Podłoga
Tworzymy robota w domu. Jak zrobić robota w domu: plan działania krok po kroku

Tworzymy robota w domu. Jak zrobić robota w domu: plan działania krok po kroku

Jak zrobić robota w domu, aby wszystko się udało? Musisz zacząć od prostoty i stopniowo ją komplikować! Instrukcje tworzenia robotów własnymi rękami w domu dosłownie zalały Internet. Autor artykułu nie pozostanie od tego obojętny. Ogólnie proces ten można podzielić na trzy części: montaż teoretyczny, przygotowawczy i faktyczny. W ramach artykułu wszystkie zostaną omówione, a także opisane ogólny schemat czystszy rozwój.

Tworzenie robota w domu

Aby rozwijać się od zera potrzebna jest wiedza o prądzie, napięciu i funkcjonowaniu różnych elementów takich jak wyzwalacze, kondensatory, rezystory, tranzystory. Warto też nauczyć się lutować to wszystko na obwodach i używać przewodów połączeniowych. Aby osiągnąć swój cel, konieczne jest opracowanie każdego aspektu ruchu i wykonania działań, osiągnięcie maksymalnej szczegółowości w działaniach. A ta wiedza jest konieczna, jeśli naprawdę interesuje Cię, jak zrobić robota w domu, a nie tylko bezczynna ciekawość.

Procesy przygotowawcze

Zanim zaczniesz zastanawiać się, jak zrobić robota w domu, musisz dobrze zadbać o warunki, w jakich będzie on montowany. Najpierw należy przygotować miejsce pracy, w którym powstanie pożądane urządzenie. Konieczne jest umieszczenie gdzieś samej konstrukcji i jej części składowych. Należy również rozważyć kwestię dogodnego umiejscowienia lutownicy, kalafonii i lutowia. Miejsce pracy powinien być maksymalnie zoptymalizowany, aby zapewniał wygodę podczas interakcji z konstrukcją.

Montaż

Należy przemyśleć „kręgosłup” konstrukcji, na której wszystko zostanie zbudowane. Zwykle wybierana jest jedna część, a wszystkie pozostałe są do niej lutowane. Mówiąc o jakości lutowania należy powiedzieć, że miejsca, w których będzie ono wykonywane, muszą zostać oczyszczone. Również w zależności od grubości zastosowanych drutów i nóżek należy dobrać odpowiednią ilość lutowia, aby elementy nie odpadły podczas pracy. Aby uprościć procesy transmisji sygnału i zapobiec możliwości zwarcia, można go wytrawić, następnie nałożyć na niego wszystkie niezbędne elementy, powstałą konstrukcję podłączyć do źródła zasilania i, jeśli to konieczne, zmodyfikować urządzenie.

Prosty robot

Jak zrobić coś łatwego w domu? A także przydatne? Musisz utrzymać swój dom w czystości i zaleca się zautomatyzowanie tego procesu. Oczywiście trudno jest stworzyć pełnoprawnego robota sprzątającego, ale minimalna konstrukcja, która zapewni zbieranie kurzu z podłóg pomieszczeń, jest całkiem możliwa. Szczerze mówiąc, rozważymy taki, który działa w jednym miejscu i jednocześnie usuwa drobne zanieczyszczenia znajdujące się w strefie dyslokacji. Aby stworzyć taki projekt, musisz mieć następujące materiały:

Plastikowy talerz.
Trzy małe szczoteczki, które służą do czyszczenia butów lub podłóg.
Dwa wentylatory, które można wyjąć z przestarzałych komputerów.
Bateria 9V i złącze do niej.
Krawat lub zaciski, które można zatrzasnąć na swoim miejscu.
Śruby i nakrętki.

Wywierć otwory na szczotki w równych odległościach. Dołącz je. Pożądane jest, aby wszystkie pędzle były umieszczone w równej odległości od pozostałych i środka płytki. Za pomocą śrub i nakrętek do każdego z nich należy przymocować łącznik regulacyjny, a one same są mocowane za ich pomocą. Suwaki regulacyjne zapięcia należy ustawić w pozycji środkowej. Wentylatory wykorzystamy do ruchu. Podłączamy je do akumulatora i układamy równolegle tak, aby zapewnić robotowi obrót po okręgu. Ten projekt będzie używany jako silnik wibracyjny. Załóż zaciski i konstrukcja jest gotowa do użycia. Jeżeli podczas czyszczenia robot przesunie się na bok, należy zająć się elementami regulacyjnymi. Projekt przedstawiony w artykule nie wymaga znacznych nakładów finansowych ani umiejętności i doświadczenia. Tworząc robota wykorzystaliśmy niedrogie materiały, którego uzyskanie nie stanowi większego problemu. Jeśli chcesz skomplikować projekt i celowo go poruszać, będziesz potrzebować ulepszeń w postaci dodatkowych silników i mikrokontrolerów. Oto jak zrobić robota w domu. Pomyśl tylko, jak wiele możesz tutaj ulepszyć! Najszersze pole działań projektowych.

