Pentru a vă crea propriul robot, nu trebuie să absolviți sau să citiți o tonă. Este suficient de folosit instrucțiuni pas cu pas, care este oferit de maeștrii în robotică pe site-urile lor web. Puteți găsi multe pe internet Informatii utile, dedicat dezvoltării sistemelor robotizate autonome.
10 resurse pentru roboticianul aspirant
Informațiile de pe site vă permit să creați independent un robot cu comportament complex. Aici puteți găsi exemple de programe, diagrame, materiale de referință, exemple gata făcute, articole și fotografii.
Există o secțiune separată pe site dedicată începătorilor. Creatorii resursei pun un accent considerabil pe microcontrolere, pe dezvoltarea plăcilor universale pentru robotică și pe lipirea microcircuitelor. Aici puteți găsi, de asemenea, coduri sursă pentru programe și multe articole cu sfaturi practice.
Site-ul web are un curs special „Pas cu pas”, care descrie în detaliu procesul de creare a celor mai simpli roboți BEAM, precum și sisteme automatizate bazat pe microcontrolere AVR.
Un site unde aspiranții creatori de roboți pot găsi toate informațiile teoretice și practice necesare. Aici sunt postate și un număr mare de articole de actualitate utile, știrile sunt actualizate și puteți adresa întrebări robotiștilor cu experiență pe forum.
Această resursă este dedicată unei imersii treptate în lumea creării roboților. Totul începe cu cunoștințele despre Arduino, după care dezvoltatorului începător i se spune despre microcontrolere AVR și analogi ARM mai moderni. Descrieri detaliate iar diagramele explică foarte clar cum și ce să faci.
Un site despre cum să faci un robot BEAM cu propriile mâini. Există o întreagă secțiune dedicată elementelor de bază, precum și diagrame logice, exemple etc.
Această resursă descrie foarte clar cum să creați singur un robot, de unde să începeți, ce trebuie să știți, unde să căutați informații și detaliile necesare. Serviciul conține și o secțiune cu blog, forum și știri.
Un imens forum live dedicat creării de roboți. Subiectele pentru începători sunt deschise aici, discutate proiecte interesanteși sunt descrise idei, microcontrolere, module gata făcute, electronică și mecanică. Și cel mai important, puteți pune orice întrebare despre robotică și puteți primi un răspuns detaliat de la profesioniști.
Resursa roboticistului amator este dedicată în primul rând acesteia proiect propriu„Robot de casă”. Cu toate acestea, aici puteți găsi o mulțime de articole tematice utile, link-uri către site-uri interesante, puteți afla despre realizările autorului și puteți discuta despre diverse soluții de design.
Platforma hardware Arduino este cea mai convenabilă pentru dezvoltarea sistemelor robotizate. Informațiile de pe site vă permit să înțelegeți rapid acest mediu, să stăpâniți limbajul de programare și să creați mai multe proiecte simple.
Mulți dintre noi care am întâlnit tehnologia computerelor au visat să ne asamblam propriul robot. Pentru ca acest dispozitiv să îndeplinească unele sarcini prin casă, de exemplu, aduceți bere. Toată lumea se apucă imediat să creeze cel mai complex robot, dar adesea defalcă rapid rezultatele. Nu am adus niciodată la bun sfârșit primul nostru robot, care trebuia să facă o mulțime de chips-uri. Prin urmare, trebuie să începeți simplu, complicându-vă treptat fiara. Acum vă vom spune cum puteți crea un robot simplu cu propriile mâini, care se va mișca independent în apartamentul dvs.
Concept
Ne-am stabilit sarcină simplă, face un robot simplu. Privind în viitor, voi spune că ne-am descurcat, desigur, nu în cincisprezece minute, ci într-o perioadă mult mai lungă. Dar totuși, acest lucru se poate face într-o singură seară.
De obicei, astfel de meșteșuguri durează ani de zile. Oamenii petrec câteva luni alergând prin magazine în căutarea echipamentului de care au nevoie. Dar ne-am dat imediat seama că nu acesta era drumul nostru! Prin urmare, vom folosi în proiectare astfel de piese care pot fi găsite cu ușurință la îndemână sau smulse din echipamente vechi. Ca ultimă soluție, cumpărați pentru bănuți în orice magazin sau piață de radio.
O altă idee a fost să ne facem ambarcațiunile cât mai ieftine. Un robot similar costă de la 800 la 1500 de ruble în magazinele de radio-electronice! Mai mult, se vinde sub formă de piese, dar mai trebuie asamblat și nu este un fapt că după aceea va funcționa și el. Producătorii de astfel de truse uită adesea să includă unele piese și atât – robotul se pierde odată cu banii! De ce avem nevoie de asemenea fericire? Robotul nostru nu ar trebui să coste mai mult de 100-150 de ruble în piese, inclusiv motoare și baterii. În același timp, dacă alegeți motoarele dintr-o mașină veche pentru copii, atunci prețul acesteia va fi în general de aproximativ 20-30 de ruble! Simți economiile și, în același timp, primești un prieten excelent.
Următoarea parte a fost ceea ce va face bărbatul nostru frumos. Am decis să facem un robot care să caute surse de lumină. Dacă sursa de lumină se întoarce, atunci mașina noastră va vira după ea. Acest concept se numește „un robot care încearcă să trăiască”. Va fi posibilă înlocuirea bateriilor cu Celule solare si atunci va cauta lumina pe care sa calare.
