Кой не би искал да има универсален помощник, готов да изпълни всяка задача: да измие чинии, да купи хранителни стоки, да смени гума на колата и да заведе децата на детска градина и родителите на работа? Идеята за създаване на механизирани асистенти е занимавала инженерните умове от древни времена. А Карел Чапек дори измисли дума за механичен слуга - робот, който изпълнява задължения вместо човек.
За щастие, в настоящата дигитална ера такива асистенти със сигурност скоро ще станат реалност. Всъщност интелигентни механизми вече помагат на човек с домакинската работа: прахосмукачка робот ще почиства, докато собствениците са на работа, мултикукър ще помогне при приготвянето на храна, не по-лошо от самостоятелно сглобена покривка, а игривото кученце Aibo ще щастливо носете чехли или топка. Сложните роботи се използват в производството, медицината и космоса. Те позволяват частично или дори пълно заместване на човешкия труд в трудни или опасни условия. В същото време андроидите се опитват да изглеждат като хора на външен вид, докато индустриалните роботи обикновено се създават по икономически и технологични причини и външният декор в никакъв случай не е приоритет за тях.
Но се оказва, че можете да опитате да направите робот с помощта на импровизирани средства. И така, можете да конструирате оригинален механизъм от телефонна слушалка, компютърна мишка, четка за зъби, стар фотоапарат или вездесъщата пластмасова бутилка. Поставяйки няколко сензора на платформата, можете да програмирате такъв робот да извършва прости операции: регулиране на осветлението, изпращане на сигнали, движение в стаята. Разбира се, това далеч не е многофункционален помощник от научнофантастичните филми, но подобна дейност развива изобретателност и креативно инженерно мислене и безусловно предизвиква възхищение сред онези, които смятат роботиката за абсолютно не занаятчийски бизнес.
Киборг извън кутията
Едно от най-лесните решения за създаване на робот е закупуването на готов комплект за роботика с инструкции стъпка по стъпка. Тази опция е подходяща и за тези, които ще се занимават сериозно с техническо творчество, тъй като един пакет съдържа всички необходими части за механиката: от електронни платки и специализирани сензори до доставка на болтове и стикери. Заедно с инструкции, които ви позволяват да създадете доста сложен механизъм. Благодарение на много аксесоари, такъв робот може да служи като отлична база за творчество.
Основните училищни познания по физика и уменията от уроците по труд са напълно достатъчни за сглобяването на първия робот. Разнообразие от сензори и двигатели се управляват от контролни панели, а специални среди за програмиране позволяват създаването на истински киборги, които могат да изпълняват команди.
Например, сензор на механичен робот може да открие наличието или отсъствието на повърхност пред устройството, а програмният код може да посочи в каква посока трябва да се обърне междуосието. Такъв робот никога няма да падне от масата! Между другото, истинските прахосмукачки роботи работят на подобен принцип. В допълнение към извършването на почистване по зададен график и възможността да се върне в базата навреме за презареждане, този интелигентен помощник може самостоятелно да изгражда траектории за почистване на помещението. Тъй като на пода може да има различни препятствия, като например столове и жици, роботът трябва постоянно да сканира пътя пред себе си и да избягва такива препятствия.
За да може робот, създаден от себе си, да изпълнява различни команди, производителите предоставят възможност за програмирането му. След като съставите алгоритъм за поведението на робота в различни условия, трябва да създадете код за взаимодействие на сензорите с външния свят. Това е възможно благодарение на наличието на микрокомпютър, който е мозъчният център на такъв механичен робот.
Самостоятелно изработен мобилен механизъм
Дори без специализирани и обикновено скъпи комплекти е напълно възможно да се направи механичен манипулатор с помощта на импровизирани средства. Така че, вдъхновени от идеята за създаване на робот, трябва внимателно да анализирате запасите от домашни кошчета за наличие на непотърсени резервни части, които могат да бъдат използвани в това творческо начинание. Те ще използват:
- мотор (например от стара играчка);
- Колела от коли играчки;
- строителни детайли;
- картонени кутии;
- пълнители за писалки;
- различни видове ленти;
- лепило;
- копчета, мъниста;
- винтове, гайки, кламери;
- всички видове проводници;
- ел.крушки;
- батерия (съответстваща на напрежението на двигателя).
Съвет: „Полезно умение при създаването на робот е способността да се използва поялник, защото това ще помогне за надеждното закрепване на механизма, особено на електрическите компоненти.“
С помощта на тези общодостъпни компоненти можете да създадете истинско техническо чудо.
Така че, за да направите свой собствен робот от налични у дома материали, трябва:
- подгответе намерените части за механизма, проверете тяхната работа;
- начертайте модел на бъдещия робот, като вземете предвид наличното оборудване;
- сглобете тяло за робота от строителен комплект или картонени части;
- лепило или запояване на резервни части, отговорни за движението на механизма (например прикрепете двигател на робот към междуосие);
- осигурете захранване на двигателя, като го свържете с проводник към съответните контакти на батерията;
- допълват тематичния декор на устройството.
Съвет: „Очи мъниста за робот, декоративни рогове-антени, изработени от тел, крака-пружини, диодни крушки ще помогнат да анимирате дори най-скучния механизъм. Тези елементи могат да бъдат закрепени с лепило или лента.
Можете да направите механизма на такъв робот за няколко часа, след което остава само да измислите име за робота и да го представите на възхитените зрители. Със сигурност някои от тях ще подхванат иновативната идея и ще могат да направят свои собствени механични герои.
