Oma roboti loomiseks ei pea te lõpetama ega lugema tonni. Piisab kasutada samm-sammult juhised, mida pakuvad robootikameistrid oma veebilehtedel. Internetist leiate palju kasulik informatsioon, mis on pühendatud autonoomsete robotsüsteemide arendamisele.
10 ressurssi pürgivale robootikule
Saidil olev teave võimaldab iseseisvalt luua keeruka käitumisega roboti. Siit leiate näidisprogramme, diagramme, võrdlusmaterjale, valmis näited, artiklid ja fotod.
Algajatele on saidil eraldi jaotis. Ressursi loojad panevad suurt rõhku mikrokontrolleritele, robootika universaalsete plaatide väljatöötamisele ja mikroskeemide jootmisele. Siit leiate ka programmide lähtekoodid ja palju praktiliste nõuannetega artikleid.
Veebilehel on spetsiaalne kursus “Step by Step”, kus kirjeldatakse üksikasjalikult nii lihtsaimate BEAM-robotite loomise protsessi kui ka automatiseeritud süsteemid põhineb AVR mikrokontrolleritel.
Sait, kust robotite loojaks pürgijad leiavad kogu vajaliku teoreetilise ja praktilise teabe. Siia postitatakse ka suur hulk kasulikke teemaartikleid, uuendatakse uudiseid ning foorumis saab esitada küsimusi kogenud robootikutele.
See ressurss on pühendatud järkjärgulisele sukeldumisele robotite loomise maailma. Kõik algab Arduino tundmisest, misjärel räägitakse algajale arendajale AVR-i mikrokontrolleritest ja moodsamatest ARM-i analoogidest. Üksikasjalikud kirjeldused ja diagrammid selgitavad väga selgelt, kuidas ja mida teha.
Sait selle kohta, kuidas oma kätega BEAM-robotit teha. Põhitõdedele on pühendatud terve rubriik, aga ka loogikaskeemid, näited jne.
See allikas kirjeldab väga selgelt, kuidas ise robotit luua, millest alustada, mida on vaja teada, kust teavet otsida ja vajalikud üksikasjad. Teenus sisaldab ka jaotist ajaveebi, foorumi ja uudistega.
Tohutu reaalajas foorum, mis on pühendatud robotite loomisele. Algajatele mõeldud teemad on siin avatud, arutatud huvitavaid projekte ning kirjeldatakse ideid, mikrokontrollereid, valmismooduleid, elektroonikat ja mehaanikat. Ja mis kõige tähtsam, saate robootika kohta esitada mis tahes küsimusi ja saada professionaalidelt üksikasjaliku vastuse.
Harrastusrobootiku ressurss on pühendatud eelkõige temale enda projekt"Isetehtud robot." Siit leiate aga palju kasulikke temaatilisi artikleid, linke huvitavatele saitidele, tutvuda autori saavutustega ja arutada erinevaid disainilahendusi.
Arduino riistvaraplatvorm on robotsüsteemide arendamiseks kõige mugavam. Saidil olev teave võimaldab teil sellest keskkonnast kiiresti aru saada, programmeerimiskeelt omandada ja mitmeid lihtsaid projekte luua.
Paljud meist, kes on arvutitehnoloogiaga kokku puutunud, on unistanud oma roboti kokkupanemisest. Selleks, et see seade täidaks mõningaid ülesandeid majas, näiteks tooge õlut. Kõik asuvad kohe kõige keerulisema roboti loomisele, kuid sageli purustavad tulemused kiiresti. Me ei viinud kunagi teoks oma esimest robotit, mis pidi palju laaste valmistama. Seetõttu peate alustama lihtsast, muutes oma metsalise järk-järgult keerulisemaks. Nüüd räägime teile, kuidas saate oma kätega luua lihtsa roboti, mis teie korteris iseseisvalt ringi liigub.
Kontseptsioon
Oleme ise seadnud lihtne ülesanne, tehke lihtne robot. Tulevikku vaadates ütlen, et me saime loomulikult hakkama mitte viieteistkümne minutiga, vaid palju pikema perioodiga. Kuid sellegipoolest saab seda teha ühe õhtuga.
Tavaliselt kulub sellise käsitöö valmimiseks aastaid. Inimesed veedavad mitu kuud poodides ringi jookstes, otsides neile vajalikku varustust. Aga saime kohe aru, et see pole meie tee! Seetõttu kasutame projekteerimisel selliseid osi, mis on kergesti käepärast või vanadelt seadmetelt välja juuritavad. Viimase võimalusena ostke sentide eest suvalisest raadiopoest või turult.
Teine idee oli teha meie käsitöö võimalikult odavaks. Sarnane robot maksab raadioelektroonika kauplustes 800–1500 rubla! Veelgi enam, seda müüakse osadena, kuid see tuleb ikkagi kokku panna ja see pole fakt, et pärast seda ka töötab. Tihti unustavad selliste komplektide tootjad mõned osad kaasa ja ongi kõik – robot läheb koos rahaga kaotsi! Miks me sellist õnne vajame? Meie robot ei tohiks maksta rohkem kui 100-150 rubla osadena, sealhulgas mootorid ja akud. Samas, kui vanalt lasteautolt mootorid välja noppida, siis selle hinnaks jääb üldiselt ca 20-30 rubla! Tunnete kokkuhoidu ja samal ajal saate suurepärase sõbra.
Järgmine osa oli see, mida meie kena mees teeb. Otsustasime teha roboti, mis hakkab valgusallikaid otsima. Kui valgusallikas pöördub, siis meie auto roolib sellele järele. Seda kontseptsiooni nimetatakse "robotiks, kes püüab elada". Võimalik on patareisid asendada Päikesepatareid ja siis ta otsib valgust, millega sõita.
