16 - у нього достатньо портів для підключення датчиків і периферії і взагалі він досить зручний. Ще тобі потрібно купити трохи радіодеталей, паяльник, мультиметр.

Робимо плату з МК

У нашому випадку мікроконтролер виконуватиме функції мозку, але почнемо ми не з нього, а з живлення мозку робота. Правильне харчування- Запорука здоров'я, тому ми почнемо з того, як правильно годувати нашого робота, тому що на цьому зазвичай помиляються роботобудівники-початківці. А для того, щоб наш робот працював нормально, потрібно використовувати стабілізатор напруги. Я віддаю перевагу мікросхемі L7805 - вона призначена, щоб на виході видавати стабільну напругу 5В, яка і потрібна нашому мікроконтролеру. Але через те, що падіння напруги на цій мікросхемі становить близько 2,5В до нього потрібно подавати мінімум 7,5В. Разом з цим стабілізатором використовуються електролітичні конденсатори, щоб згладити пульсації напруги і ланцюг обов'язково включають діод, для захисту від переполюсовки.

Тепер ми можемо зайнятися нашим мікроконтролером. Корпус у МК - DIP (так зручніше паяти) і має сорок висновків. На борту є АЦП, ШИМ, USART та багато іншого, що ми поки що використовуватимемо не будемо. Розглянемо кілька важливих вузлів. Висновок RESET (9-а нога МК) підтягнутий резистором R1 до «плюсу» джерела живлення – це потрібно робити обов'язково! Інакше твій МК може ненавмисно скидатися або, простіше кажучи, глючити. Також бажаним заходом, але не обов'язковим є підключення RESET'а через керамічний конденсатор C1 до «землі». На схемі ти можеш побачити електроліт на 1000 мкФ, він рятує від провалів напруги при роботі двигунів, що теж сприятливо позначиться на роботі мікроконтролера. Кварцовий резонатор X1 та конденсатори C2, C3 потрібно розташовувати якомога ближче до висновків XTAL1 та XTAL2.

Про те, як прошивати МК, я не розповідатиму, тому що про це можна прочитати в інтернеті. Писати програму ми будемо на Cі, як середовище програмування я вибрав CodeVisionAVR. Це досить зручне середовище і корисне новачкам, тому що має вбудований майстер створення коду.

Управління двигунами

Не менше важливим компонентому нашому роботі є драйвер двигунів, який полегшує завдання в управлінні ним. Ніколи і в жодному разі не можна підключати двигуни безпосередньо до МК! Взагалі потужними навантаженнями не можна керувати з мікроконтролера безпосередньо, інакше він згорить. Використовуйте ключові транзистори. Для нашого випадку є спеціальна мікросхема – L293D. У подібних нескладних проектах завжди намагайтеся використовувати саме цю мікросхему з індексом "D", оскільки вона має вбудовані діоди для захисту від перевантажень. Цією мікросхемою дуже легко керувати та її просто дістати у радіотехнічних магазинах. Вона випускається у двох корпусах DIP та SOIC. Ми будемо використовувати у корпусі DIP через зручність монтажу на платі. L293D має роздільне живлення двигунів та логіки. Тому саму мікросхему ми живитимемо від стабілізатора (вхід VSS), а двигуни безпосередньо від акумуляторів (вхід VS). L293D витримує навантаження 600 мА на кожен канал, а цих каналів має два, тобто до однієї мікросхеми можна підключити два двигуни. Але щоб перестрахуватися, ми об'єднаємо канали, і тоді буде потрібно по одній мікро на кожен двигун. Звідси випливає, що L293D зможе витримати 1.2 А. Щоб цього домогтися, потрібно об'єднати ноги мікро, як показано на схемі. Мікросхема працює наступним чином: коли на IN1 та IN2 подається логічний «0», а на IN3 та IN4 логічна одиниця, то двигун обертається в один бік, а якщо інвертувати сигнали – подати логічний нуль, тоді двигун почне обертатися в іншу сторону. Висновки EN1 та EN2 відповідають за включення кожного каналу. Їх ми з'єднуємо та підключаємо до «плюсу» живлення від стабілізатора. Оскільки мікросхема гріється під час роботи, а установка радіаторів проблематична на цей тип корпусу, то відведення тепла забезпечується ногами GND - їх краще розпаювати на широкому контактному майданчику. Ось і все, що спочатку тобі потрібно знати про драйвери двигунів.

Датчики перешкод

Щоб наш робот міг орієнтуватися і не врізався у все, ми встановимо на нього два інфрачервоні датчики. Найпростіший датчик складається з ік-діода, який випромінює в інфрачервоному спектрі та фототранзистор, який прийматиме сигнал з ік-діода. Принцип такий: коли перед датчиком немає перешкоди, то ик-промені не потрапляють на фототранзистор і він не відкривається. Якщо перед датчиком перешкода, тоді промені від нього відбиваються і потрапляють на транзистор - він відкривається і починає текти струм. Недолік таких датчиків у тому, що вони можуть по-різному реагувати на різні поверхніі не захищені від перешкод - від сторонніх сигналів інших пристроїв датчик може випадково спрацювати. Від перешкод може захистити модулювання сигналу, але поки що цим не морочимось. Для початку і цього вистачить.