Известни умни машини
Симпатичният робот Wall-E допада на зрителя на едноименния филм, карайки го да съпреживее драматичните му приключения, докато Терминаторът демонстрира силата на една бездушна, непобедима машина. Героите от Междузвездни войни - верните дроиди R2D2 и C3PO - ви придружават в пътувания из далечна, далечна галактика, а романтичният Вертер дори се жертва в битка с космически пирати.
Механичните роботи съществуват и извън киното. Така светът се възхищава на уменията на хуманоидния робот Асимо, който може да се качва по стълбите, да играе футбол, да сервира напитки и да поздравява учтиво. Марсоходите Spirit и Curiosity са оборудвани с автономни химически лаборатории, което направи възможно анализирането на проби от марсиански почви. Самоуправляващите се роботизирани автомобили могат да се движат без човешка намеса, дори по сложни градски улици с висок риск от неочаквани събития.
Може би именно от домашните опити за създаване на първите интелектуални механизми ще израснат изобретения, които ще променят техническата панорама на бъдещето и живота на човечеството.
Много от нас, които са се сблъсквали с компютърните технологии, са мечтали да сглобят собствен робот. За да може това устройство да изпълнява някои задължения в къщата, например, донесете бира. Всеки веднага се заема да създаде най-сложния робот, но често бързо разбива резултатите. Така и не успяхме да осъществим първия си робот, който трябваше да прави много чипове. Следователно, трябва да започнете просто, като постепенно усложнявате своя звяр. Сега ще ви кажем как можете да създадете прост робот със собствените си ръце, който самостоятелно ще се движи из апартамента ви.
Концепция
Поставихме си проста задача, да направим прост робот. Гледайки напред, ще кажа, че ние, разбира се, се справихме не за петнадесет минути, а за много по-дълъг период. Но все пак това може да стане за една вечер.
Обикновено завършването на такива занаяти отнема години. Хората прекарват няколко месеца в тичане из магазините в търсене на оборудването, от което се нуждаят. Но веднага разбрахме, че това не е нашият път! Затова ще използваме в дизайна такива части, които лесно могат да бъдат намерени под ръка или изкоренени от старо оборудване. В краен случай купете за жълти стотинки във всеки радиомагазин или пазар.
Друга идея беше да направим нашия занаят възможно най-евтин. Подобен робот струва от 800 до 1500 рубли в магазините за радиоелектроника! Освен това се продава под формата на части, но все още трябва да се сглоби и не е факт, че след това също ще работи. Производителите на такива комплекти често забравят да включат някои части и това е – роботът се губи заедно с парите! Защо имаме нужда от такова щастие? Нашият робот трябва да струва не повече от 100-150 рубли на части, включително двигатели и батерии. В същото време, ако изберете двигателите от стара детска кола, тогава цената му обикновено ще бъде около 20-30 рубли! Усещате спестяванията и в същото време получавате отличен приятел.
Следващата част беше какво ще направи нашият красавец. Решихме да направим робот, който ще търси източници на светлина. Ако светлинният източник се завърти, нашата кола ще се насочи след него. Тази концепция се нарича „робот, който се опитва да живее“. Ще има възможност да смени батериите му със слънчеви клетки и тогава ще търси светлина за каране.
Необходими части и инструменти
Какво ни трябва, за да направим детето си? Тъй като концепцията е направена от импровизирани средства, ще ни трябва платка или дори обикновен дебел картон. Можете да използвате шило, за да направите дупки в картона, за да закрепите всички части. Ще използваме монтажа, защото беше под ръка и няма да намерите картон в къщата ми през деня. Това ще бъде шасито, върху което ще монтираме останалата част от сбруята на робота, ще прикрепим двигатели и сензори. Като движеща сила ще използваме три или пет волтови двигатели, които могат да бъдат извадени от стара машина. Ще направим колелата от капачки от пластмасови бутилки, например от Coca-Cola.
Като сензори се използват триволтови фототранзистори или фотодиоди. Те дори могат да бъдат извадени от стара оптомеханична мишка. Той съдържа инфрачервени сензори (в нашия случай бяха черни). Там те са сдвоени, тоест две фотоклетки в една бутилка. С тестер нищо не пречи да разберете кой крак за какво е предназначен. Нашият контролен елемент ще бъде вътрешни транзистори 816G. Ние използваме три AA батерии, запоени заедно като източници на захранване. Или можете да вземете отделение за батерии от стара машина, както направихме ние. За монтажа ще е необходимо окабеляване. Жиците с усукана двойка са идеални за тези цели; всеки уважаващ себе си хакер трябва да има много от тях в дома си. За да закрепите всички части, е удобно да използвате топящо се лепило с пистолет за горещо топене. Това прекрасно изобретение се топи бързо и също толкова бързо се втвърдява, което ви позволява бързо да работите с него и да инсталирате прости елементи. Нещото е идеално за такива занаяти и съм го използвал повече от веднъж в моите статии. Имаме нужда и от твърда жица, обикновена кламер ще свърши работа.
