Na regálech moderních obchodů pro děti najdete širokou škálu hraček. A každé dítě žádá své rodiče, aby mu koupili tu či onu hračku „novou věc“. A pokud v plánování rodinný rozpočet Není to součástí? Chcete-li ušetřit peníze, můžete zkusit vyrobit novou hračku sami. Jak si například vyrobit robota doma, je to možné? Ano, je to docela možné, stačí si připravit potřebné materiály.
Je možné sestavit robota sami?
V dnešní době je těžké někoho překvapit robotickou hračkou. Moderní technologie a počítačový průmysl ušel dlouhou cestu. Možná vás ale ještě překvapí informace, jak si vyrobit jednoduchého robota doma.
Je nepochybně obtížné pochopit princip fungování různých mikroobvodů, elektroniky, programů a návrhů. Bez základních znalostí z oblasti fyziky, programování a elektroniky se v tomto případě jen těžko obejdete. I tak si robota zvládne sestavit každý sám.
Robot je automatizovaný stroj, který je schopen provádět různé akce. V případě podomácku vyrobeného robota stačí, že se auto prostě pohne.
Pro usnadnění montáže použijte dostupné nástroje: telefonní sluchátko, plastovou láhev nebo talíř, zubní kartáček, starý fotoaparát nebo počítačová myš.
Vibrační chyba
Jak vyrobit malého robota? Doma můžete vytěžit maximum nejjednodušší varianta vibrační chyba. Musíte mít na skladě následující materiály:
- motor ze starého dětského auta;
- lithiová baterie řady CR-2032, podobná tabletu;
- držák právě pro tento tablet;
- sponky na papír;
- elektrická páska;
- páječka;
- LED.
Nejprve musíte zabalit LED elektrickou páskou a nechat volné konce. Pomocí páječky připájejte jeden konec LED zadní stěna držák baterie. Zbývající hrot připájeme na kontakt motoru ze stroje. Kancelářské sponky poslouží vibračnímu broukovi jako nohy. Vodiče z držáku baterie jsou připojeny k vodičům motoru. Štěnice bude vibrovat a pohybovat se poté, co se držák dostane do kontaktu se samotnou baterií.
Brushbot - dětská zábava
Jak si tedy vyrobit minirobota doma? Vtipné autíčko lze sestavit z odpadových materiálů, jako je zubní kartáček (hlavička), oboustranná páska a vibrační motorek ze starého mobilu. Stačí přilepit motor na kartáčovou hlavu a je to - robot je připraven.
Napájení bude zajištěno knoflíkovou baterií. Pro dálkové ovládání Budu muset něco vymyslet.
Kartonový robot
Jak si vyrobit robota doma, pokud to dítě vyžaduje? Můžete přijít s zajímavá hračka z obyčejné lepenky.
Musíte se zásobit:
- dvě lepenkové krabice;
- 20 čepic od plastové lahve;
- drát;
- s páskou.
Stává se, že tatínek chce pro miminko udělat nějakou divu, ale nic rozumného ho nenapadá. Proto můžete přemýšlet o tom, jak vyrobit skutečného robota doma.
Nejprve je potřeba použít krabici jako tělo pro robota a vyříznout z ní dno. Poté musíte udělat 5 otvorů: pod hlavou, pro ruce a nohy. V krabici určené pro hlavu je třeba udělat jeden otvor, který ji pomůže připojit k tělu. Drát se používá k držení částí robota pohromadě.
Po připevnění hlavy je třeba přemýšlet o tom, jak si vyrobit robotickou ruku doma. K tomu je do bočních otvorů vložen drát, na který plastová víčka. Dostáváme pohyblivé paže. Totéž děláme s nohama. Do víček uděláte otvory pomocí šídla.
Aby byla zajištěna stabilita kartonového robota, je třeba věnovat pečlivou pozornost řezům. Jsou to, co dává hračce její dobro vzhled. Je obtížné spojit všechny díly, pokud je linie řezu nesprávná.
Pokud se rozhodnete slepit krabice k sobě, nepřehánějte to s množstvím lepidla. Je lepší použít odolný karton nebo papír.
Nejjednodušší robot
Jak si doma vyrobit lehkého robota? Je obtížné vytvořit plnohodnotný automatizovaný stroj, ale stále je možné sestavit minimální design. Uvažujme nejjednodušší mechanismus, který například bude moci provádět určité akce v jedné zóně. Bude potřeba následující materiály:
Plastová deska.
Pár středně velkých kartáčů na čištění bot.
Počítačové ventilátory v počtu dvou kusů.
Konektor pro 9V baterii a samotnou baterii.
Svorka a kravata s funkcí zaklapnutí.
Do kartáčové desky vyvrtáme dva otvory se stejnou vzdáleností. Upevníme je. Kartáče by měly být umístěny ve stejné vzdálenosti od sebe a uprostřed desky. Pomocí matic připevníme seřizovací držák ke kartáčům. Na střední místo nainstalujeme jezdce z upevnění. K pohybu robota musíte použít počítačové fanoušky. Jsou připojeny k baterii a umístěny paralelně, aby bylo zajištěno otáčení stroje. Bude to nějaký vibrační motor. Nakonec je třeba nasadit svorky.
