Wer wünscht sich nicht einen universellen Helfer, der jeden Auftrag erledigt: Geschirr spülen, Lebensmittel einkaufen, einen Reifen am Auto wechseln, Kinder in den Kindergarten und Eltern zur Arbeit bringen? Die Idee, mechanisierte Assistenten zu schaffen, beschäftigt Ingenieure seit der Antike. Und Karel Capek hat sogar ein Wort für einen mechanischen Diener erfunden – einen Roboter, der Aufgaben anstelle eines Menschen erledigt.

Glücklicherweise werden solche Assistenten im aktuellen digitalen Zeitalter mit Sicherheit bald Realität. Tatsächlich helfen intelligente Mechanismen einem Menschen bereits bei der Hausarbeit: Ein Roboterstaubsauger räumt auf, während die Besitzer bei der Arbeit sind, ein Multikocher hilft bei der Essenszubereitung, nicht schlechter als eine selbst zusammengestellte Tischdecke, und der verspielte Welpe Aibo wird es tun Bringen Sie gerne Hausschuhe oder einen Ball mit. Hochentwickelte Roboter werden in der Fertigung, in der Medizin und im Weltraum eingesetzt. Sie ermöglichen es, menschliche Arbeitskraft unter schwierigen oder gefährlichen Bedingungen teilweise oder sogar vollständig zu ersetzen. Androiden versuchen dabei, äußerlich wie Menschen auszusehen Industrieroboter werden in der Regel aus wirtschaftlichen und technologischen Gründen erstellt und die Außendekoration hat für sie keineswegs Priorität.

Aber es stellt sich heraus, dass man versuchen kann, mit improvisierten Mitteln einen Roboter zu bauen. So können Sie aus einem Telefonhörer, einer Computermaus, einer Zahnbürste, einer alten Kamera oder der allgegenwärtigen Plastikflasche einen originellen Mechanismus konstruieren. Durch die Platzierung mehrerer Sensoren auf der Plattform können Sie einen solchen Roboter so programmieren, dass er einfache Vorgänge ausführt: die Beleuchtung anpassen, Signale senden, sich im Raum bewegen. Natürlich ist dies alles andere als ein multifunktionaler Assistent aus Science-Fiction-Filmen, aber eine solche Tätigkeit fördert Einfallsreichtum und kreatives Ingenieursdenken und weckt bedingungslos Bewunderung bei denen, die Robotik absolut nicht für ein Handwerksgeschäft halten.

Cyborg aus der Box

Eine der einfachsten Lösungen zum Bau eines Roboters besteht darin, einen fertigen Roboterbausatz mit Schritt-für-Schritt-Anleitung zu kaufen. Diese Option eignet sich auch für diejenigen, die sich ernsthaft mit technischer Kreativität befassen möchten, da ein Paket alle notwendigen Teile für die Mechanik enthält: von elektronischen Platinen und speziellen Sensoren bis hin zu einem Vorrat an Schrauben und Aufklebern. Zusammen mit Anweisungen, mit denen Sie einen ziemlich komplexen Mechanismus erstellen können. Dank vieler Zubehörteile kann ein solcher Roboter als hervorragende Basis für Kreativität dienen.

Grundlegende Schulkenntnisse in Physik und Fähigkeiten aus dem Arbeitsunterricht reichen völlig aus, um den ersten Roboter zusammenzubauen. Verschiedene Sensoren und Motoren werden über Bedienfelder gesteuert und spezielle Programmierumgebungen ermöglichen die Erstellung echter Cyborgs, die Befehle ausführen können.

Beispielsweise kann ein Sensor an einem mechanischen Roboter das Vorhandensein oder Fehlen einer Oberfläche vor dem Gerät erkennen und der Programmcode kann angeben, in welche Richtung der Radstand gedreht werden soll. So ein Roboter wird niemals vom Tisch fallen! Echte Roboterstaubsauger funktionieren übrigens nach einem ähnlichen Prinzip. Neben der Durchführung der Reinigung nach einem vorgegebenen Zeitplan und der Möglichkeit, rechtzeitig zum Aufladen zur Basis zurückzukehren, kann dieser intelligente Assistent selbstständig Trajektorien für die Reinigung des Raums erstellen. Da sich auf dem Boden verschiedene Hindernisse wie Stühle und Drähte befinden können, muss der Roboter ständig den vor ihm liegenden Weg abtasten und solchen Hindernissen ausweichen.

