ساخت ربات در خانه خودتان یک ربات در خانه بسازید؟ به راحتی! منابع برای رباتیک مشتاق

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

مواد مورد نیاز

برای ساخت ربات، نیازی به دانش فیزیک هسته ای نیست. می توانید در خانه از مواد معمولی که همیشه در دست دارید یک ربات بسازید. بنابراین آنچه ما نیاز داریم:

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

1. باتری را به موتور وصل کنید

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

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

چند قطره چسب را در انتهای ناپایدار بریزید یا مقداری چسب بزنید عنصر تزئینی- این به ربات فردیت می بخشد و دامنه حرکات آن را افزایش می دهد.

3. پاها

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

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

5. اتصال باتری

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

6. چشم

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

امروزه، متأسفانه تعداد کمی از مردم به یاد دارند که در سال 2005 برادران شیمیایی بودند و آنها یک ویدیوی فوق العاده داشتند - باور کنید، جایی که بازوی رباتیکقهرمان ویدیو را در شهر تعقیب می کردم.

بعد خواب دیدم. در آن زمان غیر واقعی بود، زیرا من کوچکترین ایده ای در مورد الکترونیک نداشتم. اما من می خواستم باور کنم - باور کنم. 10 سال گذشت و همین دیروز موفق شدم برای اولین بار بازوی رباتیک خودم را جمع و جور کنم، آن را راه اندازی کنم، سپس آن را بشکنم، تعمیرش کنم و دوباره راه اندازی کنم و در طول مسیر، دوستانی پیدا کنم و اعتماد به نفس پیدا کنم. در توانایی های خودم

توجه، اسپویلرهای زیر برش وجود دارد!

همه چیز با (سلام استاد کیث و تشکر از اینکه به من اجازه دادید در وبلاگ شما بنویسم!) شروع شد که تقریباً بلافاصله پس از این مقاله در هابره پیدا و انتخاب شد. این وب سایت می گوید که حتی یک کودک 8 ساله می تواند یک ربات جمع کند - چرا من بدتر هستم؟ من فقط دارم سعی می کنم به همین روش.

ابتدا پارانویا وجود داشت

به عنوان یک پارانوئید واقعی، بلافاصله نگرانی هایی را که در ابتدا در مورد طراح داشتم بیان خواهم کرد. در بچگی من اول طراحان خوب شوروی بودند، بعد اسباب بازی های چینی که در دستانم خرد می شدند... و بعد کودکی من به پایان رسید :(

بنابراین، از آنچه در حافظه اسباب بازی ها باقی مانده بود:

• آیا پلاستیک در دستان شما می شکند و خرد می شود؟
• آیا قطعات به صورت شل قرار می گیرند؟
• آیا مجموعه شامل تمام قطعات نخواهد بود؟
• آیا ساختار مونتاژ شده شکننده و کوتاه مدت خواهد بود؟

و در نهایت، درسی که از طراحان شوروی آموخته شد:

• برخی از قسمت ها باید با یک فایل تکمیل شوند.
• و برخی از قطعات به سادگی در مجموعه نخواهند بود
• و قسمت دیگری در ابتدا کار نمی کند، باید تغییر کند

حالا چه می توانم بگویم: بیهوده در ویدیوی مورد علاقه من باور کنید شخصیت اصلیترس ها را در جایی که وجود ندارد می بیند. هیچ یک از ترس ها محقق نشد: دقیقاً به همان اندازه که نیاز بود جزئیات وجود داشت، به نظر من همه آنها با هم مطابقت داشتند - کاملاً که با پیشرفت کار روحیه را به شدت بالا می برد.

جزئیات طراح نه تنها کاملاً با هم تطابق دارد، بلکه این واقعیت است که گیج کردن جزئیات تقریبا غیرممکن است. درست است، با پدانتری آلمان، سازندگان دقیقاً به همان تعداد پیچ ​​که لازم است کنار بگذاریدبنابراین، هنگام مونتاژ ربات، گم کردن پیچ های روی زمین یا اشتباه گرفتن "که کجا می رود" نامطلوب است.

