Кому не хотілося б мати універсального помічника, готового виконати будь-яке доручення: помити посуд, закупити продуктів, поміняти колесо в автомобілі та й відвезти дітей у садок, а батьків на роботу? Ідея створення механізованих асистентів займає інженерні уми ще з давніх часів. А Карел Чапек навіть вигадав слово, що означає механічного слугу – робота, який виконує обов'язки замість людини.

На щастя, у нинішньому цифровому столітті такі помічники напевно незабаром стануть реальністю. Насправді, інтелектуальні механізми вже допомагають людині у виконанні домашніх справ: робот-пилосос забереться, поки господарі на роботі, мультиварка допоможе приготувати їжу, не гірше за скатертину-самобранку, а грайливе щеня Айбо радісно принесе капці чи м'яч. Складні роботи використовуються на виробництві, медицині та космосі. Вони дозволяють частково, або навіть повністю, замінити працю людини у складних чи небезпечних умовах. Андроїди при цьому намагаються зовні бути схожими на людей, тоді як промислові роботи зазвичай створюються з економічних та технологічних міркувань і зовнішній декор у них аж ніяк не в пріоритеті.

Але виявляється, можна спробувати зробити робота за допомогою підручних засобів. Так, можна сконструювати оригінальний механізм із телефонної трубки, комп'ютерної мишки, зубної щітки, старого фотоапарата або всюдисущої пластикової пляшки. Розмістивши кілька датчиків на платформі, можна запрограмувати такого робота на виконання простих операцій: регулювання освітленості, подачу сигналів, рух по кімнаті. Звичайно, це далеко не багатофункціональний помічник із фантастичних фільмів, зате таке заняття розвиває винахідливість та творче інженерне мислення, і беззастережно викликає захоплення у тих, хто вважає роботобудування абсолютно не кустарною справою.

Кіборг із коробки

Одне із найпростіших рішень на шляху до того, щоб зробити робота – придбати готовий набір для робототехніки з покроковим керівництвом. Цей варіант підійде також тим, хто збирається серйозно займатися технічною творчістю, адже в одному пакеті є всі необхідні деталі для механіки: від електронних плат і спеціалізованих датчиків, до запасу болтиків і наклейок. Разом із інструкціями, які дозволяють створити досить складний механізм. Завдяки безлічі аксесуарів такий робот може стати чудовою базою для творчості.

Основних шкільних знань з фізики та навичок з уроків праці цілком достатньо для збирання першого робота. Різноманітні сенсори та мотори підпорядковуються пультам управління, а спеціальні середовища програмування дозволяють створити справжніх кіборгів, які вміють виконувати команди.

Наприклад, датчик механічного робота може фіксувати наявність або відсутність поверхні перед приладом, а програмний код вказувати, у який бік слід повертати колісну базу. Такий робот нізащо не впаде зі столу! До речі, за схожим принципом працюють реальні роботи-пилососи. Крім проведення прибирання за заданим розкладом та вмінням вчасно повертатися на базу для заряджання, цей інтелектуальний помічник може самостійно будувати траєкторії прибирання приміщення. Оскільки на підлозі можуть розташовуватись різноманітні перешкоди, такі як стільці та дроти, роботу доводиться постійно сканувати передлежний шлях та огинати такі перешкоди.

Для того, щоб власноруч створений робот умів виконувати різні команди, виробники передбачають можливість його програмування. Склавши алгоритм поведінки робота в різних умовах, слід створити код взаємодії датчиків з навколишнім світом. Це можливо завдяки наявності мікрокомп'ютера, що є мозковим центром такого механічного робота.

Мобільний механізм власного виготовлення

Навіть без спеціалізованих, і зазвичай дорогих наборів, цілком можливо зробити механічний маніпулятор підручними засобами. Отже, спалахнувши задумом створення робота, слід уважно проаналізувати запаси домашніх засіків на наявність незатребуваних запчастин, які можуть бути використані в цій творчій задумі. У хід підуть:

• моторчик (наприклад від старої іграшки);
• колеса від іграшкових автомобілів;
• деталі конструкторів;
• картонні коробки;
• стрижні авторучок;
• скотч різних видів;
• клей;
• гудзики, бусинки;
• гвинтики, гайки, скріпки;
• всілякі дроти;
• лампочки;
• батарейка (придатна моторчику за напругою).