Ние монтираме веригата
И така, извадихме всички части и ги подредихме на нашата маса. Поялникът вече тлее от колофон и вие потривате ръце, нетърпеливи да го сглобите, добре, тогава да започваме. Взимаме парче сглобка и я изрязваме до размера на бъдещия робот. За рязане на печатни платки използваме метални ножици. Направихме квадрат със страна около 4-5 см. Основното е, че нашата малка верига, батерии, два мотора и крепежни елементи за предното колело пасват върху него. За да не стане дъската рошава и равна, можете да я обработите с файл и също така да премахнете острите ръбове. Следващата ни стъпка ще бъде запечатването на сензорите. Фототранзисторите и фотодиодите имат плюс и минус, с други думи анод и катод. Необходимо е да се спазва полярността на тяхното включване, което е лесно да се определи с най-простия тестер. Ако направите грешка, нищо няма да изгори, но роботът няма да се движи. Сензорите са запоени в ъглите на платката от едната страна, така че да гледат настрани. Те не трябва да се запояват напълно в платката, но оставете около един и половина сантиметра проводници, така че да могат лесно да се огъват във всяка посока - това ще ни трябва по-късно, когато настройваме нашия робот. Това ще бъдат нашите очи, те трябва да са от едната страна на нашето шаси, което в бъдеще ще бъде предната част на робота. Веднага може да се отбележи, че сглобяваме две вериги за управление: една за управление на десния и втория ляв двигател.
Малко по-далеч от предния ръб на шасито, до нашите сензори, трябва да запоим транзистори. За удобство на запояване и сглобяване на по-нататъшната верига, ние запоихме и двата транзистора с техните маркировки, "гледащи" към дясното колело. Веднага трябва да отбележите местоположението на краката на транзистора. Ако вземете транзистора в ръцете си и обърнете металния субстрат към себе си, а маркировката към гората (както в приказка), а краката са насочени надолу, тогава отляво надясно краката ще бъдат съответно: основа , колектор и емитер. Ако погледнете диаграмата, показваща нашия транзистор, основата ще бъде пръчка, перпендикулярна на дебелия сегмент в кръга, емитерът ще бъде пръчка със стрелка, колекторът ще бъде същата пръчка, само без стрелка. Тук всичко изглежда ясно. Нека подготвим батериите и да преминем към действителното сглобяване на електрическата верига. Първоначално просто взехме три АА батерии и ги запоихме последователно. Можете веднага да ги поставите в специален държач за батерии, който, както вече казахме, се вади от стара детска кола. Сега запояваме проводниците към батериите и определяме две ключови точки на нашата платка, където всички проводници ще се събират. Това ще бъде плюс и минус. Направихме го просто - вкарахме усукана двойка в краищата на платката, запоихме краищата към транзисторите и фотосензорите, направихме усукана верига и запоихме батериите там. Може би не е най-добрият вариант, но е най-удобният. Е, сега подготвяме проводниците и започваме да сглобяваме електричеството. Ще преминем от положителния полюс на батерията към отрицателния контакт, през цялата електрическа верига. Взимаме парче усукана двойка и започваме да вървим - запояваме положителния контакт на двата фотосензора към плюса на батериите и запояваме емитерите на транзисторите на едно и също място. Запояваме втория крак на фотоклетката с малко парче тел към основата на транзистора. Запояваме останалите, последни крака на трансюка съответно към двигателите. Вторият контакт на двигателите може да бъде запоен към батерията чрез превключвател.
Но като истински джедаи решихме да включим нашия робот чрез запояване и разпояване на проводника, тъй като в моите кошчета нямаше ключ с подходящ размер.
Електрическо отстраняване на грешки
Това е всичко, сглобихме електрическата част, сега нека започнем да тестваме веригата. Включваме нашата верига и я довеждаме до осветената настолна лампа. Редувайте се, като първо завъртите едната или другата фотоклетка. И да видим какво ще стане. Ако нашите двигатели започнат да се въртят на свой ред с различни скорости, в зависимост от осветлението, тогава всичко е наред. Ако не, тогава потърсете задръствания в монтажа. Електрониката е наука за контактите, което означава, че ако нещо не работи, значи някъде няма контакт. Важен момент: десният фотосензор отговаря за лявото колело, а левият, съответно, за дясното. Сега нека разберем в каква посока се въртят десният и левият двигател. И двамата трябва да се въртят напред. Ако това не се случи, тогава трябва да промените полярността на включване на двигателя, който се върти в грешна посока, просто чрез повторно запояване на проводниците на клемите на двигателя обратното. Още веднъж оценяваме местоположението на двигателите на шасито и проверяваме посоката на движение в посоката, в която са монтирани нашите сензори. Ако всичко е наред, тогава ще продължим. Във всеки случай това може да се поправи, дори след като всичко е окончателно сглобено.
Сглобяване на устройството
Справихме се с досадната електрическа част, сега нека да преминем към механиката. Ще направим колелата от капачки от пластмасови бутилки. За да направите предното колело, вземете два капака и ги залепете заедно.
Залепихме го по периметъра с кухата част навътре за по-голяма стабилност на колелото. След това пробийте дупка в първия и втория капак точно в центъра на капака. За пробиване и всякакви домашни занаяти е много удобно да използвате Dremel - нещо като малка бормашина с много приставки, фрезоване, рязане и много други. Много е удобно да се използва за пробиване на отвори, по-малки от един милиметър, където конвенционалната бормашина не може да се справи.
След като пробием капаците, в отвора вкарваме предварително огънат кламер.
Огъваме кламера във формата на буквата „P“, където колелото виси на горната лента на нашата буква.
Сега поправяме този кламер между фотосензорите, пред нашата кола. Щипката е удобна, защото можете лесно да регулирате височината на предното колело, а с тази настройка ще се заемем по-късно.