Vajalikud osad ja tööriistad
Mida me vajame oma lapse kasvatamiseks? Kuna kontseptsioon on valmistatud improviseeritud vahenditest, vajame trükkplaati või isegi tavalist paksu pappi. Kõikide osade kinnitamiseks võid kartongi sisse augud teha täpiga. Me kasutame montaaži, sest see oli käepärast ja päeval te minu kodust pappi ei leia. See on šassii, millele kinnitame ülejäänud roboti rakmed, kinnitame mootorid ja andurid. Nagu edasiviiv jõud, kasutame kolme- või viievoldisi mootoreid, mida saab välja tõmmata vana kirjutusmasin. Valmistame rattad katetest plastpudelid, näiteks Coca-Colast.
Anduritena kasutatakse kolmevoldisi fototransistore ehk fotodioode. Neid saab isegi vanast optomehaanilisest hiirest välja tõmmata. See sisaldab infrapunaandureid (meie puhul olid need mustad). Seal on need paaris, st kaks fotosilma ühes pudelis. Testeriga ei takista miski välja selgitamast, milline jalg milleks mõeldud on. Meie juhtelemendiks on kodumaised 816G transistorid. Toiteallikana kasutame kolme kokku joodetud AA patareid. Või võite võtta akupesa vanast kirjutusmasinast, nagu meie tegime. Paigaldamiseks on vaja juhtmestikku. Nendel eesmärkidel sobivad ideaalselt keerdpaarjuhtmed; igal endast lugupidaval häkkeril peaks neid kodus olema palju. Kõigi osade kinnitamiseks on mugav kasutada kuumsulatuspüstoliga kuumliimi. See imeline leiutis sulab kiiresti ja hangub sama kiiresti, mis võimaldab sellega kiiresti tööd teha ja lihtsaid elemente paigaldada. Asi sobib ideaalselt selliseks käsitööks ja olen seda oma artiklites rohkem kui korra kasutanud. Vajame ka jäika traati; tavaline kirjaklamber sobib hästi.
Paigaldame vooluringi
Niisiis, võtsime kõik osad välja ja ladusime lauale. Jootekolb juba haiseb kampolist ja sina hõõrud käsi, innukas seda kokku panna, no hakkame siis pihta. Võtame montaažitüki ja lõikame selle tulevase roboti suuruseks. PCB lõikamiseks kasutame metallkääre. Tegime ruudu, mille külg on ca 4-5 cm.Peaasi, et meie tilluke vooluring, akud, kaks mootorit ja esiratta kinnitused ära mahuvad. Et plaat ei muutuks pulstunud ja oleks ühtlane, saate seda töödelda viiliga ja eemaldada ka teravad servad. Meie järgmine samm on andurite tihendamine. Fototransistoridel ja fotodioodidel on pluss ja miinus ehk teisisõnu anood ja katood. On vaja jälgida nende kaasamise polaarsust, mida on lihtne määrata kõige lihtsama testeriga. Kui teete vea, ei põle midagi, kuid robot ei liigu. Andurid on joodetud trükkplaadi ühelt küljelt nurkadesse nii, et need vaataksid külgedele. Neid ei tohiks täielikult plaadi sisse joota, vaid jätke umbes poolteist sentimeetrit juhtmeid, et neid saaks kergesti igas suunas painutada – seda läheb meil hiljem robotit seadistades vaja. Need on meie silmad, need peaksid asuma meie šassii ühel küljel, mis tulevikus on roboti esiosa. Võib kohe märkida, et paneme kokku kaks juhtahelat: üks parempoolse ja teine vasakpoolse mootori juhtimiseks.
Veidi edasi šassii esiservast, meie andurite kõrval, peame transistorid jootma. Edasise skeemi jootmise ja kokkupanemise mugavuse huvides jootsime mõlemad transistorid nii, et nende märgistus oleks "näoga" parema ratta poole. Peaksite kohe märkima transistori jalgade asukoha. Kui võtate transistori pihku ja keerate metallsubstraati enda poole ja märgistust metsa poole (nagu muinasjutus) ja jalad on suunatud allapoole, siis vasakult paremale on jalad vastavalt: alus. , kollektor ja emitter. Kui vaadata skeemi, mis näitab meie transistori, siis on aluseks pulk, mis on risti ringi paksu segmendiga, emitteriks on noolega pulk, kollektoriks on sama pulk, ainult ilma nooleta. Siin tundub kõik selge. Valmistame akud ette ja jätkame elektriahela tegeliku kokkupanekuga. Esialgu võtsime lihtsalt kolm AA patareid ja jootsime need järjest. Saate need kohe pista spetsiaalsesse akuhoidikusse, mis, nagu me juba ütlesime, tõmmatakse välja vanast lasteautost. Nüüd jootme juhtmed patareide külge ja määrame oma tahvlil kaks võtmepunkti, kus kõik juhtmed koonduvad. Sellest saab pluss ja miinus. Tegime lihtsalt - keerasime keerdpaari plaadi äärtesse, jootsime otsad transistoride ja fotosensorite külge, tegime keerdsilmuse ja jootsime sinna patareid. Võib-olla mitte kõige rohkem parim variant, kuid kõige mugavam. Noh, nüüd valmistame juhtmed ette ja hakkame elektrit kokku panema. Aku positiivsest poolusest liigume kogu ulatuses negatiivse kontaktini elektriskeem. Võtame tüki keerdpaari ja hakkame kõndima - jootme mõlema fotoanduri positiivse kontakti patareide plussiga ja jootame samasse kohta transistoride emitterid. Fotosilma teise jala jootsime väikese juhtmejupiga transistori alusele. Ülejäänud, viimased transyuki jalad jootme vastavalt mootorite külge. Mootorite teist kontakti saab lüliti kaudu aku külge joota.