مشخصات:

طول: 228 میلی متر
قد: 380 میلی متر
عرض: 160 میلی متر
وزن مونتاژ: 658 گرم

تغذیه: 4 باتری D
وزن اجسام بلند شده:تا 100 گرم
نور پس زمینه: 1 LED
نوع کنترل:کنترل از راه دور سیمی
زمان تخمینی ساخت: 6 ساعت
حرکت: 5 موتور برس خورده
حفاظت از سازه هنگام حرکت:جغجغه دار

تحرک:
مکانیسم ضبط: 0-1,77""
حرکت مچ:در 120 درجه
حرکت آرنج:در 300 درجه
حرکت شانه:در 180 درجه
چرخش روی سکو:در 270 درجه

شما نیاز خواهید داشت:

• انبردست بسیار بلند (شما نمی توانید بدون آنها انجام دهید)
• برش های جانبی (قابل تعویض با چاقوی کاغذی، قیچی)
• پیچ گوشتی فیلیپس
• 4 باتری D

مهم! درباره جزئیات کوچک

صحبت از "دنده". اگر با مشکل مشابهی روبرو شده اید و می دانید که چگونه مونتاژ را راحت تر کنید، به نظرات خوش آمدید. در حال حاضر، من تجربه خود را به اشتراک می گذارم.

پیچ‌ها و پیچ‌هایی که از نظر عملکرد یکسان هستند، اما از نظر طول متفاوت هستند، به وضوح در دستورالعمل‌ها ذکر شده است، به عنوان مثال، در عکس متوسطدر زیر پیچ های P11 و P13 را می بینیم. یا شاید P14 - خوب، یعنی دوباره، من دوباره آنها را گیج می کنم. =)

می توانید آنها را تشخیص دهید: دستورالعمل ها نشان می دهد که کدام یک چند میلی متر است. اما، اولاً، شما با کولیس نمی نشینید (مخصوصاً اگر 8 ساله هستید و/یا به سادگی آن را ندارید)، و ثانیاً، در نهایت فقط زمانی می توانید آنها را تشخیص دهید که آنها را در کنار آن قرار دهید. همدیگر، که ممکن است بلافاصله اتفاق نیفتد، به ذهنم خطور کرد (به ذهنم خطور نکرد، هه).

بنابراین، اگر تصمیم به ساخت این ربات یا یک ربات مشابه دارید، از قبل به شما هشدار می دهم، در اینجا یک نکته وجود دارد:

• یا از قبل به عناصر چفت و بست نگاهی دقیق بیندازید.
• یا برای خودتان پیچ های کوچک، پیچ های خودکار و پیچ و مهره های بیشتری بخرید تا نگران نباشید.

همچنین تا زمانی که مونتاژ آن تمام نشده است، هرگز چیزی را دور نیندازید. در عکس پایین در وسط، بین دو قسمت از بدنه "سر" ربات حلقه کوچکی وجود دارد که تقریباً به همراه سایر "ضایعات" به سطل زباله رفت. و این، به هر حال، نگهدارنده چراغ قوه LED در "سر" مکانیزم گرفتن است.

فرآیند ساخت

این ربات با دستورالعمل های بدون کلمات غیر ضروری ارائه می شود - فقط تصاویر و قطعات به وضوح فهرست بندی شده و برچسب گذاری شده است.

قطعات کاملاً به راحتی گاز می گیرند و نیازی به تمیز کردن ندارند، اما من ایده پردازش هر قسمت را با یک چاقوی مقوایی و قیچی دوست داشتم، اگرچه این کار ضروری نیست.

ساخت با چهار موتور از پنج موتور شامل شروع می شود که مونتاژ آنها واقعاً لذت بخش است: من فقط مکانیزم های دنده را دوست دارم.

ما موتورها را کاملاً بسته بندی شده و "چسبیده" به یکدیگر پیدا کردیم - آماده پاسخگویی به سؤال کودک در مورد اینکه چرا موتورهای کموتاتور مغناطیسی هستند (شما می توانید بلافاصله در نظرات!)

مهم:در 3 از 5 محفظه موتور مورد نیاز شما مهره ها را در طرفین فرو کنید- در آینده هنگام مونتاژ بازو، بدنه ها را روی آنها قرار می دهیم. مهره های جانبی فقط در موتور مورد نیاز نیست، که اساس پلت فرم را تشکیل می دهد، اما برای اینکه بعداً یادمان نرود کدام بدنه کجا می رود، بهتر است مهره ها را در هر یک از چهار بدنه زرد یکباره دفن کنید. فقط برای این عملیات به انبردست نیاز ندارید.