Да преминем към задвижващите колела. Ще ги направим и от капаци. По същия начин пробиваме всяко колело строго в центъра. Най-добре е свредлото да е с размера на оста на мотора, а в идеалния случай - с частица милиметър по-малко, за да може оста да се вкара там, но трудно. Поставяме двете колела на вала на двигателя и за да не изскочат, ги закрепваме с горещо лепило.
Важно е да направите това не само така, че колелата да не излитат при движение, но и да не се въртят в точката на закрепване.
Най-важната част е монтирането на електродвигателите. Поставихме ги в самия край на нашето шаси, от другата страна на платката от цялата друга електроника. Трябва да помним, че управляваният двигател е поставен срещу неговата контролна фотосистема. Това се прави, за да може роботът да се обърне към светлината. Отдясно е фотосензорът, отляво е двигателят и обратно. Като начало ще прихванем двигателите с парчета усукана двойка, прокарани през отворите на инсталацията и усукани отгоре.
Ние захранваме и виждаме къде се въртят нашите двигатели. Моторите няма да се въртят в тъмна стая, препоръчително е да ги насочите към лампа. Проверяваме дали всички двигатели работят. Въртим робота и наблюдаваме как двигателите променят скоростта си на въртене в зависимост от осветлението. Нека го завъртим с десния фотосензор, а левият двигател трябва да се върти бързо, а другият, напротив, ще се забави. Накрая проверяваме посоката на въртене на колелата, така че роботът да се движи напред. Ако всичко работи, както описахме, тогава можете внимателно да закрепите плъзгачите с горещо лепило.
Опитваме се колелата им да са на една ос. Това е всичко – фиксираме батериите на горната платформа на шасито и преминаваме към настройка и игра с робота.
Клопки и настройка
Първият капан в нашия занаят беше неочакван. Когато сглобихме цялата верига и техническата част, всички двигатели реагираха перфектно на светлината и всичко изглеждаше чудесно. Но когато поставихме нашия робот на пода, той не ни помогна. Оказа се, че мощността на двигателите просто не е достатъчна. Трябваше спешно да разкъсам детската кола, за да взема по-мощни двигатели от там. Между другото, ако вземете двигатели от играчки, определено няма да сбъркате с тяхната мощност, тъй като те са предназначени да носят много коли с батерии. След като подредихме двигателите, преминахме към козметична настройка и шофиране. Първо трябва да съберем брадите от жици, които се влачат по пода, и да ги закрепим към шасито с горещо лепило.
Ако роботът влачи корема си някъде, тогава можете да повдигнете предното шаси, като огънете закрепващата тел. Най-важното са фото сензорите. Най-добре е да ги огънете, гледайки встрани на тридесет градуса от основното ястие. След това ще вземе източници на светлина и ще се придвижи към тях. Необходимият ъгъл на огъване ще трябва да бъде избран експериментално. Това е всичко, въоръжете се с настолна лампа, поставете робота на пода, включете го и започнете да проверявате и да се наслаждавате как вашето дете ясно следва източника на светлина и колко умело го намира.
Подобрения
Няма ограничение за съвършенството и можете да добавите безкрайни функции към нашия робот. Имаше дори мисли за инсталиране на контролер, но тогава цената и сложността на производството ще се увеличат значително, а това не е нашият метод.
Първото подобрение е да се направи робот, който да се движи по дадена траектория. Тук всичко е просто, вземате черна лента и я отпечатвате на принтера или по подобен начин я рисувате с черен перманентен маркер върху лист ватман. Основното е, че лентата е малко по-тясна от ширината на запечатаните фотосензори. Спускаме самите фотоклетки, така че да гледат към пода. До всяко от нашите очи инсталираме последователно суперярък светодиод със съпротивление 470 ома. Запояваме самия светодиод със съпротивление директно към батерията. Идеята е проста, светлината се отразява перфектно от бял лист хартия, удря нашия сензор и роботът кара направо. Веднага щом лъчът удари тъмната лента, почти никаква светлина не достига до фотоклетката (черната хартия абсорбира светлината перфектно) и следователно един двигател започва да се върти по-бавно. Друг двигател бързо завърта робота, изравнявайки курса му. В резултат на това роботът се търкаля по черната ивица, сякаш по релси. Можете да нарисувате такава ивица на бял под и да изпратите робота в кухнята да вземе бира от вашия компютър.
Втората идея е да се усложни схемата, като се добавят още два транзистора и два фотосензора и роботът да търси светлина не само отпред, но и от всички страни и щом я намери, се втурва към нея. Всичко ще зависи от това от коя страна се появява източникът на светлина: ако е отпред, той ще върви напред, а ако е отзад, ще се търколи назад. Дори в този случай, за да опростите монтажа, можете да използвате чипа LM293D, но струва около сто рубли. Но с негова помощ можете лесно да конфигурирате диференциалното активиране на посоката на въртене на колелата или, по-просто, посоката на движение на робота: напред и назад.
Последното нещо, което можете да направите, е да премахнете напълно батериите, които постоянно се изтощават, и да инсталирате слънчева батерия, която вече можете да закупите в магазин за аксесоари за мобилни телефони (или в dialextreme). За да предотвратите пълната загуба на функционалност на робота в този режим, ако случайно влезе в сянка, можете да свържете паралелно слънчева батерия - електролитен кондензатор с много голям капацитет (хиляди микрофаради). Тъй като нашето напрежение там не надвишава пет волта, можем да вземем кондензатор, предназначен за 6,3 волта. С такъв капацитет и напрежение ще е доста миниатюрен. Преобразувателите могат да бъдат закупени или изкоренени от стари захранвания.
