Har qanday topshiriqni bajarishga tayyor bo'lgan universal yordamchiga ega bo'lishni kim xohlamaydi: idishlarni yuvish, oziq-ovqat sotib olish, mashinaning shinasini almashtirish, bolalarni bog'chaga va ota-onalarni ishga olib borish? Mexaniklashtirilgan yordamchilarni yaratish g'oyasi qadim zamonlardan beri muhandislik ongini egallab kelgan. Va Karel Capek hatto mexanik xizmatkor - odam o'rniga vazifalarni bajaradigan robot uchun so'zni o'ylab topdi.
Yaxshiyamki, hozirgi raqamli asrda bunday yordamchilar tez orada haqiqatga aylanishi aniq. Darhaqiqat, aqlli mexanizmlar allaqachon odamga uy yumushlarida yordam bermoqda: egalari ishda bo'lganda robot changyutgich tozalaydi, multivark ovqat tayyorlashga yordam beradi, o'zi yig'ilgan dasturxondan yomon emas va o'ynoqi kuchukcha Aibo xursandchilik bilan shippak yoki to'pni olib keling. Murakkab robotlar ishlab chiqarish, tibbiyot va kosmosda qo'llaniladi. Ular qiyin yoki xavfli sharoitlarda inson mehnatini qisman yoki hatto to'liq almashtirish imkonini beradi. Shu bilan birga, androidlar tashqi ko'rinishida odamlarga o'xshab ko'rinishga harakat qilishadi, sanoat robotlari esa odatda iqtisodiy va texnologik sabablarga ko'ra yaratilgan va tashqi dekor ular uchun hech qanday ustuvor ahamiyatga ega emas.
Ammo ma'lum bo'lishicha, siz doğaçlama vositalar yordamida robot yasashga harakat qilishingiz mumkin. Shunday qilib, siz telefon apparati, kompyuter sichqonchasi, tish cho'tkasi, eski kamera yoki hamma joyda mavjud bo'lgan plastik shishadan original mexanizmni yaratishingiz mumkin. Platformada bir nechta sensorlarni joylashtirish orqali siz bunday robotni oddiy operatsiyalarni bajarish uchun dasturlashingiz mumkin: yoritishni sozlash, signallarni yuborish, xona bo'ylab harakatlanish. Albatta, bu ilmiy fantastika filmlarining ko'p funktsiyali yordamchisidan uzoqdir, ammo bunday faoliyat zukkolik va ijodiy muhandislik tafakkurini rivojlantiradi va robototexnikani mutlaqo hunarmandchilik ishi emas deb hisoblaydiganlar orasida so'zsiz hayrat uyg'otadi.
Cyborg qutidan chiqdi
Robot yaratishning eng oson echimlaridan biri bu bosqichma-bosqich ko'rsatmalarga ega tayyor robototexnika to'plamini sotib olishdir. Ushbu parametr texnik ijodkorlik bilan jiddiy shug'ullanmoqchi bo'lganlar uchun ham mos keladi, chunki bitta paket mexanika uchun barcha kerakli qismlarni o'z ichiga oladi: elektron taxtalar va ixtisoslashtirilgan datchiklardan tortib, murvat va stikerlarni etkazib berishgacha. Juda murakkab mexanizmni yaratishga imkon beruvchi ko'rsatmalar bilan bir qatorda. Ko'pgina aksessuarlar tufayli bunday robot ijodkorlik uchun ajoyib asos bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Fizika bo'yicha boshlang'ich maktab bilimlari va mehnat darslaridan olingan ko'nikmalar birinchi robotni yig'ish uchun etarli. Turli xil sensorlar va motorlar boshqaruv panellari tomonidan boshqariladi va maxsus dasturlash muhitlari buyruqlarni bajara oladigan haqiqiy kiborglarni yaratishga imkon beradi.
Masalan, mexanik robotdagi datchik qurilma oldidagi sirt mavjudligi yoki yo‘qligini aniqlay oladi va dastur kodi g‘ildirak bazasini qaysi tomonga burish kerakligini ko‘rsatishi mumkin. Bunday robot hech qachon stoldan tushmaydi! Aytgancha, haqiqiy robot changyutgichlar xuddi shunday printsip asosida ishlaydi. Belgilangan jadvalga muvofiq tozalashni amalga oshirish va zaryadlash uchun o'z vaqtida bazaga qaytish qobiliyatidan tashqari, ushbu aqlli yordamchi xonani tozalash uchun traektoriyalarni mustaqil ravishda qurishi mumkin. Zaminda stullar va simlar kabi turli xil to‘siqlar bo‘lishi mumkinligi sababli robot doimo oldidagi yo‘lni skanerlashi va bunday to‘siqlardan qochishi kerak.
O'zi tomonidan yaratilgan robot turli buyruqlarni bajara olishi uchun ishlab chiqaruvchilar uni dasturlash imkoniyatini beradi. Robotning turli sharoitlarda harakat qilish algoritmini tuzgandan so'ng, siz sensorlarning tashqi dunyo bilan o'zaro ta'siri uchun kod yaratishingiz kerak. Bu shunday mexanik robotning miya markazi bo'lgan mikrokompyuterning mavjudligi tufayli mumkin.
O'z-o'zidan ishlab chiqarilgan mobil mexanizm
Ixtisoslashgan va odatda qimmat to'plamlarsiz ham, doğaçlama vositalar yordamida mexanik manipulyator qilish juda mumkin. Shunday qilib, robot yaratish g'oyasidan ilhomlanib, siz ushbu ijodiy ishda foydalanish mumkin bo'lgan talab qilinmagan ehtiyot qismlar mavjudligi uchun uy qutilarining zaxiralarini diqqat bilan tahlil qilishingiz kerak. Ular foydalanadilar:
- motor (masalan, eski o'yinchoqdan);
- o'yinchoq mashinalardan g'ildiraklar;
- qurilish qismlari;
- karton qutilar;
- favvora qalamlarini to'ldirish;
- har xil turdagi lentalar;
- elim;
- tugmalar, boncuklar;
- vintlardek, yong'oqlar, qog'oz kliplar;
- barcha turdagi simlar;
- Lampochka;
- batareya (dvigatelning kuchlanishiga mos keladigan).
Maslahat: "Robotni yaratishda foydali mahorat - bu lehim temiridan foydalanish qobiliyati, chunki u mexanizmni, ayniqsa elektr qismlarini ishonchli mahkamlashga yordam beradi."
Ushbu ommabop komponentlar yordamida siz haqiqiy texnik mo''jiza yaratishingiz mumkin.
Shunday qilib, uyda mavjud bo'lgan materiallardan o'z robotingizni yasash uchun siz:
- topilgan qismlarni mexanizmga tayyorlash, ularning ishlashini tekshirish;
- mavjud uskunalarni hisobga olgan holda kelajakdagi robotning modelini chizish;
- qurilish to'plamidan yoki karton qismlardan robot uchun korpusni yig'ish;
- mexanizmning harakatlanishi uchun mas'ul bo'lgan elim yoki lehimli ehtiyot qismlar (masalan, robot motorini g'ildirak bazasiga ulang);
- mos keladigan akkumulyator kontaktlariga o'tkazgich bilan ulab dvigatelni quvvat bilan ta'minlash;
- qurilmaning tematik dekoratsiyasini to'ldirish.
Maslahat: “Robot uchun munchoqli ko'zlar, simdan yasalgan dekorativ shoxlar-antennalar, oyoq-buloqlar, LED lampochkalar hatto eng zerikarli mexanizmni ham jonlantirishga yordam beradi. Bu elementlarni elim yoki lenta bilan yopishtirish mumkin”.
Siz bunday robotning mexanizmini bir necha soat ichida yasashingiz mumkin, shundan so'ng robotning nomini o'ylab topish va uni hayratga soladigan tomoshabinlarga taqdim etish qoladi. Albatta, ulardan ba'zilari innovatsion g'oyani tanlaydilar va o'zlarining mexanik personajlarini yaratishlari mumkin.