Dziś podpowiemy Wam jak zrobić robota z dostępnych materiałów. Powstały „zaawansowany technologicznie android”, choć niewielki i raczej nie pomoże w pracach domowych, z pewnością rozbawi zarówno dzieci, jak i dorosłych.

Niezbędne materiały
Aby zrobić robota własnymi rękami, nie potrzebujesz wiedzy Fizyka nuklearna. Można to zrobić w domu ze zwykłych materiałów, które zawsze masz pod ręką. Czego więc potrzebujemy:

2 kawałki drutu
1 silnik
1 bateria AA
3 pinezki
2 kawałki płyty piankowej lub podobnego materiału
2-3 główki starych szczoteczek do zębów lub kilka spinaczy do papieru

1. Podłącz akumulator do silnika
Za pomocą pistoletu do klejenia przymocuj kawałek tektury piankowej do obudowy silnika. Następnie przyklejamy do niego baterię.

2. Destabilizator
Ten krok może wydawać się mylący. Aby jednak stworzyć robota, trzeba go poruszyć. Na oś silnika kładziemy mały podłużny kawałek tektury piankowej i zabezpieczamy pistoletem do klejenia. Taka konstrukcja spowoduje brak równowagi w silniku, co wprawi w ruch całego robota.

Nałóż kilka kropli kleju na sam koniec destabilizatora lub przyklej trochę element dekoracyjny- doda to indywidualności naszej kreacji i zwiększy amplitudę jej ruchów.

3. Nogi
Teraz musisz wyposażyć robota w kończyny dolne. Jeśli używasz do tego główek szczoteczek do zębów, przyklej je do spodu silniczka. Możesz użyć tej samej płyty piankowej jako warstwy.

4. Przewody
Następnym krokiem jest podłączenie naszych dwóch kawałków drutu do styków silnika. Można je po prostu przykręcić, ale jeszcze lepiej byłoby je przylutować, dzięki temu robot będzie trwalszy.

5. Podłączenie akumulatora
Za pomocą opalarki przyklej drut do jednego końca akumulatora. Można wybrać dowolny z dwóch przewodów i dowolną stronę akumulatora – polaryzacja nie ma w tym przypadku znaczenia. Jeśli jesteś dobry w lutowaniu, możesz w tym kroku użyć lutowania zamiast kleju.

6. Oczy
Para koralików, które przyczepiamy za pomocą gorącego kleju do jednego końca baterii, całkiem nadaje się jako oczy robota. Na tym etapie możesz pokazać swoją wyobraźnię i wymyślić wygląd oko według własnego uznania.

7. Uruchom
Teraz ożywimy nasz domowy produkt. Weź wolny koniec przewodu i przymocuj go do niezajętego zacisku akumulatora za pomocą taśmy samoprzylepnej. Na tym etapie nie należy używać gorącego kleju, ponieważ w razie potrzeby uniemożliwi to wyłączenie silnika.

Robot jest gotowy!

Oto jak może wyglądać nasz domowej roboty robota, jeśli wykażesz się większą wyobraźnią:

I na koniec wideo:

Na podstawie materiałów z techcult

Z pewnością po obejrzeniu wystarczającej liczby filmów o robotach często chciałeś zbudować własnego towarzysza w bitwie, ale nie wiedziałeś, od czego zacząć. Oczywiście nie będzie można zbudować dwunożnego Terminatora, ale nie to staramy się osiągnąć. Każdy, kto umie prawidłowo trzymać lutownicę w dłoniach, może złożyć prostego robota i nie wymaga to głębokiej wiedzy, choć nie zaszkodzi. Robotyka amatorska niewiele różni się od projektowania obwodów, jest tylko o wiele bardziej interesująca, ponieważ obejmuje również takie obszary, jak mechanika i programowanie. Wszystkie komponenty są łatwo dostępne i nie są aż tak drogie. Postęp nie stoi więc w miejscu i wykorzystamy go na naszą korzyść.

Wstęp

Więc. Co to jest robot? W większości przypadków to urządzenie automatyczne, który reaguje na wszelkie działania środowisko. Robotami mogą sterować ludzie lub wykonywać wcześniej zaprogramowane czynności. Zazwyczaj robot wyposażony jest w różnorodne czujniki (odległości, kąta obrotu, przyspieszenia), kamery wideo i manipulatory. Część elektroniczna robota składa się z mikrokontrolera (MC) – mikroukładu zawierającego procesor, generator zegara, różne urządzenia peryferyjne, pamięć RAM i pamięć stałą. Na świecie istnieje ogromna liczba różnych mikrokontrolerów różne obszary aplikacji i na ich podstawie można składać potężne roboty. Do budynków amatorskich szerokie zastosowanie znalazłem mikrokontrolery AVR. Są one zdecydowanie najbardziej dostępne, a w Internecie można znaleźć wiele przykładów opartych na tych MK. Aby pracować z mikrokontrolerami trzeba umieć programować w asemblerze lub C i posiadać podstawowa wiedza w elektronice cyfrowej i analogowej. W naszym projekcie będziemy używać języka C. Programowanie dla MK nie różni się zbytnio od programowania na komputerze, składnia języka jest taka sama, większość funkcji praktycznie nie różni się, a nowe są dość łatwe do nauczenia i wygodne w użyciu.