بعد از حدود 30-40 دقیقه، هر یک از 4 موتور به مکانیزم دنده و محفظه مخصوص به خود مجهز شدند. کنار هم قرار دادن همه چیز دشوارتر از کنار هم قرار دادن Kinder Surprise در دوران کودکی نیست، بلکه بسیار جالب تر است. سوال برای مراقبت بر اساس عکس بالا:سه دنده از چهار دنده خروجی مشکی هستند، سفید کجاست؟ سیم های آبی و مشکی باید از بدنه آن خارج شود. همه اینها در دستورالعمل ها آمده است، اما فکر می کنم ارزش توجه دوباره به آن را دارد.

بعد از اینکه تمام موتورها را در دست داشتید، به جز موتور "سر"، شروع به مونتاژ پلت فرمی می کنید که ربات ما روی آن قرار می گیرد. در این مرحله بود که متوجه شدم باید بیشتر در مورد پیچ ​​و مهره ها فکر کنم: همانطور که در عکس بالا می بینید، من دو پیچ کافی برای اتصال موتورها به یکدیگر با استفاده از مهره های جانبی نداشتم - آنها قبلاً بودند. در عمق پلت فرم از قبل مونتاژ شده پیچ شده است. مجبور شدم بداهه بداهه کنم.

هنگامی که پلت فرم و قسمت اصلی بازو مونتاژ می شوند، دستورالعمل ها از شما می خواهند تا به مونتاژ مکانیزم گرفتن، جایی که کامل است، ادامه دهید. قطعات کوچکو قطعات متحرک - جالب ترین!

اما، باید بگویم که اینجا جایی است که اسپویل ها به پایان می رسد و ویدیو شروع می شود، زیرا مجبور شدم به جلسه ای با یکی از دوستانم بروم و مجبور شدم ربات را با خودم ببرم که نتوانستم به موقع آن را تمام کنم.

چگونه با کمک ربات به زندگی مهمانی تبدیل شویم

به راحتی! وقتی به مونتاژ کردن با هم ادامه دادیم، مشخص شد: خودتان ربات را جمع کنید - خیلیخوبه کار روی یک طرح با هم لذتی دوچندان دارد. بنابراین، من می توانم با اطمینان این مجموعه را برای کسانی که نمی خواهند در یک کافه بنشینند و گفتگوهای خسته کننده ای داشته باشند، اما می خواهند دوستان خود را ببینند و اوقات خوبی را سپری کنند، توصیه می کنم. علاوه بر این، به نظر من تیم سازی با چنین مجموعه ای - به عنوان مثال، مونتاژ توسط دو تیم، برای سرعت - تقریبا یک گزینه برد-برد است.

ربات به محض اتمام مونتاژ آن در دستان ما زنده شد. متأسفانه، من نمی توانم خوشحالی خود را با کلمات به شما منتقل کنم، اما فکر می کنم بسیاری در اینجا مرا درک خواهند کرد. وقتی سازه‌ای که خودتان آن را مونتاژ کرده‌اید ناگهان شروع به زندگی کامل می‌کند - این یک هیجان است!

متوجه شدیم که به شدت گرسنه ایم و رفتیم غذا بخوریم. راه زیادی نبود، بنابراین ربات را در دست گرفتیم. و سپس سورپرایز دلپذیر دیگری در انتظار ما بود: رباتیک نه تنها هیجان انگیز است. همچنین افراد را به هم نزدیکتر می کند. به محض اینکه پشت میز نشستیم با افرادی احاطه شدیم که می خواستند ربات را بشناسند و برای خود ربات بسازند. بیشتر از همه، بچه‌ها دوست داشتند به ربات «با شاخک‌هایش» سلام کنند، زیرا واقعاً مثل زنده بودن رفتار می‌کند و اول از همه، یک دست است! در یک کلام، اصول اولیه انیماترونیک به طور مستقیم توسط کاربران تسلط یافتند. این چیزی بود که به نظر می رسید:

عیب یابی

پس از بازگشت به خانه، یک غافلگیری ناخوشایند در انتظار من بود و خوب است که قبل از انتشار این بررسی این اتفاق افتاد، زیرا اکنون بلافاصله در مورد عیب یابی بحث خواهیم کرد.