Kuid nagu tõeline Jedi, otsustasime oma roboti sisse lülitada juhtme jootmise ja lahtijootmise teel, kuna minu prügikastides polnud sobiva suurusega lülitit.
Elektriline silumine
See on kõik, oleme elektriosa kokku pannud, nüüd hakkame vooluahelat testima. Lülitame oma vooluringi sisse ja toome selle põleva laualambi juurde. Pöörake kordamööda kõigepealt ühte või teist fotosilma. Ja vaatame, mis juhtub. Kui meie mootorid hakkavad omakorda pöörlema koos erinevatel kiirustel, olenevalt valgustusest, siis on kõik korras. Kui ei, siis otsige kooslusest lengi. Elektroonika on kontaktide teadus, mis tähendab, et kui midagi ei tööta, siis pole kuskil kontakti. Oluline punkt: parempoolne fotosensor vastutab vasaku ratta eest ja vasakpoolne vastavalt parema ratta eest. Nüüd mõtleme välja, kuidas parem- ja vasakpoolne mootor pöörleb. Mõlemad peaksid pöörlema edasi. Kui seda ei juhtu, peate muutma vales suunas pöörleva mootori sisselülitamise polaarsust, lihtsalt jootdes mootori klemmide juhtmed teistpidi. Hindame veel kord mootorite asukohta šassiil ja kontrollime liikumissuunda selles suunas, kuhu meie andurid on paigaldatud. Kui kõik on korras, siis läheme edasi. Igal juhul saab seda parandada, isegi pärast seda, kui kõik on lõpuks kokku pandud.
Seadme kokkupanek
Oleme tegelenud tüütu elektriosaga, nüüd liigume mehaanika juurde. Rattad valmistame plastpudelitest korkidest. Esiratta valmistamiseks võtke kaks katet ja liimige need kokku.
Ratta suurema stabiilsuse tagamiseks liimisime selle ümber perimeetri õõnesosaga sissepoole. Järgmisena puurige esimesse ja teise kaane auk täpselt kaane keskele. Puurimiseks ja igasuguste majapidamistööde jaoks on väga mugav kasutada Dremeli - omamoodi väikest puuri, millel on palju lisaseadmeid, freesimist, lõikamist ja palju muud. Väga mugav on kasutada millimeetrist väiksemate aukude puurimiseks, kuhu juba tavaline puur ei saa hakkama.
Pärast katete puurimist sisestame auku eelnevalt painutatud kirjaklambri.
Painutame kirjaklambri P-tähe kujuliseks, kus ülemine riba meie ratas on lahti.
Nüüd kinnitame selle kirjaklambri fotosensorite vahele, oma auto ette. Klamber on mugav, kuna saate hõlpsalt reguleerida esiratta kõrgust ja selle reguleerimisega tegeleme hiljem.
Liigume edasi veorataste juurde. Teeme neid ka kaantest. Samamoodi puurime iga ratta rangelt keskele. Kõige parem on, kui puur on mootoritelje mõõtu ja ideaalis - murdosa millimeetri võrra väiksem, et telg saaks sinna sisse panna, aga vaevaliselt. Panime mõlemad rattad mootori võllile ja et need maha ei hüppaks, kinnitame need kuuma liimiga.
Oluline on seda teha mitte ainult selleks, et rattad liikumisel maha ei lendaks, vaid ka kinnituspunktis ei pöörleks.
Kõige olulisem osa on elektrimootorite paigaldamine. Asetasime need oma šassii päris otsa, trükkplaadi vastasküljele kogu muust elektroonikast. Peame meeles pidama, et juhitav mootor asub selle juhtfotosüsteemi vastas. Seda tehakse selleks, et robot saaks valguse poole pöörata. Paremal on fotosensor, vasakul mootor ja vastupidi. Alustuseks võtame mootorid kinni keerdpaaride tükkidega, mis on keermestatud läbi paigalduse aukude ja keeratud ülalt.
Varustame toidet ja vaatame, kus meie mootorid pöörlevad. IN pime tuba Mootorid ei pöörle, soovitatav on suunata need lambi poole. Kontrollime, et kõik mootorid töötavad. Pöörame robotit ja jälgime, kuidas mootorid sõltuvalt valgustusest oma pöörlemiskiirust muudavad. Pöörame seda parempoolse fotosensoriga ja vasak mootor peaks kiiresti pöörlema ja teine, vastupidi, aeglustub. Lõpuks kontrollime rataste pöörlemissuunda, et robot liiguks edasi. Kui kõik töötab nii, nagu me kirjeldasime, saate liugurid hoolikalt kuuma liimiga kinnitada.
Püüame jälgida, et nende rattad oleksid samal teljel. See on kõik – kinnitame akud šassii ülemisele platvormile ja liigume edasi roboti seadistamise ja mängimise juurde.
Lõksud ja seadistus
Esimene lõks meie käsitöös oli ootamatu. Kui kogu vooluringi ja tehnilist osa kokku monteerisime, reageerisid kõik mootorid valgusele suurepäraselt ja kõik näis minevat suurepäraselt. Aga kui me oma roboti põrandale panime, siis see meie jaoks ei töötanud. Selgus, et mootorite võimsusest lihtsalt ei piisa. Pidin kiiremas korras lasteauto lahti rebima, et sealt võimsamaid mootoreid saada. Muide, kui võtta mänguasjadest mootorid, ei saa te kindlasti nende võimsusega valesti minna, kuna need on mõeldud paljude akudega autode kandmiseks. Kui mootorid olid korda aetud, läksime edasi kosmeetilise häälestamise ja sõidu juurde. Kõigepealt tuleb kokku koguda mööda põrandat lohisevad juhtmete habemed ja kinnitada need kuuma liimiga šassii külge.