Смятаме, че можете сами да измислите останалите възможни варианти. Ако има нещо интересно непременно пишете.
заключения
Така ние се приобщихме към най-великата наука, двигателят на прогреса – кибернетиката. През седемдесетте години на миналия век беше много популярно да се проектират такива роботи. Трябва да се отбележи, че нашето творение използва рудиментите на аналоговата изчислителна технология, която изчезна с навлизането на цифровите технологии. Но както показах в тази статия, не всичко е загубено. Надяваме се, че няма да спрем да конструираме такъв прост робот, а ще измислим нови и нови дизайни, а вие ще ни изненадате с вашите интересни занаяти. Успех с изграждането!
Днес ще ви кажем как да направите робот от наличните материали. Полученият „високотехнологичен андроид“, макар и малък по размер и едва ли ще ви помогне в домакинската работа, със сигурност ще забавлява както деца, така и възрастни.
Необходими материали
За да направите робот със собствените си ръце, не се нуждаете от познания по ядрена физика. Това може да се направи у дома от обикновени материали, които винаги имате под ръка. И така, от какво имаме нужда:- 2 броя тел
- 1 мотор
- 1 AA батерия
- 3 щифта за натискане
- 2 парчета пенокартон или подобен материал
- 2-3 глави стари четки за зъби или няколко кламера
1. Прикрепете батерията към двигателя
С помощта на пистолет за лепило прикрепете парче пенокартон към корпуса на двигателя. След това залепваме батерията към него.
В самия край на дестабилизатора капнете няколко капки лепило или прикрепете някакъв декоративен елемент - това ще добави индивидуалност към нашето творение и ще увеличи амплитудата на неговите движения.
3. Крака
Сега трябва да оборудвате робота с долни крайници. Ако използвате глави за четка за зъби за това, залепете ги към дъното на мотора. Можете да използвате същия пенокартон като слой.
5. Свързване на батерията
С помощта на топлинен пистолет залепете жицата към единия край на батерията. Можете да изберете който и да е от двата проводника и всяка страна на батерията - полярността в този случай няма значение. Ако сте добри в запояването, можете също да използвате запояване вместо лепило за тази стъпка.
6. Очи
Чифт мъниста, които прикрепяме с горещо лепило към единия край на батерията, са доста подходящи като очи на робота. На тази стъпка можете да покажете въображението си и да измислите външния вид на очите по свое усмотрение.
7. Стартиране
Сега нека вдъхнем живот на нашия домашен продукт. Вземете свободния край на проводника и го прикрепете към незаетия терминал на батерията с помощта на лепяща лента. Не трябва да използвате горещо лепило за тази стъпка, защото това ще ви попречи да изключите двигателя, ако е необходимо.На рафтовете на съвременните магазини за деца можете да намерите голямо разнообразие от играчки. И всяко дете моли родителите си да му купят една или друга играчка „ново нещо“. Ами ако планирането на семейния бюджет не включва това? За да спестите пари, можете да опитате сами да направите нова играчка. Например, как да направите робот у дома, възможно ли е? Да, това е напълно възможно, достатъчно е да подготвите необходимите материали.
Възможно ли е сами да сглобите робот?
В днешно време е трудно да изненадате някого с робот играчка. Модерната технологична и компютърна индустрия измина дълъг път. Но все пак може да се изненадате от информацията как да направите обикновен робот у дома.
Несъмнено е трудно да се разбере принципът на работа на различни микросхеми, електроника, програми и дизайни. В този случай е трудно да се направи без основни познания в областта на физиката, програмирането и електрониката. Въпреки това всеки човек може сам да сглоби робот.
Роботът е автоматизирана машина, която е способна да извършва различни действия. В случай на домашен робот е достатъчно колата просто да се движи.
За по-лесно сглобяване можете да използвате налични инструменти: телефонна слушалка, пластмасова бутилка или чиния, четка за зъби, стар фотоапарат или компютърна мишка.
Вибрираща буболечка
Как да си направим малък робот? У дома можете да направите най-простата версия на вибрираща буболечка. Трябва да се запасите със следните материали:
- мотор от стара детска кола;
- литиева батерия серия CR-2032, подобна на таблет;
- държач за този таблет;
- кламери;
- електрическо тиксо;
- поялник;
- LED.
Първо трябва да увиете светодиода с електрическа лента, оставяйки свободни краища. С помощта на поялник запоете един край на светодиода към задната стена на държача на батерията. Запояваме останалия връх към контакта на двигателя от машината. Кламерите ще служат като крака на вибриращата буболечка. Проводниците от държача на батерията са свързани към проводниците на двигателя. Буболечката ще вибрира и ще се движи, след като държачът влезе в контакт със самата батерия.
Brushbot - детско забавление
И така, как да направите мини-робот у дома? Забавна кола може да бъде сглобена от скрап материали, като четка за зъби (глава), двойнозалепваща лента и вибрационен мотор от стар мобилен телефон. Достатъчно е да залепите двигателя към главата на четката и това е всичко - роботът е готов.
Захранването ще бъде осигурено от клетъчна батерия с размер на монета. За дистанционно управление ще трябва да измислите нещо.
Картонен робот
Как да направите робот у дома, ако детето го изисква? Можете да измислите интересна играчка от обикновен картон.
Трябва да се запасите:
- две картонени кутии;
- 20 пластмасови капачки за бутилки;
- тел;
- с лента.