V tomto případě nebudete potřebovat velké finanční výdaje ani žádné technické či počítačové zkušenosti, protože zde podrobně popisujeme, jak si vyrobit robota doma. Sehnat potřebné díly není těžké. Pro zlepšení motorických funkcí konstrukce lze použít mikrokontroléry nebo přídavné motory.
Robot, jako v reklamě
Asi mnohým známý propagační video prohlížeč, ve kterém je hlavní postavou malý robot, točící se a kreslící tvary na papír fixy. Jak z této reklamy vyrobit robota doma? Ano, velmi jednoduché. Chcete-li vytvořit takovou automatizovanou roztomilou hračku, musíte mít zásoby:
- tři fixy;
- silná lepenka nebo plast;
- motor;
- kulatá baterie;
- fólie nebo elektrická páska;
- lepidlo.
Formu na robota tedy vytvoříme z plastu nebo kartonu (přesněji vystřihneme). Musíte vytvořit trojúhelníkový tvar s zaoblené rohy. V každém rohu uděláme malý otvor, do kterého se vejde fix. V blízkosti středu trojúhelníku uděláme jeden otvor pro motor. Vzniknou nám 4 otvory po celém obvodu trojúhelníkového tvaru.
Poté do vytvořených otvorů vkládejte značky jeden po druhém. K motoru musí být připojena baterie. To lze provést pomocí lepidla a fólie nebo elektrické pásky. Aby motor pevně držel na robotu, je nutné jej zafixovat malým množstvím lepidla.
Robot se bude pohybovat až po připojení druhého vodiče k připojené baterii.
Lego robot
"Lego" je řada hraček pro děti, která se skládá převážně z konstrukčních dílů, které jsou spojeny do jednoho prvku. Díly lze kombinovat a zároveň vytvářet stále nové a nové předměty pro hry.
Téměř všechny děti od 3 do 10 let rády sestavují takovou stavebnici. Zájem dětí se zvyšuje zejména tím, že se dají skládat díly do robota. K sestavení pohyblivého robota z Lega je tedy potřeba připravit díly a také miniaturní motor a řídicí jednotku.
Nyní se navíc prodávají hotové stavebnice s díly, které vám umožní sestavit si libovolného robota sami. Hlavní je zvládnout přiložený návod. Například:
- připravte díly, jak je uvedeno v pokynech;
- přišroubujte kola, pokud existují;
- sestavujeme upevňovací prvky, které budou sloužit jako podpora motoru;
- vložte baterii nebo dokonce několik do speciální jednotky;
- nainstalujte motor;
- připojte jej k motoru;
- Do paměti návrhu nahrajeme speciální program, který vám umožní ovládat hračku.
Zdálo by se, že sestavit robota je poměrně obtížné a člověk bez určitých znalostí to vůbec nezvládne. Ale to není pravda. Samozřejmě je těžké postavit plnohodnotný automatizovaný stroj, ale nejjednodušší verzi zvládne každý. Stačí si přečíst náš článek o tom, jak si vyrobit robota doma.
Jak vytvořit robota?
Když se řekne roboty, představíme si obří stroj s umělá inteligence, jako ve filmech o RoboCopovi atd. Robot však nemusí být velké a technicky složité zařízení. V tomto článku vám řekneme, jak vytvořit robota doma. Po vytvoření vlastního minirobota se přesvědčíte, že k tomu nejsou potřeba žádné speciální znalosti ani nástroje.
Materiály pro práci
Vytváříme tedy robota vlastníma rukama, když jsme pro stavbu připravili následující materiály:
- 2 malé kousky drátu.
- 1 motor pro malé hračky 3 V.
- 1 AA baterie.
- 2 korálky.
- 2 malé čtvercové kusy polystyrenové pěny různých velikostí.
- Lepicí pistole.
- Materiál na nohy (sponky, hlavice zubního kartáčku atd.).
Návod na vytvoření robota
Nyní přejděme k popis krok za krokem jak vytvořit robota:
- Přilepte větší kus polystyrenu hračkový motor na stranu s kovovými kontakty nahoře. To je nezbytné pro ochranu kontaktů před vlhkostí.
- Přilepte baterii na kus polystyrenové pěny.
- Přilepte druhý kus polystyrenové pěny na zadní část motoru, abyste vytvořili mírnou nerovnováhu hmotnosti. Právě díky této nerovnováze se bude robot moci pohybovat. Nechte lepidlo zaschnout.
- Přilepte nohy k motoru. Aby nohy držely co nejpevněji, budete muset nejprve na motor nalepit malé kousky pěnového polystyrenu a na ně pak přilepit nohy.
- Vodič k motoru může být buď přilepen páskou nebo připájen. Druhá možnost je výhodnější – robot tak vydrží mnohem déle. Oba kusy drátu musí být připájeny ke kovovým kontaktům na motoru co nejtěsněji.
- Dále budete muset připojit některý z kousků drátu k jedné ze stran baterie, k „plus“ nebo k „mínusu“. K baterii lze připevnit buď pomocí elektrické pásky nebo lepicí pistole. Upevnění lepidlem je spolehlivější, ale při jeho nanášení musíte být co nejopatrnější, protože pokud použijete příliš mnoho lepidla, kontakt mezi drátem a baterií se ztratí.
- Přilepte korálky na baterii, abyste simulovali oči.
- Připojte druhý kus drátu k druhému konci baterie pro napájení robota. V tomto případě je lepší použít elektrickou pásku než lepidlo. Tímto způsobem můžete snadno otevřít kontakt a zastavit robota, když vás to omrzí.