Kui robot veab oma kõhtu kuhugi, siis saab kinnitustraati painutades tõsta esiraami. Kõige tähtsam on fotosensorid. Kõige parem on neid painutada, vaadates põhiroa kolmekümne kraadi nurga all küljele. Siis võtab see üles valgusallikad ja liigub nende poole. Õige nurk kurv tuleb valida katseliselt. See on kõik, laseme end relvastada laualamp, pange robot põrandale, lülitage see sisse ning hakake kontrollima ja nautima, kuidas teie laps valgusallikat selgelt järgib ja kui nutikalt selle üles leiab.
Täiustused
Täiuslikkusel pole piiranguid ja meie robotile saate lisada lõputult funktsioone. Mõeldi isegi kontrolleri paigaldamisele, kuid siis suureneks oluliselt tootmise maksumus ja keerukus ning see pole meie meetod.
Esimene täiustus on teha robot, mis liiguks mööda etteantud rada. Siin on kõik lihtne, lihtsalt võtke see ja printige see printerile must joon või sarnaselt musta püsimarkeriga Whatmani paberilehele joonistatud. Peaasi, et riba oleks veidi kitsam kui suletud fotosensorite laius. Langetame fotosilmad ise nii, et need vaataksid põrandale. Iga silma kõrvale paigaldame järjestikku ülierksa LED-i, mille takistus on 470 oomi. Jootme LED-i enda takistusega otse aku külge. Idee on lihtne, alates valge leht paber, valgus peegeldub ideaalselt, tabab meie andurit ja robot sõidab otse. Niipea, kui kiir tabab tumedat riba, ei jõua fotoelemendini peaaegu üldse valgust (must paber neelab valgust suurepäraselt) ja seetõttu hakkab üks mootor aeglasemalt pöörlema. Teine mootor pöörab robotit kiiresti ümber, nivelleerides selle kursi. Selle tulemusena veereb robot mööda musta triipu, justkui rööbaste peal. Sellise triibu võid joonistada valgele põrandale ja saata roboti kööki arvutist õlut tooma.
Teine idee on teha skeem keerulisemaks, lisades veel kaks transistori ja kaks fotosensorit ning panna robot otsima valgust mitte ainult eest, vaid ka igalt poolt ning niipea kui selle leiab, tormab ta poole. Kõik sõltub sellest, kummalt poolt valgusallikas paistab: kui ees, siis läheb edasi ja kui tagant, siis veereb tagasi. Isegi sel juhul võite kokkupaneku lihtsustamiseks kasutada kiipi LM293D, kuid see maksab umbes sada rubla. Kuid selle abil saate hõlpsalt konfigureerida rataste pöörlemissuuna diferentsiaalaktiveerimist või lihtsamalt öeldes roboti liikumissuunda: edasi ja tagasi.
Viimane asi, mida saate teha, on pidevalt tühjenenud akud täielikult eemaldada ja paigaldada päikesepatarei, mida saate nüüd ehituspoest osta. Mobiiltelefonid(või dialäärmusel). Et robot ei kaotaks selles režiimis kogemata varju sattudes täielikult oma funktsionaalsust, saate selle paralleelselt ühendada päikesepatarei– väga suure mahutavusega elektrolüütkondensaator (tuhanded mikrofaradid). Kuna meie pinge seal ei ületa viit volti, võime võtta 6,3 volti jaoks mõeldud kondensaatori. Sellise võimsuse ja pingega on see üsna miniatuurne. Konvertereid saab kas osta või vanadest toiteallikatest välja juurida.
Puhka võimalikud variatsioonid, arvame, et saate selle ise välja mõelda. Kui on midagi huvitavat, siis kirjutage kindlasti.
järeldused
Seega oleme ühinenud suurima teaduse, progressimootori – küberneetikaga. Eelmise sajandi seitsmekümnendatel oli selliste robotite projekteerimine väga populaarne. Tuleb märkida, et meie loomingus on kasutatud analoogarvutustehnoloogia algeid, mis suri välja digitaaltehnoloogiate tulekuga. Kuid nagu ma selles artiklis näitasin, pole kõik veel kadunud. Loodan, et me ei peatu sellise ehitamisega lihtne robot, ja me mõtleme välja uusi ja uusi kujundusi ning teie üllatate meid omadega huvitav käsitöö. Edu ehitamisel!
27. august 2017 Gennadi
Tehke robot väga lihtne Mõelgem välja, mida selleks vaja on luua robot kodus, et mõista robootika põhitõdesid.
Kindlasti olete pärast piisava hulga robotitest filmide vaatamist sageli tahtnud luua oma võitluskaaslast, kuid te ei teadnud, kust alustada. Muidugi ei saa te kahejalgset Terminaatorit ehitada, kuid seda me ei püüa saavutada. Igaüks, kes teab, kuidas jootekolbi õigesti käes hoida, saab kokku panna lihtsa roboti ja see ei nõua sügavaid teadmisi, kuigi see ei tee haiget. Amatöörrobootika ei erine palju vooluringide disainist, ainult palju huvitavam, sest see hõlmab ka selliseid valdkondi nagu mehaanika ja programmeerimine. Kõik komponendid on kergesti kättesaadavad ega ole nii kallid. Seega ei seisa areng paigal ja me kasutame seda enda huvides.
