چه کسی نمی خواهد یک دستیار جهانی داشته باشد که آماده انجام هر کاری باشد: ظرف ها را بشویید، مواد غذایی بخرید، لاستیک ماشین را عوض کنید، و بچه ها را به مهد کودک و والدین را به سر کار ببرید؟ ایده ایجاد دستیارهای مکانیزه از زمان های قدیم ذهن مهندسین را به خود مشغول کرده است. و کارل کاپک حتی کلمه ای برای خدمتکار مکانیکی ارائه کرد - روباتی که به جای یک شخص وظایف را انجام می دهد.

خوشبختانه، در عصر دیجیتال فعلی، چنین دستیارهایی مطمئناً به زودی به واقعیت تبدیل خواهند شد. در واقع، مکانیسم‌های هوشمند در حال حاضر به فرد در انجام کارهای خانه کمک می‌کنند: یک ربات جاروبرقی در حالی که صاحبان آن سر کار هستند تمیز می‌کند، یک مولتی پز کمک می‌کند تا غذا را آماده کند، بدتر از یک سفره‌ای که خود سرهم می‌کند، و توله سگ بازیگوش Aibo این کار را انجام می‌دهد. با خوشحالی دمپایی یا توپ بیاورید. ربات های پیچیده در تولید، پزشکی و فضا استفاده می شوند. آنها جایگزینی جزئی یا حتی کامل نیروی انسانی را در شرایط سخت یا خطرناک ممکن می سازند. در عین حال، اندرویدها سعی می کنند از نظر ظاهری شبیه مردم به نظر برسند، در حالی که ربات های صنعتی معمولاً به دلایل اقتصادی و تکنولوژیکی ساخته می شوند و دکوراسیون خارجی به هیچ وجه برای آنها اولویت ندارد.

اما معلوم می شود که می توانید با استفاده از وسایل بداهه سعی کنید یک ربات بسازید. بنابراین، می توانید یک مکانیسم اصلی از یک گوشی تلفن، یک موس کامپیوتر، یک مسواک، یک دوربین قدیمی یا بطری پلاستیکی همه جا بسازید. با قرار دادن چندین سنسور روی پلت فرم، می توانید چنین رباتی را برای انجام عملیات ساده برنامه ریزی کنید: تنظیم روشنایی، ارسال سیگنال، حرکت در اطراف اتاق. البته، این به دور از دستیار چند منظوره از فیلم های علمی تخیلی است، اما چنین فعالیتی نبوغ و تفکر مهندسی خلاقانه را توسعه می دهد و بی قید و شرط تحسین را در میان کسانی که رباتیک را مطلقاً یک تجارت صنایع دستی نمی دانند برمی انگیزد.

Cyborg خارج از جعبه

یکی از ساده ترین راه حل ها برای ساخت ربات، خرید کیت رباتیک آماده با دستورالعمل های مرحله به مرحله است. این گزینه همچنین برای کسانی که قصد دارند به طور جدی به خلاقیت فنی بپردازند مناسب است، زیرا یک بسته شامل تمام قطعات لازم برای مکانیک است: از بردهای الکترونیکی و سنسورهای تخصصی گرفته تا عرضه پیچ و مهره و برچسب. همراه با دستورالعمل هایی که به شما امکان می دهد یک مکانیسم نسبتاً پیچیده ایجاد کنید. به لطف بسیاری از لوازم جانبی، چنین رباتی می تواند به عنوان پایه ای عالی برای خلاقیت باشد.

دانش پایه مدرسه در فیزیک و مهارت های دروس کار برای مونتاژ اولین ربات کاملاً کافی است. انواع حسگرها و موتورها توسط کنترل پنل ها کنترل می شوند و محیط های برنامه نویسی خاص امکان ایجاد سایبورگ های واقعی را فراهم می کند که می توانند دستورات را اجرا کنند.

به عنوان مثال، یک سنسور در یک ربات مکانیکی می تواند وجود یا عدم وجود سطحی در جلوی دستگاه را تشخیص دهد و کد برنامه می تواند نشان دهد که فاصله بین دو محور باید در کدام جهت چرخانده شود. چنین رباتی هرگز از روی میز نمی افتد! به هر حال، جاروبرقی های ربات واقعی بر اساس یک اصل مشابه کار می کنند. این دستیار هوشمند علاوه بر انجام نظافت طبق یک برنامه زمان بندی مشخص و امکان بازگشت به موقع به پایگاه برای شارژ مجدد، می تواند به طور مستقل مسیرهایی را برای تمیز کردن اتاق بسازد. از آنجا که ممکن است موانع مختلفی مانند صندلی و سیم روی زمین وجود داشته باشد، ربات باید به طور مداوم مسیر پیش رو را اسکن کند و از چنین موانعی اجتناب کند.

برای اینکه یک ربات ساخته شده توسط خود شخص بتواند دستورات مختلفی را انجام دهد، سازندگان امکان برنامه ریزی آن را فراهم می کنند. پس از ترسیم الگوریتمی برای رفتار ربات در شرایط مختلف، باید کدی برای تعامل حسگرها با دنیای خارج ایجاد کنید. این به لطف وجود یک میکرو کامپیوتر که مرکز مغز چنین ربات مکانیکی است امکان پذیر است.

مکانیزم موبایل خود ساخته

حتی بدون کیت های تخصصی و معمولاً گران قیمت، ساخت یک دستکاری مکانیکی با استفاده از وسایل بداهه کاملاً امکان پذیر است. بنابراین، با الهام از ایده ساخت ربات، باید به دقت موجودی سطل های خانگی را برای وجود قطعات یدکی بی ادعا که می توان در این کار خلاقانه استفاده کرد، تجزیه و تحلیل کنید. آنها استفاده خواهند کرد:

• یک موتور (به عنوان مثال، از یک اسباب بازی قدیمی)؛
• چرخ از ماشین های اسباب بازی؛
• قطعات ساختمانی؛
• جعبه های کارتن؛
• پر کردن مجدد خودکار;
• انواع مختلف نوار؛
• چسب؛
• دکمه ها، مهره ها؛
• پیچ، مهره، گیره کاغذ؛
• انواع سیم؛
• لامپ ها؛
• باتری (مطابق با ولتاژ موتور).

توصیه: "یک مهارت مفید در هنگام ایجاد یک ربات، توانایی استفاده از آهن لحیم کاری است، زیرا به بستن ایمن مکانیسم، به ویژه اجزای الکتریکی کمک می کند."

با کمک این قطعات در دسترس عموم، می توانید یک معجزه فنی واقعی ایجاد کنید.

بنابراین، برای اینکه ربات خود را از مواد موجود در خانه بسازید، باید:

1. قطعات پیدا شده را برای مکانیسم آماده کنید، عملکرد آنها را بررسی کنید.
2. با در نظر گرفتن تجهیزات موجود، مدلی از ربات آینده ترسیم کنید.
3. از یک مجموعه ساختمانی یا قطعات مقوایی یک بدنه برای ربات بچینید.
4. قطعات یدکی چسب یا لحیم کاری که مسئول حرکت مکانیسم هستند (به عنوان مثال، یک موتور ربات را به فاصله محوری وصل کنید).
5. با اتصال آن با یک هادی به کنتاکت های باتری مربوطه، نیروی موتور را تامین کنید.
6. مکمل دکور مضمون دستگاه است.

توصیه: "چشم های مهره ای برای ربات، شاخ های تزئینی-آنتن های ساخته شده از سیم، پایه ها- فنرها، لامپ های دیودی به زنده کردن حتی خسته کننده ترین مکانیسم کمک می کند. این عناصر را می توان با چسب یا چسب وصل کرد.

شما می توانید مکانیسم چنین رباتی را در چند ساعت بسازید، پس از آن تنها چیزی که باقی می ماند این است که نامی برای ربات بیاورید و آن را به تماشاگران تحسین برانگیز ارائه دهید. مطمئناً برخی از آنها ایده خلاقانه را انتخاب می کنند و می توانند شخصیت های مکانیکی خود را بسازند.