Случва се татко да иска да направи някакво чудо за бебето, но нищо разумно не идва на ум. Ето защо можете да помислите как да направите истински робот у дома.
Първо трябва да използвате кутията като тяло за робота и да изрежете дъното му. След това трябва да направите 5 дупки: под главата, за ръцете и краката. В кутията, предназначена за главата, трябва да направите една дупка, която ще ви помогне да я свържете с тялото. Телът се използва за задържане на частите на робота заедно.
След като прикрепите главата, трябва да помислите как да направите ръка на робот у дома. За да направите това, в страничните отвори се вкарва жица, върху която се поставят пластмасови капаци. Получаваме подвижни ръце. Правим същото и с краката. Можете да направите дупки в капаците с шило.
За да се гарантира стабилността на картонения робот, трябва да се обърне специално внимание на разрезите. Придават добър външен вид на играчката. Трудно е да свържете всички части, ако линията на рязане е неправилна.
Ако решите да залепите кутии, не прекалявайте с количеството лепило. По-добре е да използвате здрав картон или хартия.
Най-простият робот
Как да си направим лек робот у дома? Трудно е да се създаде пълноценна автоматизирана машина, но все пак е възможно да се сглоби минимален дизайн. Нека разгледаме прост механизъм, който например може да извършва определени действия в една зона. Ще ви трябват следните материали:
Пластмасова чиния.
Чифт средно големи четки за почистване на обувки.
Компютърни вентилатори в размер на два броя.
Конектор за 9-V батерия и самата батерия.
Захващане и завързване с функция за щракване.
Пробиваме два отвора на еднакво разстояние в плочата на четката. Закрепваме ги. Четките трябва да са разположени на еднакво разстояние една от друга и в средата на чинията. С помощта на гайки прикрепяме регулиращата опора към четките. Инсталираме плъзгачите от закопчалките в средното място. Компютърните вентилатори трябва да се използват за преместване на робота. Те са свързани към батерия и са поставени успоредно, за да осигурят въртенето на машината. Това ще бъде някакъв вид вибрационен двигател. Накрая трябва да поставите клемите.
В този случай няма да имате нужда от големи финансови разходи или някакъв технически или компютърен опит, защото тук описваме подробно как да направите робот у дома. Не е трудно да се снабдите с необходимите части. За подобряване на двигателните функции на дизайна могат да се използват микроконтролери или допълнителни двигатели.
Робот, като в рекламата
Вероятно много хора са запознати с рекламата на браузъра, в която главният герой е малък робот, който се върти и рисува фигури върху хартия с флумастери. Как да си направим робот у дома от тази реклама? Да, много просто. За да създадете такава автоматизирана сладка играчка, трябва да се запасите с:
- три флумастера;
- дебел картон или пластмаса;
- мотор;
- кръгла батерия;
- фолио или електрическа лента;
- лепило.
И така, създаваме форма за робота от пластмаса или картон (по-точно, изрязваме го). Необходимо е да се направи триъгълна форма със заоблени ъгли. Във всеки ъгъл правим малка дупка, в която може да влезе флумастер. Правим една дупка близо до центъра на триъгълника за двигателя. Получаваме 4 дупки по целия периметър на триъгълна форма.
След това поставете маркерите един по един в направените дупки. Акумулаторът трябва да бъде прикрепен към двигателя. Това може да стане с помощта на лепило и фолио или електрическа лента. За да може моторът да стои здраво върху робота, е необходимо да го фиксирате с малко количество лепило.
Роботът ще се движи само след свързване на втория проводник към прикрепената батерия.
Лего робот
"Лего" е серия от играчки за деца, която се състои основно от конструктивни части, които са комбинирани в един елемент. Частите могат да се комбинират, като същевременно създавате все повече и повече нови елементи за игри.
Почти всички деца от 3 до 10 години обичат да сглобяват такъв конструктор. По-специално, интересът на децата се увеличава, ако части могат да бъдат сглобени в робот. И така, за да сглобите движещ се робот от Lego, трябва да подготвите частите, както и миниатюрен двигател и контролен блок.
Освен това вече се продават готови комплекти с части, които ви позволяват сами да сглобите всеки робот. Основното нещо е да овладеете приложените инструкции. например:
- подгответе частите, както е посочено в инструкциите;
- завийте колелата, ако има такива;
- сглобяваме крепежни елементи, които ще служат като опора за двигателя;
- поставете батерия или дори няколко в специален модул;
- монтирайте двигателя;
- свържете го към двигателя;
- Зареждаме специална програма в паметта на дизайна, която ви позволява да контролирате играчката.
Изглежда, че е доста трудно да се сглоби робот и човек без определени познания изобщо няма да може да го направи. Но това не е вярно. Разбира се, трудно е да се изгради пълноценна автоматизирана машина, но всеки може да направи най-простата версия. Просто прочетете нашата статия за това как да направите робот у дома.
Направете роботмного просто Нека да разберем какво е необходимо създайте роботу дома, за да разберете основите на роботиката.
Със сигурност, след като сте гледали достатъчно филми за роботи, често сте искали да създадете свой собствен другар в битка, но не сте знаели откъде да започнете. Разбира се, няма да можете да построите двукрак Терминатор, но не това е, което се опитваме да постигнем. Всеки, който знае как да държи правилно поялник в ръцете си, може да сглоби прост робот и това не изисква задълбочени познания, въпреки че няма да навреди. Аматьорската роботика не е много по-различна от дизайна на схеми, само че е много по-интересна, защото включва и области като механика и програмиране. Всички компоненти са лесно достъпни и не са толкова скъпи. Така че прогресът не стои неподвижен и ние ще го използваме в наша полза.