Takový robot vydrží přesně tak dlouho, jak dlouho vydrží nabití baterie. Jak vidíte, vytváření robotů doma je poměrně vzrušující proces, ve kterém není nic složitého. Samozřejmě se můžete později pokusit vytvořit složitější, programovatelné modely. K jejich vytvoření však budete potřebovat určité znalosti a doplňkové materiály, které se prodávají v elektroprodejně. Stejného hračkového minirobota lze snadno vyrobit společně s vaším dítětem během několika minut.
Mnozí z nás, kteří se setkali s počítačovou technikou, snili o sestavení vlastního robota. Aby toto zařízení plnilo nějaké povinnosti kolem domu, přineste si například pivo. Každý se okamžitě pustí do vytváření toho nejsložitějšího robota, ale výsledky často rychle rozebere. Náš první robot, který měl vyrábět hodně chipsů, jsme nikdy nedovedli k realizaci. Proto musíte začít jednoduše a postupně své zvíře komplikovat. Nyní vám řekneme, jak si můžete vytvořit jednoduchý robot vlastníma rukama, který se bude samostatně pohybovat po vašem bytě.
Pojem
Stanovili jsme si sami sebe jednoduchý úkol, vyrobte si jednoduchého robota. Když se podívám dopředu, řeknu, že jsme se samozřejmě dostali ne za patnáct minut, ale za mnohem delší dobu. Ale i tak se to dá zvládnout za jeden večer.
Dokončení takových řemesel obvykle trvá roky. Lidé tráví několik měsíců běháním po obchodech a hledají vybavení, které potřebují. Ale hned jsme si uvědomili, že toto není naše cesta! Proto při návrhu použijeme takové díly, které lze snadno najít po ruce, případně z nich vykořenit stará technologie. Jako poslední možnost nakupujte za drobné v jakémkoli obchodě s rádiem nebo na trhu.
Dalším nápadem bylo, aby naše řemeslo bylo co nejlevnější. Podobný robot stojí v elektronických obchodech od 800 do 1 500 rublů! Navíc se prodává ve formě dílů, ale stále se musí sestavit a není pravda, že poté bude také fungovat. Výrobci takových stavebnic často zapomínají zahrnout některé díly a je to – robot je ztracen spolu s penězi! Proč potřebujeme takové štěstí? Náš robot by neměl stát více než 100-150 rublů v částech, včetně motorů a baterií. Současně, pokud si vyberete motory ze starého dětského auta, bude jeho cena obecně asi 20-30 rublů! Cítíte úspory a zároveň získáte vynikajícího přítele.
Další část byla, co udělá náš krasavec. Rozhodli jsme se vyrobit robota, který bude hledat zdroje světla. Pokud se světelný zdroj otočí, naše auto bude řídit za ním. Tento koncept se nazývá „robot snažící se žít“. Bude možné vyměnit baterie za solární články a pak bude hledat světlo na jízdu.
Požadované díly a nástroje
Co potřebujeme, abychom vytvořili naše dítě? Vzhledem k tomu, že koncept je vyroben z improvizovaných prostředků, budeme potřebovat obvodovou desku nebo dokonce obyčejný silný karton. Pomocí šídla můžete do kartonu udělat otvory pro připevnění všech dílů. Montáž využijeme, protože byla po ruce a karton u mě doma přes den nenajdete. To bude podvozek, na který namontujeme zbytek postroje robota, připevníme motory a senzory. Jak hnací silou, použijeme tří nebo pětivoltové motory, které se dají vytáhnout starý psací stroj. Kolečka vyrobíme z uzávěrů z plastových lahví, například od Coca-Coly.
Jako snímače se používají třívoltové fototranzistory nebo fotodiody. Lze je vytáhnout i ze staré optomechanické myši. Obsahuje infračervené senzory (v našem případě byly černé). Tam jsou spárované, tedy dvě fotobuňky v jedné lahvičce. S testerem vám nic nebrání zjistit, která noha je k čemu určena. Naším ovládacím prvkem budou domácí tranzistory 816G. Jako zdroje energie používáme tři AA baterie pájené dohromady. Nebo můžete vzít přihrádku na baterie ze starého stroje, jako jsme to udělali my. Pro instalaci bude zapotřebí kabeláž. Kabely s kroucenými páry jsou pro tyto účely ideální. Pro zajištění všech dílů je vhodné použít horké lepidlo s tavnou pistolí. Tento nádherný vynález rychle taje a stejně rychle tuhne, což vám umožní s ním rychle pracovat a instalovat jednoduché prvky. Věc je ideální pro taková řemesla a ve svých článcích jsem ji použil více než jednou. Potřebujeme také tuhý drát, dobře poslouží obyčejná kancelářská sponka.