ماشین های هوشمند معروف

ربات ناز Wall-E خود را برای بیننده فیلمی به همین نام دوست می دارد و او را با ماجراهای دراماتیک خود همدردی می کند، در حالی که ترمیناتور قدرت یک ماشین بی روح و شکست ناپذیر را به نمایش می گذارد. شخصیت‌های جنگ ستارگان - درویدهای وفادار R2D2 و C3PO - شما را در سفرهای کهکشانی بسیار دور همراهی می‌کنند و ورتر رمانتیک حتی خود را در نبرد با دزدان دریایی فضایی قربانی می‌کند.

ربات های مکانیکی خارج از سینما نیز وجود دارند. بنابراین، جهان مهارت‌های ربات انسان‌نما آسیمو را تحسین می‌کند که می‌تواند از پله‌ها بالا برود، فوتبال بازی کند، نوشیدنی سرو کند و مودبانه احوالپرسی کند. مریخ نوردهای Spirit و Curiosity مجهز به آزمایشگاه های شیمیایی مستقل هستند که امکان تجزیه و تحلیل نمونه های خاک مریخ را فراهم می کند. ماشین‌های رباتیک خودران می‌توانند بدون دخالت انسان حرکت کنند، حتی در خیابان‌های پیچیده شهر با خطرات بالای حوادث غیرمنتظره.

شاید از تلاش های خانگی برای ایجاد اولین مکانیسم های فکری است که اختراعاتی رشد می کند که چشم انداز فنی آینده و زندگی بشر را تغییر می دهد.

بسیاری از ما که با فناوری کامپیوتر روبرو شده ایم، رویای مونتاژ ربات خود را داشته ایم. برای این که این دستگاه برخی وظایف را در اطراف خانه انجام دهد، مثلاً آبجو بیاورید. همه بلافاصله شروع به ایجاد پیچیده ترین ربات می کنند، اما اغلب به سرعت نتایج را تجزیه می کنند. ما هرگز اولین ربات خود را که قرار بود تراشه های زیادی بسازد، به سرانجام نرساندیم. بنابراین، باید ساده شروع کنید و به تدریج جانور خود را پیچیده کنید. اکنون به شما خواهیم گفت که چگونه می توانید یک ربات ساده با دستان خود ایجاد کنید که به طور مستقل در آپارتمان شما حرکت می کند.

مفهوم

ما یک کار ساده برای خود تعیین کردیم، ساخت یک ربات ساده. با نگاهی به آینده، من می گویم که ما، البته نه در پانزده دقیقه، بلکه در یک دوره بسیار طولانی تر، به نتیجه رسیدیم. اما با این حال، این را می توان در یک شب انجام داد.

به طور معمول، انجام چنین صنایع دستی سال ها طول می کشد. مردم چندین ماه را صرف دویدن در فروشگاه ها در جستجوی وسایل مورد نیاز خود می کنند. اما بلافاصله متوجه شدیم که این مسیر ما نبوده است! بنابراین، ما در طراحی از قطعاتی استفاده خواهیم کرد که به راحتی در دسترس هستند یا از تجهیزات قدیمی جدا می شوند. به عنوان آخرین راه حل، از هر فروشگاه یا بازار رادیویی با سکه خرید کنید.

ایده دیگر این بود که کاردستی خود را تا حد امکان ارزان کنیم. یک ربات مشابه در فروشگاه های الکترونیکی از 800 تا 1500 روبل قیمت دارد! علاوه بر این، به صورت قطعات فروخته می شود، اما هنوز باید مونتاژ شود و این واقعیت ندارد که بعد از آن نیز کار کند. سازندگان چنین کیت هایی اغلب فراموش می کنند که برخی از قطعات را اضافه کنند و تمام - ربات همراه با پول گم می شود! چرا ما به چنین شادی نیاز داریم؟ ربات ما در قطعات، از جمله موتور و باتری، نباید بیش از 100-150 روبل هزینه داشته باشد. در عین حال، اگر موتورها را از یک ماشین قدیمی کودکان انتخاب کنید، قیمت آن به طور کلی حدود 20-30 روبل خواهد بود! پس انداز را احساس می کنید و در عین حال یک دوست عالی پیدا می کنید.

قسمت بعدی این بود که مرد خوش تیپ ما چه می کند. تصمیم گرفتیم رباتی بسازیم که منابع نور را جستجو کند. اگر منبع نور بچرخد، ماشین ما به دنبال آن خواهد رفت. این مفهوم "روباتی که تلاش می کند زندگی کند" نامیده می شود. می‌توان باتری‌هایش را با سلول‌های خورشیدی جایگزین کرد و سپس به دنبال نور برای رانندگی خواهد بود.

قطعات و ابزار مورد نیاز

برای اینکه فرزندمان را درست کنیم به چه چیزهایی نیاز داریم؟ از آنجایی که این مفهوم از وسایل بداهه ساخته شده است، به یک تخته مدار یا حتی مقوای ضخیم معمولی نیاز خواهیم داشت. می توانید با استفاده از یک جفت سوراخ هایی روی مقوا ایجاد کنید تا تمام قسمت ها را بچسبانید. ما از مونتاژ استفاده خواهیم کرد، زیرا در دسترس بود و در طول روز در خانه من مقوا پیدا نمی کنید. این شاسی خواهد بود که ما بقیه مهار ربات را روی آن سوار می کنیم، موتورها و سنسورها را وصل می کنیم. به عنوان یک نیروی محرکه، ما از موتورهای سه یا پنج ولتی استفاده خواهیم کرد که می توان آنها را از یک ماشین قدیمی بیرون کشید. ما چرخ ها را از درپوش بطری های پلاستیکی، به عنوان مثال از کوکاکولا، می سازیم.

ترانزیستورهای سه ولتی یا فوتودیودها به عنوان سنسور استفاده می شوند. حتی می توان آنها را از یک ماوس اپتومکانیکی قدیمی بیرون کشید. این شامل سنسورهای مادون قرمز است (در مورد ما آنها سیاه بودند). در آنجا آنها جفت می شوند، یعنی دو فتوسل در یک بطری. با یک تستر، هیچ چیز مانع شما نمی شود که بفهمید کدام پا برای چه چیزی در نظر گرفته شده است. عنصر کنترل ما ترانزیستورهای داخلی 816G خواهد بود. ما از سه باتری AA که به هم لحیم شده اند به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنیم. یا می توانید مانند ما یک محفظه باتری را از یک دستگاه قدیمی بردارید. سیم کشی برای نصب مورد نیاز خواهد بود. سیم های پیچ خورده برای این اهداف ایده آل هستند. برای محکم کردن تمام قطعات، استفاده از چسب حرارتی با تفنگ ذوب داغ راحت است. این اختراع فوق العاده سریع ذوب می شود و به همان سرعت گیر می کند که به شما امکان می دهد به سرعت با آن کار کنید و عناصر ساده را نصب کنید. این چیز برای چنین صنایع دستی ایده آل است و من بیش از یک بار در مقالات خود از آن استفاده کرده ام. ما همچنین به یک سیم سفت نیاز داریم.