Czego potrzebujemy

Na początek nasz robot będzie mógł po prostu omijać przeszkody, czyli powtarzać normalne zachowanie większości zwierząt w przyrodzie. Wszystko co potrzebne do zbudowania takiego robota znajdziemy w sklepach radiowych. Zdecydujmy, jak będzie się poruszał nasz robot. Myślę, że najbardziej udane są gąsienice stosowane w czołgach; jest to najwygodniejsze rozwiązanie, ponieważ gąsienice mają większą manewrowość niż koła pojazdu i są wygodniejsze w sterowaniu (aby skręcić, wystarczy obrócić gąsienice). W różne strony). Dlatego będziesz potrzebować dowolnego czołgu z zabawkami, którego gąsienice obracają się niezależnie od siebie, można go kupić w każdym sklepie z zabawkami rozsądna cena. Z tego czołgu potrzebujesz tylko platformy z gąsienicami i silnikami ze skrzyniami biegów, resztę możesz bezpiecznie odkręcić i wyrzucić. Potrzebujemy też mikrokontrolera, mój wybór padł na ATmega16 - ma wystarczającą ilość portów do podłączenia czujników i urządzeń peryferyjnych i ogólnie jest całkiem wygodny. Będziesz także musiał kupić kilka elementów radiowych, lutownicę i multimetr.

Wykonanie planszy za pomocą MK

Schemat robota

W naszym przypadku mikrokontroler będzie realizował funkcje mózgu, jednak nie od niego zaczniemy, a od zasilania mózgu robota. Odpowiednie odżywianie to gwarancja zdrowia, dlatego zaczniemy od tego, jak prawidłowo karmić naszego robota, bo to właśnie tutaj początkujący konstruktorzy robotów najczęściej popełniają błędy. A żeby nasz robot mógł normalnie pracować musimy zastosować stabilizator napięcia. Ja wolę układ L7805 - ma on wytwarzać stabilne napięcie wyjściowe 5 V, czyli to, czego potrzebuje nasz mikrokontroler. Ale ze względu na fakt, że spadek napięcia na tym mikroukładzie wynosi około 2,5 V, należy do niego dostarczyć minimum 7,5 V. Razem z tym stabilizatorem kondensatory elektrolityczne służą do wygładzania tętnień napięcia, a w obwodzie koniecznie znajduje się dioda chroniąca przed odwróceniem polaryzacji.
Teraz możemy przejść do naszego mikrokontrolera. Obudowa MK jest DIP (wygodniej jest lutować) i ma czterdzieści pinów. Na pokładzie znajduje się ADC, PWM, USART i wiele więcej, z których na razie nie będziemy korzystać. Spójrzmy na kilka ważne węzły. Pin RESET (9. noga MK) jest podciągany przez rezystor R1 do „plusa” źródła zasilania - należy to zrobić! W przeciwnym razie Twój MK może przypadkowo zresetować się lub, mówiąc prościej, spowodować usterkę. Innym pożądanym, choć nie obowiązkowym środkiem, jest podłączenie RESETu poprzez kondensator ceramiczny C1 do masy. Na schemacie widać także elektrolit 1000 uF; chroni on przed spadkami napięcia podczas pracy silników, co również będzie miało korzystny wpływ na pracę mikrokontrolera. Rezonator kwarcowy X1 i kondensatory C2, C3 należy umieścić jak najbliżej pinów XTAL1 i XTAL2.
Nie będę mówić o tym, jak flashować MK, ponieważ możesz o tym przeczytać w Internecie. Program napiszemy w C; jako środowisko programistyczne wybrałem CodeVisionAVR. Jest to dość przyjazne dla użytkownika środowisko i jest przydatne dla początkujących, ponieważ posiada wbudowany kreator tworzenia kodu.