Damit ein selbst erstellter Roboter verschiedene Befehle ausführen kann, bieten Hersteller die Möglichkeit, ihn zu programmieren. Nachdem Sie einen Algorithmus für das Verhalten des Roboters unter verschiedenen Bedingungen erstellt haben, sollten Sie einen Code für die Interaktion von Sensoren mit der Außenwelt erstellen. Dies ist dank des Vorhandenseins eines Mikrocomputers möglich, der das Gehirnzentrum eines solchen mechanischen Roboters darstellt.

Selbstgebauter mobiler Mechanismus

Auch ohne spezielle und meist teure Bausätze ist es durchaus möglich, mit improvisierten Mitteln einen mechanischen Manipulator herzustellen. Nachdem Sie sich also von der Idee inspirieren lassen, einen Roboter zu entwickeln, sollten Sie die Bestände an Haushaltsbehältern sorgfältig auf das Vorhandensein nicht abgeholter Ersatzteile analysieren, die in diesem kreativen Unterfangen verwendet werden können. Sie werden Folgendes verwenden:

• ein Motor (zum Beispiel aus einem alten Spielzeug);
• Räder von Spielzeugautos;
• Konstruktionsdetails;
• Kartons;
• Füllfederhalterminen;
• verschiedene Arten von Klebeband;
• Kleber;
• Knöpfe, Perlen;
• Schrauben, Muttern, Büroklammern;
• alle Arten von Drähten;
• Glühbirne;
• Batterie (passend zur Spannung des Motors).

Hinweis: „Eine nützliche Fähigkeit beim Bau eines Roboters ist die Fähigkeit, einen Lötkolben zu verwenden, da er dabei hilft, den Mechanismus, insbesondere die elektrischen Komponenten, sicher zu befestigen.“

Mit Hilfe dieser öffentlich verfügbaren Komponenten können Sie ein echtes technisches Wunder erschaffen.

Um Ihren eigenen Roboter aus den zu Hause verfügbaren Materialien zu bauen, sollten Sie also:

1. Bereiten Sie die gefundenen Teile für den Mechanismus vor und überprüfen Sie ihre Leistung.
2. Zeichnen Sie unter Berücksichtigung der verfügbaren Ausrüstung ein Modell des zukünftigen Roboters.
3. aus einem Baukasten oder Pappteilen einen Körper für den Roboter zusammenbauen;
4. Kleben oder Löten von Ersatzteilen, die für die Bewegung des Mechanismus verantwortlich sind (z. B. Befestigen eines Robotermotors an einem Radstand);
5. Versorgen Sie den Motor mit Strom, indem Sie ihn mit einem Leiter an die entsprechenden Batteriekontakte anschließen.
6. ergänzen das thematische Dekor des Geräts.

Tipp: „Augenperlen für den Roboter, dekorative Hörner-Antennen aus Draht, Beinfedern, Diodenglühbirnen wird dazu beitragen, selbst dem langweiligsten Mechanismus Leben einzuhauchen. Diese Elemente können mit Kleber oder Klebeband befestigt werden.“

Sie können den Mechanismus eines solchen Roboters in wenigen Stunden herstellen. Anschließend müssen Sie sich nur noch einen Namen für den Roboter ausdenken und ihn den bewundernden Zuschauern präsentieren. Sicherlich werden einige von ihnen die innovative Idee aufgreifen und in der Lage sein, ihre eigenen mechanischen Charaktere zu erstellen.

Berühmte intelligente Maschinen

Der niedliche Roboter Wall-E macht sich beim Zuschauer des gleichnamigen Films beliebt und weckt in ihm Mitgefühl für seine dramatischen Abenteuer, während der Terminator die Macht einer seelenlosen, unbesiegbaren Maschine demonstriert. Star-Wars-Charaktere – die treuen Droiden R2D2 und C3PO – begleiten Sie auf Reisen durch eine weit, weit entfernte Galaxie und der romantische Werther opfert sich sogar im Kampf mit Weltraumpiraten.

Auch außerhalb des Kinos gibt es mechanische Roboter. So bewundert die Welt die Fähigkeiten des humanoiden Roboters Asimo, der Treppen hinaufgehen, Fußball spielen, Getränke servieren und höflich grüßen kann. Die Rover Spirit und Curiosity sind mit autonomen Chemielaboren ausgestattet, die die Analyse von Marsbodenproben ermöglichten. Selbstfahrende Roboterautos können sich ohne menschliches Eingreifen selbst auf komplexen Stadtstraßen fortbewegen hohe Risiken unvorhergesehene Ereignisse.