مدار را سوار می کنیم

بنابراین، تمام قطعات را بیرون آوردیم و روی میزمان چیدیم. آهن لحیم کاری در حال سوختن با کلوفون است و شما دستان خود را می مالید و مشتاق مونتاژ آن هستید، خب، پس بیایید شروع کنیم. ما یک قطعه مونتاژ را می گیریم و آن را به اندازه ربات آینده برش می دهیم. برای برش PCB از قیچی فلزی استفاده می کنیم. ما یک مربع با ضلع حدود 4-5 سانتی متر درست کردیم. برای اینکه تخته پشمالو نشود و یکدست شود می توانید آن را با فایل پردازش کنید و همچنین لبه های تیز را بردارید. قدم بعدی ما آب بندی سنسورها خواهد بود. فوتوترانزیستورها و فوتودیودها یک مثبت و منفی دارند، به عبارت دیگر، یک آند و یک کاتد. لازم است قطبیت گنجاندن آنها را مشاهده کنید که با ساده ترین تستر به راحتی قابل تشخیص است. اگر اشتباه کنید، هیچ چیز نمی سوزد، اما ربات حرکت نمی کند. سنسورها از یک طرف به گوشه های برد مدار لحیم می شوند تا به طرفین نگاه کنند. آنها نباید به طور کامل به تخته لحیم شوند، بلکه حدود یک و نیم سانتی متر از سرب ها را بگذارید تا به راحتی در هر جهت خم شوند - بعداً هنگام تنظیم ربات خود به این نیاز خواهیم داشت. اینها چشمان ما خواهند بود، آنها باید در یک طرف شاسی ما باشند که در آینده جلوی ربات خواهد بود. بلافاصله می توان اشاره کرد که ما در حال مونتاژ دو مدار کنترل هستیم: یکی برای کنترل موتورهای راست و دومی سمت چپ.

کمی دورتر از لبه جلوی شاسی، در کنار سنسورهای خود، باید ترانزیستورها را لحیم کنیم. برای راحتی لحیم کاری و مونتاژ مدار بعدی، هر دو ترانزیستور را با علامت گذاری "رو به چرخ" سمت راست لحیم کردیم. شما باید بلافاصله به محل پایه های ترانزیستور توجه کنید. اگر ترانزیستور را در دست بگیرید و بستر فلزی را به سمت خود بچرخانید و علامت گذاری را به سمت جنگل (مانند یک افسانه) بچرخانید و پاها به سمت پایین هدایت شوند ، از چپ به راست پاها به ترتیب: پایه خواهند بود. ، جمع کننده و امیتر. اگر به نموداری که ترانزیستور ما را نشان می دهد نگاه کنید، پایه یک چوب عمود بر بخش ضخیم در دایره خواهد بود، امیتر یک چوب با یک فلش، جمع کننده همان چوب خواهد بود، فقط بدون فلش. اینجا همه چیز واضح به نظر می رسد. بیایید باتری ها را آماده کنیم و به مونتاژ واقعی مدار الکتریکی ادامه دهیم. در ابتدا، ما به سادگی سه باتری AA را برداشتیم و آنها را به صورت سری لحیم کردیم. می توانید بلافاصله آنها را در یک نگهدارنده مخصوص باتری قرار دهید که همانطور که قبلاً گفتیم از ماشین قدیمی کودک بیرون کشیده می شود. اکنون سیم ها را به باتری ها لحیم می کنیم و دو نقطه کلیدی را روی برد خود تعیین می کنیم که در آن همه سیم ها همگرا شوند. این یک مثبت و منفی خواهد بود. ما این کار را به سادگی انجام دادیم - یک جفت پیچ خورده را در لبه های برد پیچیدیم، انتهای آن را به ترانزیستورها و حسگرهای عکس لحیم کردیم، یک حلقه پیچ خورده درست کردیم و باتری ها را در آنجا لحیم کردیم. شاید بهترین گزینه نباشد، اما راحت ترین است. خوب، اکنون سیم ها را آماده می کنیم و شروع به مونتاژ برق می کنیم. در کل مدار الکتریکی از قطب مثبت باتری به تماس منفی خواهیم رفت. یک تکه جفت پیچ خورده را برداشته و شروع به راه رفتن می کنیم - تماس مثبت هر دو سنسور عکس را به باتری ها لحیم می کنیم و ساطع کننده های ترانزیستور را در همان مکان لحیم می کنیم. پایه دوم فتوسل را با یک تکه سیم کوچک به پایه ترانزیستور لحیم می کنیم. ما بقیه و آخرین پایه های ترانزیوک را به ترتیب به موتورها لحیم می کنیم. تماس دوم موتورها را می توان از طریق یک کلید به باتری لحیم کرد.

اما مانند جدی واقعی، ما تصمیم گرفتیم ربات خود را با لحیم کاری و لحیم کردن سیم روشن کنیم، زیرا هیچ کلیدی با اندازه مناسب در سطل های من وجود نداشت.

اشکال زدایی الکتریکی

تمام شد، ما قطعه الکتریکی را مونتاژ کردیم، حالا بیایید آزمایش مدار را شروع کنیم. مدار خود را روشن می کنیم و آن را به چراغ رومیزی روشن می آوریم. به نوبت بچرخانید، اول یک یا فتوسل دیگر را بچرخانید. و ببینیم چه می شود. اگر موتورهای ما به نوبه خود با سرعت های مختلف شروع به چرخش کنند، بسته به روشنایی، همه چیز مرتب است. اگر نه، پس به دنبال گیره ها در مونتاژ باشید. الکترونیک علم تماس هاست، به این معنی که اگر چیزی کار نکرد، پس جایی تماسی وجود ندارد. یک نکته مهم: حسگر عکس سمت راست وظیفه چرخ چپ و سمت چپ به ترتیب برای چرخ راست است. حال، بیایید بفهمیم که موتورهای راست و چپ به کدام سمت می چرخند. هر دو باید به جلو بچرخند. اگر این اتفاق نیفتد، باید قطبیت روشن شدن موتور را که در جهت اشتباه می چرخد، تغییر دهید، فقط با لحیم کردن مجدد سیم ها در پایانه های موتور برعکس. ما یک بار دیگر موقعیت موتورها را روی شاسی ارزیابی می کنیم و جهت حرکت را در جهتی که سنسورهای ما نصب شده اند بررسی می کنیم. اگر همه چیز مرتب باشد، ما به راه خود ادامه خواهیم داد. در هر صورت، حتی پس از اینکه همه چیز در نهایت مونتاژ شد، می توان این مشکل را برطرف کرد.

مونتاژ دستگاه

ما به بخش خسته کننده الکتریکی پرداختیم، اکنون به سراغ مکانیک می رویم. ما چرخ ها را از درپوش بطری های پلاستیکی می سازیم. برای ساخت چرخ جلو، دو روکش بردارید و به هم بچسبانید.

برای پایداری بیشتر چرخ، آن را در اطراف محیط با قسمت توخالی رو به داخل چسباندیم. در مرحله بعد، درپوش اول و دوم را دقیقاً در مرکز درب سوراخ کنید. برای حفاری و انواع صنایع دستی خانگی، استفاده از Dremel بسیار راحت است - نوعی مته کوچک با تعداد زیادی ضمیمه، فرز، برش و بسیاری دیگر. استفاده از آن برای حفاری سوراخ های کوچکتر از یک میلی متر، جایی که مته معمولی نمی تواند از عهده آن برآید، بسیار راحت است.

بعد از اینکه روکش ها را سوراخ کردیم، یک گیره کاغذ از قبل خم شده را داخل سوراخ می کنیم.

گیره کاغذ را به شکل حرف "P" خم می کنیم، جایی که چرخ روی نوار بالای حرف ما آویزان است.

حالا این گیره کاغذ را بین سنسورهای عکس، جلوی ماشینمان ثابت می کنیم. گیره راحت است زیرا می توانید به راحتی ارتفاع چرخ جلو را تنظیم کنید و بعداً به این تنظیم خواهیم پرداخت.

بیایید به سمت چرخ های محرک حرکت کنیم. ما همچنین آنها را از درب می سازیم. به طور مشابه، ما هر چرخ را به شدت در مرکز سوراخ می کنیم. بهترین کار این است که مته به اندازه محور موتور باشد و در حالت ایده آل کسری از میلی متر کوچکتر باشد تا بتوان محور را در آنجا وارد کرد، اما به سختی. هر دو چرخ را روی میل موتور قرار می دهیم و برای اینکه از جا پریده نشوند با چسب حرارتی محکم می کنیم.