پس از اینکه تصمیم گرفتیم بازو را در حداکثر دامنه حرکت دهیم، موفق شدیم به صدای ترق و ترق مشخصه و عملکرد مکانیزم موتور در آرنج دست پیدا کنیم. اول ناراحتم کرد: خب اسباب بازی جدید، فقط مونتاژ شده - و دیگر کار نمی کند.

اما بعد به ذهنم خطور کرد: اگر خودتان آن را جمع آوری کردید، موضوع چه بود؟ =) من به خوبی مجموعه دنده های داخل کیس را می شناسم و برای اینکه بفهمم خود موتور خراب است یا اینکه کیس به اندازه کافی محکم نشده است، می توانید بدون درآوردن موتور از روی برد، آن را بدهید. بارگذاری کنید و ببینید که آیا کلیک ها ادامه دارند یا خیر.

این جایی است که من توانستم احساس کنم بدین وسیلهاستاد روبو!

با جدا کردن دقیق "مفصل آرنج" ، می توان تشخیص داد که بدون بار موتور به آرامی کار می کند. کیس از هم جدا شد، یکی از پیچ ها داخل آن افتاد (چون توسط موتور مغناطیسی شده بود)، و اگر به کار ادامه می دادیم، دنده ها آسیب می دیدند - هنگام جداسازی، "پودر" مشخصه ای از پلاستیک فرسوده پیدا شد. بر روی آنها

بسیار راحت است که ربات مجبور نیست به طور کامل جدا شود. و واقعاً جالب است که خرابی به دلیل مونتاژ کاملاً دقیق در این مکان و نه به دلیل برخی مشکلات کارخانه رخ داده است: آنها اصلاً در کیت من یافت نشدند.

توصیه:اولین بار پس از مونتاژ، یک پیچ گوشتی و انبردست را در دسترس داشته باشید - آنها ممکن است مفید باشند.

چه چیزی را می توان به لطف این مجموعه آموزش داد؟

اعتماد به نفس!

نه تنها پیدا کردم موضوعات عمومیبرای ارتباط مطلق با غریبه ها، اما من همچنین موفق شدم نه تنها اسباب بازی را جمع آوری کنم، بلکه خودم نیز تعمیر کنم! این بدان معناست که من شک ندارم: همه چیز با ربات من همیشه خوب خواهد بود. و وقتی صحبت از چیزهای مورد علاقه شما می شود، این احساس بسیار خوشایند است.

ما در جهانی زندگی می کنیم که در آن به شدت به فروشندگان، تامین کنندگان، کارکنان خدمات و در دسترس بودن زمان و پول آزاد وابسته هستیم. اگر نمی دانید که چگونه تقریبا هیچ کاری انجام ندهید، باید برای همه چیز هزینه کنید و به احتمال زیاد بیش از حد پرداخت کنید. توانایی تعمیر اسباب‌بازی توسط خودتان، زیرا می‌دانید هر قسمت از آن چگونه کار می‌کند، قیمتی ندارد. بگذارید کودک چنین اعتماد به نفسی داشته باشد.

نتایج

چیزی که دوست داشتم:

• ربات که طبق دستورالعمل مونتاژ شده بود، نیازی به اشکال زدایی نداشت و بلافاصله شروع به کار کرد
• گیج کردن جزئیات تقریبا غیرممکن است
• فهرست نویسی دقیق و در دسترس بودن قطعات
• دستورالعمل هایی که نیازی به خواندن آنها ندارید (فقط تصاویر)
• عدم وجود واکنش‌ها و شکاف‌های قابل توجه در ساختارها
• سهولت در مونتاژ
• سهولت پیشگیری و تعمیر
• آخرین اما نه کم اهمیت: شما خودتان اسباب بازی خود را جمع آوری می کنید، بچه های فیلیپینی برای شما کار نمی کنند

چه چیز دیگری نیاز دارید:

• بیشتر عناصر چفت و بست، سهام
• قطعات و قطعات یدکی آن تا در صورت لزوم تعویض شوند
• ربات های بیشتر، متفاوت و پیچیده
• ایده هایی در مورد مواردی که می توان بهبود/افزودن/حذف کرد - به طور خلاصه، بازی با مونتاژ به پایان نمی رسد! من واقعاً می خواهم ادامه یابد!