Sissejuhatus
Niisiis. Mis on robot? Enamikul juhtudel see automaatne seade, mis reageerib mis tahes tegevusele keskkond. Roboteid saavad juhtida inimesed või teha eelnevalt programmeeritud toiminguid. Tavaliselt on robot varustatud mitmesuguste anduritega (kaugus, pöördenurk, kiirendus), videokaamerate ja manipulaatoritega. Elektrooniline osa Robot koosneb mikrokontrollerist (MC) - mikroskeemist, mis sisaldab protsessorit, kella generaatorit, erinevaid välisseadmeid, RAM-i ja püsimälu. Erinevate rakenduste jaoks on maailmas tohutult palju erinevaid mikrokontrollereid, mille alusel saab kokku panna võimsaid roboteid. AVR-i mikrokontrollereid kasutatakse laialdaselt amatöörhoonete jaoks. Need on vaieldamatult kõige kättesaadavamad ja Internetist leiate nende MK-de põhjal palju näiteid. Mikrokontrolleritega töötamiseks peate suutma programmeerida assembleris või C-s ja omama põhiteadmised digitaal- ja analoogelektroonikas. Meie projektis kasutame C. MK programmeerimine ei erine palju arvutis programmeerimisest, keele süntaks on sama, enamik funktsioone praktiliselt ei erine ning uusi on üsna lihtne õppida ja mugav kasutada.
Mida me vajame
Alustuseks suudab meie robot lihtsalt takistusi vältida, st korrata enamiku looduses esinevate loomade tavapärast käitumist. Kõik, mida me sellise roboti ehitamiseks vajame, leiab raadiopoodidest. Otsustame, kuidas meie robot liigub. Kõige edukamateks roomikuteks pean neid, mida kasutatakse tankides, neid on kõige rohkem mugav lahendus, sest roomikutel on suurem manööverdusvõime kui auto ratastel ja neid on mugavam juhtida (pööramiseks piisab roomikute pööramisest erinevad küljed). Seetõttu vajate mis tahes mänguasjapaaki, mille roomikud pöörlevad üksteisest sõltumatult. Sellise saate osta igast mänguasjapoest mõistliku hinnaga. Sellest paagist on vaja ainult roomikutega platvormi ja käigukastiga mootoreid, ülejäänu saab julgelt lahti keerata ja minema visata. Vajame ka mikrokontrollerit, minu valik langes ATmega16-le - sellel on piisavalt porte andurite ja välisseadmete ühendamiseks ja üldiselt on see üsna mugav. Samuti peate ostma mõned raadiokomponendid, jootekolbi ja multimeetri.
Tahvli valmistamine MK-ga
Meie puhul täidab mikrokontroller aju funktsioone, kuid me ei alusta mitte sellest, vaid roboti aju toitest. Õige toitumine- tervise garantii, seega alustame sellest, kuidas oma robotit õigesti toita, sest just siin teevad algajad robotiehitajad tavaliselt vigu. Ja selleks, et meie robot töötaks normaalselt, peame kasutama pingestabilisaatorit. Eelistan L7805 kiipi – see on loodud tootma stabiilset 5V väljundpinget, mida meie mikrokontroller vajabki. Kuid kuna selle mikrolülituse pingelang on umbes 2,5 V, tuleb sellele anda minimaalselt 7,5 V. Koos selle stabilisaatoriga kasutatakse pinge pulsatsiooni tasandamiseks elektrolüütkondensaatoreid ja polaarsuse ümberpööramise eest kaitsmiseks on vooluringis tingimata kaasas diood.
Nüüd saame liikuda oma mikrokontrolleri juurde. MK korpus on DIP (seda on mugavam jootma) ja sellel on nelikümmend tihvti. Pardal on ADC, PWM, USART ja palju muud, mida me praegu ei kasuta. Vaatame mõnda olulised sõlmed. RESET-tihvt (MK 9. jalg) tõmmatakse takisti R1 abil üles toiteallika "plussile" - seda tuleb teha! Vastasel juhul võib teie MK kogemata lähtestada või lihtsamalt öeldes tõrkele minna. Veel üks soovitav, kuid mitte kohustuslik meede on ühendada RESET läbi keraamilise kondensaatori C1 maandusega. Diagrammil on näha ka 1000 uF elektrolüüti, mis säästab teid mootorite töötamise ajal pingelangustest, millel on kasulik mõju ka mikrokontrolleri tööle. Kvartsresonaator X1 ja kondensaatorid C2, C3 peaksid asuma kontaktidele XTAL1 ja XTAL2 võimalikult lähedal.
Ma ei räägi sellest, kuidas MK-d välgutada, kuna saate selle kohta Internetist lugeda. Kirjutame programmi C keeles, programmeerimiskeskkonnaks valisin CodeVisionAVR. See on üsna kasutajasõbralik keskkond ja on kasulik algajatele, kuna sellel on sisseehitatud koodi loomise viisard.
Mootori juhtimine
Sama oluline komponent meie robotis on mootorijuht, mis muudab selle juhtimise lihtsamaks. Mitte kunagi ja mitte mingil juhul ei tohi mootoreid ühendada otse MK-ga! Üldiselt ei saa võimsaid koormusi otse mikrokontrollerist juhtida, muidu põleb see läbi. Kasutage võtmetransistore. Meie puhul on olemas spetsiaalne kiip - L293D. Selliste lihtsate projektide puhul proovige alati kasutada seda konkreetset D-indeksiga kiipi, kuna sellel on ülekoormuskaitseks sisseehitatud dioodid. Seda mikrolülitust on väga lihtne juhtida ja seda on lihtne raadiopoodidest saada. See on saadaval kahes pakendis: DIP ja SOIC. Tahvlile paigaldamise lihtsuse tõttu kasutame pakendis DIP-i. L293D-l on eraldi toidukorrad mootorid ja loogika. Seetõttu toitame mikrolülitust ennast stabilisaatorist (VSS-sisend) ja mootoreid otse akudest (VS-sisend). L293D talub 600 mA koormust kanali kohta ja sellel on kaks sellist kanalit ehk ühe kiibiga saab ühendada kaks mootorit. Kuid kindluse mõttes ühendame kanalid ja siis on vaja iga mootori kohta üks mikro. Sellest järeldub, et L293D talub 1,2 A. Selle saavutamiseks peate kombineerima micra jalad, nagu on näidatud diagrammil. Mikroskeem töötab järgmiselt: kui IN1 ja IN2 jaoks rakendatakse loogilist "0" ja IN3 ja IN4 loogilist, pöörleb mootor ühes suunas ja signaalide ümberpööramisel rakendatakse loogilist nulli, siis hakkab mootor teises suunas pöörlema. Kontaktid EN1 ja EN2 vastutavad iga kanali sisselülitamise eest. Ühendame need ja ühendame stabilisaatori toiteallika "plussiga". Kuna mikroskeem kuumeneb töötamise ajal ja radiaatorite paigaldamine seda tüüpi korpusele on problemaatiline, tagavad soojuse hajumise GND jalad - parem on jootma need laiale kontaktplaadile. See on kõik, mida pead esimest korda mootorijuhtide kohta teadma.