Порада: «Незайвою навичкою при створенні робота буде вміння поводитися з паяльником, адже він допоможе надійно скріпити механізм, особливо електричні компоненти».

За допомогою цих загальнодоступних компонентів можна створити справжнє технічне диво.

Отже, щоб зробити свого робота з доступних у домашніх умовах матеріалів, слідує:

1. підготувати знайдені деталі механізму, перевірити їх працездатність;
2. намалювати макет майбутнього робота з огляду на готівкове обладнання;
3. скласти корпус для робота з конструктора чи картонних деталей;
4. приклеїти або спаяти запчастини, що відповідають за рух механізму (наприклад, скріпити моторчик робота з колісною базою);
5. забезпечити електроживлення двигуна, приєднавши його провідником до відповідних контактів батарейки;
6. доповнити тематичний декор приладу.

Порада: «Намистинки очей для робота, декоративні ріжки-вусики з дроту, ніжки-пружинки, діодні лампочки допоможуть одушевити навіть найнудніший механізм. Ці елементи можна кріпити за допомогою клею чи скотчу».

Зробити механізм такого робота можна за кілька годин, після чого залишається вигадати роботу ім'я та представити захопленим глядачам. Напевно, деякі з них підхоплять новаторський задум і зможуть змайструвати власних механічних персонажів.

Відомі розумні автомати

Милий робот Валл-І має у своєму розпорядженні глядача однойменного фільму, змушуючи співпереживати його драматичним пригодам, тоді як Термінатор демонструє міць бездушної непереможної машини. Персонажі Зоряних воєн – вірні дроїди R2D2 і C3PO, супроводжують у подорожах далекою-далекою Галактикою, а романтичний Вертер навіть жертвує собою в сутичці з космічними піратами.

За межами кінематографа також є механічні роботи. Так, світ захоплюється вміннями робота-гуманоїда Асімо, який вміє ходити сходами, грати у футбол, подавати напої та ввічливо вітатись. Марсоходи Спіріт та К'юріосіті обладнані автономними хімічними лабораторіями, що дозволили зробити аналіз зразків марсіанських ґрунтів. Безпілотні автомобілі-роботи можуть пересуватися без участі людини, навіть складними міськими вулицями з високими ризиками непередбачених подій.

Можливо, саме з домашніх проб створення перших інтелектуальних механізмів виростуть винаходи, які змінять технічну панораму майбутнього та життя людства.

Багато хто з нас стикався з обчислювальною технікою, мріяли зібрати свого робота. Щоб цей пристрій виконував якісь обов'язки по дому, наприклад, приносило пиво. Усі одразу беруться за створення найскладнішого робота, проте найчастіше швидко обламуються у результатах. Свого першого робота, який мав робити умищу фішок, ми так і не довели до пуття. Тому потрібно починати із простого, поступово ускладнюючи свого звіра. Зараз ми розповімо тобі, як можна створити найпростішого робота своїми руками, який самостійно пересуватиметься твоєю квартирою.

Концепція

Ми поставили собі просте завдання, зробити не складного робота. Забігаючи вперед, скажу, що обійшлися ми звичайно не п'ятнадцятьма хвилинами, а значно довшим терміном. Але все ж таки це можна зробити за один вечір.

Зазвичай такі вироби робляться роками. Народ бігає магазинами у пошуках потрібної шестерні по кілька місяців. Але ми одразу усвідомили – це не наш шлях! Тому ми будемо використовувати в конструкції такі деталі, які можна легко знайти під рукою, або викорчувати зі старої техніки. У крайньому випадку, купити за гроші у будь-якому радіо магазині або на ринку.