Въведение
Така. Какво е робот? В повечето случаи това е автоматично устройство, което реагира на всякакви действия на околната среда. Роботите могат да се управляват от хора или да извършват предварително програмирани действия. Обикновено роботът е оборудван с различни сензори (разстояние, ъгъл на въртене, ускорение), видеокамери и манипулатори. Електронната част на робота се състои от микроконтролер (MC) - микросхема, която съдържа процесор, тактов генератор, различни периферни устройства, RAM и постоянна памет. В света има огромен брой различни микроконтролери за различни приложения и на тяхна база можете да сглобите мощни роботи. AVR микроконтролерите се използват широко за любителски сгради. Те са най-достъпните и в интернет можете да намерите много примери, базирани на тези MK. За да работите с микроконтролери, трябва да можете да програмирате на асемблер или C и да имате основни познания по цифрова и аналогова електроника. В нашия проект ще използваме C. Програмирането за MK не се различава много от програмирането на компютър, синтаксисът на езика е същият, повечето функции практически не се различават, а новите са доста лесни за научаване и удобни за използване.
Какво ни трябва
Като начало нашият робот ще може просто да избягва препятствията, тоест да повтаря нормалното поведение на повечето животни в природата. Всичко, от което се нуждаем, за да изградим такъв робот, може да се намери в магазините за радиостанции. Нека решим как ще се движи нашият робот. Мисля, че най-успешни са пистите, които се използват в танковете; това е най-удобното решение, тъй като пистите имат по-голяма маневреност от колелата на превозното средство и са по-удобни за управление (за да завиете, достатъчно е да завъртите пистите в различни посоки). Следователно ще ви трябва всеки резервоар за играчки, чиито следи се въртят независимо един от друг, можете да закупите такъв във всеки магазин за играчки на разумна цена. От този танк ви трябват само платформа с вериги и мотори с редуктори, другото можете спокойно да развиете и изхвърлите. Имаме нужда и от микроконтролер, моят избор падна на ATmega16 - има достатъчно портове за свързване на сензори и периферия и като цяло е доста удобен. Освен това ще трябва да закупите някои радиокомпоненти, поялник и мултицет.
Изработка на табло с МК
В нашия случай микроконтролерът ще изпълнява функциите на мозъка, но няма да започнем с него, а с захранването на мозъка на робота. Правилното хранене е ключът към здравето, така че ще започнем с това как правилно да храним нашия робот, защото това е мястото, където начинаещите строители на роботи обикновено правят грешки. И за да работи нормално нашият робот, трябва да използваме стабилизатор на напрежението. Предпочитам чипа L7805 - той е проектиран да произвежда стабилно изходно напрежение 5V, което е необходимо на нашия микроконтролер. Но поради факта, че спадът на напрежението на тази микросхема е около 2,5 V, трябва да се подаде минимум 7,5 V. Заедно с този стабилизатор се използват електролитни кондензатори за изглаждане на пулсациите на напрежението и диодът задължително се включва във веригата за защита срещу обръщане на полярността.
Сега можем да преминем към нашия микроконтролер. Корпусът на MK е DIP (по-удобен е за запояване) и има четиридесет щифта. На борда има ADC, PWM, USART и много други, които засега няма да използваме. Нека да разгледаме няколко важни възела. Щифтът RESET (9-ти крак на MK) се изтегля от резистора R1 към „плюса“ на източника на захранване - това трябва да се направи! В противен случай вашият MK може неволно да се нулира или, по-просто казано, да се сблъска. Друга желателна мярка, но не е задължителна, е свързването на RESET през керамичния кондензатор C1 към маса. На диаграмата можете да видите и електролит от 1000 uF, който ви предпазва от спадове на напрежението, когато двигателите работят, което също ще има благоприятен ефект върху работата на микроконтролера. Кварцовият резонатор X1 и кондензаторите C2, C3 трябва да бъдат разположени възможно най-близо до щифтовете XTAL1 и XTAL2.
Няма да говоря за това как да флашвам MK, тъй като можете да прочетете за това в Интернет. Ще напишем програмата на C; избрах CodeVisionAVR като среда за програмиране. Това е доста лесна за използване среда и е полезна за начинаещи, защото има вграден съветник за създаване на код.
Моторен контрол
Също толкова важен компонент в нашия робот е моторният драйвер, който ни улеснява да го управляваме. Никога и при никакви обстоятелства двигателите не трябва да се свързват директно към MK! По принцип мощните товари не могат да се управляват директно от микроконтролера, в противен случай той ще изгори. Използвайте ключови транзистори. За нашия случай има специален чип - L293D. В такива прости проекти винаги се опитвайте да използвате този конкретен чип с индекс "D", тъй като има вградени диоди за защита от претоварване. Тази микросхема е много лесна за управление и лесно се намира в магазините за радио. Предлага се в два пакета: DIP и SOIC. Ние ще използваме DIP в опаковката поради лесното монтиране на платката. L293D има отделно захранване за двигатели и логика. Следователно ще захранваме самата микросхема от стабилизатора (VSS вход), а двигателите директно от батериите (VS вход). L293D може да издържи натоварване от 600 mA на канал и има два от тези канали, тоест два двигателя могат да бъдат свързани към един чип. Но за по-сигурно ще комбинираме каналите и тогава ще ни трябва по една микра за всеки двигател. От това следва, че L293D ще може да издържи 1,2 A. За да постигнете това, трябва да комбинирате краката на micra, както е показано на диаграмата. Микросхемата работи по следния начин: когато към IN1 и IN2 се приложи логическа "0", а към IN3 и IN4 - логическа, двигателят се върти в една посока, а ако сигналите са обърнати - се прилага логическа нула, тогава моторът ще започне да се върти в другата посока. Пинове EN1 и EN2 са отговорни за включването на всеки канал. Свързваме ги и ги свързваме към „плюса“ на захранването от стабилизатора. Тъй като микросхемата се нагрява по време на работа и инсталирането на радиатори на този тип корпус е проблематично, разсейването на топлината се осигурява от краката GND - по-добре е да ги запоявате върху широка контактна площадка. Това е всичко, което трябва да знаете за драйверите на двигателя за първи път.