Piese și unelte necesare
De ce avem nevoie pentru a ne face copilul? Deoarece conceptul este realizat din mijloace improvizate, vom avea nevoie de o placă de circuit, sau chiar de carton gros obișnuit. Puteți folosi o punte pentru a face găuri în carton pentru a atașa toate piesele. Vom folosi ansamblul, pentru că era la îndemână și nu vei găsi carton în casa mea în timpul zilei. Acesta va fi șasiul pe care vom monta restul cablajului robotului, vom atașa motoare și senzori. La fel de forta motrice, vom folosi motoare de trei sau cinci volți care pot fi scoase mașină de scris veche. Vom face rotile din huse din sticle de plastic, de exemplu de la Coca-Cola.
Ca senzori se folosesc fototranzistoare sau fotodiode de trei volți. Ele pot fi chiar scoase dintr-un vechi mouse optomecanic. Conține senzori în infraroșu (în cazul nostru erau negri). Acolo sunt împerecheate, adică două fotocelule într-o sticlă. Cu un tester, nimic nu te împiedică să afli ce picior este destinat pentru ce. Elementul nostru de control va fi tranzistoarele interne 816G. Folosim trei baterii AA lipite împreună ca surse de alimentare. Sau poți lua compartiment pentru baterie de la o mașină de scris veche, așa cum am făcut noi. Cablajul va fi necesar pentru instalare. Firele perechi răsucite sunt ideale în aceste scopuri; orice hacker care se respectă ar trebui să aibă o mulțime de ele în casa lui. Pentru a securiza toate piesele, este convenabil să utilizați adeziv topitor la cald cu un pistol de topire la cald. Această minunată invenție se topește rapid și se întărește la fel de repede, ceea ce vă permite să lucrați rapid cu ea și să instalați elemente simple. Lucrul este ideal pentru astfel de meserii și l-am folosit de mai multe ori în articolele mele. Avem nevoie și de un fir rigid; o agrafă obișnuită se va descurca bine.
Montam circuitul
Deci, am scos toate piesele și le-am stivuit pe masa noastră. Fierul de lipit mocnește deja cu colofoniu și îți freci mâinile, dornic să-l asamblezi, ei bine, atunci hai să începem. Luăm o bucată de asamblare și o tăiem la dimensiunea viitorului robot. Pentru a tăia PCB folosim foarfece metalice. Am făcut un pătrat cu o latură de aproximativ 4-5 cm. Principalul lucru este că pe el se potrivește circuitul nostru minuscul, bateriile, două motoare și elementele de fixare pentru roata din față. Pentru ca placa să nu devină umplută și să fie uniformă, o puteți procesa cu un fișier și, de asemenea, puteți elimina marginile ascuțite. Următorul nostru pas va fi sigilarea senzorilor. Fototranzistoarele și fotodiodele au un plus și un minus, cu alte cuvinte, un anod și un catod. Este necesar să se respecte polaritatea includerii lor, care este ușor de determinat cu cel mai simplu tester. Dacă faci o greșeală, nimic nu va arde, dar robotul nu se va mișca. Senzorii sunt lipiți în colțurile plăcii de circuite pe o parte, astfel încât să privească în lateral. Nu ar trebui să fie lipiți complet în placă, ci lăsați aproximativ un centimetru și jumătate de cabluri, astfel încât să poată fi îndoiți cu ușurință în orice direcție - vom avea nevoie de acest lucru mai târziu când ne instalăm robotul. Aceștia vor fi ochii noștri, ar trebui să fie pe o parte a șasiului nostru, care în viitor va fi partea din față a robotului. Se poate observa imediat că asamblam două circuite de control: unul pentru controlul motoarelor din dreapta și al doilea din stânga.
Puțin mai departe de marginea frontală a șasiului, lângă senzorii noștri, trebuie să lipim tranzistori. Pentru comoditatea lipirii și a asamblarii circuitului suplimentar, am lipit ambele tranzistoare cu marcajele „îndreptate” spre roata dreaptă. Ar trebui să rețineți imediat locația picioarelor tranzistorului. Dacă iei tranzistorul în mâini și întorci substratul metalic spre tine, iar marcajul spre pădure (ca într-un basm), iar picioarele sunt îndreptate în jos, atunci de la stânga la dreapta picioarele vor fi, respectiv: bază , colector și emițător. Dacă te uiți la diagrama care arată tranzistorul nostru, baza va fi un baston perpendicular pe segmentul gros din cerc, emițătorul va fi un baston cu o săgeată, colectorul va fi același baston, doar fără săgeată. Totul pare clar aici. Să pregătim bateriile și să trecem la asamblarea propriu-zisă a circuitului electric. Inițial, pur și simplu am luat trei baterii AA și le-am lipit în serie. Le puteți introduce imediat într-un suport special pentru baterii, care, așa cum am spus deja, este scos dintr-o mașină veche pentru copii. Acum lipim firele la baterii și determinăm două puncte cheie de pe placa noastră unde toate firele vor converge. Acesta va fi un plus și un minus. Am făcut-o simplu - am atașat o pereche răsucită în marginile plăcii, am lipit capetele la tranzistori și la senzorii foto, am făcut o buclă răsucită și am lipit acolo bateriile. Poate nu cel mai mult cea mai bună opțiune, dar cel mai convenabil. Ei bine, acum pregătim firele și începem asamblarea electricității. Vom trece de la polul pozitiv al bateriei la contactul negativ, pe tot parcursul schema electrica. Luăm o bucată de pereche răsucită și începem să mergem - lipim contactul pozitiv al ambilor senzori foto la plusul bateriilor și lipim emițătorii tranzistorilor în același loc. Lipim al doilea picior al fotocelulei cu o mică bucată de sârmă la baza tranzistorului. Lipim ultimele picioare rămase ale transyuk-ului la motoare. Al doilea contact al motoarelor poate fi lipit de baterie printr-un comutator.