Moja tablica robota

Kontrola silnika

Równie ważnym elementem w naszym robocie jest sterownik silnika, dzięki któremu łatwiej nam nim sterować. Nigdy i pod żadnym pozorem nie należy podłączać silników bezpośrednio do MK! Ogólnie rzecz biorąc, potężnymi obciążeniami nie można sterować bezpośrednio z mikrokontrolera, w przeciwnym razie wypali się. Użyj kluczowych tranzystorów. W naszym przypadku jest specjalny chip - L293D. W podobnym proste projekty zawsze staraj się używać tego konkretnego chipa z indeksem „D”, ponieważ ma on wbudowane diody zabezpieczające przed przeciążeniem. Ten mikroukład jest bardzo łatwy do kontrolowania i można go łatwo dostać w sklepach radiowych. Dostępny jest w dwóch pakietach: DIP i SOIC. W pakiecie zastosujemy DIP ze względu na łatwość montażu na płytce. L293D posiada osobne zasilanie silników i logiki. Dlatego sam mikroukład będziemy zasilać ze stabilizatora (wejście VSS), a silniki bezpośrednio z akumulatorów (wejście VS). L293D wytrzymuje obciążenie 600 mA na kanał i ma dwa takie kanały, czyli do jednego chipa można podłączyć dwa silniki. Ale dla pewności połączymy kanały i wtedy będziemy potrzebować po jednej mikrze na każdy silnik. Wynika z tego, że L293D będzie w stanie wytrzymać 1,2 A. Aby to osiągnąć, należy połączyć nogi micry, jak pokazano na schemacie. Mikroukład działa w następujący sposób: po przyłożeniu logicznego „0” do IN1 i IN2, a logicznego do IN3 i IN4, silnik obraca się w jednym kierunku, a jeśli sygnały zostaną odwrócone i zastosowane zostanie logiczne zero, wtedy silnik zacznie się obracać w przeciwnym kierunku. Piny EN1 i EN2 odpowiadają za włączenie każdego kanału. Łączymy je i podłączamy do „plusa” zasilania ze stabilizatora. Ponieważ mikroukład nagrzewa się podczas pracy, a montaż grzejników w tego typu obudowie jest problematyczny, odprowadzanie ciepła zapewniają nogi GND - lepiej je przylutować na szerokiej podkładce stykowej. To wszystko, co musisz wiedzieć o sterownikach silników po raz pierwszy.

Czujniki przeszkód

Aby nasz robot mógł nawigować i nie rozbijać się o wszystko, zainstalujemy dwa czujnik podczerwieni. Najprostszy czujnik składa się z diody IR emitującej widmo podczerwieni oraz fototranzystora, który odbierze sygnał z diody IR. Zasada jest taka: gdy przed czujnikiem nie ma przeszkody, promienie podczerwone nie trafiają w fototranzystor i ten się nie otwiera. Jeśli przed czujnikiem znajduje się przeszkoda, wówczas promienie odbijają się od niej i uderzają w tranzystor - otwiera się i zaczyna płynąć prąd. Wadą takich czujników jest to, że mogą różnie reagować różne powierzchnie i nie są chronione przed zakłóceniami - czujnik może przypadkowo zadziałać na podstawie obcych sygnałów z innych urządzeń. Modulacja sygnału może uchronić Cię przed zakłóceniami, ale na razie nie będziemy się tym przejmować. Na początek to wystarczy.

Pierwsza wersja czujników mojego robota

Oprogramowanie robota

Aby ożywić robota, trzeba napisać do niego firmware, czyli program, który będzie pobierał odczyty z czujników i sterował silnikami. Mój program jest najprostszy, nie zawiera złożone struktury i każdy zrozumie. Kolejne dwie linijki zawierają pliki nagłówkowe naszego mikrokontrolera oraz polecenia generujące opóźnienia:

#włączać
#włączać

Poniższe linie są warunkowe, ponieważ wartości PORTC zależą od sposobu podłączenia sterownika silnika do mikrokontrolera:

PORTC.0 = 1;
PORTC.1 = 0;
PORTC.2 = 1;
PORTC.3 = 0;

Wartość 0xFF oznacza, że wyjście będzie logowane. „1”, a 0x00 to log. „0”.

Za pomocą poniższej konstrukcji sprawdzamy, czy przed robotem znajduje się przeszkoda i po której stronie się ona znajduje:

Jeśli (!(PINB i (1< {
...
}

Jeśli światło z diody IR trafi na fototranzystor, wówczas na nodze mikrokontrolera instalowany jest dziennik. „0” i robot zaczyna się cofać, aby oddalić się od przeszkody, następnie zawraca, aby ponownie nie zderzyć się z przeszkodą, i ponownie porusza się do przodu. Ponieważ mamy dwa czujniki, obecność przeszkody sprawdzamy dwukrotnie – po prawej i po lewej stronie, dzięki czemu możemy dowiedzieć się, po której stronie znajduje się przeszkoda. Polecenie „delay_ms(1000)” wskazuje, że minie jedna sekunda, zanim rozpocznie się wykonywanie następnego polecenia.