Сензори за препятствия
За да може нашият робот да се ориентира и да не се блъска във всичко, ще инсталираме два инфрачервени сензора върху него. Най-простият сензор се състои от IR диод, който излъчва в инфрачервения спектър и фототранзистор, който ще получи сигнала от IR диода. Принципът е следният: когато пред сензора няма препятствие, инфрачервените лъчи не попадат на фототранзистора и той не се отваря. Ако има препятствие пред сензора, тогава лъчите се отразяват от него и удрят транзистора - той се отваря и токът започва да тече. Недостатъкът на такива сензори е, че те могат да реагират по различен начин на различни повърхности и не са защитени от смущения - сензорът може случайно да се задейства от външни сигнали от други устройства. Модулирането на сигнала може да ви предпази от смущения, но засега няма да се занимаваме с това. Като за начало това е достатъчно.
Фърмуер на роботи
За да съживите робота, трябва да напишете фърмуер за него, тоест програма, която да взема показания от сензори и да управлява двигателите. Моята програма е най-простата, не съдържа сложни структури и ще бъде разбираема за всички. Следващите два реда включват заглавни файлове за нашия микроконтролер и команди за генериране на закъснения:
#включи
#включи
Следните редове са условни, тъй като стойностите на PORTC зависят от това как сте свързали драйвера на двигателя към вашия микроконтролер:
PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Стойността 0xFF означава, че изходът ще бъде лог. "1", а 0x00 е лог. "0". Със следната конструкция проверяваме дали има препятствие пред робота и от коя страна е: if (!(PINB & (1< Ако светлината от IR диод удари фототранзистора, тогава на крака на микроконтролера се инсталира лог. „0“ и роботът започва да се движи назад, за да се отдалечи от препятствието, след това се обръща, за да не се сблъска отново с препятствието и след това отново се придвижва напред. Тъй като имаме два сензора, ние проверяваме наличието на препятствие два пъти - отдясно и отляво и така можем да разберем от коя страна е препятствието. Командата "delay_ms(1000)" показва, че ще измине една секунда преди следващата команда да започне да се изпълнява. Покрих повечето от аспектите, които ще ви помогнат да създадете първия си робот. Но роботиката не свършва дотук. Ако сглобите този робот, ще имате много възможности да го разширите. Можете да подобрите алгоритъма на робота, като например какво да правите, ако препятствието не е от някоя страна, а точно пред робота. Също така няма да навреди да инсталирате енкодер - просто устройство, което ще ви помогне точно да позиционирате и да знаете местоположението на вашия робот в пространството. За по-голяма яснота е възможно да се инсталира цветен или монохромен дисплей, който може да показва полезна информация - ниво на зареждане на батерията, разстояние до препятствия, различна информация за отстраняване на грешки. Не би навредило да се подобрят сензорите - инсталирането на TSOP (това са IR приемници, които възприемат сигнал само с определена честота) вместо конвенционалните фототранзистори. В допълнение към инфрачервените сензори има ултразвукови сензори, които са по-скъпи и също имат своите недостатъци, но напоследък набират популярност сред създателите на роботи. За да може роботът да реагира на звук, би било добра идея да инсталирате микрофони с усилвател. Но това, което мисля, че е наистина интересно, е инсталирането на камерата и програмирането на машинно зрение въз основа на нея. Има набор от специални OpenCV библиотеки, с които можете да програмирате разпознаване на лица, движение според цветни маяци и много други интересни неща. Всичко зависи само от вашето въображение и умения. Списък на компонентите: ATmega16 в пакет DIP-40> L7805 в пакет TO-220 L293D в корпус DIP-16 x2 бр. резистори с мощност 0,25 W с номинални стойности: 10 kOhm x 1 бр., 220 Ohm x 4 бр. керамични кондензатори: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF електролитни кондензатори: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 бр. диод 1N4001 или 1N4004 16 MHz кварцов резонатор IR диоди: всеки два от тях ще свършат работа. фототранзистори, също всякакви, но реагиращи само на дължината на вълната на инфрачервените лъчи Код на фърмуера: В момента моят робот е почти завършен. Оборудван е с безжична камера, сензор за разстояние (и камерата, и този сензор са инсталирани на въртяща се кула), сензор за препятствия, енкодер, приемник на сигнал от дистанционното управление и RS-232 интерфейс за свързване към компютър. Работи в два режима: автономен и ръчен (получава сигнали за управление от дистанционното управление), камерата може да се включва/изключва и дистанционно или от самия робот за пестене на батерията. Пиша фърмуер за сигурност на апартамента (прехвърляне на изображения към компютър, откриване на движения, разходка из помещенията).Заключение
Зареждане...