Mashhur aqlli mashinalar
Yoqimli robot Wall-E xuddi shu nomdagi film tomoshabinini o‘zining dramatik sarguzashtlariga hamdard bo‘lishga undaydi, Terminator esa ruhsiz, yengilmas mashinaning kuchini namoyish etadi. Yulduzli urushlar qahramonlari - sodiq droidlar R2D2 va C3PO - uzoq va olis galaktika bo'ylab sayohatlarda sizga hamroh bo'ladi va romantik Verter hatto kosmik qaroqchilar bilan jangda o'zini qurbon qiladi.
Mexanik robotlar kinodan tashqarida ham mavjud. Shunday qilib, dunyo zinadan yuqoriga ko'tarilishi, futbol o'ynashi, ichimlik ichishi va xushmuomalalik bilan salomlasha oladigan odamsimon robot Asimoning mahoratiga qoyil qoladi. Spirit va Curiosity roverlari avtonom kimyoviy laboratoriyalar bilan jihozlangan, bu esa Mars tuproqlari namunalarini tahlil qilish imkonini berdi. O‘z-o‘zidan boshqariladigan robot-mashinalar hatto kutilmagan hodisalar xavfi yuqori bo‘lgan murakkab shahar ko‘chalarida ham inson aralashuvisiz harakatlana oladi.
Ehtimol, kelajakdagi va insoniyat hayotining texnik panoramasini o'zgartiradigan ixtirolar paydo bo'ladigan birinchi intellektual mexanizmlarni yaratishga bo'lgan urinishlar uydandir.
Kompyuter texnologiyalariga duch kelgan ko'pchiligimiz o'z robotimizni yig'ishni orzu qilganmiz. Ushbu qurilma uy atrofida ba'zi vazifalarni bajarishi uchun, masalan, pivo olib keling. Har bir inson darhol eng murakkab robotni yaratishga kirishadi, lekin ko'pincha natijalarni tezda buzadi. Biz hech qachon ko'p chiplar ishlab chiqarishi kerak bo'lgan birinchi robotimizni amalga oshirmaganmiz. Shuning uchun, siz hayvoningizni asta-sekin murakkablashtirib, oddiy boshlashingiz kerak. Endi biz o'z qo'llaringiz bilan kvartirangiz atrofida mustaqil ravishda harakatlanadigan oddiy robotni qanday yaratishingiz mumkinligini aytamiz.
Kontseptsiya
Biz o'z oldimizga oddiy vazifa qo'ydik, oddiy robot yasash. Oldinga qarab, shuni aytamanki, biz, albatta, o'n besh daqiqada emas, balki ancha uzoq vaqt ichida erishdik. Ammo baribir, buni bir kechada qilish mumkin.
Odatda, bunday hunarmandchilik yillar davomida amalga oshiriladi. Odamlar o'zlariga kerak bo'lgan jihozlarni izlab do'konlarda bir necha oy yugurishadi. Ammo bu bizning yo'limiz emasligini darhol angladik! Shuning uchun biz dizaynda qo'lda osongina topish mumkin bo'lgan yoki eski uskunadan olib tashlanishi mumkin bo'lgan qismlardan foydalanamiz. Oxirgi chora sifatida har qanday radio do'konida yoki bozorda tiyinlarga sotib oling.
Yana bir fikr hunarmandchiligimizni iloji boricha arzonroq qilish edi. Shunga o'xshash robot elektron do'konlarda 800 dan 1500 rublgacha turadi! Bundan tashqari, u qismlar ko'rinishida sotiladi, lekin u hali ham yig'ilishi kerak va bundan keyin ham ishlashi haqiqat emas. Bunday to'plamlarni ishlab chiqaruvchilar ko'pincha ba'zi qismlarni kiritishni unutishadi va bu - robot pul bilan birga yo'qoladi! Nega bizga bunday baxt kerak? Bizning robotimiz dvigatellar va akkumulyatorlarni o'z ichiga olgan qismlarda 100-150 rubldan oshmasligi kerak. Shu bilan birga, agar siz eski bolalar avtomobilidan motorlarni tanlasangiz, uning narxi odatda 20-30 rublni tashkil qiladi! Siz tejamkorlikni his qilasiz va shu bilan birga ajoyib do'stga ega bo'lasiz.
Keyingi qism bizning kelishgan odamimiz nima qilishi edi. Biz yorug'lik manbalarini qidiradigan robot yaratishga qaror qildik. Agar yorug'lik manbai aylansa, bizning mashinamiz uning orqasidan yuradi. Ushbu kontseptsiya "yashashga harakat qilayotgan robot" deb ataladi. Uning batareyalarini quyosh batareyalari bilan almashtirish mumkin bo'ladi va keyin u haydash uchun yorug'likni qidiradi.
Kerakli qismlar va asboblar
Farzandimizni nima qilishimiz kerak? Kontseptsiya improvizatsiya qilingan vositalardan tayyorlanganligi sababli, bizga elektron plata yoki hatto oddiy qalin karton kerak bo'ladi. Barcha qismlarni biriktirish uchun kartonda teshiklar qilish uchun siz awldan foydalanishingiz mumkin. Biz yig'ilishdan foydalanamiz, chunki u qo'lda edi va siz kun davomida mening uyimda karton topa olmaysiz. Bu biz robotning qolgan jabduqlarini o'rnatadigan, motorlar va sensorlarni o'rnatadigan shassi bo'ladi. Harakatlantiruvchi kuch sifatida biz eski mashinadan tortib olinadigan uch yoki besh voltli motorlardan foydalanamiz. Biz g'ildiraklarni plastik butilkalardan qopqoqlardan yasaymiz, masalan, Coca-Cola'dan.
Sensor sifatida uch voltli fototransistorlar yoki fotodiodlar ishlatiladi. Ular hatto eski optomexanik sichqonchani ham tortib olishlari mumkin. U infraqizil sensorlarni o'z ichiga oladi (bizning holatlarimizda ular qora edi). U erda ular juftlashgan, ya'ni bitta shishada ikkita fotosel. Tekshirgich yordamida qaysi oyoq nima uchun mo'ljallanganligini aniqlashga hech narsa to'sqinlik qilmaydi. Bizning boshqaruv elementimiz mahalliy 816G tranzistorlar bo'ladi. Biz quvvat manbai sifatida bir-biriga lehimlangan uchta AA batareyasidan foydalanamiz. Yoki biz qilganimizdek, eski mashinadan batareya bo'linmasini olishingiz mumkin. O'rnatish uchun simlar kerak bo'ladi. Twisted juft simlar bu maqsadlar uchun ideal bo'lgan har qanday o'zini hurmat qiladigan xaker o'z uyida juda ko'p bo'lishi kerak; Barcha qismlarni mahkamlash uchun issiq erituvchi tabanca bilan issiq eritma yopishtiruvchi vositadan foydalanish qulay. Ushbu ajoyib ixtiro tezda eriydi va xuddi shunday tez o'rnatiladi, bu esa u bilan tezda ishlash va oddiy elementlarni o'rnatish imkonini beradi. Bu narsa bunday hunarmandchilik uchun juda mos keladi va men uni maqolalarimda bir necha marta ishlatganman. Bizga qattiq sim kerak bo'ladi, oddiy qog'oz qisqichi juda yaxshi ishlaydi.