Namontujeme obvod
Vyndali jsme tedy všechny díly a naskládali je na náš stůl. Pájka už doutná kalafunou a vy si třete ruce, toužíte ji sestavit, no, tak začneme. Vezmeme kus montáže a nařežeme ho na velikost budoucího robota. K řezání DPS používáme kovové nůžky. Udělali jsme čtverec o straně asi 4-5 cm, hlavní je, že se na něj vešel náš malinký obvod, baterie, dva motory a úchyty na přední kolo. Aby se deska netřásla a byla rovná, můžete ji opracovat pilníkem a také odstranit ostré hrany. Naším dalším krokem bude utěsnění senzorů. Fototranzistory a fotodiody mají plus a mínus, jinými slovy anodu a katodu. Je nutné dodržet polaritu jejich zařazení, kterou lze snadno určit nejjednodušším testerem. Pokud uděláte chybu, nic se nespálí, ale robot se nepohne. Snímače jsou na jedné straně připájeny do rohů desky plošných spojů tak, aby se dívaly do stran. Neměly by být zapájeny celé do desky, ale nechat asi jeden a půl centimetru vývodů, aby se daly snadno ohnout libovolným směrem – to budeme potřebovat později při nastavování našeho robota. To budou naše oči, měly by být na jedné straně našeho podvozku, což bude v budoucnu přední část robota. Okamžitě lze poznamenat, že sestavujeme dva řídicí obvody: jeden pro ovládání pravého a druhý levý motor.
Trochu dále od přední hrany šasi, vedle našich senzorů, potřebujeme připájet tranzistory. Pro usnadnění pájení a montáže dalšího obvodu jsme oba tranzistory připájeli tak, aby jejich označení „směřovalo“ k pravému kolu. Okamžitě byste si měli poznamenat umístění nohou tranzistoru. Pokud vezmete tranzistor do rukou a otočíte kovový substrát směrem k sobě a značky směrem k lesu (jako v pohádce) a nohy směřují dolů, budou nohy zleva doprava: základna , kolektor a emitor. Pokud se podíváte na schéma znázorňující náš tranzistor, pak základem bude tyč kolmá k tlustému segmentu v kruhu, emitor bude tyč se šipkou, kolektor bude stejná tyč, pouze bez šipky. Tady se zdá vše jasné. Připravíme si baterie a přistoupíme k samotné montáži elektrického obvodu. Zpočátku jsme jednoduše vzali tři AA baterie a připájeli je sériově. Ihned je můžete vložit do speciálního držáku baterie, který se, jak jsme si již řekli, vytahuje ze starého dětského auta. Nyní připájeme dráty k bateriím a určíme dva klíčové body na naší desce, kde se budou všechny dráty sbíhat. To bude plus a mínus. Udělali jsme to jednoduše – dokázali jsme to kroucený pár do okrajů desky, připájel konce k tranzistorům a fotosenzorům, udělal kroucenou smyčku a tam připájel baterie. Možná ne nejvíc nejlepší možnost, ale nejpohodlnější. No, teď připravíme dráty a začneme sestavovat elektriku. Půjdeme od kladného pólu baterie k zápornému kontaktu elektrické schéma. Vezmeme kus kroucené dvoulinky a začneme chodit - kladný kontakt obou fotosenzorů připájíme na plus baterií a na stejném místě připájeme emitory tranzistorů. Druhou nohu fotobuňky připájíme malým kouskem drátu k bázi tranzistoru. Zbývající poslední nohy transyuku připájeme k motorům. Druhý kontakt motorů lze připájet k baterii přes spínač.
Ale jako správný Jedi jsme se rozhodli zapnout našeho robota pájením a odpájením drátu, protože v mých koších nebyl žádný vypínač vhodné velikosti.
Elektrické ladění
Vše, elektrická část Máme sestaveno, nyní začneme testovat obvod. Zapneme náš okruh a přivedeme ho k rozsvícené stolní lampě. Střídejte se, otočte nejprve jednu nebo druhou fotobuňku. A uvidíme, co se stane. Pokud se naše motory začnou otáčet různými rychlostmi v závislosti na osvětlení, pak je vše v pořádku. Pokud ne, hledejte zárubně v sestavě. Elektronika je věda o kontaktech, což znamená, že když něco nefunguje, tak někde žádný kontakt není. Důležitý bod: pravý foto senzor je zodpovědný za levé kolo a levý za pravé. Nyní pojďme zjistit, jakým způsobem se otáčí pravý a levý motor. Oba by se měli otočit dopředu. Pokud se tak nestane, musíte změnit polaritu zapnutí motoru, který se točí špatným směrem, jednoduše přepájením vodičů na svorkách motoru obráceně. Ještě jednou vyhodnocujeme umístění motorů na podvozku a kontrolujeme směr pohybu ve směru, kde jsou instalovány naše senzory. Pokud je vše v pořádku, jedeme dál. V každém případě se to dá opravit, i když je vše definitivně smontováno.
Sestavení zařízení
S ponurým elektrická část Přišli jsme na to, nyní přejdeme k mechanice. Kolečka vyrobíme z víček z plastových lahví. Chcete-li vyrobit přední kolo, vezměte dva kryty a slepte je dohromady.
Po obvodu jsme ho přilepili dutou částí dovnitř pro větší stabilitu kola. Dále vyvrtejte otvor do prvního a druhého víčka přesně uprostřed víka. Pro vrtání a nejrůznější domácí řemesla je velmi výhodné použít Dremel - jakousi malou vrtačku se spoustou nástavců, frézování, řezání a mnoha dalších. Velmi vhodné je použití pro vrtání otvorů menších než jeden milimetr, kde již pravidelné cvičení nezvládá.
Poté, co kryty navrtáme, vložíme do otvoru předem ohnutou kancelářskou sponku.
Kancelářskou sponku ohneme do tvaru písmene „P“, kde kolečko visí na horní liště našeho písmene.