Vielleicht sind es die Versuche zu Hause, die ersten intellektuellen Mechanismen zu schaffen, aus denen Erfindungen hervorgehen, die das technische Panorama der Zukunft und das Leben der Menschheit verändern werden.

Heutzutage erinnern sich leider nur wenige Menschen daran, dass es 2005 die Chemical Brothers gab und sie ein wunderbares Video hatten – Believe, in dem eine Roboterhand den Helden des Videos durch die Stadt jagte.

Dann hatte ich einen Traum. Damals unrealistisch, da ich von Elektronik nicht die geringste Ahnung hatte. Aber ich wollte glauben – glauben. 10 Jahre sind vergangen, und erst gestern habe ich es zum ersten Mal geschafft, meinen eigenen Roboterarm zusammenzubauen, ihn in Betrieb zu nehmen, ihn dann zu zerbrechen, zu reparieren und wieder in Betrieb zu nehmen und nebenbei Freunde zu finden und Selbstvertrauen zu gewinnen in meinen eigenen Fähigkeiten.

Achtung, es gibt Spoiler unter dem Schnitt!

Alles begann mit (Hallo, Meister Keith, und vielen Dank, dass Sie mir erlaubt haben, auf Ihrem Blog zu schreiben!), das nach einem Artikel über Habré fast sofort gefunden und ausgewählt wurde. Auf der Website heißt es, dass sogar ein 8-jähriges Kind einen Roboter zusammenbauen kann – warum bin ich schlechter? Ich versuche es gerade auf die gleiche Weise.

Zuerst herrschte Paranoia

Was dem Spielzeug im Gedächtnis geblieben ist, ist daher:

• Wird das Plastik in Ihren Händen brechen und zerbröckeln?
• Passen die Teile locker?
• Werden im Set nicht alle Teile enthalten sein?
• Wird die zusammengebaute Struktur zerbrechlich und kurzlebig sein?

• Einige Teile müssen mit einer Feile nachbearbeitet werden.
• Und einige Teile werden einfach nicht im Set enthalten sein
• Und ein anderer Teil wird zunächst nicht funktionieren, er muss geändert werden

Die Details des Designers passen nicht nur perfekt zusammen, sondern auch die Tatsache, dass Die Details sind kaum zu verwechseln. Stimmt, mit deutscher Pedanterie die Schöpfer Legen Sie genau so viele Schrauben beiseite wie nötig Daher ist es unerwünscht, beim Zusammenbau des Roboters Schrauben auf dem Boden zu verlieren oder zu verwechseln, „was wohin gehört“.

Technische Eigenschaften:

Länge: 228 mm
Höhe: 380 mm
Breite: 160 mm
Montagegewicht: 658 gr.

Ernährung: 4 D-Batterien
Gewicht der gehobenen Gegenstände: bis zu 100 g
Hintergrundbeleuchtung: 1 LED
Steuerungstyp: kabelgebundene Fernbedienung
Geschätzte Bauzeit: 6 Stunden
Bewegung: 5 Bürstenmotoren
Schutz der Struktur beim Umzug: Ratsche

Mobilität:
Erfassungsmechanismus: 0-1,77""
Handgelenkbewegung: innerhalb von 120 Grad
Ellenbogenbewegung: innerhalb von 300 Grad
Schulterbewegung: innerhalb von 180 Grad
Rotation auf der Plattform: innerhalb von 270 Grad

Du wirst brauchen:

• extra lange Zange (ohne geht es nicht)
• Seitenschneider (kann durch ein Papiermesser, eine Schere ersetzt werden)
• Kreuzschlitzschraubendreher
• 4 D-Batterien

Wichtig! Über kleine Details

Bolzen und Schrauben mit gleicher Funktion, aber unterschiedlicher Länge sind in der Anleitung ganz klar angegeben, zum Beispiel im mittleren Foto unten sehen wir die Bolzen P11 und P13. Oder vielleicht P14 – nun ja, das heißt, ich verwirre sie wieder einmal. =)

Man kann sie unterscheiden: Die Anleitung gibt an, welches wie viele Millimeter hat. Aber erstens sitzt man nicht mit einem Messschieber da (vor allem, wenn man 8 Jahre alt ist und/oder einfach keinen hat), und zweitens kann man sie letztlich nur unterscheiden, wenn man sie daneben stellt einander, was vielleicht nicht sofort passiert, kam mir in den Sinn (ist mir nicht in den Sinn gekommen, hehe).

Deshalb warne ich Sie im Voraus, wenn Sie sich dazu entschließen, diesen oder einen ähnlichen Roboter selbst zu bauen. Hier ist ein Hinweis:

• oder schauen Sie sich die Befestigungselemente vorab genauer an;
• Oder kaufen Sie sich weitere kleine Schrauben, selbstschneidende Schrauben und Bolzen, um sich keine Sorgen zu machen.