Biz sxemani o'rnatamiz
Shunday qilib, biz barcha qismlarni olib, stolimizga qo'ydik. Lehimlovchi temir allaqachon rozin bilan yonmoqda va siz uni yig'ishga ishtiyoq bilan qo'llaringizni ishqalaysiz, mayli, boshlaylik. Biz yig'ilishning bir qismini olamiz va uni kelajakdagi robotning o'lchamiga kesib tashlaymiz. PCBni kesish uchun biz metall qaychidan foydalanamiz. Biz tomoni taxminan 4-5 sm bo'lgan kvadrat yasadik, asosiysi, bizning kichik sxemamiz, batareyalarimiz, ikkita dvigatel va old g'ildirak uchun mahkamlagichlar. Doska shaggy bo'lib qolmasligi va tekis bo'lishi uchun siz uni fayl bilan qayta ishlashingiz va o'tkir qirralarni olib tashlashingiz mumkin. Bizning keyingi qadamimiz datchiklarni muhrlash bo'ladi. Fototransistorlar va fotodiodlar ortiqcha va minusga ega, boshqacha aytganda, anod va katod. Ularning kiritilishining polaritesini kuzatish kerak, bu eng oddiy tester bilan aniqlash oson. Agar siz xato qilsangiz, hech narsa yonmaydi, lekin robot harakat qilmaydi. Datchiklar bir tomondan elektron plataning burchaklariga lehimlanadi, shunda ular yon tomonlarga qarashadi. Ular taxtaga to'liq lehimlanmasligi kerak, lekin ular har qanday yo'nalishda osongina egilishi uchun taxminan bir yarim santimetr qo'rg'oshin qoldiring - bu bizga robotimizni o'rnatishda keyinroq kerak bo'ladi. Bu bizning ko'zlarimiz bo'ladi, ular kelajakda robotning old tomoni bo'ladigan shassisimizning bir tomonida bo'lishi kerak. Darhol ta'kidlash mumkinki, biz ikkita boshqaruv sxemasini yig'amiz: biri o'ng va ikkinchi chap dvigatellarni boshqarish uchun.
Shassisning old chetidan bir oz uzoqroqda, datchiklarimiz yonida biz tranzistorlarda lehimlashimiz kerak. Lehimlash va keyingi sxemani yig'ish qulayligi uchun biz ikkala tranzistorni o'ng g'ildirakka "qaragan" belgilari bilan lehimladik. Siz darhol tranzistorning oyoqlari joylashgan joyga e'tibor berishingiz kerak. Agar siz tranzistorni qo'llaringizga olib, metall substratni o'zingizga qaratsangiz va belgi o'rmon tomon (ertakdagi kabi) va oyoqlar pastga yo'naltirilgan bo'lsa, u holda chapdan o'ngga oyoqlar mos ravishda: tayanch bo'ladi. , kollektor va emitent. Agar siz tranzistorimizni ko'rsatadigan diagrammaga qarasangiz, taglik aylanadagi qalin segmentga perpendikulyar tayoq bo'ladi, emitent o'qli tayoq bo'ladi, kollektor bir xil tayoq bo'ladi, faqat o'qsiz. Bu erda hamma narsa aniq ko'rinadi. Keling, batareyalarni tayyorlaymiz va elektr davrining haqiqiy yig'ilishiga o'tamiz. Dastlab, biz uchta AA batareyasini oldik va ularni ketma-ket lehimladik. Siz ularni darhol batareyalar uchun maxsus ushlagichga joylashtirishingiz mumkin, biz aytganimizdek, eski bolalar mashinasidan tortib olinadi. Endi biz simlarni batareyalarga lehimlaymiz va barcha simlar birlashadigan taxtamizdagi ikkita asosiy nuqtani aniqlaymiz. Bu ortiqcha va minus bo'ladi. Biz buni oddiygina qildik - biz taxtaning chetlariga o'ralgan juftlikni bog'lab qo'ydik, uchlarini tranzistorlar va foto datchiklarga lehimladik, o'ralgan halqa yasadik va u erda batareyalarni lehimladik. Ehtimol, eng yaxshi variant emas, lekin bu eng qulay. Xo'sh, endi biz simlarni tayyorlaymiz va elektrni yig'ishni boshlaymiz. Biz batareyaning ijobiy qutbidan salbiy kontaktga, butun elektr pallasida o'tamiz. Biz o'ralgan juftlikning bir qismini olamiz va yurishni boshlaymiz - biz ikkala foto datchikning ijobiy kontaktini batareyalarning ortiqcha qismiga lehimlaymiz va tranzistorlarning emitentlarini bir joyda lehimlaymiz. Biz fotoselning ikkinchi oyog'ini tranzistorning tagiga kichik sim bilan lehimlaymiz. Biz transyukning qolgan, oxirgi oyoqlarini mos ravishda dvigatellarga lehimlaymiz. Dvigatellarning ikkinchi kontakti batareyaga kalit orqali lehimlanishi mumkin.
Ammo haqiqiy Jedi singari, biz simni lehimlash va lehimlash orqali robotimizni yoqishga qaror qildik, chunki mening qutilarimda mos o'lchamdagi kalit yo'q edi.
Elektr nosozliklarini tuzatish
Hammasi, biz elektr qismini yig'dik, endi sxemani sinab ko'rishni boshlaymiz. Biz sxemamizni yoqamiz va uni yoqilgan stol chiroqqa keltiramiz. Navbatga keling, birinchi navbatda bitta yoki boshqa fotoselni aylantiring. Va keling, nima bo'lishini ko'rib chiqaylik. Agar bizning dvigatellarimiz yorug'likka qarab turli tezliklarda navbat bilan aylana boshlasa, unda hamma narsa tartibda. Agar yo'q bo'lsa, unda yig'ilishda jamblarni qidiring. Elektronika - bu kontaktlar haqidagi fan, ya'ni biror narsa ishlamasa, unda biror joyda aloqa yo'q. Muhim nuqta: o'ng foto sensori chap g'ildirak uchun, chap esa mos ravishda o'ng uchun javobgardir. Keling, o'ng va chap dvigatellar qaysi tomonga aylanishini aniqlaylik. Ikkalasi ham oldinga aylanishlari kerak. Agar bu sodir bo'lmasa, siz noto'g'ri yo'nalishda aylanayotgan dvigatelni yoqishning polaritesini o'zgartirishingiz kerak, shunchaki vosita terminallaridagi simlarni boshqa yo'l bilan qayta lehimlash. Biz motorlarning shassisdagi joylashishini yana bir bor baholaymiz va sensorlarimiz o'rnatilgan yo'nalishdagi harakat yo'nalishini tekshiramiz. Agar hamma narsa tartibda bo'lsa, biz davom etamiz. Qanday bo'lmasin, bu hamma narsa nihoyat yig'ilgandan keyin ham tuzatilishi mumkin.
Qurilmani yig'ish
Biz zerikarli elektr qismini ko'rib chiqdik, endi mexanikaga o'tamiz. G'ildiraklarni plastik butilkalardan qopqoqlardan yasaymiz. Old g'ildirakni yasash uchun ikkita qopqoqni oling va ularni bir-biriga yopishtiring.
G'ildirakning barqarorligi uchun biz uni perimetri bo'ylab ichi bo'sh qismi ichkariga qaratib yopishtirdik. Keyinchalik, birinchi va ikkinchi qovoqlarda to'liq qopqoqning markazida teshik oching. Burg'ulash va uy hunarmandchiligining barcha turlari uchun Dremel-dan foydalanish juda qulay - juda ko'p qo'shimchalar, frezalash, kesish va boshqalarga ega bo'lgan kichik matkap. Bir millimetrdan kichikroq teshiklarni burg'ulash uchun foydalanish juda qulay, bu erda an'anaviy matkap bardosh bera olmaydi.
Qopqoqlarni burg'ulaganimizdan so'ng, biz teshikka oldindan egilgan qog'oz klipni joylashtiramiz.
Biz qog'oz qisqichini "P" harfi shakliga egamiz, bu erda g'ildirak bizning xatimizning yuqori panelida osilgan.
Endi biz ushbu qog'oz qisqichni foto datchiklar orasiga, mashinamiz oldida o'rnatamiz. Klip qulay, chunki siz old g'ildirakning balandligini osongina sozlashingiz mumkin va biz bu sozlash bilan keyinroq shug'ullanamiz.