Wniosek

Omówiłem większość aspektów, które pomogą Ci zbudować pierwszego robota. Ale na tym nie koniec robotyki. Jeśli złożysz tego robota, będziesz miał wiele możliwości jego rozbudowy. Możesz ulepszyć algorytm robota, np. co zrobić, jeśli przeszkoda nie znajduje się z boku, ale tuż przed robotem. Nie zaszkodzi też zainstalować enkoder – proste urządzenie, które pomoże Ci dokładnie ustawić i poznać położenie Twojego robota w przestrzeni. Dla przejrzystości można zainstalować kolorowy lub monochromatyczny wyświetlacz, który może wyświetlać przydatna informacja– poziom naładowania akumulatora, odległość do przeszkód, różne informacje debugowania. Nie zaszkodzi ulepszyć czujniki - zainstalować TSOP (są to odbiorniki podczerwieni, które odbierają sygnał tylko o określonej częstotliwości) zamiast konwencjonalnych fototranzystorów. Oprócz czujników podczerwieni istnieją czujniki ultradźwiękowe, które są droższe i również mają swoje wady, ale ostatnio zyskują na popularności wśród konstruktorów robotów. Aby robot reagował na dźwięk, dobrym pomysłem byłoby zainstalowanie mikrofonów ze wzmacniaczem. Ale to, co myślę, że jest naprawdę interesujące, to instalacja kamery i zaprogramowanie na jej podstawie wizji maszynowej. Istnieje zestaw specjalnych bibliotek OpenCV, za pomocą których można zaprogramować rozpoznawanie twarzy, poruszanie się według kolorowych beaconów i wiele innych ciekawych rzeczy. Wszystko zależy tylko od Twojej wyobraźni i umiejętności.

Lista komponentów:

ATmega16 w obudowie DIP-40>
L7805 w pakiecie TO-220
L293D w obudowie DIP-16 x2 szt.
rezystory o mocy 0,25 W o wartościach znamionowych: 10 kOhm x 1 szt., 220 Ohm x 4 szt.
kondensatory ceramiczne: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF
kondensatory elektrolityczne: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 szt.
dioda 1N4001 lub 1N4004
Rezonator kwarcowy 16 MHz
Diody IR: dowolne dwie wystarczą.
fototranzystory, także dowolne, ale reagujące tylko na długość fali promieni podczerwonych

Kod oprogramowania:

/*****************************************************
Oprogramowanie układowe robota

Typ MK: ATmega16
Częstotliwość zegara: 16,000000 MHz
Jeśli częstotliwość kwarcu jest inna, musisz to określić w ustawieniach środowiska:
Projekt -> Konfiguracja -> Zakładka „Kompilator C”.
*****************************************************/

#włączać
#włączać

Unieważnij główny (pusty)
{
//Skonfiguruj porty wejściowe
//Poprzez te porty odbieramy sygnały z czujników
DDRB=0x00;
//Włącz rezystory podciągające
PORTB=0xFF;

//Skonfiguruj porty wyjściowe
//Poprzez te porty sterujemy silnikami
DDRC=0xFF;

//Główna pętla programu. Tutaj odczytujemy wartości z czujników
//i kontroluj silniki
podczas gdy (1)
{
//Idźmy dalej
PORTC.0 = 1;
PORTC.1 = 0;
PORTC.2 = 1;
PORTC.3 = 0;
jeśli (!(PINB i (1< {
//Przejdź do tyłu o 1 sekundę
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
opóźnienie_ms(1000);
//Zakończ to
PORTC.0 = 1;
PORTC.1 = 0;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
opóźnienie_ms(1000);
}
jeśli (!(PINB i (1< {
//Przejdź do tyłu o 1 sekundę
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
opóźnienie_ms(1000);
//Zakończ to
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 1;
PORTC.3 = 0;
opóźnienie_ms(1000);
}
};
}

O moim robocie

W tej chwili mój robot jest prawie ukończony.

Wyposażony jest w bezprzewodową kamerę, czujnik odległości (zarówno kamera, jak i ten czujnik są zamontowane na obrotowej wieży), czujnik przeszkód, enkoder, odbiornik sygnału z pilota oraz interfejs RS-232 do podłączenia do komputer. Działa w dwóch trybach: autonomicznym i ręcznym (odbiera sygnały sterujące z pilota), kamerę można także włączać/wyłączać zdalnie lub przez samego robota, oszczędzając energię baterii. Piszę oprogramowanie zabezpieczające mieszkanie (przesyłanie obrazów do komputera, wykrywanie ruchu, spacerowanie po lokalu).

Zgodnie z Waszą wolą zamieszczam filmik:

UPD. Przesłałem zdjęcia ponownie i wprowadziłem drobne poprawki do tekstu.

Zrób robota bardzo prosta Zastanówmy się, do czego to jest potrzebne stworzyć robota w domu, aby zrozumieć podstawy robotyki.