حکم:

مونتاژ یک ربات از این مجموعه ساخت و ساز دشوارتر از یک پازل یا Kinder Surprise نیست، فقط نتیجه آن بسیار بزرگتر است و باعث ایجاد طوفانی از احساسات در ما و اطرافیانمان شده است. مجموعه عالی، ممنون

در عصر نوآوری، ربات ها دیگر ماشین های عجیب و غریب نیستند. اما احتمالاً شگفت زده خواهید شد: آیا واقعا ساخت ربات در خانه امکان پذیر است؟

بدون شک ایجاد یک ربات با طراحی پیچیده، ریز عناصر، مدارها و برنامه ها بسیار دشوار است. و شما نمی توانید بدون دانش فیزیک، مکانیک، الکترونیک و برنامه نویسی انجام دهید. با این حال، ساده ترین ربات را می توان با دستان خود ساخت.

ربات- ماشینی که باید به طور خودکار هر عملی را انجام دهد. اما برای ربات خانگیکار ساده تر حرکت کردن است.

بیایید به 2 ساده ترین گزینه برای ایجاد یک ربات نگاه کنیم.

1. بیایید آن را بسازیم اشکال کوچک، که لرزش خواهد داشت. ما نیاز خواهیم داشت:

• موتور از ماشین کودکان،
• باتری لیتیومی CR2032 (تبلت);
• نگهدارنده باتری،
• گیره های کاغذ،
• نوار عایق،
• آهن لحیم کاری،
• LED.

LED را با نوار برق می بندیم و انتهای آن را آزاد می گذاریم. با استفاده از آهن لحیم کاری، انتهای LED و دیواره پشتی نگهدارنده باتری را لحیم کنید. سیم LED دیگر را به کنتاکت های موتور لحیم می کنیم. گیره های کاغذ را باز می کنیم، آنها پاهای حشره خواهند بود. پاها را به موتور لحیم کنید. پاها را می توان با نوار الکتریکی پیچیده کرد، بنابراین سوسک ربات پایدارتر خواهد بود. سیم های نگهدارنده باتری باید به سیم های موتور متصل شوند. به محض نصب باتری لیتیومی در نگهدارنده، سوسک شروع به لرزش و حرکت می کند. ویدیوی نحوه ایجاد آن را تماشا کنید ربات سادهزیر

2. ساخت ربات هنرمند. ما نیاز خواهیم داشت:

• پلاستیک یا مقوا،
• موتور از ماشین کودکان،
• باتری لیتیومی CR2032،
• 3 نشانگر،
• نوار برق، فویل،
• چسب.

از پلاستیک یا مقوا باید شکلی را برای ربات آینده برش دهید - یک مثلث سه بعدی. یک سوراخ در مرکز که موتور در آن قرار می گیرد بریده می شود. 3 سوراخ از 3 لبه که نشانگرها در آن قرار می گیرند بریده می شود. یک باتری با استفاده از چسب با قطعات فویل به سیم موتور متصل می شود. موتور داخل سوراخی در بدنه ربات قرار می گیرد و با چسب یا چسب در آنجا محکم می شود. سیم موتور دوم به باتری متصل است. و هنرمند روبات شروع به حرکت می کند!

از آنجایی که به این صفحه آمده اید، به این معنی است که دیگر نسبت به موضوع رباتیک و رباتیک بی تفاوت نیستید. طراحی ربات با دستان خود یک فعالیت بسیار هیجان انگیز است که چیزهای زیادی به شما یاد می دهد. شما در الکترونیک، مکانیک، برنامه نویسی و مدیریت فرآیند مهارت خواهید داشت. برای من، رباتیک یک سرگرمی جذاب است. مانند همه ما، من نیز آرزو داشتم چیزی با چرخ، موتور، سیم و یک سری قطعات الکترونیکی ایجاد کنم.