Takistusandurid
Et meie robot saaks navigeerida ja mitte kõigega kokku põrgata, paigaldame kaks infrapuna andur. Lihtsaim andur koosneb IR-dioodist, mis kiirgab infrapunaspektris, ja fototransistorist, mis võtab vastu IR-dioodilt signaali. Põhimõte on järgmine: kui anduri ees pole takistust, siis IR-kiired ei taba fototransistori ja see ei avane. Kui anduri ees on takistus, peegelduvad kiired sellelt ja tabavad transistori - see avaneb ja vool hakkab voolama. Selliste andurite puuduseks on see, et nad võivad reageerida erinevalt erinevad pinnad ja ei ole häirete eest kaitstud – andur võib kogemata käivituda teiste seadmete kõrvalistest signaalidest. Signaali moduleerimine võib teid häirete eest kaitsta, kuid praegu me sellega ei vaeva. Alustuseks piisab.
Roboti püsivara
Roboti ellu äratamiseks tuleb sellele kirjutada püsivara ehk programm, mis võtaks anduritelt näidud ja juhiks mootoreid. Minu programm on kõige lihtsam, see ei sisalda keerulised struktuurid ja kõik saavad aru. Järgmised kaks rida sisaldavad meie mikrokontrolleri päisefaile ja käske viivituste genereerimiseks:
#kaasa
#kaasa
Järgmised read on tingimuslikud, kuna PORTC väärtused sõltuvad sellest, kuidas ühendasite mootoridraiveri oma mikrokontrolleriga:
PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Väärtus 0xFF tähendab, et väljund on logitud. "1" ja 0x00 on logi. "0". Järgmise konstruktsiooniga kontrollime, kas roboti ees on takistus ja kummal pool see on: if (!(PINB & (1< Kui IR-dioodi valgus tabab fototransistori, paigaldatakse mikrokontrolleri jalale palk. “0” ja robot hakkab tagurpidi liikuma, et takistusest eemalduda, seejärel pöördub ümber, et mitte uuesti takistusega kokku põrkuda ja liigub siis uuesti edasi. Kuna meil on kaks andurit, siis kontrollime takistuse olemasolu kaks korda - paremal ja vasakul ning seetõttu saame teada, kummal pool takistus asub. Käsk "delay_ms(1000)" näitab, et järgmise käsu täitmiseni läheb üks sekund. Olen käsitlenud enamikke aspekte, mis aitavad teil oma esimest robotit ehitada. Kuid robootika ei lõpe sellega. Kui selle roboti kokku panete, on teil palju võimalusi selle laiendamiseks. Saad täiustada roboti algoritmi, näiteks mida teha, kui takistus pole mitte mingil pool, vaid otse roboti ees. Samuti ei teeks paha paigaldada kodeerija – lihtne seade, mis aitab teil täpselt positsioneerida ja teada oma roboti asukohta kosmoses. Selguse huvides on võimalik paigaldada värviline või mustvalge ekraan, mis suudab näidata kasulikku teavet – aku laetuse taset, kaugust takistustest, erinevat silumisinfot. Ei teeks paha ka andureid täiustada – tavaliste fototransistoride asemele paigaldada TSOP-id (need on IR-vastuvõtjad, mis tajuvad ainult teatud sagedusega signaali). Lisaks infrapunaanduritele on olemas ultraheliandurid, mis on kallimad ja millel on ka omad miinused, kuid mis on viimasel ajal robotiehitajate seas populaarsust kogumas. Selleks, et robot helile reageeriks, oleks hea paigaldada mikrofonid koos võimendiga. Kuid minu arvates on tõesti huvitav kaamera installimine ja sellel põhineva programmeerimismasina visioon. Seal on spetsiaalsete OpenCV teekide komplekt, millega saab programmeerida näotuvastust, liikumist värviliste majakate järgi ja palju muud huvitavat. Kõik sõltub ainult teie kujutlusvõimest ja oskustest. Komponentide loend: ATmega16 DIP-40 pakendis> L7805 pakendis TO-220 L293D DIP-16 korpuses x2 tk. takistid võimsusega 0,25 W nimiväärtustega: 10 kOhm x 1 tk., 220 Ohm x 4 tk. keraamilised kondensaatorid: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF elektrolüütkondensaatorid: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 tk. diood 1N4001 või 1N4004 16 MHz kvartsresonaator IR-dioodid: sobivad suvalised kaks neist. fototransistorid, samuti mis tahes, kuid reageerivad ainult infrapunakiirte lainepikkusele Püsivara kood: Hetkel on mu robot peaaegu valmis. See on varustatud juhtmevaba kaamera, kaugusanduriga (nii kaamera kui ka see andur on paigaldatud pöörlevale tornile), takistuse anduri, kodeerija, kaugjuhtimispuldi signaalivastuvõtja ja RS-232 liidesega ühenduse loomiseks arvuti. See töötab kahes režiimis: autonoomne ja manuaalne (saab puldilt vastu juhtsignaale), kaamerat saab aku säästmiseks sisse/välja lülitada ka distantsilt või roboti enda poolt. Kirjutan püsivara korteri turvalisuse huvides (piltide arvutisse ülekandmine, liigutuste tuvastamine, ruumides jalutamine). Robot on iseseisev ja sageli autonoomne seade, mis töötab sisemise programmi järgi. Peaaegu elusolend, ainult elektrooniliste ajudega. Robotid suudavad palju, kuid siiski mitte midagi enamat, kui see, mis nende looja on neisse pannud. Olles vaadanud palju videoid robotitest, otsustasin proovida ise lihtsast mänguasjast robotit teha. Mida selleks vaja on? Esiteks mänguasi ise. (võtke