Wstęp

Więc. Co to jest robot? W większości przypadków jest to urządzenie automatyczne, które reaguje na wszelkie działania środowiskowe. Robotami mogą sterować ludzie lub wykonywać wcześniej zaprogramowane czynności. Zazwyczaj robot wyposażony jest w różnorodne czujniki (odległości, kąta obrotu, przyspieszenia), kamery wideo i manipulatory. Część elektroniczna robota składa się z mikrokontrolera (MC) – mikroukładu zawierającego procesor, generator zegara, różne urządzenia peryferyjne, pamięć RAM i pamięć stałą. Na świecie istnieje ogromna liczba różnych mikrokontrolerów do różnych zastosowań i na ich podstawie można składać potężne roboty. Mikrokontrolery AVR są szeroko stosowane w budynkach amatorskich. Są one zdecydowanie najbardziej dostępne, a w Internecie można znaleźć wiele przykładów opartych na tych MK. Aby pracować z mikrokontrolerami trzeba umieć programować w asemblerze lub C oraz posiadać podstawową wiedzę z zakresu elektroniki cyfrowej i analogowej. W naszym projekcie będziemy używać języka C. Programowanie dla MK nie różni się zbytnio od programowania na komputerze, składnia języka jest taka sama, większość funkcji praktycznie nie różni się, a nowe są dość łatwe do nauczenia i wygodne w użyciu.

Czego potrzebujemy

Na początek nasz robot będzie mógł po prostu omijać przeszkody, czyli powtarzać normalne zachowanie większości zwierząt w przyrodzie. Wszystko co potrzebne do zbudowania takiego robota znajdziemy w sklepach radiowych. Zdecydujmy, jak będzie się poruszał nasz robot. Myślę, że najbardziej udane są gąsienice stosowane w czołgach; jest to najwygodniejsze rozwiązanie, ponieważ gąsienice mają większą manewrowość niż koła pojazdu i są wygodniejsze w sterowaniu (aby skręcić, wystarczy obrócić gąsienice). w różnych kierunkach). Dlatego będziesz potrzebować dowolnego czołgu z zabawkami, którego gąsienice obracają się niezależnie od siebie, możesz go kupić w dowolnym sklepie z zabawkami za rozsądną cenę. Z tego czołgu potrzebujesz tylko platformy z gąsienicami i silnikami ze skrzyniami biegów, resztę możesz bezpiecznie odkręcić i wyrzucić. Potrzebujemy też mikrokontrolera, mój wybór padł na ATmega16 - ma wystarczającą ilość portów do podłączenia czujników i urządzeń peryferyjnych i ogólnie jest całkiem wygodny. Będziesz także musiał kupić kilka elementów radiowych, lutownicę i multimetr.

Wykonanie planszy za pomocą MK

W naszym przypadku mikrokontroler będzie realizował funkcje mózgu, jednak nie od niego zaczniemy, a od zasilania mózgu robota. Prawidłowe odżywianie jest kluczem do zdrowia, dlatego zaczniemy od tego, jak prawidłowo karmić naszego robota, ponieważ to właśnie tutaj początkujący konstruktorzy robotów najczęściej popełniają błędy. A żeby nasz robot mógł normalnie pracować musimy zastosować stabilizator napięcia. Ja wolę układ L7805 - ma on wytwarzać stabilne napięcie wyjściowe 5 V, czyli to, czego potrzebuje nasz mikrokontroler. Ale ze względu na fakt, że spadek napięcia na tym mikroukładzie wynosi około 2,5 V, należy do niego dostarczyć minimum 7,5 V. Razem z tym stabilizatorem kondensatory elektrolityczne służą do wygładzania tętnień napięcia, a w obwodzie koniecznie znajduje się dioda chroniąca przed odwróceniem polaryzacji.

Teraz możemy przejść do naszego mikrokontrolera. Obudowa MK jest DIP (wygodniej jest lutować) i ma czterdzieści pinów. Na pokładzie znajduje się ADC, PWM, USART i wiele więcej, z których na razie nie będziemy korzystać. Przyjrzyjmy się kilku ważnym węzłom. Pin RESET (9. noga MK) jest podciągany przez rezystor R1 do „plusa” źródła zasilania - należy to zrobić! W przeciwnym razie Twój MK może przypadkowo zresetować się lub, mówiąc prościej, spowodować usterkę. Innym pożądanym, choć nie obowiązkowym środkiem, jest podłączenie RESETu poprzez kondensator ceramiczny C1 do masy. Na schemacie widać także elektrolit 1000 uF; chroni on przed spadkami napięcia podczas pracy silników, co również będzie miało korzystny wpływ na pracę mikrokontrolera. Rezonator kwarcowy X1 i kondensatory C2, C3 należy umieścić jak najbliżej pinów XTAL1 i XTAL2.

Nie będę mówić o tym, jak flashować MK, ponieważ możesz o tym przeczytać w Internecie. Program napiszemy w C; jako środowisko programistyczne wybrałem CodeVisionAVR. Jest to dość przyjazne dla użytkownika środowisko i jest przydatne dla początkujących, ponieważ posiada wbudowany kreator tworzenia kodu.