بنابراین یک روز ایده ای به ذهنم خطور کرد یک ربات را با دستان خود در خانه جمع کنید.اما نه تنها یک دستگاه ساده ایجاد کنید که بتواند وارد آن شود طرف های مختلف، اما برای ایجاد یک ربات چند منظوره که دستورات را انجام می دهد مرکز ارتباطاتو در مزرعه مفید خواهد بود.

ایده ساخت ربات با دستان خود به نام RoboTech، که می تواند توسط هر کسی مونتاژ شود، یک رباتیک تازه کار یا آماتور رادیویی.

الزامات اساسی برای یک ربات خانگی

• امکان مونتاژ ربات در منزل.
• ربات باید بر روی یک میکروکنترلر تجاری در دسترس و آسان برای برنامه ریزی ساخته شود.
• یک پلت فرم ساده و آسان برای ساخت باید به عنوان شاسی استفاده شود.
• ربات باید مجموعه ای از حسگرها و مکانیسم های لازم را داشته باشد که به آن اجازه می دهد تا در صورت نیاز عملکرد خود را گسترش دهد.
• ربات باید آزادانه حرکت کند و بتواند به موانع واکنش نشان دهد.
• امکان کنترل ربات از راه دور، استفاده از تله متری (نظارت بر وضعیت ربات، تنظیم دستورات مختلف).
• امکان پخش تصاویر ویدئویی از دوربین آنبورد به ایستگاه پایه.

با توجه به الزامات، تصمیم گرفته شد از دو میکرو کامپیوتر برای کنترل ربات ( MC-1 و MC-2).

کامپیوتر روی برد MC-1

کامپیوتر اول ( اصلی MC-1) - به عنوان رایانه داخلی اصلی "مغز" استفاده می شود که وظایف آن عبارتند از:

• پخش ویدئویی محیط زیستبه ایستگاه پایه با کیفیت خوب؛
• دریافت دستورات از مرکز کنترل (ایستگاه پایه)؛
• ارسال کلان داده به مرکز کنترل با سرعت بالا؛
• هماهنگی کار سایر اجزای ربات از طریق یک میکرو کامپیوتر دوم (اضافی MC-2)

برای انجام وظایف محول شده، تصمیم گرفته شد از رایانه تک برد استفاده شود Raspberry PIیا به عنوان آخرین راه، یک روتر با قابلیت فلش کردن فریمور OpenWRT.

کامپیوتر روی برد MC-2

کامپیوتر دوم ( اضافی MC-2) برای کنترل موتور، جمع آوری اطلاعات از سنسورهای مختلفیا حسگرها و ارسال داده های تمام شده به کامپیوتر اصلی MC-1.

تصمیم بر این شد که از یک دستگاه آماده به عنوان کنترل کننده برای کنترل مکانیسم های شاسی و سنسورهای ربات استفاده شود. از بین تمام کنترل کننده هایی که در نظر گرفتم، رایج ترین و مقرون به صرفه ترین را انتخاب کردم. شما همچنین می توانید از یک فشرده تر استفاده کنید آردوینو نانو. هر دو دستگاه بر روی میکروکنترلر ATMega328p avr کار می کنند.

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

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

مقدمه

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

چه چیزی نیاز داریم

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

ساخت تابلو با MK

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

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

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

کنترل موتور

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

سنسورهای مانع

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

سیستم عامل ربات

برای احیای ربات، باید برای آن سفت‌افزار بنویسید، یعنی برنامه‌ای که خوانش‌ها را از سنسورها گرفته و موتورها را کنترل کند. برنامه من ساده ترین است، شامل نمی شود ساختارهای پیچیدهو همه متوجه خواهند شد دو خط بعدی شامل فایل‌های هدر برای میکروکنترلر ما و دستوراتی برای ایجاد تاخیر است:

#شامل
#شامل

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

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

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

نتیجه گیری

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

لیست اجزاء:

ATmega16 در بسته DIP-40>

L7805 در بسته بندی TO-220

L293D در محفظه DIP-16 x2 عدد.

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

خازن های سرامیکی: 0.1 µF، 1 µF، 22 pF

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

دیود 1N4001 یا 1N4004

تشدید کننده کوارتز 16 مگاهرتز

دیودهای IR: هر دو از آنها این کار را انجام می دهند.

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

کد سیستم عامل:

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

در حال حاضر ربات من تقریباً کامل است.

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

بازگشت