Інша ідея була в тому, щоб максимально здешевити наш виріб. Подібний робот коштує у радіоелектронних магазинах коштує від 800 до 1500 рублів! При чому він продається у вигляді деталей, а його ще доведеться збирати, і не факт, що після цього він ще й запрацює. Виробники таких наборів часто забувають покласти якусь детальку і все – робот загублений разом із грошима! Навіщо нам таке щастя? Наш робот повинен по деталях бути не дорожчим за 100-150 рублів, включаючи двигуни та батареї. При цьому, якщо моторчики виколупати зі старої дитячої машинки, то ціна його стане взагалі близько 20-30 рублів! Відчуваєш, яка економія, при цьому отримуєш чудового товариша.

Наступна частина була в тому, що робитиме наш красень. Ми вирішили виготовити робота, який шукатиме джерела світла. Якщо джерело світла повертатиметься, то наша машинка керуватиме слідом за ним. Така концепція називається «робот, що прагне жити». Можна у нього замінити батарейки на сонячні елементи і тоді він шукатиме світло, щоб їздити.

Необхідні деталі та інструмент

Що нам знадобиться для виготовлення нашого чада? Оскільки концепція з підручних засобів, то нам знадобиться монтажна плата або навіть звичайна щільна картонка. У картонці можна шилом зробити дірочки для кріплення всіх деталей. Ми ж використовуватимемо монтажку, бо вона опинилася під рукою, а картонку в моєму будинку вдень з вогнем не знайдеш. Це буде шасі, на яке ми монтуватимемо весь решту обв'язку робота, кріпити двигуни і датчики. Як рушійна сила, ми будемо використовувати три або п'ятивольтові моторчики, які можна виколупати зі старої машинки. Коліщатка ми зробимо з кришок від пластикових пляшок, наприклад від Coca-Cola.

Як датчики використовуються тривольтові фототранзистори або фотодіоди. Їх можна виколупати навіть зі старої оптомеханічної мишки. У ній стоять інфрачервоні датчики (у разі вони були чорненькі). Там вони спарені, тобто два фотоелементи в одному флаконі. З тестером нічого не заважає з'ясувати, яка ніжка навіщо призначена. Керуючим елементом у нас виступатимуть вітчизняні транзистори 816Г. Як джерела живлення заюзаємо три пальчикові батарейки спаяні між собою. Або можна взяти батарейний відсік від старої машини, як зробили ми. Для монтажу потрібні будуть проводки. Для цих цілей ідеально підходять дроти з крученої пари, якої в будинку будь-якого хакера, що поважає себе, повинно бути завалися. Для закріплення всіх деталей зручно використовувати термоклей із термопістолетом. Цей чудовий винахід швидко плавиться і так само швидко схоплюється, що дозволяє з ним швидко працювати і монтувати простенькі елементи. Штука ідеальна для таких виробів, і я не раз використовував його у своїх статтях. Ще нам знадобиться жорсткий дріт, за нього цілком зійде звичайна канцелярська скріпка.

Монтуємо схему

Отже, ми дістали всі деталі та склали їх на своєму столі. Паяльник уже тліє каніфоллю і ти потираєш руки, жадаючи збирання, ну що ж тоді приступимо. Беремо шматок монтажки та обрізаємо його за розмірами майбутнього робота. Для різання текстоліту використовуємо ножиці по металу. Ми зробили квадрат із стороною приблизно 4-5 см. Головне, щоб на ньому вмістилася наша мізерна схемка, батарейки живлення два двигуни та кріплення для переднього колеса. Щоб плата не кудлатіла і була рівною можна її обробити напилком, і ще прибрати гострі краї. Наступним нашим кроком буде запаювання датчиків. Фототранзистори і фотодіоди мають плюс і мінус, інакше кажучи анод і катод. Потрібно дотримуватись полярності їх включення, що нескладно визначити найпростішим тестером. Якщо ви помилитеся - нічого не згорить, але робот їздити не буде. Датчики впаюються по кутах монтажної плати з одного боку, щоб вони дивилися убік. Запаювати їх треба не повністю в плату, а залишити десь півтора сантиметри висновків, щоб їх можна було легко згинати в будь-який бік – це надалі нам це знадобиться при налаштуванні нашого робота. Це будуть наші очі, вони повинні знаходитися на одному боці нашого шасі, який у майбутньому буде передом робота. Відразу можна відзначити, що ми збираємо дві схеми, що управляють: одна для управління правим, і друга лівим двигунами.