Keling, haydash g'ildiraklariga o'taylik. Biz ularni qopqoqlardan ham qilamiz. Xuddi shunday, biz har bir g'ildirakni qat'iy ravishda markazda burg'ulaymiz. Burg'ulash uchun vosita o'qining o'lchami va ideal holda millimetrning bir qismi kichikroq bo'lishi eng yaxshisidir, shunda o'q u erga kiritilishi mumkin, lekin qiyinchilik bilan. Biz ikkala g'ildirakni dvigatel miliga qo'yamiz va ular sakrab tushmasligi uchun ularni issiq elim bilan mahkamlaymiz.
Buni nafaqat g'ildiraklar harakatlanayotganda uchib ketmasligi, balki mahkamlash joyida ham aylanmasligi uchun qilish muhimdir.
Eng muhim qismi elektr motorlarini o'rnatishdir. Biz ularni shassisimizning eng oxirida, elektron plataning boshqa barcha elektronikadan qarama-qarshi tomoniga joylashtirdik. Shuni esda tutish kerakki, boshqariladigan vosita uning boshqaruv fototizimiga qarama-qarshi joylashgan. Bu robot yorug'lik tomon burilishi uchun amalga oshiriladi. O'ng tomonda fotosensor, chap tomonda dvigatel va aksincha. Boshlash uchun biz dvigatellarni o'rnatish teshiklari orqali o'ralgan va yuqoridan o'ralgan o'ralgan juft bo'laklar bilan tutamiz.
Biz quvvat bilan ta'minlaymiz va dvigatellarimiz qayerda aylanayotganini ko'ramiz. Dvigatellar qorong'i xonada aylanmaydi, ularni chiroqqa yo'naltirish tavsiya etiladi. Biz barcha dvigatellar ishlayotganligini tekshiramiz. Biz robotni aylantiramiz va yorug'likka qarab motorlar aylanish tezligini qanday o'zgartirishini kuzatamiz. Keling, uni o'ng fotosurat sensori bilan aylantiramiz va chap dvigatel tez aylanishi kerak, ikkinchisi esa, aksincha, sekinlashadi. Nihoyat, robot oldinga siljishi uchun g'ildiraklarning aylanish yo'nalishini tekshiramiz. Agar hamma narsa biz ta'riflaganimizdek ishlayotgan bo'lsa, unda siz slayderlarni issiq elim bilan ehtiyotkorlik bilan mahkamlashingiz mumkin.
Biz ularning g'ildiraklari bir xil o'qda ekanligiga ishonch hosil qilishga harakat qilamiz. Hammasi shu - biz batareyalarni shassisning yuqori platformasida tuzatamiz va robotni sozlash va o'ynashga o'tamiz.
Tuzoqlar va sozlash
Bizning hunarmandchiligimizdagi birinchi tuzoq kutilmagan edi. Biz butun sxema va texnik qismni yig'ganimizda, barcha dvigatellar yorug'likka juda yaxshi javob berdi va hamma narsa ajoyib ketayotganga o'xshardi. Ammo biz robotimizni erga qo'yganimizda, u biz uchun ishlamadi. Ma'lum bo'lishicha, motorlarning kuchi shunchaki etarli emas edi. U erdan kuchliroq dvigatellarni olish uchun men zudlik bilan bolalar mashinasini yirtib tashlashim kerak edi. Aytgancha, agar siz o'yinchoqlardan motorlarni olsangiz, ularning kuchi bilan xato qilolmaysiz, chunki ular akkumulyatorli ko'plab avtomobillarni tashish uchun mo'ljallangan. Dvigatellarni tartibga keltirganimizdan so'ng, biz kosmetik sozlash va haydashga o'tdik. Avval biz zamin bo'ylab sudrab yuradigan simlarning soqollarini yig'ishimiz va ularni issiq elim bilan shassiga mahkamlashimiz kerak.
Agar robot qornini biron joyga sudrab ketayotgan bo'lsa, u holda siz mahkamlash simini egib, oldingi shassini ko'tarishingiz mumkin. Eng muhimi - foto datchiklar. Ularni asosiy kursdan o'ttiz daraja chetga qarab egish yaxshidir. Keyin u yorug'lik manbalarini olib, ularga qarab harakat qiladi. Kerakli egilish burchagi eksperimental ravishda tanlanishi kerak bo'ladi. Hammasi shunday, stol chirog'i bilan qurollang, robotni erga qo'ying, uni yoqing va bolangiz yorug'lik manbasini qanday aniq kuzatib borishini va uni qanchalik aqlli topayotganini tekshirishni va zavqlanishni boshlang.
Yaxshilanishlar
Mukammallikka cheklov yo'q va siz bizning robotimizga cheksiz funksiyalarni qo'shishingiz mumkin. Hatto kontrollerni o'rnatish haqida fikrlar ham bor edi, lekin keyin ishlab chiqarishning narxi va murakkabligi sezilarli darajada oshadi va bu bizning usulimiz emas.
Birinchi yaxshilanish - ma'lum bir yo'l bo'ylab harakatlanadigan robot yaratish. Bu erda hamma narsa oddiy, siz qora chiziqni olib, uni printerda chop etasiz yoki shunga o'xshash tarzda whatman qog'oziga qora doimiy marker bilan chizasiz. Asosiysi, chiziq muhrlangan foto datchiklarning kengligidan biroz torroq. Biz fotosellarni o'zlari erga qaraydigan qilib tushiramiz. Har bir ko'zimizning yonida biz 470 Ohm qarshilikka ega bo'lgan ketma-ket super yorqin LEDni o'rnatamiz. Biz LEDni to'g'ridan-to'g'ri batareyaga qarshilik bilan lehimlaymiz. G'oya oddiy, yorug'lik oq qog'ozdan mukammal aks etadi, bizning sensorimizga tegadi va robot to'g'ri harakat qiladi. Nur qorong'i chiziqqa tushishi bilan fotoelementga deyarli yorug'lik tushmaydi (qora qog'oz yorug'likni mukammal darajada yutadi) va shuning uchun bitta dvigatel sekinroq aylana boshlaydi. Yana bir dvigatel robotni tezlik bilan aylantirib, uning yo'nalishini tekislaydi. Natijada robot xuddi relslar ustidagidek qora chiziq bo‘ylab dumalab yuradi. Oq qavatda bunday chiziqni chizishingiz va robotni kompyuteringizdan pivo olish uchun oshxonaga yuborishingiz mumkin.
Ikkinchi g‘oya esa yana ikkita tranzistor va ikkita fotosensor qo‘shish orqali sxemani murakkablashtirish va robotni yorug‘likni nafaqat old tomondan, balki har tomondan izlashga majburlash va uni topishi bilanoq u tomon oshiqishdir. Hamma narsa yorug'lik manbai qaysi tomondan paydo bo'lishiga bog'liq bo'ladi: agar oldinda bo'lsa, u oldinga, orqadan esa orqaga aylanadi. Bunday holatda ham, yig'ishni soddalashtirish uchun siz LM293D chipidan foydalanishingiz mumkin, ammo u taxminan yuz rublni tashkil qiladi. Ammo uning yordamida siz g'ildiraklarning aylanish yo'nalishini differentsial faollashtirishni yoki oddiyroq, robotning harakat yo'nalishini osongina sozlashingiz mumkin: oldinga va orqaga.