مهم است که این کار را نه تنها انجام دهید تا چرخ ها هنگام حرکت پرواز نکنند، بلکه در نقطه اتصال نیز نچرخند.

مهمترین قسمت نصب موتورهای الکتریکی است. ما آنها را در انتهای شاسی خود، در سمت مخالف برد مدار نسبت به سایر وسایل الکترونیکی قرار دادیم. باید به یاد داشته باشیم که موتور کنترل شده در مقابل فتوسیستم کنترل آن قرار می گیرد. این کار به این دلیل انجام می شود که ربات بتواند به سمت نور بچرخد. در سمت راست سنسور نور، در سمت چپ موتور و بالعکس. برای شروع، موتورها را با قطعات جفت پیچ خورده که از سوراخ های نصب رزوه می شوند و از بالا می پیچند، رهگیری می کنیم.

ما نیرو را تامین می کنیم و می بینیم که موتورهای ما کجا می چرخند. موتورها در یک اتاق تاریک نمی چرخند، بهتر است آنها را به سمت لامپ بگیرید. ما بررسی می کنیم که همه موتورها کار می کنند. ما ربات را می چرخانیم و تماشا می کنیم که چگونه موتورها بسته به روشنایی سرعت چرخش خود را تغییر می دهند. بیایید آن را با سنسور عکس سمت راست بچرخانیم، و موتور سمت چپ باید سریع بچرخد و دیگری، برعکس، کند می شود. در نهایت جهت چرخش چرخ ها را بررسی می کنیم تا ربات به سمت جلو حرکت کند. اگر همه چیز همانطور که توضیح دادیم کار می کند، می توانید با دقت لغزنده ها را با چسب داغ محکم کنید.

ما سعی می کنیم مطمئن شویم که چرخ های آنها در یک محور قرار دارند. تمام است – باتری ها را به پلت فرم بالای شاسی وصل می کنیم و به راه اندازی و بازی با ربات می رویم.

مشکلات و راه اندازی

اولین دام در کاردستی ما غیرمنتظره بود. وقتی کل مدار و بخش فنی را مونتاژ کردیم، همه موتورها به نور واکنش عالی نشان دادند و به نظر می رسید همه چیز عالی پیش می رود. اما وقتی ربات خود را روی زمین گذاشتیم، برای ما کار نکرد. معلوم شد که موتورها به سادگی قدرت کافی ندارند. مجبور شدم فوراً ماشین بچه ها را پاره کنم تا از آنجا موتورهای قوی تری بگیرم. به هر حال، اگر موتورها را از اسباب بازی ها بگیرید، قطعاً نمی توانید با قدرت آنها اشتباه کنید، زیرا آنها برای حمل ماشین های زیادی با باتری طراحی شده اند. هنگامی که موتورها را مرتب کردیم، به سمت تیونینگ آرایشی و رانندگی رفتیم. ابتدا باید ریش های سیم هایی را که روی زمین کشیده می شوند جمع آوری کنیم و با چسب حرارتی روی شاسی محکم کنیم.

اگر ربات شکم خود را به جایی می‌کشد، می‌توانید با خم کردن سیم بست، شاسی جلو را بلند کنید. مهمترین چیز سنسورهای عکس است. بهتر است آنها را در سی درجه از مسیر اصلی خم کنید و به طرفین نگاه کنید. سپس منابع نور را می گیرد و به سمت آنها حرکت می کند. زاویه خمش مورد نیاز باید به صورت تجربی انتخاب شود. تمام است، خود را با یک چراغ رومیزی مسلح کنید، ربات را روی زمین بگذارید، آن را روشن کنید و شروع به بررسی کنید و لذت ببرید که چگونه فرزندتان به وضوح منبع نور را دنبال می کند و چقدر هوشمندانه آن را پیدا می کند.

بهبودها

هیچ محدودیتی برای کمال وجود ندارد و می توانید عملکردهای بی پایانی را به ربات ما اضافه کنید. حتی فکر نصب یک کنترلر وجود داشت، اما پس از آن هزینه و پیچیدگی ساخت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و این روش ما نیست.

اولین پیشرفت، ساخت رباتی است که در یک مسیر مشخص حرکت کند. همه چیز در اینجا ساده است، شما یک نوار سیاه را بردارید و آن را روی چاپگر چاپ کنید، یا به طور مشابه آن را با یک نشانگر سیاه دائمی روی یک ورق کاغذ Whatman بکشید. نکته اصلی این است که نوار کمی باریکتر از عرض سنسورهای عکس مهر و موم شده است. خود فتوسل ها را پایین می آوریم تا به زمین نگاه کنند. در کنار هر یک از چشمان خود یک LED فوق روشن به صورت سری با مقاومت 470 اهم نصب می کنیم. ما خود LED را با مقاومت مستقیم به باتری لحیم می کنیم. ایده ساده است، نور کاملاً از یک صفحه کاغذ سفید منعکس می شود، به سنسور ما برخورد می کند و ربات مستقیماً حرکت می کند. به محض اینکه پرتو به نوار تیره برخورد می کند، تقریباً هیچ نوری به فتوسل نمی رسد (کاغذ سیاه نور را کاملاً جذب می کند) و بنابراین یک موتور آهسته تر شروع به چرخش می کند. موتور دیگری به سرعت ربات را می چرخاند و مسیر آن را هموار می کند. در نتیجه، ربات در امتداد نوار سیاه می غلتد، گویی روی ریل است. می توانید چنین نواری را روی یک کف سفید بکشید و ربات را به آشپزخانه بفرستید تا از رایانه شما آبجو بگیرد.

ایده دوم این است که با افزودن دو ترانزیستور دیگر و دو حسگر نوری، مدار را پیچیده کرده و کاری کنیم که ربات نه تنها از جلو، بلکه از همه طرف به دنبال نور باشد و به محض اینکه آن را پیدا کرد، به سرعت به سمت آن می رود. همه چیز بستگی به این دارد که منبع نور از کدام طرف ظاهر شود: اگر از جلو باشد، به جلو می رود، و اگر از پشت، به عقب می رود. حتی در این مورد، برای ساده کردن مونتاژ، می توانید از تراشه LM293D استفاده کنید، اما هزینه آن حدود صد روبل است. اما با کمک آن می توانید به راحتی فعال سازی دیفرانسیل جهت چرخش چرخ ها یا به عبارت ساده تر، جهت حرکت ربات را پیکربندی کنید: جلو و عقب.

آخرین کاری که می‌توانید انجام دهید این است که باتری‌هایی را که دائماً تمام می‌شوند، کاملاً جدا کنید و یک باتری خورشیدی نصب کنید، که اکنون می‌توانید آن را از فروشگاه لوازم جانبی تلفن همراه (یا در dialextreme) خریداری کنید. برای جلوگیری از از دست دادن کامل عملکرد ربات در این حالت، اگر به طور تصادفی وارد سایه شود، می توانید یک باتری خورشیدی را به صورت موازی متصل کنید - یک خازن الکترولیتی با ظرفیت بسیار زیاد (هزاران میکروفاراد). از آنجایی که ولتاژ ما در آنجا از پنج ولت تجاوز نمی کند، می توانیم یک خازن طراحی شده برای 6.3 ولت بگیریم. با چنین ظرفیت و ولتاژی کاملا مینیاتوری خواهد بود. مبدل ها را می توان از منابع تغذیه قدیمی خریداری کرد یا از ریشه جدا کرد.
ما فکر می کنیم شما می توانید بقیه تغییرات احتمالی را خودتان بیابید. اگه چیز جالبی هست حتما بنویس

نتیجه گیری

بنابراین ما به بزرگترین علم، موتور پیشرفت - سایبرنتیک - پیوستیم. در دهه هفتاد قرن گذشته، طراحی چنین روبات هایی بسیار محبوب بود. لازم به ذکر است که خلقت ما از مبانی فناوری محاسبات آنالوگ استفاده می کند که با ظهور فناوری های دیجیتال از بین رفت. اما همانطور که در این مقاله نشان دادم، همه چیز گم نشده است. امیدوارم در ساختن چنین ربات ساده ای بس نکنیم و طرح های جدید و جدیدی ارائه کنیم و شما با کاردستی های جالب خود ما را شگفت زده کنید. در ساخت موفق باشید!