Трохи віддалік переднього краю шасі, поруч із нашими датчиками, потрібно впаяти транзистори. Для зручності запаювання і складання подальшої схеми, обидва транзистори ми запаяли «дивляться» своїм маркуванням у бік правого колеса. Відразу треба відзначити розташування ніжок транзистора. Якщо транзистор взяти в руки, і повернути металевою підкладкою до себе, а маркуванням до лісу (як у казці), а ніжки будуть спрямовані вниз, то ліворуч праворуч ніжки будуть відповідно: база, колектор та емітер. Якщо подивитися на схему, де зображено наш транзистор, то база буде паличка перпендикулярна товстому відрізку в кухлі, емітер паличка зі стрілочкою, колектор така ж паличка, тільки без стрілки. Тут начебто все зрозуміло. Підготуємо батарейки і приступимо до безпосереднього збирання електричної схеми. Спочатку ми просто взяли три пальчикові батарейки і спаяли їх послідовно. Можна їх одразу вставити в спеціальний тримач для батарейок, який, як ми вже казали, витягується зі старої дитячої машинки. Тепер підпаюємо дроти до батарейок і визначимо у себе на платі дві ключові точки, куди сходитимуться всі дроти. Це буде плюс та мінус. Ми зробили просто - провели кручену пару в краї плати, запаяли кінці до транзисторів і фотодатчиків, зробили скручену петельку і туди підпаяли батарейки. Можливо не найкращий варіант, зате найкращий. Ну що ж, тепер готуємо дроти, і приступаємо до збирання електрики. Ітимемо від позитивного полюса батарейки до негативного контакту, по всій електричній схемі. Беремо шматок кручений пари, і починаємо йти – припаюємо позитивний контакт обох фотодатчиків до плюс батарейок, в те ж місце запаюємо емітери транзисторів. Другу ніжку фотоелемента припаюємо невеликим шматком дроту до бази транзистора. Останні ножки транзюка, що залишилися, припаюємо відповідно до двигунів. Другий контакт моторчиків можна через вимикач підпаяти до батареї.

Але як справжні джедаї, ми вирішили включати нашого робота підпаюванням і відпоюванням дроту, тому що вимикача відповідного розміру в моїх засіках не виявилося.

Налагодження електрики

Все, електричну частину ми зібрали, тепер приступимо до тестування схеми. Включаємо нашу схему і підносимо її до запаленої настільної лампи. По черзі, повертаючи то одним, то іншим фотоелементом. І дивимося, що відбувається. Якщо у нас двигуни починають по черзі обертатися з різною швидкістю, залежно від освітлення, то все в порядку. Якщо ні, то шукай косяки у збірці. Електроніка - наука про контакти, а це означає, що якщо щось не працює, то немає контакту десь. Важливий момент: правий фотодатчик відповідає за ліве колесо і лівий відповідно за праве. Тепер прикидаємо, в який бік обертається правий і лівий двигун. Вони повинні обоє крутитись вперед. Якщо цього не відбувається, треба змінити полярність включення двигуна, який крутитися не в той бік, просто перепаявши дроти на клемах моторчика навпаки. Оцінюємо ще раз розташування моторчиків на шасі та перевіряємо напрямок руху у бік, де встановлені наші датчики. Якщо все гаразд, то поїдемо далі. У будь-якому випадку це можна виправити, навіть після того, як все зібрано остаточно.

Складання девайсу

З нудотною електричною частиною ми розібралися, тепер приступимо до механіки. Коліщатка ми будемо виготовляти з кришок, від пластикових пляшок. Для виготовлення переднього колеса візьмемо дві кришки, і склеїмо їх між собою.

Ми склеювали по периметру порожнистою частиною усередину, для більшої стійкості колеса. Далі, точно по центру кришки просвердлюємо отвір у першій та другій кришці. Для свердління і будь-яких домашніх виробів дуже зручно користуватися дремелем, - такий собі маленький дриль з безліччю насадок, фрезерувальних, відрізних і багатьох інших. Їй дуже зручно користуватися для свердління отворів менше одного міліметра, де вже звичайний дриль не справляється.