Siz qilishingiz mumkin bo'lgan oxirgi narsa - doimiy ravishda tugaydigan batareyalarni butunlay olib tashlash va quyosh batareyasini o'rnatish, uni endi mobil telefon aksessuarlari do'konida (yoki dialextreme-da) sotib olishingiz mumkin. Robotning ushbu rejimda o'z funksionalligini butunlay yo'qotib qo'ymasligi uchun, agar u tasodifan soyaga kirsa, siz parallel ravishda quyosh batareyasini ulashingiz mumkin - juda katta quvvatga ega (minglab mikrofaradlar) elektrolitik kondansatör. Bizning kuchlanishimiz besh voltdan oshmaganligi sababli, biz 6,3 voltga mo'ljallangan kondansatkichni olishimiz mumkin. Bunday quvvat va kuchlanish bilan u juda miniatyura bo'ladi. Konvertorlarni sotib olish yoki eski quvvat manbalaridan olib tashlash mumkin.
O'ylaymizki, qolgan variantlarni o'zingiz topishingiz mumkin. Agar qiziq narsa bo'lsa, yozing.
xulosalar
Shunday qilib, biz eng buyuk ilm-fanga, taraqqiyot dvigateliga – kibernetikaga qo‘shildik. O'tgan asrning 70-yillarida bunday robotlarni loyihalash juda mashhur edi. Shuni ta'kidlash kerakki, bizning yaratilishimiz raqamli texnologiyalar paydo bo'lishi bilan yo'q bo'lib ketgan analog hisoblash texnologiyasining asoslaridan foydalanadi. Ammo men ushbu maqolada ko'rsatganimdek, hamma narsa yo'qolmadi. Umid qilamanki, biz shunday oddiy robotni yasashda to'xtab qolmay, yangi va yangi dizaynlarni o'ylab topamiz, siz esa qiziqarli hunarmandchiligingiz bilan bizni lol qoldirasiz. Qurilishda omad tilaymiz!
Bugun biz sizga mavjud materiallardan qanday qilib robot yasashni aytib beramiz. Natijada paydo bo'lgan "yuqori texnologiyali android" kichik o'lchamli va uy ishlarida sizga yordam bera olmasa ham, bolalarni ham, kattalarni ham quvontiradi.
Kerakli materiallar
O'z qo'lingiz bilan robot yasash uchun yadro fizikasi bo'yicha bilim kerak emas. Buni uyda har doim qo'lingizda bo'lgan oddiy materiallardan qilish mumkin. Shunday qilib, bizga nima kerak:- 2 dona sim
- 1 dvigatel
- 1 AA batareya
- 3 ta surish pinlari
- 2 dona ko'pikli taxta yoki shunga o'xshash material
- 2-3 bosh eski tish cho'tkalari yoki bir nechta qog'oz kliplar
1. Batareyani motorga ulang
Yelim tabancasidan foydalanib, dvigatel korpusiga ko'pikli karton parchasini ulang. Keyin batareyani unga yopishtiramiz.
Stabilizatorning eng oxirida bir necha tomchi elim tushiring yoki biron bir dekorativ elementni qo'shing - bu bizning ijodimizga individuallik qo'shadi va uning harakatlari amplitudasini oshiradi.
3. Oyoqlar
Endi siz robotni pastki oyoq-qo'llar bilan jihozlashingiz kerak. Buning uchun tish cho'tkasi boshlarini ishlatsangiz, ularni motorning pastki qismiga yopishtiring. Qatlam sifatida bir xil ko'pikli taxtadan foydalanishingiz mumkin.
5. Batareyani ulash
Issiqlik tabancasından foydalanib, simni batareyaning bir uchiga yopishtiring. Siz ikkita simdan birini va batareyaning har ikki tomonini tanlashingiz mumkin - bu holda polarite muhim emas. Agar siz lehimlashda yaxshi bo'lsangiz, bu bosqich uchun elim o'rniga lehimdan ham foydalanishingiz mumkin.
6. Ko'zlar
Biz batareyaning bir uchiga issiq elim bilan yopishtiradigan bir juft boncuklar robotning ko'zlari sifatida juda mos keladi. Ushbu bosqichda siz o'zingizning tasavvuringizni ko'rsatishingiz va o'zingizning xohishingiz bilan ko'zlarning ko'rinishini o'ylab topishingiz mumkin.
7. Ishga tushirish
Keling, uy qurilishi mahsulotimizni hayotga tatbiq qilaylik. Simning bo'sh uchini oling va uni yopishqoq lenta yordamida bo'sh batareya terminaliga ulang. Ushbu bosqichda issiq elim ishlatmaslik kerak, chunki u kerak bo'lganda motorni o'chirishga to'sqinlik qiladi.Bolalar uchun zamonaviy do'konlarning javonlarida siz turli xil o'yinchoqlarni topishingiz mumkin. Va har bir bola ota-onasidan unga u yoki bu o'yinchoq "yangi narsa" sotib olishni so'raydi. Agar oilaviy byudjetni rejalashtirish buni o'z ichiga olmasa-chi? Pulni tejash uchun siz o'zingiz yangi o'yinchoq yasashingiz mumkin. Masalan, uyda robotni qanday qilish mumkin, bu mumkinmi? Ha, bu juda mumkin, kerakli materiallarni tayyorlash kifoya.
Robotni o'zingiz yig'ish mumkinmi?
Bugungi kunda robot o'yinchoqlari bilan hech kimni ajablantirish qiyin. Zamonaviy texnologiyalar va kompyuter sanoati uzoq yo'lni bosib o'tdi. Lekin siz hali ham uyda oddiy robot yasash haqidagi ma'lumotlarga hayron bo'lishingiz mumkin.
Shubhasiz, turli mikrosxemalar, elektronika, dasturlar va dizaynlarning ishlash printsipini tushunish qiyin. Bu holatda fizika, dasturlash va elektronika sohasidagi asosiy bilimlarsiz qilish qiyin. Shunga qaramay, har bir inson o'zi robot yig'ishi mumkin.
Robot - bu turli xil harakatlarni bajarishga qodir bo'lgan avtomatlashtirilgan mashina. Uy qurilishi robotiga kelsak, mashina shunchaki harakatlanishi kifoya.
Yig'ishni osonlashtirish uchun siz mavjud vositalardan foydalanishingiz mumkin: telefon apparati, plastik shisha yoki plastinka, tish cho'tkasi, eski kamera yoki kompyuter sichqonchasi.
Vibratsiyali xato
Kichik robotni qanday qilish kerak? Uyda siz tebranish xatosining eng oddiy versiyasini qilishingiz mumkin. Siz quyidagi materiallarga zaxiralashingiz kerak:
- eski bolalar mashinasidan motor;
- CR-2032 seriyali lityum batareya, planshetga o'xshash;
- aynan shu planshet uchun ushlagich;
- qog'oz qisqichlari;
- elektr lenta;
- lehim temir;
- LED.
Avval siz LEDni bo'sh uchlarini qoldirib, elektr lenta bilan o'rashingiz kerak. Lehimlash temiridan foydalanib, bir LED uchini batareya ushlagichining orqa devoriga lehimlang. Qolgan uchini mashinadan dvigatelning kontaktiga lehimlaymiz. Qog'oz qisqichlari tebranish xatosi uchun oyoq bo'lib xizmat qiladi. Batareya ushlagichidan simlar vosita simlariga ulangan. Tutqich batareyaning o'zi bilan aloqa qilgandan keyin xato tebranadi va harakatlanadi.
Brushbot - bolalar uchun qiziqarli
Xo'sh, uyda mini-robotni qanday qilish kerak? Qiziqarli mashina eski mobil telefondan tish cho'tkasi (bosh), ikki tomonlama lenta va tebranish motori kabi hurda materiallardan yig'ilishi mumkin. Dvigatelni cho'tka boshiga yopishtirish kifoya, va hammasi - robot tayyor.
Elektr ta'minoti tanga batareyasi bilan ta'minlanadi. Masofadan boshqarish uchun siz biron bir narsani o'ylab topishingiz kerak bo'ladi.
Karton robot
Agar bola talab qilsa, uyda robotni qanday qilish kerak? Siz oddiy kartondan qiziqarli o'yinchoq topishingiz mumkin.
Siz zaxiralashingiz kerak:
- ikkita karton quti;
- 20 dona plastik shisha qopqoqlari;
- sim;
- lenta bilan.