امروز به شما خواهیم گفت که چگونه از مواد موجود یک ربات بسازید. «اندروید پیشرفته» به دست آمده، اگرچه اندازه کوچکی دارد و بعید است در انجام کارهای خانه به شما کمک کند، مطمئناً هم کودکان و هم بزرگسالان را سرگرم می کند.

مواد لازم

برای ساختن یک ربات با دستان خود، نیازی به دانش فیزیک هسته ای ندارید. این را می توان در خانه از مواد معمولی که همیشه در دست دارید انجام داد. بنابراین آنچه ما نیاز داریم:

• 2 قطعه سیم
• 1 موتور
• 1 باتری AA
• 3 پین فشار
• 2 قطعه فوم برد یا مواد مشابه
• 2-3 سر مسواک قدیمی یا چند گیره کاغذ

1. باتری را به موتور وصل کنید

با استفاده از یک تفنگ چسب، یک تکه مقوا فوم را به محفظه موتور وصل کنید. سپس باتری را به آن می چسبانیم.

این مرحله ممکن است گیج کننده به نظر برسد. با این حال، برای ساخت یک ربات، باید آن را به حرکت درآورید. یک تکه کوچک مستطیلی از مقوای فوم دار را روی محور موتور قرار می دهیم و آن را با تفنگ چسب محکم می کنیم. این طراحی باعث عدم تعادل موتور می شود که کل ربات را به حرکت در می آورد.

در انتهای بی ثبات کننده، چند قطره چسب بریزید یا مقداری عنصر تزئینی را وصل کنید - این به خلقت ما فردیت می بخشد و دامنه حرکات آن را افزایش می دهد.

3. پاها

اکنون باید ربات را به اندام تحتانی مجهز کنید. اگر برای این کار از سر مسواک استفاده می کنید، آن ها را به قسمت پایین موتور بچسبانید. می توانید از همان فوم برد به عنوان لایه استفاده کنید.

مرحله بعدی این است که دو تکه سیم خود را به کنتاکت های موتور متصل کنیم. شما به سادگی می توانید آنها را پیچ کنید، اما بهتر است آنها را لحیم کنید، این کار باعث دوام بیشتر ربات می شود.

5. اتصال باتری

با استفاده از تفنگ حرارتی، سیم را به یک سر باتری بچسبانید. شما می توانید هر یک از دو سیم و هر دو طرف باتری را انتخاب کنید - قطبیت در این مورد مهم نیست. اگر در لحیم کاری مهارت دارید، می توانید برای این مرحله به جای چسب از لحیم کاری نیز استفاده کنید.

6. چشم

یک جفت مهره که با چسب حرارتی به یک سر باتری وصل می کنیم، کاملاً به عنوان چشم ربات مناسب است. در این مرحله می توانید تخیل خود را نشان دهید و به صلاحدید خود به ظاهر چشم ها برسید.

7. راه اندازی کنید

حالا بیایید پروژه خانگی خود را زنده کنیم. انتهای آزاد سیم را بردارید و با استفاده از نوار چسب آن را به پایانه باتری خالی وصل کنید. برای این مرحله نباید از چسب حرارتی استفاده کنید زیرا در صورت لزوم از خاموش کردن موتور جلوگیری می کند.

در قفسه های فروشگاه های مدرن برای کودکان می توانید انواع مختلفی از اسباب بازی ها را پیدا کنید. و هر کودکی از والدینش می خواهد که یک اسباب بازی جدید برای او بخرند. اگر برنامه ریزی بودجه خانواده شامل این موارد نباشد چه؟ برای صرفه جویی در هزینه، می توانید خودتان یک اسباب بازی جدید بسازید. به عنوان مثال، چگونه یک ربات در خانه بسازیم، آیا این امکان وجود دارد؟ بله، کاملا امکان پذیر است، کافی است مواد لازم را تهیه کنید.

آیا می توان ربات را خودتان مونتاژ کرد؟

امروزه به سختی می توان کسی را با اسباب بازی روباتی غافلگیر کرد. فناوری مدرن و صنعت کامپیوتر راه درازی را پیموده است. اما ممکن است همچنان از اطلاعاتی در مورد نحوه ساخت یک ربات ساده در خانه شگفت زده شوید.

بدون شک درک اصل عملکرد ریزمدارها، الکترونیک، برنامه ها و طرح های مختلف دشوار است. انجام در این مورد بدون دانش اولیه در زمینه فیزیک، برنامه نویسی و الکترونیک دشوار است. با این حال، هر شخصی می تواند به تنهایی یک ربات را جمع آوری کند.

ربات یک ماشین خودکار است که قادر به انجام اقدامات مختلف است. در مورد یک ربات خانگی کافی است که ماشین به سادگی حرکت کند.

برای آسان‌تر کردن مونتاژ، می‌توانید از ابزارهای موجود استفاده کنید: یک گوشی تلفن، یک بطری یا بشقاب پلاستیکی، یک مسواک، یک دوربین قدیمی یا یک موس کامپیوتر.

اشکال ارتعاشی

چگونه یک ربات کوچک بسازیم؟ در خانه، می توانید ساده ترین نسخه یک اشکال لرزان را بسازید. شما باید مواد زیر را ذخیره کنید:

• یک موتور از یک ماشین قدیمی کودکان؛
• باتری لیتیوم سری CR-2032، شبیه به یک تبلت؛
• یک نگهدارنده برای همین تبلت؛
• گیره کاغذ؛
• نوار الکتریکی؛
• آهن لحیم کاری؛
• رهبری.

ابتدا باید LED را با نوار الکتریکی بپیچید و انتهای آن را آزاد بگذارید. با استفاده از یک آهن لحیم کاری، یک انتهای LED را به دیواره پشتی نگهدارنده باتری لحیم کنید. نوک باقی مانده را به تماس موتور از دستگاه لحیم می کنیم. گیره های کاغذ به عنوان پایه برای اشکال لرزان عمل می کنند. سیم های نگهدارنده باتری به سیم های موتور متصل می شوند. پس از تماس نگهدارنده با خود باتری، اشکال می لرزد و حرکت می کند.

Brushbot - سرگرمی کودکان

بنابراین، چگونه یک مینی ربات در خانه بسازیم؟ یک ماشین خنده دار را می توان از مواد ضایعاتی مانند مسواک (سر)، نوار دو طرفه و یک موتور ویبره از یک تلفن همراه قدیمی مونتاژ کرد. کافی است موتور را به سر قلم مو بچسبانید و تمام - ربات آماده است.

منبع تغذیه توسط یک باتری سکه ای تامین خواهد شد. برای کنترل از راه دور باید چیزی به ذهنتان برسد.

ربات مقوایی

در صورت درخواست کودک چگونه در خانه ربات بسازیم؟ می توانید یک اسباب بازی جالب از مقوای ساده تهیه کنید.

شما باید انبار کنید:

• دو جعبه مقوایی؛
• 20 درب بطری پلاستیکی؛
• سیم؛
• با نوار.

این اتفاق می افتد که پدر می خواهد نوعی تعجب برای کودک ایجاد کند، اما هیچ چیز معقولی به ذهن نمی رسد. بنابراین، می توانید در مورد چگونگی ساخت یک ربات واقعی در خانه فکر کنید.

ابتدا باید از جعبه به عنوان بدنه ربات استفاده کنید و قسمت پایین آن را ببرید. سپس باید 5 سوراخ ایجاد کنید: زیر سر، برای بازوها و پاها. در جعبه در نظر گرفته شده برای سر، باید یک سوراخ ایجاد کنید که به اتصال آن به بدن کمک می کند. از سیم برای نگه داشتن قطعات ربات در کنار هم استفاده می شود.