Після того як ми просвердлимо кришки, вдаємо в отвір заздалегідь розігнуту скріпку.

Вигинаємо скріпку у формі літери «П», де на верхній планці нашої літери бовтається колесо.

Тепер закріплюємо це скріплення між фотодатчиками, спереду нашої машини. Скріпка зручна тим, що можна легко підрегулювати висоту переднього колеса, і цю юстування ми займемося пізніше.

Перейдемо до рушійних коліс. Їх теж робитимемо з кришок. Аналогічно – просвердлюємо кожне колесо по центру. Найкраще щоб свердло було розміром з вісь моторчика, а ідеально - на частки міліметра менше, щоб вісь туди вставлялася, але важко. Одягаємо обидва колеса на вал двигунів, і щоб вони не зіскакували, закріплюємо їх термоклеєм.

Це важливо зробити не тільки для того, щоб колеса не злітали під час руху, і ще й не проверталися в місці кріплення.

Найвідповідальніша частина – кріплення електродвигунів. Ми їх ставили в самому кінці нашого шасі, з протилежного боку монтажної плати, щодо решти електроніки. Треба пам'ятати, що керований двигун ставиться навпроти своєї керуючої фотосистеми. Це зроблено для того, щоб робот міг повертати світ. Праворуч фотодатчик, ліворуч двигун і навпаки. Для початку ми їх перехопимо движки шматочками кручений пари, протягнутими крізь отвори в монтажці і скрученими зверху.

Подаємо харчування, і дивимося куди у нас обертаються двигуни. У темній кімнаті двигуни обертатися не будуть, бажано направити на лампу. Перевіряємо – чи всі двигуни працюють. Повертаємо робот і стежимо, як двигуни змінюють свою швидкість обертання залежно від освітлення. Повернемо правим фотодатчиком, і лівий двигун повинен швидко закрутитися, а інший - навпаки пригальмується. Насамкінець, перевіряємо напрямок обертання коліс, щоб робот їхав уперед. Якщо все працює, як ми описали, то можна акуратно закріплювати двигуни термоклеєм.

Намагаємося зробити так, щоб їхні колеса знаходилися на одній осі. Все – закріплюємо батареї на верхньому майданчику шасі і переходимо до налаштування та ігор з роботом.

Підводне каміння та налаштування

Перший підводний камінь у нашому виробі був несподіваним. Коли ми зібрали всю схему та технічну частину, всі двигуни чудово реагували на світ, і начебто все йшло чудово. Але коли ми поставили нашого робота на підлогу, він у нас не поїхав. Виявилося, що потужності моторчиків просто не вистачає. Довелося в терміновому порядку розкурювати дитячу машинку, щоб дістати від туди потужніші двигуни. До речі, якщо брати моторчики з іграшок - точно не прогадаєш з його потужністю, оскільки вони розраховані на те, щоб возити масу машини з батарейками. Коли ми розібралися з двигунами, то перейшли до налаштування та приводу косметичного вигляду. Для початку потрібно зібрати бороди проводів, які у нас волочаться по підлозі, та зміцнити їх на шасі термоклеєм.

Якщо робот волочиться десь пузом, то можна підняти переднє шасі, зігнувши дріт, що кріпить. Найголовніше фотодатчики. Найкраще їх вигнути тими, хто дивиться вбік під тридцять градусів від основного курсу. Тоді він уловлюватиме джерела світла і прямуватиме до них. Потрібний кут вигину доведеться підібрати експериментально. Все, озброюємося настільною лампою, кладемо робота на підлогу, включаємо і починай перевіряти і радіти тому, як твоє чадо чітко слідує джерелу світла, і як він спритно його знаходить.

Удосконалення

Немає межі досконалості і нашого робота можна додавати функцій до нескінченності. Були думки навіть поставити контролер, але тоді вартість та складність виготовлення зросли б у рази, а це не наш метод.