Nyní připevníme tuto kancelářskou sponku mezi fotosenzory před naším autem. Spona je pohodlná, protože si snadno nastavíte výšku předního kola a této úpravě se budeme věnovat později.
Přejděme k hnacím kolům. Vyrobíme je i z víček. Podobně vyvrtáme každé kolo přesně ve středu. Nejlepší je, aby vrtačka měla velikost osy motoru a ideálně - o zlomek milimetru menší, aby se tam osa dala zasunout, ale s obtížemi. Obě kola nasadíme na hřídel motoru, a aby nevyskočila, zajistíme je horkým lepidlem.
Je důležité to udělat nejen proto, aby kola při pohybu neodlétala, ale také se neotáčela v místě upevnění.
Nejdůležitější částí je montáž elektromotorů. Umístili jsme je na úplný konec našeho šasi, na opačnou stranu desky plošných spojů než veškerá ostatní elektronika. Musíme si pamatovat, že řízený motor je umístěn naproti svému řídicímu fotosystému. To se provádí tak, aby se robot mohl otočit směrem ke světlu. Vpravo je fotosenzor, vlevo motor a naopak. Pro začátek zachytíme motory kousky kroucené dvojlinky, provlečené otvory v instalaci a zkroucené shora.
Dodáváme energii a vidíme, kde se naše motory točí. V temná místnost Motory se nebudou otáčet, je vhodné je nasměrovat na lampu. Zkontrolujeme, zda všechny motory fungují. Točíme robotem a sledujeme, jak motory mění rychlost otáčení v závislosti na osvětlení. Otočme to pravým fotosenzorem a levý motor by se měl rychle roztočit a druhý naopak zpomalit. Nakonec zkontrolujeme směr otáčení kol, aby se robot pohyboval vpřed. Pokud vše funguje tak, jak jsme popsali, pak můžete jezdce opatrně zajistit horkým lepidlem.
Snažíme se, aby jejich kola byla na stejné ose. To je vše – upevníme baterie na horní plošinu podvozku a přejdeme k nastavení a hraní s robotem.
Úskalí a nastavení
První úskalí v našem řemesle bylo nečekané. Když jsme sestavili celý okruh a technickou část, všechny motory perfektně reagovaly na světlo a zdálo se, že vše jde skvěle. Ale když jsme položili robota na podlahu, nefungovalo to pro nás. Ukázalo se, že motory prostě nemají dostatečný výkon. Musel jsem naléhavě roztrhejte dětské auto, abyste odtamtud dostali silnější motory. Mimochodem, pokud vezmete motory z hraček, rozhodně neuděláte chybu s jejich výkonem, protože jsou navrženy tak, aby vezly spoustu aut s bateriemi. Jakmile jsme měli motory vytříděné, přešli jsme ke kosmetickému ladění a jízdě. Nejprve musíme posbírat vousy drátů, které se táhnou po podlaze, a připevnit je k podvozku horkým lepidlem.
Pokud se robot táhne někde na břiše, můžete zvednout přední podvozek ohnutím upevňovacího drátu. Nejdůležitější jsou fotosenzory. Nejlepší je ohnout je při pohledu na stranu na třicet stupňů od hlavního chodu. Poté zachytí světelné zdroje a bude se k nim pohybovat. Požadovaný úhel ohybu bude nutné zvolit experimentálně. To je ono, vyzbrojme se stolní lampa, postavte robota na podlahu, zapněte ho a začněte kontrolovat a užívat si, jak vaše dítě jasně sleduje zdroj světla a jak chytře ho nachází.
Vylepšení
Dokonalost není omezena a našemu robotovi můžete přidat nekonečné funkce. Dokonce se uvažovalo o instalaci ovladače, ale pak by se výrazně zvýšila cena a složitost výroby, a to není naše metoda.
Prvním vylepšením je vyrobit robota, který by cestoval po dané dráze. Vše je zde jednoduché, stačí vzít a vytisknout na tiskárně černý pruh, nebo podobně nakreslený černým permanentním fixem na list papíru Whatman. Hlavní je, že pásek je o něco užší, než je šířka utěsněných fotosenzorů. Samotné fotobuňky spustíme tak, aby se dívaly na podlahu. Vedle každého z našich očí nainstalujeme sériově supersvítivou LED s odporem 470 Ohmů. Samotnou LED připájíme odporem přímo na baterii. Myšlenka je jednoduchá, od bílý list papír, světlo se dokonale odráží, dopadá na náš senzor a robot jede rovně. Jakmile paprsek dopadne na tmavý pruh, nedosáhne fotobuňky téměř žádné světlo ( černý papír dokonale absorbuje světlo), a proto se jeden motor začne otáčet pomaleji. Další motor rychle otočí robota a vyrovná jeho kurz. V důsledku toho se robot kutálí po černém pruhu jako po kolejích. Můžete nakreslit takový pruh na bílou podlahu a poslat robota do kuchyně, aby si vzal pivo z počítače.
Druhým nápadem je zkomplikovat obvod přidáním dalších dvou tranzistorů a dvou fotosenzorů a přimět robota, aby hledal světlo nejen zepředu, ale i ze všech stran, a jakmile ho najde, vrhne se k němu. Vše bude záležet pouze na tom, ze které strany se zdroj světla objeví: pokud zepředu, půjde dopředu, a pokud zezadu, vrátí se zpět. I v tomto případě pro zjednodušení montáže můžete použít čip LM293D, ale stojí to asi sto rublů. Ale s jeho pomocí můžete snadno nakonfigurovat diferenciální aktivaci směru otáčení kol nebo jednodušeji směr pohybu robota: dopředu a dozadu.