Shunday bo'ladiki, dadam chaqaloq uchun qandaydir hayratlantirmoqchi bo'ladi, lekin aqlga sig'maydigan hech narsa kelmaydi. Shuning uchun, siz uyda haqiqiy robotni qanday qilish haqida o'ylashingiz mumkin.
Avval siz qutini robot uchun korpus sifatida ishlatishingiz va pastki qismini kesib olishingiz kerak. Keyin siz 5 ta teshik qilishingiz kerak: bosh ostida, qo'llar va oyoqlar uchun. Bosh uchun mo'ljallangan qutida siz uni tanaga ulashga yordam beradigan bitta teshik qilishingiz kerak. Robot qismlarini ushlab turish uchun sim ishlatiladi.
Boshni biriktirgandan so'ng, siz uyda robot qo'lini qanday qilish haqida o'ylashingiz kerak. Buning uchun yon teshiklarga sim o'rnatilgan bo'lib, uning ustiga plastik qopqoqlar qo'yiladi. Biz harakatlanuvchi qo'llarni olamiz. Biz oyoqlarimiz bilan xuddi shunday qilamiz. Qopqoqlarda siz avl bilan teshik qilishingiz mumkin.
Karton robotining barqarorligini ta'minlash uchun kesiklarga diqqat bilan e'tibor berish kerak. Ular o'yinchoqqa yaxshi ko'rinish beradi. Kesilgan chiziq noto'g'ri bo'lsa, barcha qismlarni ulash qiyin.
Agar siz qutilarni bir-biriga yopishtirishga qaror qilsangiz, uni elim miqdori bilan oshirib yubormang. Bardoshli karton yoki qog'ozdan foydalanish yaxshidir.
Eng oddiy robot
Uyda engil robotni qanday qilish kerak? To'liq avtomatlashtirilgan mashinani yaratish qiyin, ammo minimal dizaynni yig'ish hali ham mumkin. Keling, masalan, bitta zonada muayyan harakatlarni bajarishi mumkin bo'lgan oddiy mexanizmni ko'rib chiqaylik. Sizga quyidagi materiallar kerak bo'ladi:
Plastik plastinka.
Oyoq kiyimlarini tozalash uchun o'rta o'lchamdagi bir juft cho'tka.
Ikki dona miqdorida kompyuter muxlislari.
9-V batareya va batareyaning o'zi uchun ulagich.
Snap funktsiyasi bilan qisqich va bog'lang.
Cho'tkasi plastinkasida bir xil masofada ikkita teshik ochamiz. Biz ularni mahkamlaymiz. Cho'tkalar bir-biridan va plastinkaning o'rtasidan bir xil masofada joylashgan bo'lishi kerak. Yong'oqlardan foydalanib, biz sozlash moslamasini cho'tkalarga biriktiramiz. O'rta joyga mahkamlagichlardan slayderlarni o'rnatamiz. Robotni harakatlantirish uchun kompyuter muxlislaridan foydalanish kerak. Ular batareyaga ulanadi va mashinaning aylanishini ta'minlash uchun parallel ravishda joylashtiriladi. Bu qandaydir tebranish motori bo'ladi. Nihoyat, siz terminallarni qo'yishingiz kerak.
Bunday holda, sizga katta moliyaviy xarajatlar yoki har qanday texnik yoki kompyuter tajribasi kerak bo'lmaydi, chunki bu erda biz uyda robotni qanday yasashni batafsil tasvirlab beramiz. Kerakli qismlarni olish qiyin emas. Dizaynning vosita funktsiyalarini yaxshilash uchun mikrokontrollerlar yoki qo'shimcha motorlardan foydalanish mumkin.
Robot, xuddi reklama kabi
Ko‘pchilik brauzerning reklama roligi bilan tanish bo‘lsa kerak, unda bosh qahramon kichik robot bo‘lib, flomaster yordamida qog‘ozga shakllar chizadi. Qanday qilib bu reklamadan uyda robot yasash mumkin? Ha, juda oddiy. Bunday avtomatlashtirilgan yoqimli o'yinchoqni yaratish uchun siz quyidagilarni zaxiralashingiz kerak:
- uchta flomaster;
- qalin karton yoki plastmassa;
- motor;
- dumaloq batareya;
- folga yoki elektr lenta;
- elim.
Shunday qilib, biz plastik yoki kartondan robot uchun shakl yaratamiz (aniqrog'i, biz uni kesib tashladik). Dumaloq burchakli uchburchak shaklini yaratish kerak. Har bir burchakda biz flomaster joylashadigan kichik teshik qilamiz. Dvigatel uchun uchburchakning markaziga yaqin bir teshik qilamiz. Biz uchburchak shaklining butun perimetri bo'ylab 4 teshikka ega bo'lamiz.
Keyin markerlarni birma-bir qilingan teshiklarga soling. Dvigatelga batareya ulangan bo'lishi kerak. Buni elim va folga yoki elektr lenta yordamida amalga oshirish mumkin. Dvigatel robotda mustahkam turishi uchun uni oz miqdorda elim bilan mahkamlash kerak.
Robot ikkinchi simni biriktirilgan batareyaga ulagandan keyingina harakatlanadi.
Lego robot
"Lego" bolalar uchun o'yinchoqlar seriyasi bo'lib, u asosan bir elementga ulangan qurilish qismlaridan iborat. O'yinlar uchun tobora ko'proq yangi narsalarni yaratishda qismlar birlashtirilishi mumkin.
3 yoshdan 10 yoshgacha bo'lgan deyarli barcha bolalar bunday qurilish majmuasini yig'ishni yaxshi ko'radilar. Xususan, agar qismlarni robotga yig‘ish mumkin bo‘lsa, bolalarning qiziqishi ortadi. Shunday qilib, Lego'dan harakatlanuvchi robotni yig'ish uchun siz qismlarni, shuningdek, miniatyura motorini va boshqaruv blokini tayyorlashingiz kerak.
Bundan tashqari, hozirda har qanday robotni o'zingiz yig'ish imkonini beruvchi qismlarga ega tayyor to'plamlar sotilmoqda. Asosiysi, biriktirilgan ko'rsatmalarni o'zlashtirish. Masalan:
- qismlarni ko'rsatmalarda ko'rsatilgandek tayyorlang;
- agar mavjud bo'lsa, g'ildiraklarni burab qo'ying;
- biz dvigatel uchun tayanch bo'lib xizmat qiladigan mahkamlagichlarni yig'amiz;
- batareyani yoki hatto bir nechtasini maxsus blokga joylashtiring;
- dvigatelni o'rnatish;
- uni motorga ulang;
- Dizayn xotirasiga o'yinchoqni boshqarish imkonini beruvchi maxsus dasturni yuklaymiz.
Ko'rinishidan, robotni yig'ish juda qiyin va ma'lum bilimga ega bo'lmagan odam buni umuman qila olmaydi. Ammo bu unday emas. Albatta, to'liq avtomatlashtirilgan mashinani qurish qiyin, ammo har kim eng oddiy versiyani amalga oshirishi mumkin. Uyda robotni qanday qilish haqida bizning maqolamizni o'qing.
Robot yasang juda oddiy Keling, nima qilish kerakligini aniqlaylik robot yaratish robototexnika asoslarini tushunish uchun uyda.
Shubhasiz, robotlar haqida etarlicha filmlarni tomosha qilganingizdan so'ng, siz tez-tez jangda o'z o'rtoqingizni yaratmoqchi bo'lgansiz, lekin qaerdan boshlashni bilmas edingiz. Albatta, siz ikki oyoqli Terminatorni qura olmaysiz, ammo biz bunga erishmoqchi emasmiz. Qo'lida lehim temirini qanday qilib to'g'ri ushlab turishni biladigan har bir kishi oddiy robotni yig'ishi mumkin va bu chuqur bilimni talab qilmaydi, garchi u zarar bermasa ham. Havaskor robototexnika sxemalar dizaynidan unchalik farq qilmaydi, faqat juda qiziqroq, chunki u mexanika va dasturlash kabi sohalarni ham o'z ichiga oladi. Barcha komponentlar osongina mavjud va unchalik qimmat emas. Shunday qilib, taraqqiyot bir joyda to'xtamaydi va biz bundan o'z foydamiz uchun foydalanamiz.