Перше вдосконалення – зробити робота, який би їздив заданою траєкторією. Тут все просто, береться і на принтері друкується чорна смуга, або ж аналогічно малюється чорним перманентним маркером на листі ватману. Головне, щоб смуга була вже трохи ширини запаяних фотодатчиків. Самі фотоелементи ми опускаємо донизу, щоб вони дивилися на підлогу. Поряд з кожним нашим очком встановлюємо надяскравий світлодіод послідовно з опором 470 Ом. Сам світлодіод із опором запаюємо безпосередньо до батареї. Ідея проста, від білого аркуша паперу світло чудово відбивається, потрапляє на наш датчик і робот їде прямо. Як тільки промінь потрапляє на темну смугу, то на фотоелемент майже не потрапляє світла (чорний папір чудово поглинає світло), і отже один двигун починає обертатися повільніше. Інший моторчик жваво повертає робота, вирівнюючи курс. В результаті робот катається чорною смужкою, немов по рейках. Можна таку смугу накреслити на білій підлозі та робота посилати на кухню за пивом від твого компутера.

Друга ідея – це ускладнити схему, додавши ще два транзистори та два фотодатчики і зробити так, щоб робот шукав світло не тільки спереду, а й з усіх боків, і як тільки знаходив – прямував до нього. Все тільки залежатиме, з якого боку з'явиться джерело світла: якщо спереду, то поїде вперед, а коли ззаду, то покотиться назад. Можна навіть у цьому випадку для спрощення складання використовувати мікросхему LM293D, проте вона коштує близько ста рублів. Але за допомогою неї можна легко налаштувати диференціальне включення напрямку обертання коліс або, простіше кажучи, напрямок руху робота: вперед-назад.

Останнє, що можна зробити - взагалі прибрати батареї, що постійно сідають, і поставити сонячну батарею, яку можна зараз купити в магазині аксесуарів до мобільних телефонів (або на діалекттримі). Щоб унеможливити повну втрату дієздатності робота в цьому режимі, якщо він випадково заїде в тінь, можна підключити паралельно сонячній батареї – електролітичний конденсатор дуже великої ємності (тисячі мікрофарад). Оскільки напруга у нас не перевищує п'яти вольт, то конденсатор можна взяти розрахованим на 6,3 вольта. Такої ємності і такої напруги він буде досить мініатюрним. Кондери можна або купити, або викорчувати зі старих блоків живлення.
Решта можливих варіацій, ми думаємо, можна придумати самому. Якщо буде щось цікаве – обов'язково напишіть.

Висновки

Ось ми і долучилися до найбільшої науки, рушій прогресу - кібернетиці. У сімдесяті роки минулого століття було дуже популярним конструювати подібних роботів. Слід зазначити, що у створенні застосовуються зачатки аналогової обчислювальної техніки, яка відмерла з появою цифрових технологій. Але як я показав у цій статті – не все втрачено. Сподіваюся, ми не зупинимося на конструюванні такого простого робота, а вигадуватимемо нові та нові конструкції, і здивуєш нас своїми цікавими виробами. Удачі у збиранні!

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

Необхідні матеріали

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

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

1. Прикріплюємо батарейку до двигуна

За допомогою пістолета, що клеїть, прикріплюємо шматочок пінокартону до корпусу мотора. Потім приклеюємо до нього батарейку.

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

На кінець дестабілізатора капніть пару крапель клею, або прикріпіть якийсь декоративний елемент - це додасть нашому творінню індивідуальності і збільшить амплітуду його рухів.

3. Ноги

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

Наступним кроком прикріпимо два наших відрізки дроту до контактів моторчика. Можна їх просто прикрутити, але ще краще припаяти їх, це зробить робота довговічнішим.

5. Підключення батареї

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

6. Очі

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

7. Запуск

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

На полицях сучасних магазинів для дітей можна знайти велику кількість різноманітних іграшок. І кожна дитина просить батьків купити йому ту чи іншу іграшкову "обновку". А якщо до планування сімейного бюджету це не входить? З метою економії можна спробувати зробити нову іграшку самостійно. Наприклад, як зробити робота в домашніх умовах, чи це можливо? Так, цілком можливо, достатньо підготувати необхідні матеріали.

Чи можна зібрати робота самостійно?