Kontrola silnika

Równie ważnym elementem w naszym robocie jest sterownik silnika, dzięki któremu łatwiej nam nim sterować. Nigdy i pod żadnym pozorem nie należy podłączać silników bezpośrednio do MK! Ogólnie rzecz biorąc, potężnymi obciążeniami nie można sterować bezpośrednio z mikrokontrolera, w przeciwnym razie wypali się. Użyj kluczowych tranzystorów. W naszym przypadku jest specjalny chip - L293D. W tak prostych projektach zawsze staraj się używać tego konkretnego chipa z indeksem „D”, ponieważ ma on wbudowane diody zabezpieczające przed przeciążeniem. Ten mikroukład jest bardzo łatwy do kontrolowania i można go łatwo dostać w sklepach radiowych. Dostępny jest w dwóch pakietach: DIP i SOIC. W pakiecie zastosujemy DIP ze względu na łatwość montażu na płytce. L293D posiada osobne zasilanie silników i logiki. Dlatego sam mikroukład będziemy zasilać ze stabilizatora (wejście VSS), a silniki bezpośrednio z akumulatorów (wejście VS). L293D wytrzymuje obciążenie 600 mA na kanał i ma dwa takie kanały, czyli do jednego chipa można podłączyć dwa silniki. Ale dla pewności połączymy kanały i wtedy będziemy potrzebować po jednej mikrze na każdy silnik. Wynika z tego, że L293D będzie w stanie wytrzymać 1,2 A. Aby to osiągnąć, należy połączyć nogi micry, jak pokazano na schemacie. Mikroukład działa w następujący sposób: po przyłożeniu logicznego „0” do IN1 i IN2, a logicznego do IN3 i IN4, silnik obraca się w jednym kierunku, a jeśli sygnały są odwrócone, stosowane jest logiczne zero, wtedy silnik zacznie się obracać w przeciwnym kierunku. Piny EN1 i EN2 odpowiadają za włączenie każdego kanału. Łączymy je i podłączamy do „plusa” zasilania ze stabilizatora. Ponieważ mikroukład nagrzewa się podczas pracy, a montaż grzejników w tego typu obudowie jest problematyczny, odprowadzanie ciepła zapewniają nogi GND - lepiej je przylutować na szerokiej podkładce stykowej. To wszystko, co musisz wiedzieć o sterownikach silników po raz pierwszy.

Czujniki przeszkód

Aby nasz robot mógł nawigować i nie rozbić się o wszystko, zainstalujemy na nim dwa czujniki podczerwieni. Najprostszy czujnik składa się z diody IR emitującej widmo podczerwieni oraz fototranzystora, który odbierze sygnał z diody IR. Zasada jest taka: gdy przed czujnikiem nie ma przeszkody, promienie podczerwone nie trafiają w fototranzystor i ten się nie otwiera. Jeśli przed czujnikiem znajduje się przeszkoda, wówczas promienie odbijają się od niej i uderzają w tranzystor - otwiera się i zaczyna płynąć prąd. Wadą takich czujników jest to, że mogą one różnie reagować na różne powierzchnie i nie są zabezpieczone przed zakłóceniami - czujnik może zostać przypadkowo uruchomiony przez obce sygnały z innych urządzeń. Modulacja sygnału może uchronić Cię przed zakłóceniami, ale na razie nie będziemy się tym przejmować. Na początek to wystarczy.

Oprogramowanie robota

Aby ożywić robota, trzeba napisać do niego firmware, czyli program, który będzie pobierał odczyty z czujników i sterował silnikami. Mój program jest najprostszy, nie zawiera skomplikowanych struktur i będzie zrozumiały dla każdego. Kolejne dwie linijki zawierają pliki nagłówkowe naszego mikrokontrolera oraz polecenia generujące opóźnienia:

#włączać
#włączać

Poniższe linie są warunkowe, ponieważ wartości PORTC zależą od sposobu podłączenia sterownika silnika do mikrokontrolera:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Wartość 0xFF oznacza, że wyjście będzie logowane. „1”, a 0x00 to log. „0”. Za pomocą poniższej konstrukcji sprawdzamy, czy przed robotem znajduje się przeszkoda i po której stronie się ona znajduje: if (!(PINB & (1<