Dar, la fel ca adevărații Jedi, am decis să pornim robotul prin lipirea și dezlipirea firului, deoarece nu exista un comutator de dimensiune potrivită în coșurile mele.
Depanare electrică
Gata, am asamblat partea electrică, acum să începem să testăm circuitul. Pornim circuitul nostru și îl aducem la lampa de masă aprinsă. Luați pe rând, rotind mai întâi una sau cealaltă fotocelulă. Și să vedem ce se întâmplă. Dacă motoarele noastre încep să se rotească pe rând cu la viteze diferite, in functie de iluminare, atunci totul este in regula. Dacă nu, atunci căutați stâlpi în ansamblu. Electronica este știința contactelor, ceea ce înseamnă că, dacă ceva nu funcționează, atunci nu există contact undeva. Punct important: senzorul foto din dreapta este responsabil pentru roata din stanga, iar cel din stanga, respectiv, pentru cea din dreapta. Acum, să ne dăm seama în ce sens se rotesc motoarele din dreapta și din stânga. Ar trebui să se învârtă amândoi înainte. Dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci trebuie să schimbați polaritatea pornirii motorului, care se învârte în direcția greșită, pur și simplu prin re-lipirea firelor la bornele motorului invers. Evaluăm încă o dată locația motoarelor pe șasiu și verificăm direcția de mișcare în direcția în care sunt instalați senzorii noștri. Dacă totul este în ordine, atunci vom merge mai departe. În orice caz, acest lucru poate fi reparat, chiar și după ce totul este în sfârșit asamblat.
Asamblarea dispozitivului
Ne-am ocupat de partea electrică plictisitoare, acum să trecem la mecanică. Vom face roțile din capace din sticle de plastic. Pentru a face roata din față, luați două capace și lipiți-le împreună.
L-am lipit în jurul perimetrului cu partea goală îndreptată spre interior pentru o mai mare stabilitate a roții. Apoi, găuriți o gaură în prima și a doua capace exact în centrul capacului. Pentru găurire și tot felul de meșteșuguri de uz casnic, este foarte convenabil să folosiți un Dremel - un fel de burghiu mic cu o mulțime de atașamente, frezare, tăiere și multe altele. Este foarte convenabil de utilizat pentru găuri mai mici de un milimetru, acolo unde deja burghiu obisnuit nu se poate gestiona.
După ce găurim capacele, introducem o agrafă de hârtie pre-îndoită în gaură.
Îndoim agrafa în forma literei „P”, unde in capul barului roata noastră este slăbită.
Acum fixăm această agrafă între senzorii foto, în fața mașinii noastre. Clipul este convenabil deoarece puteți regla cu ușurință înălțimea roții din față, iar de această reglare ne vom ocupa mai târziu.
Să trecem la roțile motrice. Le vom face si din capace. În mod similar, găurim fiecare roată strict în centru. Cel mai bine este ca burghiul să aibă dimensiunea axului motorului și, în mod ideal, cu o fracțiune de milimetru mai mic, astfel încât axa să poată fi introdusă acolo, dar cu dificultate. Punem ambele roți pe arborele motorului și, pentru a nu sări, le fixăm cu lipici fierbinte.
Este important să faceți acest lucru nu numai pentru ca roțile să nu zboare în timpul mișcării, ci și să nu se rotească în punctul de fixare.
Cea mai importantă parte este montarea motoarelor electrice. Le-am plasat chiar la capătul șasiului nostru, pe partea opusă a plăcii de circuite față de toate celelalte componente electronice. Trebuie reținut că motorul controlat este plasat vizavi de fotosistemul său de control. Acest lucru se face astfel încât robotul să se poată întoarce spre lumină. In dreapta este fotosenzorul, in stanga este motorul si invers. Pentru început, vom intercepta motoarele cu bucăți de pereche răsucite, înfilate prin orificiile din instalație și răsucite de sus.
Furnizăm energie și vedem unde se rotesc motoarele noastre. ÎN camera intunecata Motoarele nu se vor roti; este recomandabil să le îndreptați spre lampă. Verificăm dacă toate motoarele funcționează. Întoarcem robotul și urmărim cum motoarele își schimbă viteza de rotație în funcție de iluminare. Să-l întoarcem cu senzorul foto din dreapta, iar motorul din stânga ar trebui să se învârtă repede, iar celălalt, dimpotrivă, va încetini. În cele din urmă, verificăm sensul de rotație al roților, astfel încât robotul să se deplaseze înainte. Dacă totul funcționează așa cum am descris, atunci puteți fixa cu atenție glisoarele cu lipici fierbinte.
Încercăm să ne asigurăm că roțile lor sunt pe aceeași axă. Asta e tot – fixăm bateriile pe platforma superioară a șasiului și trecem la configurarea și jocul cu robotul.
Capcane și configurare
Prima capcană din ambarcațiunea noastră a fost neașteptată. Când am asamblat întregul circuit și partea tehnică, toate motoarele au răspuns perfect la lumină și totul părea să meargă grozav. Dar când ne-am pus robotul pe podea, nu a funcționat pentru noi. S-a dovedit că puterea motoarelor pur și simplu nu era suficientă. A trebuit să demolez urgent mașina copiilor pentru a obține de acolo motoare mai puternice. Apropo, dacă luați motoare din jucării, cu siguranță nu puteți greși cu puterea lor, deoarece sunt concepute pentru a transporta o mulțime de mașini cu baterii. Odată ce am rezolvat motoarele, am trecut la reglajul cosmetic și la conducere. Mai întâi trebuie să colectăm firele de fire care se târăsc de-a lungul podelei și să le fixăm pe șasiu cu lipici fierbinte.