Нині складно когось здивувати іграшкою-роботом. Сучасна технологічна і комп'ютерна індустрія зробила крок далеко вперед. Але все ж таки вас може здивувати інформація про те, як зробити простого робота в домашніх умовах.

Безперечно, складно зрозуміти принцип роботи різних мікросхем, електроніки, програм та конструкцій. Важко обійтися в даному випадку без базових знань у галузі фізики, програмування та електроніки. Навіть незважаючи на це, кожній людині під силу зібрати робота самостійно.

Роботом називається автоматизована машина, яка здатна виконувати різні дії. У випадку з саморобним роботом достатньо того, що машина просто пересувається.

Полегшити складання допоможуть підручні засоби: телефонна трубка, пластикова пляшка чи тарілка, зубна щітка, старий фотоапарат чи комп'ютерна миша.

Вібруючий жучок

Як зробити маленького робота? У домашніх умовах можна виготовити найпростіший варіант вібруючого жучка. Необхідно запастися такими матеріалами:

• двигуном від старої дитячої машинки;
• літієвою батареєю серії CR-2032, схожою на таблетку;
• тримачем для цієї таблетки;
• скріпками;
• ізолентою;
• паяльником;
• світлодіод.

Спочатку необхідно обмотати світлодіод ізолентою, залишивши у своїй вільні кінчики. Паяльником спаюємо один світлодіодний кінець із задньою стінкою тримача для батареї. Кінчик, що залишився, спаюємо з контактом моторчика від машинки. Скріпки будуть служити лапками для жучка, що вібрує. Провідки від утримувача для батарейки з'єднуються з проводами двигуна. Жучок вібруватиме і рухатиметься після контакту тримача з батареєю.

Щіткабот - дитяча забава

Отже, як зробити міні-робота в домашніх умовах? Кумедну машину можна зібрати з підручних матеріалів, таких як зубна щітка (головка), двосторонній скотч та вібромоторчик від старого мобільника. Достатньо приклеїти моторчик до голівки щітки, і все – робот готовий.

Електроживлення з'явиться завдяки пласкій батарейці. Для дистанційного управління доведеться щось вигадати.

Картонний робот

Як зробити робота в домашніх умовах, якщо його потребує дитина? Можна вигадати цікаву іграшку з простого картону.

Необхідно запастися:

• двома картонними коробками;
• 20 кришками від пластикових пляшок;
• дротом;
• скотчем.

Буває, що тато хоче змайструвати таку собі дивину для малюка, але на думку не спадає нічого розумного. Тому можна подумати, як зробити справжнього робота в домашніх умовах.

Для початку необхідно використовувати коробку як тулуб для робота і вирізати в неї дно. Потім потрібно зробити 5 отворів: під голову, для рук та ніг. У коробці, що призначена для голови, потрібно зробити один отвір, який допоможе з'єднати її з тулубом. Для скріплення частин робота використовується дріт.

Після приєднання голови слід подумати, як зробити руку робота в домашніх умовах. Для цього в бічні отвори просовується дріт, на який надягають пластикові кришки. Отримуємо рухливі руки. Так само робимо і з ногами. Зробити отвори у кришках можна шилом.

Для стійкості картонного робота необхідно приділити пильну увагу зрізам. Саме вони надають іграшці гарного зовнішнього вигляду. Важко з'єднати всі частини за неправильної лінії зрізу.

Якщо ви вирішили склеїти між собою коробки, то не перестарайтеся з кількістю клею. Краще користуватися міцним картоном чи папером.

Найпростіший робот

Як зробити легкий робота в домашніх умовах? Складно створити повноцінну автоматизовану машину, а мінімальну конструкцію зібрати все-таки можна. Розглянемо найпростіший механізм, який, наприклад, зможе здійснювати певні події лише у зоні. Знадобляться такі матеріали:

Пластикові пластини.

Пара середнього розміру щіток для чищення взуття.

Комп'ютерні вентилятори у кількості двох штук.

Роз'єм для батареї 9-в і сама батарея.

Хомут та стяжка з функцією замикання.