پس از اتصال سر، باید به نحوه ساخت یک بازوی ربات در خانه فکر کنید. برای انجام این کار، یک سیم به سوراخ های جانبی وارد می شود که روی آن پوشش های پلاستیکی قرار می گیرد. بازوهای متحرک می گیریم. ما همین کار را با پاهایمان انجام می دهیم. می توانید با استفاده از بالش سوراخ هایی روی درب ها ایجاد کنید.

برای اطمینان از پایداری ربات مقوایی، باید به برش ها دقت کرد. آنها ظاهر خوبی به اسباب بازی می دهند. اگر خط برش نادرست باشد، اتصال همه قطعات دشوار است.

اگر تصمیم دارید جعبه ها را به هم بچسبانید، در مقدار چسب زیاده روی نکنید. بهتر است از مقوا یا کاغذ بادوام استفاده کنید.

ساده ترین ربات

چگونه یک ربات سبک در خانه بسازیم؟ ایجاد یک ماشین خودکار تمام عیار دشوار است، اما هنوز هم امکان مونتاژ یک طرح حداقل وجود دارد. بیایید یک مکانیسم ساده را در نظر بگیریم که به عنوان مثال، می تواند اقدامات خاصی را در یک منطقه انجام دهد. شما به مواد زیر نیاز خواهید داشت:

بشقاب پلاستیکی.

یک جفت برس سایز متوسط ​​برای تمیز کردن کفش.

فن های کامپیوتر به تعداد دو تکه.

کانکتور برای باتری 9 ولت و خود باتری.

گیره و گره زدن با عملکرد ضربه گیر.

دو سوراخ با همان فاصله در صفحه قلم مو دریل می کنیم. آنها را محکم می کنیم. برس ها باید در فاصله یکسان از یکدیگر و وسط صفحه قرار گیرند. با استفاده از مهره، پایه تنظیم را به برس ها وصل می کنیم. لغزنده ها را از بست ها در محل وسط نصب می کنیم. برای حرکت دادن ربات باید از فن های کامپیوتر استفاده شود. آنها به یک باتری متصل شده و به صورت موازی قرار می گیرند تا از چرخش دستگاه اطمینان حاصل شود. این یک نوع موتور ارتعاشی خواهد بود. در نهایت، شما باید پایانه ها را قرار دهید.

در این صورت نیازی به هزینه های مالی زیاد یا تجربه فنی یا کامپیوتری نخواهید داشت، زیرا در اینجا نحوه ساخت ربات در خانه را به تفصیل شرح می دهیم. تهیه قطعات لازم کار سختی نیست. برای بهبود عملکرد موتور طراحی، می توان از میکروکنترلرها یا موتورهای اضافی استفاده کرد.

ربات، مانند تبلیغات

احتمالاً بسیاری از مردم با تبلیغات این مرورگر آشنا هستند، که در آن شخصیت اصلی یک ربات کوچک است که با قلم های نمدی شکل ها را روی کاغذ می چرخد ​​و می کشد. چگونه از این تبلیغات در خانه ربات بسازیم؟ بله خیلی ساده برای ایجاد چنین اسباب بازی زیبای خودکاری، باید موارد زیر را ذخیره کنید:

• سه قلم نمدی؛
• مقوا یا پلاستیک ضخیم؛
• موتور؛
• باتری گرد؛
• فویل یا نوار الکتریکی؛
• چسب.

بنابراین، ما یک فرم برای ربات از پلاستیک یا مقوا ایجاد می کنیم (به طور دقیق تر، آن را برش می دهیم). لازم است یک شکل مثلثی با گوشه های گرد درست کنید. در هر گوشه یک سوراخ کوچک ایجاد می کنیم که یک قلم نمدی در آن قرار می گیرد. یک سوراخ در نزدیکی مرکز مثلث برای موتور ایجاد می کنیم. ما 4 سوراخ در اطراف کل محیط یک شکل مثلثی ایجاد می کنیم.

سپس نشانگرها را یکی یکی داخل سوراخ های ایجاد شده قرار دهید. یک باتری باید به موتور وصل شود. این کار را می توان با استفاده از چسب و فویل یا نوار الکتریکی انجام داد. برای اینکه موتور روی ربات محکم بماند، باید آن را با مقدار کمی چسب ثابت کرد.

ربات تنها پس از اتصال سیم دوم به باتری متصل حرکت می کند.

ربات لگو

"لگو" یک سری اسباب بازی برای کودکان است که عمدتاً از قطعات ساختمانی متصل به یک عنصر تشکیل شده است. قطعات را می توان با هم ترکیب کرد و در عین حال آیتم های جدید بیشتری را برای بازی ها ایجاد کرد.

تقریباً همه کودکان 3 تا 10 ساله دوست دارند چنین مجموعه ساختمانی را جمع آوری کنند. به ویژه اگر بتوان قطعات را در یک روبات مونتاژ کرد، علاقه کودکان افزایش می یابد. بنابراین، برای مونتاژ یک ربات متحرک از لگو، باید قطعات و همچنین یک موتور مینیاتوری و واحد کنترل را آماده کنید.

علاوه بر این، کیت های آماده با قطعات در حال حاضر فروخته می شود که به شما امکان می دهد هر رباتی را خودتان مونتاژ کنید. نکته اصلی تسلط بر دستورالعمل های پیوست است. به عنوان مثال:

• قطعات را همانطور که در دستورالعمل ذکر شده است آماده کنید.
• چرخ ها را در صورت وجود پیچ ​​کنید.
• ما بست هایی را جمع آوری می کنیم که به عنوان پشتیبان موتور عمل می کنند.
• یک باتری یا حتی چندین باتری را در یک واحد ویژه قرار دهید.
• موتور را نصب کنید؛
• آن را به موتور وصل کنید؛
• ما یک برنامه ویژه را در حافظه طرح بارگذاری می کنیم که به شما امکان می دهد اسباب بازی را کنترل کنید.

به نظر می رسد که مونتاژ یک ربات بسیار دشوار است و فردی که دانش خاصی ندارد به هیچ وجه قادر به انجام آن نخواهد بود. اما این درست نیست. البته، ساختن یک ماشین خودکار تمام عیار دشوار است، اما هر کسی می تواند ساده ترین نسخه را انجام دهد. فقط مقاله ما را در مورد نحوه ساخت ربات در خانه بخوانید.

یک ربات بسازیدبسیار ساده بیایید بفهمیم چه چیزی لازم است یک ربات ایجاد کنیددر خانه، به منظور درک اصول رباتیک.

مطمئناً پس از تماشای فیلم‌های کافی در مورد ربات‌ها، بارها خواسته‌اید رفیق خود را در جنگ بسازید، اما نمی‌دانستید از کجا شروع کنید. البته، شما نمی توانید یک ترمیناتور دوپا بسازید، اما این چیزی نیست که ما در صدد رسیدن به آن هستیم. هر کسی که می داند چگونه آهن لحیم کاری را به درستی در دستان خود نگه دارد، می تواند یک ربات ساده جمع کند و این نیازی به دانش عمیق ندارد، اگرچه ضرری هم نخواهد داشت. رباتیک آماتور تفاوت چندانی با طراحی مدار ندارد، بلکه بسیار جالب‌تر است، زیرا شامل حوزه‌هایی مانند مکانیک و برنامه‌نویسی نیز می‌شود. همه قطعات به راحتی در دسترس هستند و گران نیستند. بنابراین پیشرفت متوقف نمی شود و ما از آن به نفع خود استفاده خواهیم کرد.