Poslední věc, kterou můžete udělat, je zcela vyjmout baterie, které se neustále vybíjejí, a nainstalovat solární baterii, kterou nyní můžete zakoupit v železářství. mobilní telefony(nebo na dialextreme). Abyste zabránili úplné ztrátě funkčnosti robota v tomto režimu, pokud by se náhodou dostal do stínu, můžete jej připojit paralelně solární baterie– elektrolytický kondenzátor s velmi velkou kapacitou (tisíce mikrofaradů). Protože naše napětí tam nepřesahuje pět voltů, můžeme vzít kondenzátor určený pro 6,3 voltu. S takovou kapacitou a napětím bude docela miniaturní. Kondenzátory lze buď koupit, nebo vykořenit ze starých napájecích zdrojů.
Odpočinek možné variace, myslíme si, že na to přijdeš sám. Pokud bude něco zajímavého, určitě napište.
Závěry
Připojili jsme se tedy k největší vědě, motoru pokroku – kybernetice. V sedmdesátých letech minulého století bylo velmi populární navrhovat takové roboty. Je třeba poznamenat, že naše tvorba používá základy analogu výpočetní technika, která zanikla s nástupem digitální technologie. Ale jak jsem ukázal v tomto článku, není vše ztraceno. Doufám, že nezůstaneme jen u konstrukce tak jednoduchého robota, ale budeme vymýšlet stále nové a nové designy a vy nás překvapíte svými. zajímavá řemesla. Hodně štěstí při stavbě!
27. srpna 2017 Gennady
Dnes si řekneme, jak vyrobit robota z dostupných materiálů. Výsledný „high-tech android“, i když bude malá velikost a je nepravděpodobné, že vám bude moci pomoci s domácími pracemi, ale určitě pobaví děti i dospělé.
Požadované materiály
K výrobě robota nepotřebujete znalosti jaderné fyziky. Robota si můžete vyrobit doma běžné materiály, které jsou vždy po ruce. Co tedy potřebujeme:- 2 kusy drátu
- 1 motor
- 1 AA baterie
- 3 tlačné kolíky
- 2 kusy pěnové desky nebo podobného materiálu
- 2-3 hlavy starých zubních kartáčků nebo několik kancelářských sponek
1. Připojte baterii k motoru
Pomocí lepicí pistole připevněte kus pěnové lepenky ke skříni motoru. Poté k němu přilepíme baterii.
Umístěte pár kapek lepidla na samotný konec destabilizátoru nebo nějaké připevněte dekorativní prvek- to dodá robotovi individualitu a zvýší amplitudu jeho pohybů.
3. Nohy
Nyní musíte robota vybavit dolními končetinami. Pokud k tomu používáte hlavice zubního kartáčku, přilepte je ke spodní části motorku. Jako vrstvu můžete použít stejnou pěnovou desku.
5. Připojení baterie
Pomocí horkovzdušné pistole přilepte drát k jednomu konci baterie. Můžete si vybrat kterýkoli ze dvou vodičů a kteroukoli stranu baterie - na polaritě v tomto případě nezáleží. Pokud jste dobří v pájení, můžete pro tento krok použít místo lepidla také pájení.
6. Oči
Jako oči robota se docela hodí pár korálků, které připevníme horkým lepidlem na jeden konec baterie. V tomto kroku můžete ukázat svou představivost a vymyslet vzhled očí podle svého uvážení.Vyrobte si robota velmi jednoduché Pojďme zjistit, k čemu je potřeba vytvořit robota doma, abyste pochopili základy robotiky.
Po zhlédnutí dostatečného množství filmů o robotech jste si jistě často chtěli postavit svého vlastního kamaráda v bitvě, ale nevěděli jste, kde začít. Samozřejmě, že nebudete schopni postavit bipedálního Terminátora, ale o to se nesnažíme. Každý, kdo ví, jak správně držet páječku v ruce, dokáže sestavit jednoduchého robota a to nevyžaduje hluboké znalosti, i když to nebude bolet. Amatérská robotika se od návrhu obvodů příliš neliší, jen je mnohem zajímavější, protože zahrnuje také oblasti jako mechanika a programování. Všechny komponenty jsou snadno dostupné a nejsou tak drahé. Pokrok tedy nestojí a my ho využijeme ve svůj prospěch.
Zavedení
Tak. co je robot? Ve většině případů toto automatické zařízení, který reaguje na jakoukoliv akci prostředí. Roboty mohou ovládat lidé nebo provádět předem naprogramované akce. Typicky je robot vybaven řadou senzorů (vzdálenost, úhel natočení, zrychlení), videokamerami a manipulátory. Elektronickou část robota tvoří mikrokontrolér (MC) - mikroobvod, který obsahuje procesor, generátor hodin, různé periferie, RAM a permanentní paměť. Na světě existuje obrovské množství různých mikrokontrolérů pro různé aplikace a na jejich základě můžete sestavit výkonné roboty. Mikrokontroléry AVR jsou široce používány pro amatérské stavby. Jsou zdaleka nejdostupnější a na internetu lze najít mnoho příkladů založených na těchto MK. Chcete-li pracovat s mikrokontroléry, musíte být schopni programovat v assembleru nebo C a mít základní znalosti digitální a analogové elektroniky. V našem projektu budeme používat C. Programování pro MK se příliš neliší od programování na počítači, syntaxe jazyka je stejná, většina funkcí se prakticky neliší a nové se celkem snadno učí a pohodlně se používají.