see oma lapselt ära, enne kui ta selle katki läheb). Mänguasi ise määrab, milline robot välja näeb ja mida ta suudab. Võtsin lihtsa kaugjuhitava traktori King Force 300 (lapsed roboti valmistamisel viga ei saanud) Sellest ei saa muidugi inimesesarnane robot, aga traktor peaks ikka iseseisvalt sõitma ja ikka rõõmsalt siblima mis tahes põhjusel või põhjuseta. Video lõpus. Need, kes on sündinud sõitma, ei saa lennata. Need. meie robot liigub edasi-tagasi, vasakule ja paremale. Ja boonusena ka kopa jõnksutamine. Algselt oli King Force 300-l ka ader, kuid seda vedas sama mootor, mis kopp ja võttis ka väärtuslikku ruumi taga, kuhu plaanisin infrapunakaitseraua panna, nii et ader tuli julmalt amputeerida. Aga lüliti kruvimiseks kasutati kruvisid, mis on ka hea. See tähendab, et masinas on ainult kolm mootorit ja liikumiseks peame juhtima kahte mootorit, millest igaüks peab pöörlema edasi ja tagasi, ja ühte mootorit kopa tõstmiseks, mis peab pöörlema ainult ühes suunas. Selle asemel, et osta umbes 500 rubla eest infrapunaandurit, võid joota paar transistorit ja LED-i lihtsale leivaplaadile ja saad sama asja vaid kümme korda odavamalt, eriti kui tahad teha mitu andurit. Lõpuks ostsin selle mootoridraiveri ja selle HC-SR04 ultraheli kaugusmõõtja ning jootsin roboti emaplaadi ja infrapuna kaitseraua lihtsale leivaplaadile lihtsalt koos juhtmestikuga ilma raudkloriidiga söövitamist jms kasutamata. rõõmud. Ainuke asi on see, et jootekolbil peab olema peenike ots, et laastupatju jootma saaks. Algul tahtsin kasutada jootevaba leivalauda, aga otsustasin siiski selle ära jootma, et juhtmed harvemini maha kukuks. Põhiküsimus jääb – roboti ajude kohta. Kõiki neid mootoreid tuleb kuidagi juhtida. Arvuti on liiga suur ja see ei mahu traktorisse. Seetõttu valime võimalikult lihtsa võimaluse. Üks Arduino kloonidest. Neid on palju erinevaid hinna ja suuruse poolest. Kuigi see pole parim kontroller, pole see ka kõige kiirem ja sellel pole liiga palju funktsioone, seda on lihtne programmeerida, on palju näiteid, kuidas mida teha, on olemas valmis teegid kaugusmõõtjaga töötamiseks ja infrapuna vastuvõtja, nii et meie ülesande jaoks on Arduino täiesti piisav. Toitumine. Arduino toiteallikaks on +5 volti. Meie mootorid tajuvad midagi 6 volti ringis, kui absoluutselt täpne olla, siis meil on puldis neli AA patareid, igaüks 1,5 volti, ma ei näinud ühtegi lisaahelat, seega antakse 6 volti otse mootoritele - see on hea, sest pole vaja akude pinget vähendada ega tõsta. Plaanin toita vooluringi neljast akust. Need on 1,2 volti, seetõttu läheb vooluringi lõpuks 4,8 - piisab, et Arduino normaalselt toita ilma täiendavate stabilisaatorite ja piirajateta, see töötab ka mootorite jaoks. Lihtsa juhtimise jaoks ühendasin infrapunakiirguse vastuvõtja, tegelikult on nüüd traktoril infrapuna kaugjuhtimispult ja hunnik nuppe. Ostsin igasuguseid kamme, akupesasid, kondensaatoreid-takisteid kiip-dipis.Kui netist tellida, siis hind on üldiselt normaalne, aga jaehinnad on seal täiesti hullud. Kuid peaaegu kõiki osi saate osta ühest kohast. Ja siit ostsin leivalaua. Pärast mahajootmist oli peamiseks probleemiks see, et Arduino on väga tundlik häirete suhtes. Kuna mootorid on selgelt harjatud, tekitavad need töötamise ajal tugevaid häireid, siis tuli võimalusel lisaks jootma suurel hulgal 0,1 µF kondensaatoreid. Samas mõjutas kopamootor suuresti kaugusmõõtjat, pidime isegi kopa mootorile (põlenud säästulambist välja joodetud) ja kaugusmõõtjale lisaks kondensaatoritele paigaldama täiendava filtrimähise. , pange toitejuhtmele ferriitfilter. Mul oli alguses idee kasutada kaugusmõõtjat kopa tõstmise ja langetamise andurina. Kuna kopp katab kaugusmõõturi alumises olekus ja avab selle üles tõstetud olekus, siis on võimalik tõus peatada, kui kaugusmõõtja on äkitselt oma näitu muutnud. Seetõttu pidin sekkumisega tegelema. Kaugusemõõtja on mootorile liiga lähedal ja juhtmestik aitab juhtmeid üksteisele suunata. Rattamootorid mõjutasid kõike suuresti. Edasi startides Arduino tardus. Muide, tagasisõit läks hästi. Mis on väga sarnane toiteallika häiretega: ühes suunas oli mootoritel vähe mõju, kuid teises suunas kõik külmus. Selle tulemusena pidin vahetama juhtmed mootoritest mootorijuhini varjestatud vastu ja ühendama varjestuse toiteallikaga miinus. Tehke toide ja maandus täheks ning lisaks pange infrapunaandurile toiteks 100 oomine takisti, mis ka veidi häireid välja sõelub, muidugi mitte nagu mähis, aga siiski. Ideaalis tuleks iga mootori väljund ühendada maandusega läbi kondensaatori, et häireid eemaldada, aga mul lihtsalt polnud ruumi lisakondensaatorite jaoks, need lihtsalt seisavad paralleelselt. Kuid varjestatud traat vähendas oluliselt mootorite mõju vooluringile. Allpool on diagramm, mis juhtus. Kuidas see kõik käib, näed videost.