Kirish
Shunday qilib. Robot nima? Ko'pgina hollarda, bu har qanday ekologik harakatlarga javob beradigan avtomatik qurilma. Robotlar odamlar tomonidan boshqarilishi yoki oldindan dasturlashtirilgan harakatlarni bajarishi mumkin. Odatda robot turli sensorlar (masofa, aylanish burchagi, tezlanish), videokameralar va manipulyatorlar bilan jihozlangan. Robotning elektron qismi mikrokontroller (MC) - mikrosxemadan iborat bo'lib, unda protsessor, soat generatori, turli tashqi qurilmalar, operativ xotira va doimiy xotira mavjud. Dunyoda turli xil ilovalar uchun juda ko'p turli xil mikrokontrollerlar mavjud va ular asosida siz kuchli robotlarni yig'ishingiz mumkin. AVR mikrokontrollerlari havaskor binolar uchun keng qo'llaniladi. Ular hozirgacha eng qulay va Internetda ushbu MKlarga asoslangan ko'plab misollarni topishingiz mumkin. Mikrokontrollerlar bilan ishlash uchun siz assembler yoki C tilida dasturlash imkoniyatiga ega bo'lishingiz hamda raqamli va analog elektronika bo'yicha asosiy bilimlarga ega bo'lishingiz kerak. Loyihamizda biz C dan foydalanamiz. MK uchun dasturlash kompyuterda dasturlashdan unchalik farq qilmaydi, tilning sintaksisi bir xil, aksariyat funktsiyalar deyarli farq qilmaydi va yangilarini o'rganish juda oson va ulardan foydalanish qulay.
Bizga nima kerak
Boshlash uchun, bizning robotimiz oddiygina to'siqlarni chetlab o'tishga qodir bo'ladi, ya'ni tabiatdagi ko'pchilik hayvonlarning odatiy xatti-harakatlarini takrorlaydi. Bunday robotni yaratish uchun kerak bo'lgan hamma narsani radio do'konlarida topish mumkin. Keling, robotimiz qanday harakat qilishini hal qilaylik. Menimcha, eng muvaffaqiyatlisi - bu tanklarda ishlatiladigan yo'llar, bu eng qulay echim, chunki yo'llar avtomobilning g'ildiraklariga qaraganda ko'proq manevrga ega va boshqarish uchun qulayroqdir (burilish uchun yo'llarni aylantirish kifoya; turli yo'nalishlarda). Shuning uchun, sizga izlari bir-biridan mustaqil ravishda aylanadigan har qanday o'yinchoq tanki kerak bo'ladi, uni har qanday o'yinchoq do'konida o'rtacha narxda sotib olishingiz mumkin. Ushbu tankdan sizga faqat yo'llar va vites qutilari bo'lgan motorlar bo'lgan platforma kerak bo'ladi, qolganlarini xavfsiz tarzda burab, tashlab yuborishingiz mumkin. Bizga mikrokontroller ham kerak, mening tanlovim ATmega16 ga to'g'ri keldi - u sensorlar va tashqi qurilmalarni ulash uchun etarli portlarga ega va umuman olganda bu juda qulay. Bundan tashqari, ba'zi radio komponentlarini, lehimli temirni va multimetrni sotib olishingiz kerak bo'ladi.
MK bilan taxta yasash
Bizning holatda, mikrokontroller miyaning funktsiyalarini bajaradi, lekin biz u bilan emas, balki robotning miyasini quvvatlantirish bilan boshlaymiz. To'g'ri ovqatlanish - bu sog'liqning kalitidir, shuning uchun biz robotimizni qanday qilib to'g'ri ovqatlantirishdan boshlaymiz, chunki bu erda yangi boshlanuvchi robot quruvchilar odatda xato qilishadi. Va bizning robotimiz normal ishlashi uchun biz kuchlanish stabilizatoridan foydalanishimiz kerak. Men L7805 chipini afzal ko'raman - u barqaror 5V chiqish kuchlanishini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan, bu bizning mikrokontrollerimizga kerak. Ammo ushbu mikrosxemadagi kuchlanishning pasayishi taxminan 2,5 V bo'lganligi sababli, unga kamida 7,5 V kuchlanish berilishi kerak. Ushbu stabilizator bilan birgalikda elektrolitik kondansatkichlar kuchlanish dalgalanmalarini yumshatish uchun ishlatiladi va polaritning teskari o'zgarishidan himoya qilish uchun kontaktlarning zanglashiga olib kirishi shart.
Endi biz mikrokontrollerimizga o'tishimiz mumkin. MK ning korpusi DIP (lehimlash uchun qulayroq) va qirq pinga ega. Bortda ADC, PWM, USART va boshqa ko'p narsalar mavjud, biz hozircha foydalanmaymiz. Keling, bir nechta muhim tugunlarni ko'rib chiqaylik. RESET pinini (MK ning 9-oyog'i) R1 rezistori quvvat manbaining "ortiqcha" tomoniga tortadi - buni qilish kerak! Aks holda, sizning MK beixtiyor qayta o'rnatilishi yoki oddiyroq aytganda, nosozlik bo'lishi mumkin. Yana bir kerakli chora, lekin majburiy emas, RESETni C1 seramika kondansatörü orqali erga ulashdir. Diagrammada siz 1000 uF elektrolitni ham ko'rishingiz mumkin, u dvigatellar ishlayotganida sizni kuchlanishning pasayishidan qutqaradi, bu ham mikrokontrollerning ishlashiga foydali ta'sir ko'rsatadi. X1 kvarts rezonatori va C2, C3 kondansatkichlari XTAL1 va XTAL2 pinlariga iloji boricha yaqinroq joylashtirilishi kerak.
MK-ni qanday yoqish haqida gapirmayman, chunki siz bu haqda Internetda o'qishingiz mumkin. Biz dasturni C tilida yozamiz, men dasturlash muhiti sifatida CodeVisionAVR ni tanladim. Bu foydalanuvchi uchun juda qulay muhit va yangi boshlanuvchilar uchun foydalidir, chunki u o'rnatilgan kod yaratish ustasiga ega.