Dacă robotul își trage burta undeva, atunci puteți ridica șasiul frontal îndoind firul de fixare. Cel mai important lucru sunt senzorii foto. Cel mai bine este să le îndoiți privind în lateral la treizeci de grade față de felul principal. Apoi va capta sursele de lumină și se va deplasa spre ele. Unghiul drept cotul va trebui selectat experimental. Gata, hai sa ne inarmam veioză, pune robotul pe podea, pornește-l și începe să verifici și să te bucuri de modul în care copilul tău urmărește clar sursa de lumină și de cât de inteligent o găsește.
Îmbunătățiri
Nu există limită pentru perfecțiune și puteți adăuga funcții nesfârșite robotului nostru. Au existat chiar și gânduri de instalare a unui controler, dar apoi costul și complexitatea producției ar crește semnificativ, iar aceasta nu este metoda noastră.
Prima îmbunătățire este realizarea unui robot care să călătorească pe o anumită traiectorie. Totul este simplu aici, doar luați-l și imprimați-l pe imprimantă linie neagra, sau desenat similar cu un marker permanent negru pe o foaie de hârtie Whatman. Principalul lucru este că banda este puțin mai îngustă decât lățimea senzorilor foto sigilați. Coborâm fotocelulele în sine, astfel încât să se uite la podea. Lângă fiecare dintre ochi instalăm un LED super-luminos în serie cu o rezistență de 470 Ohmi. Lipim LED-ul însuși cu rezistență direct la baterie. Ideea este simplă, de la foaie alba hârtie, lumina este reflectată perfect, lovește senzorul nostru și robotul conduce drept. De îndată ce fasciculul atinge banda întunecată, aproape nicio lumină nu ajunge în fotocelula (hârtia neagră absoarbe lumina perfect) și, prin urmare, un motor începe să se rotească mai încet. Un alt motor întoarce rapid robotul, nivelându-și cursul. Drept urmare, robotul se rostogolește de-a lungul dungii negre, ca pe șine. Puteți desena o astfel de dungă pe o podea albă și puteți trimite robotul în bucătărie pentru a obține bere de pe computer.
A doua idee este de a complica circuitul adăugând încă doi tranzistori și doi fotosenzori și de a face robotul să caute lumină nu numai din față, ci și din toate părțile și, de îndată ce o găsește, se repezi spre ea. Totul va depinde doar de ce parte apare sursa de lumină: dacă în față, va merge înainte, iar dacă din spate, se va întoarce înapoi. Chiar și în acest caz, pentru a simplifica asamblarea, puteți folosi cipul LM293D, dar costă aproximativ o sută de ruble. Dar cu ajutorul acestuia puteți configura cu ușurință activarea diferențială a direcției de rotație a roților sau, mai simplu, direcția de mișcare a robotului: înainte și înapoi.
Ultimul lucru pe care îl poți face este să scoți complet bateriile care se epuizează constant și să instalezi o baterie solară, pe care acum o poți cumpăra de la un magazin de hardware. telefoane mobile(sau pe dialextreme). Pentru a preveni ca robotul să-și piardă complet funcționalitatea în acest mod dacă intră accidental în umbră, îl puteți conecta în paralel baterie solară– un condensator electrolitic de capacitate foarte mare (mii de microfaradi). Deoarece tensiunea noastră acolo nu depășește cinci volți, putem lua un condensator proiectat pentru 6,3 volți. Cu o astfel de capacitate și tensiune, va fi destul de miniatură. Convertizoarele pot fi fie cumpărate, fie dezrădăcinate de la vechile surse de alimentare.
Odihnă variatii posibile, credem că poți veni singur cu asta. Dacă există ceva interesant, nu uitați să scrieți.
concluzii
Așa că ne-am alăturat celei mai mari științe, motorul progresului - cibernetica. În anii șaptezeci ai secolului trecut, proiectarea unor astfel de roboți era foarte populară. Trebuie remarcat faptul că creația noastră folosește rudimentele tehnologiei de calcul analogice, care s-au stins odată cu apariția tehnologiilor digitale. Dar, așa cum am arătat în acest articol, nu totul este pierdut. Sper că nu ne vom opri la a construi astfel de lucruri robot simplu, iar noi vom veni cu modele noi și noi, iar tu ne vei surprinde cu ale tale meșteșuguri interesante. Succes la build!
27 august 2017 Gennady
Faceți un robot foarte simplu Să ne dăm seama de ce este nevoie creează un robot acasă, pentru a înțelege elementele de bază ale roboticii.
Cu siguranță, după ce ai vizionat suficiente filme despre roboți, ai vrut de multe ori să-ți construiești propriul tovarăș în luptă, dar nu știai de unde să începi. Desigur, nu vei putea construi un Terminator biped, dar nu asta încercăm să realizăm. Oricine știe să țină corect un fier de lipit în mâini poate asambla un robot simplu și acest lucru nu necesită cunoștințe profunde, deși nu va strica. Robotica amatoare nu este cu mult diferită de proiectarea circuitelor, doar mult mai interesantă, deoarece implică și domenii precum mecanica și programarea. Toate componentele sunt ușor disponibile și nu sunt atât de scumpe. Deci progresul nu stă pe loc și îl vom folosi în avantajul nostru.