Täna räägime teile, kuidas saadaolevatest materjalidest robotit teha. Saadud "kõrgtehnoloogiline android", kuigi see on väikese suurusega ja tõenäoliselt ei aita teid majapidamistöödes, lõbustab kindlasti nii lapsi kui ka täiskasvanuid. Destabilisaatori päris otsas tilgutage paar tilka liimi või kinnitage mõni dekoratiivelement - see lisab meie loomingule individuaalsust ja suurendab selle liigutuste amplituudi. Järeldus
Robotiseerimiseks mänguasja valimisel on oluline selgitada, mitu mootorit sellel ratastel on. Mõnes odavas mudelis juhib mõlemat roomiku üks mootor, mis ei lase traktoril manööverdada ning edasi-tagasi sõitmine pole huvitav. Hiinlased, nagu alati, tegid ühekordse asja, nii et normaalseks tööks pidi mänguasi veidi töötama, pärast mida pole suurt midagi robotiseerida. On kindlustunne, et ta ei viska kohe rattaid maha, vaid reisib veidi minu ja laste rõõmuks.
Kui peate mootori sisse ja välja lülitama, saab seda teha lihtsalt võimsa transistori abil, kuid kui peate selle polaarsust muutma, ei saa te ilma spetsiaalse vooluringita hakkama. Kas teostada ise nn H-sild või osta valmis mootoridraiver.
Robotite varuosade kauplused on täis erinevaid valmisplaate (kilpe), mida saab osta ja kiiresti üheks seadmeks kokku panna, kuid siin tuleb leida tasakaal sellise plaadi valmistamise hinna ja töömahukuse vahel.
Muide, keerdpaarjuhtmed sobivad suurepäraselt sellise plaadi ühendamiseks. Vask, mõõdukalt kõva ja hea jootmiseks. Ma arvan, et kõigil on selliseks meelelahutuseks meeter või paar üle jäänud keerdpaarkaablit. Ma ei võtnud valmis emaplaati, et traktoris ruumi kokku hoida. Seal ei ole palju ruumi, nii et ma jootsin selle ise lahti nii hooletult kui võimalik. Segisegi juhtmete südantlõhestav vaatemäng on näha videost. Selle tulemusena selgus, et ka juhtmed segavad üksteist, eriti need, mis käivad mootoritesse.
Seadme kokku- ja lahtivõtmiseks pidime kõik andurid pistikutele valmistama.
Arduino Nano on väga kompaktne võimalus traktorisse paigutamiseks. Mul oli Carduino Nano V.7 kloon, nii et kasutasin seda, muide, sellel plaadil on funktsioon - SPK väljund, kuhu saab ühendada otse meie ämbri ilma mootori draiverite ja täiendavate transistorideta. Veelgi enam, see on sisemiselt ühendatud läbi transistori 11. digitaalse pordiga. Nii et vaadake diagrammi, transistor on joonistatud väljastpoolt, kuid tegelikult on mootor ühendatud SPK väljundiga ja kasutab sisemist transistori.
Ja veel mõned üksikasjad.
Vajalikud materjalid
Oma kätega roboti tegemiseks pole vaja tuumafüüsika teadmisi. Seda saab teha kodus tavalistest materjalidest, mis teil alati käepärast on. Mida me siis vajame: 
1. Kinnitage aku mootori külge
Kinnitage liimipüstoli abil mootori korpuse külge vahtpapi tükk. Seejärel liimime aku selle külge. 
3. Jalad
Nüüd peate varustama roboti alajäsemetega. Kui kasutate selleks hambaharja otsikuid, liimige need mootori põhja külge. Kihina võite kasutada sama vahtplaati. 
5. Aku ühendus
Liimige traat soojuspüstoli abil aku ühte otsa. Saate valida ükskõik millise kahest juhtmest ja aku mõlema külje – polaarsus pole sel juhul oluline. Kui olete jootmises hea, võite selle sammu jaoks kasutada liimi asemel jootmist. 
6. Silmad
Roboti silmadeks sobivad päris hästi paar helmeid, mille kinnitame kuuma liimiga aku ühte otsa. Selles etapis saate näidata oma kujutlusvõimet ja oma äranägemise järgi välja mõelda silmade välimus. 
7. Käivitage
Nüüd äratame omatehtud toote ellu. Võtke traadi vaba ots ja kinnitage see kleeplindi abil vaba akuklemmiga. Selle sammu jaoks ei tohiks kasutada kuuma liimi, kuna see takistab vajaduse korral mootorit välja lülitamast.