Dvigatelni boshqarish
Bizning robotimizdagi bir xil darajada muhim komponent bu motor drayveri bo'lib, uni boshqarishni osonlashtiradi. Hech qachon va hech qanday holatda motorlar to'g'ridan-to'g'ri MK ga ulanmasligi kerak! Umuman olganda, kuchli yuklarni to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerdan boshqarish mumkin emas, aks holda u yonib ketadi. Asosiy tranzistorlardan foydalaning. Bizning holatlarimiz uchun maxsus chip mavjud - L293D. Bunday oddiy loyihalarda har doim ushbu maxsus chipni "D" indeksi bilan ishlatishga harakat qiling, chunki u ortiqcha yukdan himoya qilish uchun o'rnatilgan diodlarga ega. Ushbu mikrosxemani boshqarish juda oson va uni radio do'konlarida olish oson. U ikkita paketda mavjud: DIP va SOIC. Doskaga o'rnatish qulayligi tufayli paketda DIP dan foydalanamiz. L293D dvigatellar va mantiq uchun alohida quvvat manbaiga ega. Shuning uchun biz mikrosxemaning o'zini stabilizatordan (VSS kiritish) va motorlarni to'g'ridan-to'g'ri batareyalardan (VS kiritish) quvvatlaymiz. L293D har bir kanal uchun 600 mA yukga bardosh bera oladi va u ushbu kanallardan ikkitasiga ega, ya'ni ikkita motorni bitta chipga ulash mumkin. Lekin xavfsiz tomonda bo'lish uchun biz kanallarni birlashtiramiz, keyin esa har bir dvigatel uchun bitta mikra kerak bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, L293D 1,2 A ga bardosh bera oladi. Bunga erishish uchun diagrammada ko'rsatilganidek, mikra oyoqlarini birlashtirish kerak. Mikrosxema quyidagicha ishlaydi: IN1 va IN2 uchun mantiqiy "0" va IN3 va IN4 uchun mantiqiy "0" qo'llanilsa, vosita bir yo'nalishda aylanadi va agar signallar teskari bo'lsa - mantiqiy nol qo'llaniladi, keyin vosita boshqa yo'nalishda aylana boshlaydi. EN1 va EN2 pinlari har bir kanalni yoqish uchun javobgardir. Biz ularni bog'laymiz va stabilizatordan quvvat manbaining "ortiqcha" ga ulaymiz. Mikrosxema ish paytida qizib ketganligi sababli va radiatorlarni ushbu turdagi korpusga o'rnatish muammoli bo'lganligi sababli, issiqlik tarqalishi GND oyoqlari tomonidan ta'minlanadi - ularni keng kontaktli maydonchada lehimlash yaxshiroqdir. Dvigatel drayverlari haqida birinchi marta bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa shu.
To'siqlar sensorlari
Bizning robotimiz harakatlana olishi va hamma narsaga qulab tushmasligi uchun biz unga ikkita infraqizil sensorni o'rnatamiz. Eng oddiy sensor infraqizil spektrda chiqaradigan IR diodidan va IQ diyotidan signalni qabul qiladigan fototransistordan iborat. Printsip shunday: sensorning oldida hech qanday to'siq bo'lmasa, IR nurlari fototransistorga tushmaydi va u ochilmaydi. Sensor oldida to'siq bo'lsa, u holda nurlar undan aks etadi va tranzistorga uriladi - u ochiladi va oqim oqib chiqa boshlaydi. Bunday datchiklarning kamchiligi shundaki, ular turli sirtlarga turlicha munosabatda bo'lishi va shovqinlardan himoyalanmagan - sensor tasodifan boshqa qurilmalarning begona signallari bilan ishga tushishi mumkin. Signalni modulyatsiya qilish sizni shovqinlardan himoya qilishi mumkin, ammo biz hozircha bu bilan bezovta qilmaymiz. Yangi boshlanuvchilar uchun bu etarli.
Robot uchun dasturiy ta'minot
Robotni hayotga tatbiq etish uchun siz unga proshivka yozishingiz kerak, ya'ni sensorlardan o'qishni oladigan va motorlarni boshqaradigan dastur. Mening dasturim eng oddiy, u murakkab tuzilmalarni o'z ichiga olmaydi va hamma uchun tushunarli bo'ladi. Keyingi ikkita qatorda mikrokontroller uchun sarlavha fayllari va kechikishlarni yaratish buyruqlari mavjud:
#o'z ichiga oladi
#o'z ichiga oladi
Quyidagi qatorlar shartli, chunki PORTC qiymatlari motor drayverini mikrokontrolleringizga qanday ulaganingizga bog'liq:
PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; 0xFF qiymati chiqish jurnal bo'lishini anglatadi. "1" va 0x00 - jurnal. "0". Quyidagi konstruksiya bilan biz robot oldida to‘siq bor yoki yo‘qligini va u qaysi tomonda ekanligini tekshiramiz: agar (!(PINB & (1)).< Agar IQ diodidan yorug'lik fototransistorga tushsa, u holda mikrokontroller oyog'iga log o'rnatiladi. "0" va robot to'siqdan uzoqlashish uchun orqaga qarab harakatlana boshlaydi, keyin to'siq bilan yana to'qnashmaslik uchun ortiga aylanadi va keyin yana oldinga siljiydi. Bizda ikkita sensor borligi sababli, biz ikki marta - o'ngda va chapda to'siq borligini tekshiramiz va shuning uchun biz to'siq qaysi tomonda ekanligini bilib olamiz. "delay_ms(1000)" buyrug'i keyingi buyruq bajarilgunga qadar bir soniya o'tishini bildiradi. Men sizning birinchi robotingizni yaratishga yordam beradigan ko'p jihatlarni ko'rib chiqdim. Ammo robototexnika shu bilan tugamaydi. Agar siz ushbu robotni yig'sangiz, uni kengaytirish uchun juda ko'p imkoniyatlarga ega bo'lasiz. Siz robotning algoritmini yaxshilashingiz mumkin, masalan, to'siq qaysidir tomonda emas, balki robotning to'g'ri oldida bo'lsa, nima qilish kerak. Kodlovchini o'rnatish ham zarar qilmaydi - robotingizni kosmosda aniq joylashtirish va joylashuvini bilishga yordam beradigan oddiy qurilma. Aniqlik uchun foydali ma'lumotlarni ko'rsatishi mumkin bo'lgan rangli yoki monoxrom displeyni o'rnatish mumkin - batareyaning zaryadlash darajasi, to'siqlargacha bo'lgan masofa, turli xil disk raskadrovka ma'lumotlari. Sensorlarni yaxshilash zarar qilmaydi - an'anaviy fototranzistorlar o'rniga TSOP-larni o'rnatish (bular faqat ma'lum chastotadagi signalni qabul qiladigan IR qabul qiluvchilar). Infraqizil sensorlar bilan bir qatorda, ultratovushli sensorlar ham bor, ular qimmatroq va ularning kamchiliklari ham bor, lekin yaqinda robot quruvchilar orasida mashhurlik kasb etmoqda. Robot ovozga javob berishi uchun mikrofonlarni kuchaytirgich bilan o'rnatish yaxshi bo'lar edi. Ammo menimcha, haqiqatan ham qiziq narsa kamerani o'rnatish va unga asoslangan mashina ko'rishni dasturlashdir. Maxsus OpenCV kutubxonalari to'plami mavjud bo'lib, ular yordamida siz yuzni aniqlash, rangli mayoqlar bo'yicha harakatlanish va boshqa ko'plab qiziqarli narsalarni dasturlashingiz mumkin. Bularning barchasi faqat sizning tasavvuringiz va mahoratingizga bog'liq. Komponentlar ro'yxati: DIP-40 paketidagi ATmega16> TO-220 paketidagi L7805 DIP-16 korpusidagi L293D x2 dona. reytinglari bilan 0,25 Vt quvvatga ega rezistorlar: 10 kOhm x 1 dona, 220 Ohm x 4 dona. keramik kondansatkichlar: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF elektrolitik kondansatkichlar: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 dona. diod 1N4001 yoki 1N4004 16 MGts chastotali kvarts rezonatori IQ diodlar: ularning har ikkisi bajaradi. fototransistorlar, shuningdek, har qanday, lekin faqat infraqizil nurlarining to'lqin uzunligiga javob beradi Mikrodastur kodi: Ayni paytda mening robotim deyarli tayyor. U simsiz kamera, masofa sensori (kamera ham, bu sensor ham aylanuvchi minoraga o'rnatilgan), to'siq sensori, kodlovchi, masofadan boshqarish pultidagi signal qabul qiluvchisi va RS-232 interfeysi bilan jihozlangan. kompyuter. U ikkita rejimda ishlaydi: avtonom va qo'lda (masofadan boshqarish pultidan boshqaruv signallarini oladi), batareya quvvatini tejash uchun kamerani masofadan turib yoki robotning o'zi ham yoqish/o'chirish mumkin. Men kvartira xavfsizligi uchun dasturiy ta'minotni yozyapman (tasvirlarni kompyuterga o'tkazish, harakatlarni aniqlash, binolarni aylanib chiqish).Xulosa
Yuklanmoqda...