Introducere
Asa de. Ce este un robot? În majoritatea cazurilor asta dispozitiv automat, care reacționează la orice acțiuni mediu inconjurator. Roboții pot fi controlați de oameni sau pot efectua acțiuni pre-programate. De obicei, robotul este echipat cu o varietate de senzori (distanță, unghi de rotație, accelerație), camere video și manipulatoare. Partea electronica Robotul este format dintr-un microcontroler (MC) - un microcircuit care conține un procesor, un generator de ceas, diverse periferice, RAM și memorie permanentă. Există un număr mare de microcontrolere diferite în lume pentru diferite aplicații și, pe baza lor, puteți asambla roboți puternici. Microcontrolerele AVR sunt utilizate pe scară largă pentru clădirile de amatori. Sunt de departe cele mai accesibile și pe Internet puteți găsi multe exemple bazate pe aceste MK-uri. Pentru a lucra cu microcontrolere trebuie să fiți capabil să programați în assembler sau C și să aveți cunostinte de bazaîn electronica digitală și analogică. În proiectul nostru vom folosi C. Programarea pentru MK nu este mult diferită de programarea pe un computer, sintaxa limbajului este aceeași, majoritatea funcțiilor nu sunt practic diferite, iar cele noi sunt destul de ușor de învățat și convenabil de utilizat.
De ce avem nevoie
Pentru început, robotul nostru va putea pur și simplu să evite obstacolele, adică să repete comportamentul normal al majorității animalelor din natură. Tot ce avem nevoie pentru a construi un astfel de robot se găsește în magazinele de radio. Să decidem cum se va mișca robotul nostru. Consider că cele mai de succes piese sunt cele folosite în tancuri; acestea sunt cele mai multe soluție convenabilă, deoarece șenilele au o manevrabilitate mai mare decât roțile mașinii și sunt mai comod de controlat (pentru a întoarce, este suficient să rotiți șenile în laturi diferite). Prin urmare, veți avea nevoie de orice rezervor de jucărie ale cărui șenile se rotesc independent unul de celălalt, puteți cumpăra unul din orice magazin de jucării la un preț rezonabil. Din acest rezervor ai nevoie doar de o platformă cu șenile și motoare cu cutii de viteze, restul le poți deșuruba și arunca în siguranță. Avem nevoie și de un microcontroler, alegerea mea a căzut pe ATmega16 - are suficiente porturi pentru conectarea senzorilor și perifericelor și în general este destul de convenabil. De asemenea, va trebui să achiziționați câteva componente radio, un fier de lipit și un multimetru.
Realizarea unei table cu MK
În cazul nostru, microcontrolerul va îndeplini funcțiile creierului, dar nu vom începe cu el, ci cu alimentarea creierului robotului. Alimentație adecvată- o garanție a sănătății, așa că vom începe cu modul în care ne hrănim corect robotul, deoarece aici este locul în care constructorii de roboți începători greșesc de obicei. Și pentru ca robotul nostru să funcționeze normal, trebuie să folosim un stabilizator de tensiune. Prefer cipul L7805 - este proiectat să producă o tensiune de ieșire stabilă de 5V, de care are nevoie microcontrolerul nostru. Dar datorită faptului că scăderea de tensiune pe acest microcircuit este de aproximativ 2,5V, trebuie să i se furnizeze minim 7,5V. Împreună cu acest stabilizator, condensatorii electrolitici sunt utilizați pentru a netezi ondulațiile de tensiune și o diodă este inclusă în mod necesar în circuit pentru a proteja împotriva inversării polarității.
Acum putem trece la microcontrolerul nostru. Carcasa MK este DIP (este mai convenabil de lipit) și are patruzeci de pini. La bord există un ADC, PWM, USART și multe altele pe care nu le vom folosi deocamdată. Să ne uităm la câteva noduri importante. Pinul RESET (al 9-lea picior al MK) este tras în sus de rezistența R1 la „plusul” sursei de alimentare - acest lucru trebuie făcut! În caz contrar, MK-ul dvs. s-ar putea reseta neintenționat sau, mai simplu spus, poate avea o eroare. O altă măsură de dorit, dar nu obligatorie, este să conectați RESET prin condensatorul ceramic C1 la masă. În diagramă puteți vedea și un electrolit de 1000 uF; vă scutește de scăderi de tensiune atunci când motoarele sunt în funcțiune, ceea ce va avea și un efect benefic asupra funcționării microcontrolerului. Rezonatorul de cuarț X1 și condensatoarele C2, C3 ar trebui să fie amplasate cât mai aproape de pinii XTAL1 și XTAL2.
Nu voi vorbi despre cum să flash MK, deoarece puteți citi despre asta pe Internet. Vom scrie programul în C; eu am ales CodeVisionAVR ca mediu de programare. Acesta este un mediu destul de ușor de utilizat și este util pentru începători, deoarece are un vrăjitor de creare a codului încorporat.
Controlul motorului
O componentă la fel de importantă a robotului nostru este driverul motorului, ceea ce ne face mai ușor să îl controlăm. Niciodată și sub nicio formă nu trebuie conectate motoarele direct la MK! În general, încărcăturile puternice nu pot fi controlate direct de la microcontroler, altfel se va arde. Folosiți tranzistori cheie. Pentru cazul nostru, există un cip special - L293D. În astfel de proiecte simple, încercați întotdeauna să utilizați acest cip special cu indicele „D”, deoarece are diode încorporate pentru protecție la suprasarcină. Acest microcircuit este foarte ușor de controlat și este ușor de obținut în magazinele de radio. Este disponibil în două pachete: DIP și SOIC. Vom folosi DIP în pachet datorită ușurinței de montare pe placă. L293D are mese separate motoare si logica. Prin urmare, vom alimenta microcircuitul în sine de la stabilizator (intrare VSS), iar motoarele direct de la baterii (intrare VS). L293D poate rezista la o sarcină de 600 mA pe canal și are două dintre aceste canale, adică două motoare pot fi conectate la un cip. Dar pentru a fi în siguranță, vom combina canalele și apoi vom avea nevoie de câte un micră pentru fiecare motor. Rezultă că L293D va putea rezista la 1,2 A. Pentru a realiza acest lucru, trebuie să combinați picioarele micro, așa cum se arată în diagramă. Microcircuitul funcționează după cum urmează: când se aplică un „0” logic la IN1 și IN2 și se aplică unul logic la IN3 și IN4, motorul se rotește într-o direcție, iar dacă semnalele sunt inversate - se aplică un zero logic, atunci motorul va începe să se rotească în cealaltă direcție. Pinii EN1 și EN2 sunt responsabili pentru pornirea fiecărui canal. Le conectăm și le conectăm la „plusul” sursei de alimentare de la stabilizator. Deoarece microcircuitul se încălzește în timpul funcționării, iar instalarea radiatoarelor pe acest tip de carcasă este problematică, disiparea căldurii este asigurată de picioarele GND - este mai bine să le lipiți pe un suport larg de contact. Acesta este tot ce trebuie să știți despre șoferii de motoare pentru prima dată.