Просвердлюємо в тарілці для щіток два отвори з однаковою відстанню. Кріпимо їх. Щітки повинні розташовуватися на однаковій відстані один від одного і середини тарілки. За допомогою гайок прикріплюємо до щіток регулювальне кріплення. У середнє розташування встановлюємо повзунки від кріплень. Для рухів робота необхідно використовувати комп'ютерні вентилятори. Вони підключаються до батареї та паралельно розміщуються, щоб забезпечити обертання машини. Це буде якийсь вібраційний моторчик. На завершення необхідно накинути клеми.

В даному випадку не потрібно великих фінансових витрат або будь-якого технічного або комп'ютерного досвіду, адже тут докладно описано, як зробити робота в домашніх умовах. Дістати необхідні деталі неважко. Для покращення рухових функцій конструкції можна використовувати мікроконтролери або додаткові двигуни.

Робот, як у рекламі

Напевно, багатьом знайомий рекламний ролик браузера, в якому головним героєм є невеликий робот, що обертається та малює фломастерами фігури на папері. Як зробити робота в домашніх умовах із цієї реклами? Так, дуже просто. Для створення такої милої автоматизованої іграшки необхідно запастися:

• трьома фломастерами;
• щільним картоном чи пластиком;
• моторчиком;
• круглою батареєю;
• фольгою чи ізолентою;
• клеєм.

Отже, створюємо форму для робота із пластику або картону (точніше, вирізаємо). Необхідно зробити трикутну форму із закругленими кутами. У кожному куточку виготовляємо невеликий отвір, в який зможе пролізти фломастер. Один отвір робимо поблизу центру трикутника для двигуна. Отримуємо 4 отвори по всьому периметру трикутної форми.

Потім вставляємо по черзі фломастери в виконані отвори. До двигуна необхідно прикріпити батарейку. Зробити це можна за допомогою клею та фольги або ізоленти. Для того, щоб моторчик міцно тримався на роботі, необхідно зафіксувати його невеликою кількістю клею.

Робот рухатиметься лише після приєднання другого проводу до закріпленої батареї.

Робот із "Лего"

"Лего" - серія іграшок для дітей, яка складається здебільшого з деталей конструктора, що з'єднуються в один елемент. Деталі можна комбінувати, при цьому створюючи нові і нові предмети для ігор.

Збирати такий конструктор люблять практично всі діти від 3 до 10 років. Особливо дитячий інтерес збільшується, якщо з деталей можна зібрати робота. Отже, щоб зібрати робота, що рухається, з "Лего", необхідно приготувати деталі, а також мініатюрний мотор і блок управління.

До того ж, зараз продаються готові набори з деталями, що дозволяють зібрати самостійно будь-якого робота. Головне – освоїти додану інструкцію. Наприклад:

• готуємо деталі, як зазначено в інструкції;
• прикручуємо колеса, якщо вони є;
• збираємо кріплення, які будуть підтримкою для моторчика;
• вставляємо в спеціальний блок батарейку чи навіть кілька;
• встановлюємо двигун;
• підключаємо його до двигуна;
• завантажуємо в пам'ять конструкції спеціальну програму, яка дозволяє керувати іграшкою.

Здавалося б, робота зібрати досить складно, а людині без певних знань це взагалі не вдасться. Але це не так. Звичайно важко зробити повноцінну автоматизовану машину, але найпростіший варіант зробити може кожен. Достатньо прочитати нашу статтю про те, як зробити робота в домашніх умовах.

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

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

Вступ

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

Що нам потрібно

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

Робимо плату з МК

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

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

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

Управління двигунами

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

Датчики перешкод

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

Прошивка робота

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

#include
#include

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

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

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

Висновок

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

Список компонентів:

ATmega16 у корпусі DIP-40>

L7805 у корпусі TO-220

L293D у корпусі DIP-16 х2 шт.

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

конденсатори керамічні: 0.1 мкф, 1 мкф, 22 пф

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

діод 1N4001 або 1N4004

кварцовий резонатор на 16 МГц

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

фототранзистори, теж будь-які, але реагують тільки на довжину хвилі ик-променів

Код прошивки:

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

На даний момент мій робот практично завершено.

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