Co potřebujeme
Pro začátek se náš robot bude moci jednoduše vyhýbat překážkám, tedy opakovat běžné chování většiny zvířat v přírodě. Vše, co ke stavbě takového robota potřebujeme, seženeme v prodejnách rádií. Pojďme se rozhodnout, jak se náš robot bude pohybovat. Myslím, že nejpovedenější jsou pásy, které se používají v tancích, to je nejpohodlnější řešení, protože pásy mají větší manévrovatelnost než kola vozidla a pohodlněji se ovládají (k zatáčení stačí pásy natočit; v různých směrech). Proto budete potřebovat jakoukoli hračku, jejíž housenky se otáčejí nezávisle na sobě, můžete si ji koupit v každém hračkářství rozumnou cenu. Z této nádrže potřebujete pouze plošinu s pásy a motory s převodovkami, zbytek můžete bezpečně odšroubovat a vyhodit. Potřebujeme také mikrokontrolér, moje volba padla na ATmega16 - má dostatek portů pro připojení senzorů a periferií a celkově je docela pohodlný. Budete také muset zakoupit některé rádiové komponenty, páječku a multimetr.
Výroba desky s MK
V našem případě bude mikrokontrolér vykonávat funkce mozku, ale nezačneme s ním, ale s napájením mozku robota. Správná výživa- záruka zdraví, takže začneme tím, jak správně krmit našeho robota, protože právě zde začínající stavitelé robotů obvykle dělají chyby. A aby náš robot normálně fungoval, musíme použít stabilizátor napětí. Preferuji čip L7805 - je navržen tak, aby produkoval stabilní výstupní napětí 5V, což je to, co náš mikrokontrolér potřebuje. Ale vzhledem k tomu, že úbytek napětí na tomto mikroobvodu je asi 2,5V, musí se do něj dodat minimálně 7,5V. Spolu s tímto stabilizátorem se používají elektrolytické kondenzátory pro vyhlazení zvlnění napětí a v obvodu musí být zařazena dioda na ochranu proti přepólování.
Nyní můžeme přejít k našemu mikrokontroléru. Pouzdro MK je DIP (je pohodlnější pájet) a má čtyřicet pinů. Na palubě je ADC, PWM, USART a mnoho dalšího, co zatím nevyužijeme. Podívejme se na několik důležitých uzlů. Pin RESET (9. větev MK) je vytažen odporem R1 do „plus“ zdroje – to je nutné udělat! V opačném případě se může váš MK neúmyslně resetovat nebo, jednodušeji řečeno, selhat. Dalším žádoucím opatřením, které však není povinné, je připojení RESETu přes keramický kondenzátor C1 k zemi. Na schématu je také vidět 1000 uF elektrolyt, který vás ušetří propadů napětí při běžících motorech, což bude mít také příznivý vliv na činnost mikrokontroléru. Křemenný rezonátor X1 a kondenzátory C2, C3 by měly být umístěny co nejblíže pinům XTAL1 a XTAL2.
Nebudu mluvit o tom, jak flashovat MK, protože si o tom můžete přečíst na internetu. Program napíšeme v C. Jako programovací prostředí jsem zvolil CodeVisionAVR. Toto je poměrně uživatelsky přívětivé prostředí a je užitečné pro začátečníky, protože má vestavěného průvodce vytvářením kódu.
Ovládání motoru
Neméně důležitou součástí našeho robota je motorový ovladač, který nám usnadňuje jeho ovládání. Nikdy a za žádných okolností nepřipojujte motory přímo na MK! Obecně platí, že výkonné zátěže nelze ovládat přímo z mikrokontroléru, jinak se spálí. Použijte klíčové tranzistory. Pro náš případ je tu speciální čip - L293D. V takových jednoduchých projektech se vždy snažte použít tento konkrétní čip s indexem „D“, protože má vestavěné diody pro ochranu proti přetížení. Tento mikroobvod je velmi snadno ovladatelný a lze jej snadno získat v obchodech s rádiem. Je k dispozici ve dvou balíčcích: DIP a SOIC. DIP v balení použijeme z důvodu snadné montáže na desku. L293D má samostatné napájení pro motory a logiku. Samotný mikroobvod tedy budeme napájet ze stabilizátoru (vstup VSS) a motory přímo z baterií (vstup VS). L293D vydrží zatížení 600 mA na kanál a má dva z těchto kanálů, to znamená, že k jednomu čipu lze připojit dva motory. Ale pro jistotu zkombinujeme kanály a pak budeme potřebovat jednu micra pro každý motor. Z toho plyne, že L293D bude schopen odolat 1,2 A. Abyste toho dosáhli, musíte zkombinovat micra nohy, jak je znázorněno na schématu. Mikroobvod funguje následovně: když je na IN1 a IN2 aplikována logická „0“ a na IN3 a IN4 je aplikována logická jednička, motor se otáčí jedním směrem, a pokud jsou signály invertovány - je aplikována logická nula, pak se motor začne otáčet v opačném směru. Piny EN1 a EN2 jsou zodpovědné za zapnutí každého kanálu. Připojíme je a připojíme k „plusu“ napájení ze stabilizátoru. Protože se mikroobvod během provozu zahřívá a instalace radiátorů na tento typ pouzdra je problematická, odvod tepla zajišťují nohy GND - je lepší je připájet na širokou kontaktní podložku. To je vše, co potřebujete vědět o ovladačích motoru poprvé.