معرفی

بنابراین. ربات چیست؟ در بیشتر موارد، این یک دستگاه خودکار است که به هر گونه اقدامات محیطی پاسخ می دهد. ربات ها را می توان توسط انسان کنترل کرد یا اقدامات از پیش برنامه ریزی شده را انجام داد. به طور معمول، این ربات به انواع حسگرها (فاصله، زاویه چرخش، شتاب)، دوربین های ویدئویی و دستکاری مجهز است. بخش الکترونیکی ربات از یک میکروکنترلر (MC) تشکیل شده است - یک ریز مدار که شامل یک پردازنده، یک ژنراتور ساعت، تجهیزات جانبی مختلف، رم و حافظه دائمی است. تعداد زیادی میکروکنترلر مختلف در جهان برای کاربردهای مختلف وجود دارد و بر اساس آنها می توانید ربات های قدرتمندی را مونتاژ کنید. میکروکنترلرهای AVR به طور گسترده برای ساختمان های آماتور استفاده می شود. آنها به مراتب در دسترس ترین هستند و در اینترنت می توانید نمونه های زیادی بر اساس این MK ها پیدا کنید. برای کار با میکروکنترلرها باید بتوانید در اسمبلر یا C برنامه نویسی کنید و دانش اولیه الکترونیک دیجیتال و آنالوگ را داشته باشید. در پروژه ما از C استفاده خواهیم کرد. برنامه نویسی برای MK تفاوت چندانی با برنامه نویسی در رایانه ندارد، نحو زبان یکسان است، اکثر توابع عملاً تفاوتی ندارند و یادگیری موارد جدید بسیار آسان است و استفاده از آنها راحت است.

چه چیزی نیاز داریم

برای شروع، ربات ما قادر خواهد بود به سادگی از موانع اجتناب کند، یعنی رفتار طبیعی بیشتر حیوانات در طبیعت را تکرار کند. هر چیزی که برای ساختن چنین رباتی نیاز داریم را می توان در فروشگاه های رادیو پیدا کرد. بیایید تصمیم بگیریم که ربات ما چگونه حرکت کند. من فکر می کنم موفق ترین مسیرهایی هستند که در تانک ها استفاده می شوند، این راحت ترین راه حل است، زیرا مسیرها قدرت مانور بیشتری نسبت به چرخ های یک وسیله نقلیه دارند و برای کنترل راحت تر هستند (برای چرخش، کافی است مسیرها را بچرخانید. در جهات مختلف). بنابراین، شما به هر مخزن اسباب‌بازی نیاز دارید که مسیرهای آن مستقل از یکدیگر بچرخند، می‌توانید از هر فروشگاه اسباب‌بازی با قیمت مناسب یکی را خریداری کنید. از این مخزن فقط به یک پلت فرم با آهنگ و موتور با گیربکس نیاز دارید، بقیه را می توانید با خیال راحت باز کنید و دور بیندازید. ما همچنین به یک میکروکنترلر نیاز داریم، انتخاب من روی ATmega16 افتاد - دارای پورت های کافی برای اتصال سنسورها و لوازم جانبی است و به طور کلی بسیار راحت است. همچنین باید برخی از قطعات رادیویی، آهن لحیم کاری و مولتی متر را خریداری کنید.

ساخت تابلو با MK

در مورد ما، میکروکنترلر وظایف مغز را انجام می دهد، اما ما با آن شروع نمی کنیم، بلکه با قدرت دادن به مغز ربات شروع می کنیم. تغذیه مناسب کلید سلامتی است، بنابراین ما با نحوه تغذیه صحیح ربات خود شروع می کنیم، زیرا در اینجاست که ربات سازان تازه کار معمولا اشتباه می کنند. و برای اینکه ربات ما به طور معمول کار کند، باید از تثبیت کننده ولتاژ استفاده کنیم. من تراشه L7805 را ترجیح می دهم - برای تولید ولتاژ خروجی 5 ولت پایدار طراحی شده است، چیزی که میکروکنترلر ما به آن نیاز دارد. اما با توجه به اینکه افت ولتاژ روی این میکرو مدار حدود 2.5 ولت است، باید حداقل 7.5 ولت به آن داده شود. همراه با این تثبیت کننده، از خازن های الکترولیتی برای صاف کردن موج های ولتاژ استفاده می شود و یک دیود برای محافظت در برابر معکوس شدن قطبیت الزاماً در مدار قرار می گیرد.

اکنون می توانیم به سراغ میکروکنترلر خود برویم. کیس MK DIP است (لحیم کاری راحت تر است) و دارای چهل پین است. روی هواپیما یک ADC، PWM، USART و موارد دیگر وجود دارد که فعلا از آنها استفاده نخواهیم کرد. بیایید به چند گره مهم نگاه کنیم. پایه RESET (پایه نهم MK) توسط مقاومت R1 به سمت "بعلاوه" منبع برق کشیده می شود - این باید انجام شود! در غیر این صورت، MK شما ممکن است ناخواسته بازنشانی شود یا به بیان ساده تر، دچار مشکل شود. یکی دیگر از اقدامات مطلوب، اما نه اجباری، اتصال RESET از طریق خازن سرامیکی C1 به زمین است. در نمودار همچنین می توانید یک الکترولیت 1000 uF را مشاهده کنید که هنگام کار موتورها شما را از افت ولتاژ نجات می دهد که تأثیر مفیدی بر عملکرد میکروکنترلر خواهد داشت. تشدید کننده کوارتز X1 و خازن های C2, C3 باید تا حد امکان نزدیک به پین ​​های XTAL1 و XTAL2 قرار گیرند.

من در مورد نحوه فلش کردن MK صحبت نمی کنم، زیرا می توانید در مورد آن در اینترنت بخوانید. ما برنامه را به زبان C خواهیم نوشت. من CodeVisionAVR را به عنوان محیط برنامه نویسی انتخاب کردم. این یک محیط نسبتا کاربرپسند است و برای مبتدیان مفید است زیرا دارای یک جادوگر ایجاد کد داخلی است.

کنترل موتور

یک جزء به همان اندازه مهم در ربات ما، محرک موتور است که کنترل آن را برای ما آسان‌تر می‌کند. هرگز و تحت هیچ شرایطی نباید موتورها مستقیماً به MK متصل شوند! به طور کلی، بارهای قدرتمند را نمی توان مستقیماً از میکروکنترلر کنترل کرد، در غیر این صورت می سوزد. از ترانزیستورهای کلیدی استفاده کنید. برای مورد ما، یک تراشه ویژه وجود دارد - L293D. در چنین پروژه های ساده، همیشه سعی کنید از این تراشه خاص با شاخص "D" استفاده کنید، زیرا دارای دیودهای داخلی برای محافظت در برابر اضافه بار است. کنترل این میکرو مدار بسیار آسان است و به راحتی در فروشگاه های رادیویی به دست می آید. در دو بسته DIP و SOIC موجود است. به دلیل سهولت در نصب روی برد از DIP در بسته بندی استفاده خواهیم کرد. L293D دارای منبع تغذیه جداگانه برای موتورها و منطق است. بنابراین، ما خود ریز مدار را از تثبیت کننده (ورودی VSS) و موتورها را مستقیماً از باتری ها (ورودی VS) تغذیه می کنیم. L293D می تواند بار 600 میلی آمپر را در هر کانال تحمل کند و دو تا از این کانال ها را دارد یعنی دو موتور را می توان به یک تراشه وصل کرد. اما برای حفظ امنیت، کانال ها را با هم ترکیب می کنیم و سپس برای هر موتور به یک Micra نیاز داریم. نتیجه این است که L293D قادر به مقاومت در برابر 1.2 A خواهد بود. برای دستیابی به این، باید پایه های Micra را همانطور که در نمودار نشان داده شده است ترکیب کنید. ریز مدار به شرح زیر عمل می کند: وقتی یک "0" منطقی به IN1 و IN2 اعمال می شود و یک منطقی به IN3 و IN4 اعمال می شود، موتور در یک جهت می چرخد ​​و اگر سیگنال ها معکوس شوند - یک صفر منطقی اعمال می شود. سپس موتور شروع به چرخش در جهت دیگر می کند. پین های EN1 و EN2 وظیفه روشن کردن هر کانال را بر عهده دارند. ما آنها را متصل می کنیم و آنها را به "به علاوه" منبع تغذیه از تثبیت کننده متصل می کنیم. از آنجایی که ریز مدار در حین کار گرم می شود و نصب رادیاتور روی این نوع کیس مشکل ساز است ، اتلاف گرما توسط پایه های GND فراهم می شود - بهتر است آنها را روی یک پد تماس گسترده لحیم کنید. این تمام چیزی است که برای اولین بار باید در مورد درایورهای موتور بدانید.