Senzori de obstacole
Pentru ca robotul nostru să poată naviga și să nu se prăbușească în toate, vom instala două senzor infrarosu. Cel mai simplu senzor constă dintr-o diodă IR care emite în spectrul infraroșu și un fototranzistor care va primi semnalul de la dioda IR. Principiul este acesta: atunci când în fața senzorului nu există niciun obstacol, razele IR nu lovesc fototranzistorul și acesta nu se deschide. Dacă există un obstacol în fața senzorului, atunci razele sunt reflectate din acesta și lovesc tranzistorul - se deschide și curentul începe să curgă. Dezavantajul unor astfel de senzori este că pot reacționa diferit la diferite suprafeteși nu sunt protejate de interferențe - senzorul se poate declanșa accidental de la semnale străine de la alte dispozitive. Modularea semnalului vă poate proteja de interferențe, dar nu ne vom deranja cu asta pentru moment. Pentru început, este suficient.
Firmware-ul robotului
Pentru a aduce robotul la viață, trebuie să scrieți firmware pentru acesta, adică un program care să preia citiri de la senzori și să controleze motoarele. Programul meu este cel mai simplu, nu conține structuri complexeși toată lumea va înțelege. Următoarele două linii includ fișiere de antet pentru microcontrolerul nostru și comenzi pentru generarea de întârzieri:
#include
#include
Următoarele linii sunt condiționate, deoarece valorile PORTC depind de modul în care ați conectat driverul de motor la microcontroler:
PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Valoarea 0xFF înseamnă că rezultatul va fi log. „1”, iar 0x00 este log. „0”. Cu următoarea construcție verificăm dacă există un obstacol în fața robotului și pe ce parte se află: dacă (!(PINB & (1)< Dacă lumina de la o diodă IR lovește fototranzistorul, atunci este instalat un jurnal pe piciorul microcontrolerului. „0” și robotul începe să se miște înapoi pentru a se îndepărta de obstacol, apoi se întoarce pentru a nu se ciocni din nou de obstacol și apoi înaintează din nou. Deoarece avem doi senzori, verificăm de două ori prezența unui obstacol - în dreapta și în stânga și, prin urmare, putem afla pe ce parte se află obstacolul. Comanda „delay_ms(1000)” indică faptul că va trece o secundă înainte ca următoarea comandă să înceapă să se execute. Am acoperit majoritatea aspectelor care vă vor ajuta să vă construiți primul robot. Dar robotica nu se termină aici. Dacă asamblați acest robot, veți avea o mulțime de oportunități de a-l extinde. Puteți îmbunătăți algoritmul robotului, cum ar fi ce să faceți dacă obstacolul nu este pe o parte, ci chiar în fața robotului. De asemenea, nu ar strica să instalați un encoder - un dispozitiv simplu care vă va ajuta să poziționați cu precizie și să cunoașteți locația robotului dvs. în spațiu. Pentru claritate, este posibil să instalați un afișaj color sau monocrom care poate afișa informații utile - nivelul de încărcare a bateriei, distanța până la obstacole, diverse informații de depanare. Nu ar strica să îmbunătățim senzorii - instalarea TSOP-urilor (acestea sunt receptoare IR care percep un semnal doar de o anumită frecvență) în loc de fototranzistoare convenționale. Pe lângă senzorii cu infraroșu, există senzori cu ultrasunete, care sunt mai scumpi și au și dezavantajele lor, dar au câștigat recent popularitate în rândul constructorilor de roboți. Pentru ca robotul să răspundă la sunet, ar fi o idee bună să instalați microfoane cu amplificator. Dar ceea ce cred că este cu adevărat interesant este instalarea camerei și programarea viziunii artificiale pe baza ei. Există un set de biblioteci speciale OpenCV cu care poți programa recunoașterea facială, mișcarea în funcție de balize colorate și multe alte lucruri interesante. Totul depinde doar de imaginația și abilitățile tale. Lista componentelor: ATmega16 în pachet DIP-40> L7805 în pachet TO-220 L293D în carcasă DIP-16 x2 buc. rezistențe cu o putere de 0,25 W cu valori nominale: 10 kOhm x 1 buc., 220 Ohm x 4 buc. condensatori ceramici: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF condensatori electrolitici: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 buc. dioda 1N4001 sau 1N4004 Rezonator de cuarț de 16 MHz Diode IR: oricare două dintre ele vor face. fototranzistoare, de asemenea oricare, dar care răspund doar la lungimea de undă a razelor infraroșii Cod firmware: Momentan robotul meu este aproape complet. Este echipat cu o cameră wireless, un senzor de distanță (atât camera, cât și acest senzor sunt instalate pe un turn rotativ), un senzor de obstacol, un encoder, un receptor de semnal de la telecomandă și o interfață RS-232 pentru conectarea la un calculator. Funcționează în două moduri: autonom și manual (primește semnale de control de la telecomandă), camera poate fi pornită/oprită și de la distanță sau de către robotul însuși pentru a economisi energia bateriei. Scriu firmware pentru securitatea apartamentului (transferul imaginilor pe un computer, detectarea mișcărilor, plimbarea prin incintă). Un robot este un dispozitiv independent și adesea autonom care funcționează conform unui program intern. Aproape o creatură vie, doar cu creier electronic. Roboții pot face multe, dar încă nimic mai mult decât ceea ce le-a pus creatorul lor. După ce am urmărit o mulțime de videoclipuri despre roboți, am decis să încerc să fac eu un robot dintr-o jucărie simplă. Ce este nevoie pentru asta? În primul rând, jucăria în sine. (Ia-l de la copilul tău înainte ca acesta să-l rupă). Jucăria însăși determină cum va arăta