Прошивка робота

Щоб оживити робота, для нього потрібно написати прошивку, тобто програму, яка знімала б показання з датчиків і керувала двигунами. Моя програма найпростіша, вона не містить складних конструкційі всім буде зрозумілим. Наступні два рядки підключають заголовні файли для нашого мікроконтролера та команди для формування затримок:

#include
#include

Наступні рядки є умовними, тому що значення PORTC залежать від того, як ти підключив драйвер двигунів до свого мікроконтролера:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Значення 0xFF означає, що у виході буде лог. "1", а 0x00 - лог. "0". Наступною конструкцією ми перевіряємо, чи є перед роботом перешкода і з якого боку: if (!(PINB & (1)<

Якщо на фототранзистор потрапляє світло від ік-діода, то на нозі мікроконтролера встановлюється балка. "0" і робот починає рух назад, щоб від'їхати від перешкоди, потім розвертається, щоб знову не зіткнутися з перешкодою, а потім знову їде вперед. Так як у нас два датчики, то ми перевіряємо наявність перешкоди двічі - праворуч і ліворуч і тому можемо дізнатися, з якого боку перешкода. Команда delay_ms(1000) вказує на те, що пройде одна секунда, перш ніж почне виконуватися наступна команда.

Висновок

Я розглянув більшість аспектів, які допоможуть тобі зібрати свого першого робота. Але на цьому робототехніка не закінчується. Якщо ти збереш цього робота, то в тебе з'явиться безліч можливостей для його розширення. Можна вдосконалити алгоритм робота, як, наприклад, що робити, якщо перешкода не з якогось боку, а прямо перед роботом. Так само не завадить встановити енкодер - простий пристрій, який допоможе точно розташовувати та знати розташування твого робота у просторі. Для наочності можливе встановлення кольорового або монохромного дисплея, який може показувати корисну інформацію - рівень заряду акумулятора, відстань до перешкоди, різну інформацію налагодження. Не завадить і вдосконалення датчиків - установка TSOP (це іч-приймачі, які приймають сигнал лише певної частоти) замість стандартних фототранзисторів. Крім інфрачервоних датчиків існують ультразвукові, коштують дорожче, і теж не позбавлені недоліків, але останнім часом набирають популярності роботобудівники. Щоб робот міг реагувати на звук, було б непогано встановити мікрофони з підсилювачем. Але по-справжньому цікавим, я вважаю, встановлення камери та програмування на її основі машинного зору. Є набір спеціальних бібліотек OpenCV, за допомогою яких можна запрограмувати розпізнавання осіб, рухи кольоровими маяками і багато всього цікавого. Все залежить тільки від твоєї фантазії та вмінь.

Список компонентів:

ATmega16 у корпусі DIP-40>

L7805 у корпусі TO-220

L293D у корпусі DIP-16 х2 шт.

резистори потужністю 0,25 Вт номіналами: 10 кОм х1 шт., 220 Ом х4 шт.

конденсатори керамічні: 0.1 мкФ, 1 мкф, 22 пФ

конденсатори електролітичні: 1000 мкФ х 16 В, 220 мкФ х 16В х2 шт.

діод 1N4001 або 1N4004

кварцовий резонатор на 16 МГц

ІЧ-діоди: підійдуть будь-які в кількості двох штук.

фототранзистори, теж будь-які, але реагуючі тільки на довжину хвилі ік-променів

Код прошивки:

/************************************************* **** Прошивка для робота Тип МК: ATmega16 Тактова частота: 16,000000 MHz Якщо у тебе частота кварцу інша, то це потрібно вказати в налаштуваннях середовища: Project -> Configure -> Закладка "C Compiler" ****** ***********************************************/ #include #include void main(void) ( //Настроюємо порти на вхід //Через ці порти ми отримуємо сигнали від датчиків DDRB=0x00; //Включаємо підтягуючі резистори PORTB=0xFF; //Налаштовуємо порти на вихід //Через ці порти ми керуємо двигунами DDRC =0xFF;//Головний цикл програми Тут ми зчитуємо значення з датчиків //і керуємо двигунами while (1) ( // Їдемо вперед PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; if (! (PINB & (1<Про мій робот

На даний момент мій робот практично завершений.

На ньому встановлено бездротову камеру, датчик відстані (і камеру і цей датчик встановлено на поворотній вежі), датчик перешкоди, енкодер, приймач сигналів з пульта та інтерфейс RS-232 для з'єднання з комп'ютером. Працює у двох режимах: автономному та ручному (приймає сигнали керування з пульта дистанційного керування), камера також може включатися/вимикатися дистанційно або самим роботом для економії заряду батарей. Пишу прошивку охорони квартири (передача зображення на комп'ютер, виявлення рухів, об'їзд приміщення).