سنسورهای مانع

برای اینکه ربات ما بتواند حرکت کند و با همه چیز تصادف نکند، دو سنسور مادون قرمز روی آن نصب می کنیم. ساده ترین حسگر شامل یک دیود IR است که در طیف مادون قرمز ساطع می کند و یک ترانزیستور نوری که سیگنال را از دیود IR دریافت می کند. اصل این است: هنگامی که هیچ مانعی در مقابل سنسور وجود ندارد، اشعه IR به فوتوترانزیستور برخورد نمی کند و باز نمی شود. اگر مانعی در مقابل سنسور وجود داشته باشد، پرتوها از آن منعکس می شوند و به ترانزیستور برخورد می کنند - باز می شود و جریان شروع به جریان می کند. عیب چنین سنسورهایی این است که آنها می توانند به سطوح مختلف واکنش متفاوتی نشان دهند و از تداخل محافظت نمی شوند - ممکن است حسگر به طور تصادفی توسط سیگنال های خارجی دستگاه های دیگر فعال شود. تعدیل سیگنال می تواند از شما در برابر تداخل محافظت کند، اما ما فعلاً به این موضوع زحمت نمی دهیم. برای شروع، همین کافی است.

سیستم عامل ربات

برای زنده کردن ربات، باید برای آن سفت‌افزار بنویسید، یعنی برنامه‌ای که خوانش‌ها را از حسگرها گرفته و موتورها را کنترل کند. برنامه من ساده ترین است، شامل ساختارهای پیچیده نیست و برای همه قابل درک خواهد بود. دو خط بعدی شامل فایل‌های هدر برای میکروکنترلر ما و دستوراتی برای ایجاد تاخیر است:

#عبارتند از
#عبارتند از

خطوط زیر مشروط هستند زیرا مقادیر PORTC به نحوه اتصال درایور موتور به میکروکنترلر بستگی دارد:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; مقدار 0xFF به این معنی است که خروجی ثبت خواهد شد. "1"، و 0x00 ورود به سیستم است. "0". با ساختار زیر بررسی می کنیم که آیا مانعی در مقابل ربات وجود دارد و در کدام سمت قرار دارد: اگر (!(PINB & (1)<

اگر نور یک دیود IR به فوتوترانزیستور برخورد کند، یک سیاهه روی پایه میکروکنترلر نصب می شود. "0" و ربات شروع به حرکت به سمت عقب می کند تا از مانع دور شود، سپس به دور خود می چرخد ​​تا دوباره با مانع برخورد نکند و سپس دوباره به جلو حرکت می کند. از آنجایی که ما دو سنسور داریم، وجود یک مانع را دو بار بررسی می کنیم - در سمت راست و در سمت چپ، و بنابراین می توانیم بفهمیم که مانع در کدام طرف است. دستور "delay_ms(1000)" نشان می دهد که یک ثانیه قبل از شروع اجرای دستور بعدی می گذرد.

نتیجه

من بیشتر جنبه هایی را که به شما در ساختن اولین ربات کمک می کند پوشش داده ام. اما روباتیک به همین جا ختم نمی شود. اگر این ربات را مونتاژ کنید، فرصت های زیادی برای گسترش آن خواهید داشت. می‌توانید الگوریتم ربات را بهبود ببخشید، مثلاً اگر مانع در سمتی نیست، درست جلوی روبات باشد، چه کاری انجام دهید. همچنین نصب یک رمزگذار - یک دستگاه ساده که به شما کمک می کند تا موقعیت ربات خود را در فضا به طور دقیق تعیین کنید و بدانید، ضرری ندارد. برای وضوح، امکان نصب یک نمایشگر رنگی یا تک رنگ وجود دارد که می تواند اطلاعات مفیدی را نشان دهد - سطح شارژ باتری، فاصله تا موانع، اطلاعات مختلف اشکال زدایی. بهبود سنسورها ضرری ندارد - نصب TSOP (این گیرنده های IR هستند که سیگنال را فقط با یک فرکانس خاص درک می کنند) به جای فوتوترانزیستورهای معمولی. علاوه بر سنسورهای مادون قرمز، سنسورهای اولتراسونیک نیز وجود دارند که قیمت بیشتری دارند و همچنین دارای معایبی هستند، اما اخیراً در بین سازندگان ربات محبوبیت پیدا کرده اند. برای اینکه ربات بتواند به صدا پاسخ دهد، نصب میکروفون با تقویت کننده ایده خوبی است. اما چیزی که به نظر من واقعا جالب است نصب دوربین و برنامه نویسی ماشین بینایی بر اساس آن است. مجموعه ای از کتابخانه های OpenCV ویژه وجود دارد که با آنها می توانید تشخیص چهره، حرکت مطابق با چراغ های رنگی و بسیاری چیزهای جالب دیگر را برنامه ریزی کنید. همه چیز فقط به تخیل و مهارت شما بستگی دارد.

لیست اجزاء:

ATmega16 در بسته DIP-40>

L7805 در بسته بندی TO-220

L293D در محفظه DIP-16 x2 عدد.

مقاومت با توان 0.25 وات با درجه بندی: 10 کیلو اهم در 1 عدد، 220 اهم در 4 عدد.

خازن های سرامیکی: 0.1 µF، 1 µF، 22 pF

خازن های الکترولیتی: 1000 µF x 16 V، 220 µF x 16 V x 2 عدد.

دیود 1N4001 یا 1N4004

تشدید کننده کوارتز 16 مگاهرتز

دیودهای IR: هر دو از آنها این کار را خواهند کرد.

فوتوترانزیستورها، همچنین هر کدام، اما تنها به طول موج پرتوهای مادون قرمز پاسخ می دهند

کد سیستم عامل:

/************************************************ * *** سیستم عامل برای ربات MK نوع: ATmega16 فرکانس ساعت: 16.000000 مگاهرتز اگر فرکانس کوارتز شما متفاوت است، باید در تنظیمات محیط مشخص شود: Project -> Configure -> "C Compiler" Tab ****** ***********************************************/ #عبارتند از #عبارتند از void main(void) (//تنظیم پورت‌های ورودی //از طریق این پورت‌ها سیگنال‌هایی را از حسگرهای DDRB=0x00 دریافت می‌کنیم؛ //مقاومت‌های pull-up را روشن کنید PORTB=0xFF؛ //پورت‌های خروجی را پیکربندی کنید //از طریق این پورت‌ها ما موتورهای DDRC =0xFF را کنترل می کنیم. 0 PORTC.2 = 1 PORTC.3 = 0 (!(PINB & (1<درباره ربات من

در حال حاضر ربات من تقریباً کامل است.

مجهز به دوربین بی سیم، سنسور فاصله (هم دوربین و هم این سنسور بر روی یک برج دوار نصب شده اند)، یک سنسور مانع، یک رمزگذار، یک گیرنده سیگنال از کنترل از راه دور و یک رابط RS-232 برای اتصال به یک کامپیوتر. این دوربین در دو حالت کار می کند: خودکار و دستی (سیگنال های کنترلی را از کنترل از راه دور دریافت می کند)، همچنین دوربین را می توان از راه دور یا توسط خود ربات برای صرفه جویی در مصرف باتری روشن/خاموش کرد. من در حال نوشتن سیستم عامل برای امنیت آپارتمان هستم (انتقال تصاویر به رایانه، تشخیص حرکات، قدم زدن در اطراف محل).