Senzory překážek
Aby náš robot uměl navigovat a do všeho nenarazil, nainstalujeme dva infračervený senzor. Nejjednodušší senzor se skládá z IR diody, která vyzařuje v infračerveném spektru a fototranzistoru, který bude přijímat signál z IR diody. Princip je následující: když před snímačem není žádná překážka, IR paprsky nedopadají na fototranzistor a ten se neotevře. Pokud je před snímačem překážka, tak se od ní paprsky odrážejí a dopadají na tranzistor - ten se otevře a začne téct proud. Nevýhodou těchto senzorů je, že mohou reagovat různě různé povrchy a nejsou chráněny před rušením - snímač se může náhodně spustit z cizích signálů z jiných zařízení. Modulace signálu vás může chránit před rušením, ale s tím se zatím nebudeme obtěžovat. Pro začátek to stačí.
Firmware robota
Abyste robota přivedli k životu, musíte pro něj napsat firmware, tedy program, který by snímal údaje ze senzorů a řídil motory. Můj program je nejjednodušší, neobsahuje složité struktury a všichni to pochopí. Následující dva řádky obsahují hlavičkové soubory pro náš mikrokontrolér a příkazy pro generování zpoždění:
#zahrnout
#zahrnout
Následující řádky jsou podmíněné, protože hodnoty PORTC závisí na tom, jak jste připojili ovladač motoru k mikrokontroléru:
PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Hodnota 0xFF znamená, že výstup bude log. "1" a 0x00 je log. "0". Pomocí následující konstrukce zkontrolujeme, zda je před robotem překážka a na které straně se nachází: if (!(PINB & (1< Pokud světlo z IR diody dopadne na fototranzistor, pak je na noze mikrokontroléru nainstalován protokol. „0“ a robot se začne pohybovat dozadu, aby se vzdálil od překážky, pak se otočí, aby znovu nenarazil do překážky, a pak se znovu pohne vpřed. Vzhledem k tomu, že máme dva senzory, kontrolujeme přítomnost překážky dvakrát - vpravo a vlevo, a proto můžeme zjistit, na které straně překážka je. Příkaz "delay_ms(1000)" označuje, že uplyne jedna sekunda, než se začne provádět další příkaz. Probral jsem většinu aspektů, které vám pomohou postavit vašeho prvního robota. Tím ale robotizace nekončí. Pokud si tohoto robota sestavíte, budete mít spoustu příležitostí k jeho rozšíření. Můžete vylepšit robotův algoritmus, například co dělat, když překážka není na nějaké straně, ale přímo před robotem. Také by neuškodilo nainstalovat kodér – jednoduché zařízení, které vám pomůže přesně umístit a znát polohu vašeho robota v prostoru. Pro přehlednost je možné nainstalovat barevný nebo monochromatický displej, který může zobrazovat užitečné informace – úroveň nabití baterie, vzdálenost k překážkám, různé informace o ladění. Nebylo by na škodu vylepšit senzory - osadit TSOP (to jsou IR přijímače, které vnímají signál jen určité frekvence) místo klasických fototranzistorů. Kromě infračervených senzorů existují ultrazvukové senzory, které jsou dražší a mají také své nevýhody, ale v poslední době si získávají oblibu mezi výrobci robotů. Aby robot reagoval na zvuk, bylo by dobré nainstalovat mikrofony se zesilovačem. Ale co je podle mě opravdu zajímavé, je instalace kamery a programování strojového vidění na jejím základě. K dispozici je sada speciálních OpenCV knihoven, pomocí kterých můžete naprogramovat rozpoznávání obličeje, pohyb podle barevných majáků a mnoho dalších zajímavostí. Vše záleží pouze na vaší fantazii a dovednostech. Seznam komponentů: ATmega16 v balení DIP-40> L7805 v balení TO-220 L293D v pouzdře DIP-16 x 2 ks. rezistory o výkonu 0,25 W s jmenovitými hodnotami: 10 kOhm x 1 ks, 220 Ohm x 4 ks. keramické kondenzátory: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF elektrolytické kondenzátory: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 ks. dioda 1N4001 nebo 1N4004 16 MHz křemenný rezonátor IR diody: budou stačit libovolné dvě z nich. fototranzistory, také libovolné, ale reagující pouze na vlnovou délku infračervených paprsků Firmware kód: V tuto chvíli je můj robot téměř hotový. Je vybavena bezdrátovou kamerou, snímačem vzdálenosti (kamera i tento snímač jsou instalovány na otočné věži), snímačem překážek, kodérem, přijímačem signálu z dálkového ovladače a rozhraním RS-232 pro připojení k počítač. Funguje ve dvou režimech: autonomní a manuální (přijímá řídicí signály z dálkového ovládání), kameru lze také zapnout/vypnout na dálku nebo samotným robotem pro úsporu energie baterie. Píšu firmware pro zabezpečení bytu (přenos snímků do počítače, detekce pohybu, obcházení areálu).Závěr