robotul și ce poate face. Am luat un tractor simplu cu telecomandă King Force 300 (niciun copil nu a fost rănit la realizarea robotului) Desigur, acesta nu va fi un robot asemănător omului, dar tractorul ar trebui să conducă independent și să scârțâie de bucurie din orice motiv sau fără motiv. Video la final. Cei născuți să călărească nu pot zbura. Acestea. robotul nostru se va mișca înainte și înapoi, la stânga și la dreapta. Și, de asemenea, smucind găleata ca bonus. Inițial, King Force 300 avea și un plug, dar era condus de același motor ca și cupa și ocupa spațiu prețios în spate, unde plănuiam să pun o bară de protecție cu infraroșu, așa că plugul a trebuit să fie amputat brutal. Dar șuruburile au fost folosite pentru a înșuruba întrerupătorul, ceea ce este de asemenea bun. Adică, există doar trei motoare în mașină și trebuie să controlăm două motoare pentru mișcare, fiecare dintre ele trebuie să se rotească înainte și înapoi și un motor pentru ridicarea găleții, care trebuie să se rotească doar într-o singură direcție. În loc să cumpărați un senzor infraroșu pentru aproximativ 500 de ruble, puteți lipi câțiva tranzistori și LED-uri pe o placă simplă și puteți obține același lucru de doar de zece ori mai ieftin, mai ales dacă doriți să faceți mai mulți senzori. În cele din urmă, am cumpărat acest driver de motor și acest telemetru cu ultrasunete HC-SR04 și am lipit placa de bază a robotului și bara de protecție cu infraroșu pe o placă simplă doar cu cablare, fără a utiliza gravarea cu clorură ferică etc. bucurii. Singurul lucru este că fierul de lipit trebuie să aibă un vârf subțire pentru a lipi plăcuțele de așchii. La început am vrut să folosesc o placă fără lipire, dar totuși am decis să o lipim pentru ca firele să cadă mai rar. Principala întrebare rămâne - despre creierul robotului. Toate aceste motoare trebuie controlate cumva. Computerul este prea mare și nu se potrivește în tractor. Prin urmare, alegem cea mai simplă opțiune posibilă. Una dintre clonele Arduino. Există multe diferite ca preț și dimensiune. Deși acesta nu este cel mai bun controler, nu este cel mai rapid și nu are prea multe funcții, este ușor de programat, există multe exemple de cum să faci ce, există biblioteci gata făcute pentru a lucra cu un telemetru și un receptor infraroșu, așa că pentru sarcina noastră Arduino este destul de suficient. Nutriție. Arduino este alimentat la +5 volți. Motoarele noastre percep ceva în jur de 6 volți, pentru a fi absolut precis, avem patru baterii AA în telecomandă, sunt de 1,5 volți fiecare, nu am văzut niciun circuit suplimentar, prin urmare 6 volți sunt furnizați direct la motoare - asta este bun pentru ca nu este necesar scaderea sau cresterea tensiunii de la baterii. Plănuiesc să alimentez circuitul de la patru baterii. Sunt 1,2 volți, prin urmare, în cele din urmă, 4,8 vor merge la circuit - suficient pentru a alimenta în mod normal Arduino fără stabilizatori și limitatoare suplimentare, va funcționa și pentru motoare. Pentru un control simplu, am conectat un receptor de radiație infraroșu; de fapt, acum tractorul are o telecomandă cu infraroșu și o grămadă de butoane. Am cumparat tot felul de piepteni, compartimente pentru baterii, condensatoare-rezistoare in chip-dip.Daca comandati online pretul este in general normal, dar preturile de retail acolo sunt absolut nebunesti. Dar puteți cumpăra aproape toate piesele într-un singur loc. Și aici am cumpărat o placă. După dezlipire, principala problemă a fost că Arduino este foarte sensibil la interferențe. Deoarece motoarele sunt clar periate, creează interferențe puternice în timpul funcționării, a trebuit să lipim suplimentar un număr mare de condensatoare de 0,1 µF ori de câte ori este posibil. În același timp, motorul găleții a influențat foarte mult telemetrul; chiar a trebuit să instalăm o bobină de filtru suplimentară pe motorul găleții (lipit dintr-o lampă de economisire a energiei arsă) și pe telemetru, pe lângă condensatori , puneți un filtru de ferită pe firul de alimentare. Inițial am avut ideea să folosesc telemetrul ca senzor pentru ridicarea și coborârea găleții. Deoarece găleata acoperă telemetrul în starea inferioară și îl deschide în starea ridicată, este posibil să opriți creșterea atunci când telemetrul și-a schimbat brusc citirile. Prin urmare, a trebuit să ne confruntăm cu interferențe. Telemetrul este prea aproape de motor, iar cablajul ajută la îndreptarea firelor unul către celălalt. Motoarele roților au influențat foarte mult totul. Când porniți înainte, Arduino a înghețat. Apropo, drumul înapoi a fost bine. Ceea ce este foarte asemănător cu interferența sursei de alimentare: într-o direcție motoarele au avut un efect redus, dar în cealaltă direcție totul a înghețat. Ca urmare, a trebuit să înlocuiesc firele de la motoare la driverul motorului cu unele ecranate și să conectez scutul la sursa de alimentare în minus. Faceți puterea și împământarea o stea și, în plus, puneți un rezistor de 100 ohmi pentru a alimenta senzorul infraroșu, care, de asemenea, elimină ușor interferențele, desigur, nu ca o bobină, dar totuși. În mod ideal, fiecare ieșire a motorului ar trebui conectată la masă printr-un condensator pentru a elimina interferențele, dar pur și simplu nu aveam loc pentru condensatori suplimentari, ci doar stau în paralel. Dar firul ecranat a redus semnificativ influența motoarelor asupra circuitului. Mai jos este o diagramă a ceea ce s-a întâmplat. Puteți vedea cum funcționează totul în videoclip.