Werfen Sie außerdem niemals etwas weg, bevor Sie mit dem Zusammenbau fertig sind. Auf dem unteren Foto in der Mitte befindet sich zwischen zwei Körperteilen des „Kopfes“ des Roboters ein kleiner Ring, der zusammen mit anderen „Abfällen“ fast im Müll gelandet wäre. Und das ist übrigens eine Halterung für eine LED-Taschenlampe im „Kopf“ des Greifmechanismus.

Build-Prozess

Die Teile lassen sich recht leicht abbeißen und müssen nicht gereinigt werden, aber mir gefiel die Idee, jedes Teil mit einem Pappmesser und einer Schere zu bearbeiten, obwohl dies nicht notwendig ist.

Der Aufbau beginnt mit vier der fünf mitgelieferten Motoren, deren Zusammenbau eine wahre Freude ist: Ich liebe Getriebemechanismen einfach.

Wir fanden die Motoren ordentlich verpackt und „klebten“ aneinander – machen Sie sich bereit, die Frage des Kindes zu beantworten, warum Kommutatormotoren magnetisch sind (Sie können dies sofort in den Kommentaren tun! :)

Wichtig: in 3 von 5 Motorgehäusen, die Sie benötigen Versenken Sie die Muttern an den Seiten- In Zukunft werden wir die Körper beim Zusammenbau des Arms darauf platzieren. Seitenmuttern werden nicht nur im Motor benötigt, der die Basis der Plattform bildet, sondern um sich später nicht daran zu erinnern, welcher Körper wohin gehört, ist es besser, die Muttern in jedem der vier gelben Körper gleichzeitig zu vergraben. Nur für diesen Vorgang benötigen Sie eine Zange; diese wird später nicht mehr benötigt.

Nach ca. 30-40 Minuten war jeder der 4 Motoren mit einem eigenen Getriebe und Gehäuse ausgestattet. Alles zusammenzustellen ist nicht schwieriger als das Zusammenstellen einer Kinderüberraschung in der Kindheit, nur viel interessanter. Frage zur Pflege anhand des Fotos oben: Drei der vier Abtriebsräder sind schwarz, wo ist das weiße? Aus seinem Gehäuse sollten blaue und schwarze Drähte herauskommen. Es steht alles in der Anleitung, aber ich denke, es lohnt sich, noch einmal darauf zu achten.

Nachdem Sie alle Motoren außer dem „Kopf“ in Ihren Händen haben, beginnen Sie mit dem Zusammenbau der Plattform, auf der unser Roboter stehen wird. Zu diesem Zeitpunkt wurde mir klar, dass ich mit Schrauben und Schrauben vorsichtiger umgehen musste: Wie Sie auf dem Foto oben sehen können, fehlten mir zwei Schrauben, um die Motoren mithilfe der Seitenmuttern aneinander zu befestigen – sie waren bereits vorhanden in die Tiefe der bereits montierten Plattform eingeschraubt. Ich musste improvisieren.

Sobald die Plattform und der Hauptteil des Arms zusammengebaut sind, werden Sie in der Anleitung dazu aufgefordert, mit dem Zusammenbau des Greifmechanismus fortzufahren, der voller Kleinteile und beweglicher Teile ist – der spaßige Teil!

Aber ich muss sagen, dass hier die Spoiler enden und das Video beginnt, da ich zu einem Treffen mit einem Freund musste und den Roboter mitnehmen musste, was ich nicht rechtzeitig fertigstellen konnte.

Wie man mit Hilfe eines Roboters zum Mittelpunkt der Party wird

Der Roboter erwachte in unseren Händen zum Leben, sobald wir mit dem Zusammenbau fertig waren. Leider kann ich Ihnen unsere Freude nicht in Worte fassen, aber ich denke, dass mich viele hier verstehen werden. Wenn eine von Ihnen selbst zusammengestellte Struktur plötzlich ein erfülltes Leben führt, ist das ein Nervenkitzel!