Wniosek

Omówiłem większość aspektów, które pomogą Ci zbudować pierwszego robota. Ale na tym nie koniec robotyki. Jeśli złożysz tego robota, będziesz miał wiele możliwości jego rozbudowy. Możesz ulepszyć algorytm robota, np. co zrobić, jeśli przeszkoda nie znajduje się z boku, ale tuż przed robotem. Nie zaszkodzi też zainstalować enkoder – proste urządzenie, które pomoże Ci dokładnie ustawić i poznać położenie Twojego robota w przestrzeni. Dla przejrzystości można zainstalować kolorowy lub monochromatyczny wyświetlacz, który może wyświetlać przydatne informacje - poziom naładowania akumulatora, odległość do przeszkód, różne informacje dotyczące debugowania. Nie zaszkodzi ulepszyć czujniki - zainstalować TSOP (są to odbiorniki podczerwieni, które odbierają sygnał tylko o określonej częstotliwości) zamiast konwencjonalnych fototranzystorów. Oprócz czujników podczerwieni istnieją czujniki ultradźwiękowe, które są droższe i również mają swoje wady, ale ostatnio zyskują na popularności wśród konstruktorów robotów. Aby robot reagował na dźwięk, dobrym pomysłem byłoby zainstalowanie mikrofonów ze wzmacniaczem. Ale to, co myślę, że jest naprawdę interesujące, to instalacja kamery i zaprogramowanie na jej podstawie wizji maszynowej. Istnieje zestaw specjalnych bibliotek OpenCV, za pomocą których można zaprogramować rozpoznawanie twarzy, poruszanie się według kolorowych beaconów i wiele innych ciekawych rzeczy. Wszystko zależy tylko od Twojej wyobraźni i umiejętności.

Lista komponentów:

ATmega16 w obudowie DIP-40>

L7805 w pakiecie TO-220

L293D w obudowie DIP-16 x2 szt.

rezystory o mocy 0,25 W o wartościach znamionowych: 10 kOhm x 1 szt., 220 Ohm x 4 szt.

kondensatory ceramiczne: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF

kondensatory elektrolityczne: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 szt.

dioda 1N4001 lub 1N4004

Rezonator kwarcowy 16 MHz

Diody IR: dowolne dwie wystarczą.

fototranzystory, także dowolne, ale reagujące tylko na długość fali promieni podczerwonych

Kod oprogramowania:

/************************************************** * *** Firmware dla robota typu MK: ATmega16 Częstotliwość zegara: 16,000000 MHz Jeśli Twoja częstotliwość kwarcowa jest inna, należy to określić w ustawieniach środowiska: Projekt -> Konfiguruj -> Zakładka „C Compiler” ****** ***********************************************/ #włączać #włączać void main(void) ( //Skonfiguruj porty wejściowe //Przez te porty odbieramy sygnały z czujników DDRB=0x00; //Włącz rezystory podciągające PORTB=0xFF; //Skonfiguruj porty wyjściowe //Przez te porty sterujemy silnikami DDRC =0xFF; //Pętla główna programu Tutaj odczytujemy wartości z czujników //i sterujemy silnikami podczas (1) ( //Idź do przodu PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; jeśli (!(PINB & (1<O moim robocie

W tej chwili mój robot jest prawie ukończony.

Miłośnicy elektroniki i osoby zainteresowane robotyką nie przegapią możliwości samodzielnego zaprojektowania prostego lub złożonego robota, ciesząc się samym procesem montażu i efektem.

Nie zawsze jest czas i chęć na sprzątanie domu, jednak nowoczesna technologia umożliwia tworzenie robotów sprzątających. Należą do nich automatyczny odkurzacz, który godzinami krąży po pomieszczeniach i zbiera kurz.

Od czego zacząć, jeśli chcesz stworzyć robota własnymi rękami? Oczywiście pierwsze roboty powinny być łatwe do stworzenia. Robot, który zostanie omówiony w dzisiejszym artykule, nie zajmie dużo czasu i nie wymaga specjalnych umiejętności.

Kontynuując temat tworzenia robotów własnymi rękami, sugeruję próbę zrobienia tańczącego robota z improwizowanych materiałów. Aby stworzyć robota własnymi rękami, będziesz potrzebować prostych materiałów, które prawdopodobnie można znaleźć w prawie każdym domu.

Różnorodność robotów nie ogranicza się do konkretnych wzorców, według których te roboty są tworzone. Ludzie ciągle wpadają na oryginalne, ciekawe pomysły na zbudowanie robota. Niektórzy tworzą statyczne rzeźby robotów, inni tworzą dynamiczne rzeźby robotów, o czym porozmawiamy w dzisiejszym artykule.

Każdy może zrobić robota własnymi rękami, nawet dziecko. Robot, który zostanie opisany poniżej, jest łatwy w wykonaniu i nie wymaga dużo czasu. Spróbuję opisać etapy tworzenia robota własnymi rękami.

Czasami pomysły na stworzenie robota przychodzą zupełnie niespodziewanie. Jeśli myślisz o tym, jak zmusić robota do poruszania się za pomocą improwizowanych środków, przychodzi Ci na myśl bateria. Ale co, jeśli wszystko jest znacznie prostsze i bardziej dostępne? Spróbujmy zrobić robota własnymi rękami, używając telefonu komórkowego jako głównej części. Aby stworzyć robota wibracyjnego własnymi rękami, będziesz potrzebować następujących materiałów.