Astăzi vă vom spune cum să faceți un robot din materialele disponibile. „Androidul de înaltă tehnologie” rezultat, deși de dimensiuni mici și puțin probabil să vă ajute la treburile casnice, cu siguranță îi va amuza atât pe copii, cât și pe adulți. La sfârșitul destabilizatorului, aruncați câteva picături de lipici sau atașați un element decorativ - acest lucru va adăuga individualitate creației noastre și va crește amplitudinea mișcărilor sale. Concluzie
Atunci când alegeți o jucărie pentru robotizare, este important să clarificați câte motoare are pe roți. La unele modele ieftine, ambele șenile sunt controlate de un singur motor, ceea ce nu va permite tractorului să manevreze, iar conducerea înainte și înapoi nu este interesantă. Chinezii, ca întotdeauna, au făcut un lucru de o singură dată, așa că pentru funcționarea normală jucăria a trebuit să funcționeze puțin, după care nu este mare lucru să o robotizezi. Există încredere că nu va arunca roțile imediat, ci va călători puțin spre încântarea mea și a copiilor.
Dacă trebuie să porniți și să opriți motorul, acest lucru se poate face pur și simplu cu un tranzistor puternic, dar dacă trebuie să îi schimbați polaritatea, atunci nu vă puteți descurca fără un circuit special. Fie implementați așa-numitul H-bridge chiar dvs., fie cumpărați un driver de motor gata făcut.
Magazinele de piese pentru roboți sunt pline cu diverse plăci gata făcute (scuturi), care pot fi achiziționate și asamblate rapid într-un singur dispozitiv, dar aici trebuie să găsiți un echilibru între preț și intensitatea forței de muncă la fabricarea unei astfel de plăci.
Apropo, firele perechi răsucite sunt excelente pentru cablarea unei astfel de plăci. Cupru, moderat dur și bun pentru lipit. Cred că toată lumea are un metru sau doi de cablu torsadat rămas pentru acest tip de divertisment. Nu am luat o placă de bază gata făcută pentru a economisi spațiu în interiorul tractorului. Nu va mai fi mult loc acolo, așa că l-am dezlipit eu însumi cât mai neglijent posibil. Spectacolul sfâșietor al firelor amestecate poate fi văzut în videoclip. Drept urmare, s-a dovedit că firele interferează și unele cu altele, în special cele care merg la motoare.
Pentru a putea asambla și dezasambla dispozitivul, a trebuit să facem toți senzorii de pe conectori.
Arduino Nano este o opțiune foarte compactă de pus în interiorul unui tractor. Am avut o clonă de Carduino Nano V.7, așa că l-am folosit, apropo, această placă are o caracteristică - o ieșire SPK, unde ne puteți conecta direct găleata fără drivere de motor și tranzistori suplimentari. Mai mult, este conectat intern printr-un tranzistor la al 11-lea port digital. Deci, uitați-vă la diagramă, tranzistorul este desenat în exterior, dar de fapt motorul este conectat la ieșirea SPK-ului și folosește tranzistorul intern.
Și încă câteva detalii.
Materiale necesare
Pentru a face un robot cu propriile mâini, nu aveți nevoie de cunoștințe de fizică nucleară. Acest lucru se poate face acasă din materiale obișnuite pe care le aveți mereu la îndemână. Deci de ce avem nevoie: 
1. Atașați bateria la motor
Folosind un pistol de lipici, atașați o bucată de carton spumă pe carcasa motorului. Apoi lipim bateria de ea. 
3. Picioare
Acum trebuie să echipați robotul cu membre inferioare. Dacă folosiți capete de periuță de dinți pentru aceasta, lipiți-le pe partea de jos a motorului. Puteți folosi aceeași placă de spumă ca strat. 
5. Conexiune baterie
Folosind un pistol termic, lipiți firul de un capăt al bateriei. Puteți alege oricare dintre cele două fire și ambele părți ale bateriei - polaritatea nu contează în acest caz. Dacă te pricepi la lipire, poți folosi și lipirea în loc de lipici pentru acest pas. 
6. Ochii
O pereche de margele, pe care le atașăm cu lipici fierbinte la un capăt al bateriei, sunt destul de potrivite ca ochii robotului. La acest pas, îți poți arăta imaginația și poți veni cu aspectul ochilor la discreția ta. 
7. Lansare
Acum haideți să aducem la viață produsul nostru de casă. Luați capătul liber al firului și atașați-l la borna neocupată a bateriei folosind bandă adezivă. Nu ar trebui să utilizați lipici fierbinte pentru acest pas, deoarece vă va împiedica să opriți motorul dacă este necesar.