Wir merkten, dass wir schrecklich hungrig waren und gingen essen. Es war nicht mehr weit, also trugen wir den Roboter in unseren Händen. Und dann wartete noch einer auf uns eine angenehme Überraschung: Robotik macht nicht nur Spaß. Es bringt die Menschen auch näher zusammen. Sobald wir uns an den Tisch setzten, waren wir von Menschen umgeben, die den Roboter kennenlernen und selbst einen bauen wollten. Am liebsten begrüßten die Kinder den Roboter „an den Tentakeln“, weil er sich wirklich so verhält, als wäre er lebendig, und vor allem ist es eine Hand! In einem Wort, Die Grundprinzipien der Animatronik wurden von den Benutzern intuitiv beherrscht. So sah es aus:

Fehlerbehebung

Nachdem wir beschlossen hatten, den Arm mit maximaler Amplitude zu bewegen, gelang es uns, ein charakteristisches Knistern und einen Funktionsausfall des motorischen Mechanismus im Ellenbogen zu erzielen. Zuerst hat mich das verärgert: Nun ja, es ist ein neues Spielzeug, gerade zusammengebaut, und es funktioniert nicht mehr.

Aber dann dämmerte es mir: Wenn man es einfach selbst sammelte, welchen Sinn hatte es dann? =) Ich kenne die Zahnräder im Inneren des Gehäuses sehr gut, und um zu verstehen, ob der Motor selbst kaputt ist oder ob das Gehäuse einfach nicht gut genug befestigt war, können Sie es laden, ohne den Motor von der Platine zu entfernen, und sehen, ob das funktioniert Klicken geht weiter.

Hier habe ich es geschafft, mich zu fühlen hiermit Robo-Meister!

Nach sorgfältiger Demontage des „Ellenbogengelenks“ konnte festgestellt werden, dass der Motor ohne Last reibungslos läuft. Das Gehäuse zerfiel, eine der Schrauben fiel hinein (weil sie vom Motor magnetisiert wurde), und wenn wir den Betrieb fortgesetzt hätten, wären die Zahnräder beschädigt worden – beim Zerlegen wurde ein charakteristisches „Pulver“ aus abgenutztem Kunststoff gefunden auf sie.

Sehr praktisch ist, dass der Roboter nicht komplett zerlegt werden musste. Und es ist wirklich cool, dass die Panne auf eine nicht ganz genaue Montage an dieser Stelle zurückzuführen ist und nicht auf irgendwelche Fabrikschwierigkeiten: Sie wurden in meinem Bausatz überhaupt nicht gefunden.

Beratung: Halten Sie zum ersten Mal nach der Montage einen Schraubenzieher und eine Zange bereit – sie können sich als nützlich erweisen.

Was kann dank dieses Sets gelehrt werden?

Ich habe nicht nur gemeinsame Themen für die Kommunikation mit völlig Fremden gefunden, sondern es ist mir auch gelungen, das Spielzeug nicht nur selbst zusammenzubauen, sondern auch selbst zu reparieren! Deshalb habe ich keinen Zweifel: Mit meinem Roboter wird immer alles in Ordnung sein. Und das ist ein sehr angenehmes Gefühl, wenn es um die Lieblingssachen geht.

Wir leben in einer Welt, in der wir schrecklich abhängig sind von Verkäufern, Lieferanten, Servicemitarbeitern und der Verfügbarkeit von Freizeit und Geld. Wenn Sie wissen, wie man fast nichts macht, müssen Sie für alles bezahlen und höchstwahrscheinlich zu viel bezahlen. Die Fähigkeit, ein Spielzeug selbst zu reparieren, weil man weiß, wie jedes Teil davon funktioniert, ist unbezahlbar. Lassen Sie das Kind so viel Selbstvertrauen haben.

Ergebnisse

• Der gemäß den Anweisungen zusammengebaute Roboter erforderte kein Debuggen und startete sofort
• Die Details sind kaum zu verwechseln
• Strenge Katalogisierung und Verfügbarkeit von Teilen
• Anweisungen, die Sie nicht lesen müssen (nur Bilder)
• Keine nennenswerten Rückschläge und Lücken in den Strukturen
• Einfache Montage
• Einfache Vorbeugung und Reparatur
• Zu guter Letzt: Sie bauen Ihr Spielzeug selbst zusammen, philippinische Kinder arbeiten nicht für Sie

• Noch Befestigungselemente, Aktie
• Teile und Ersatzteile dafür, damit diese bei Bedarf ausgetauscht werden können
• Mehr Roboter, anders und komplexer
• Ideen, was verbessert/hinzugefügt/entfernt werden kann – kurz gesagt, das Spiel endet nicht mit dem Zusammenbau! Ich möchte unbedingt, dass es weitergeht!

Aus diesem Baukasten einen Roboter zusammenzubauen ist nicht schwieriger als ein Puzzle oder eine Kinderüberraschung, nur das Ergebnis ist viel größer und hat bei uns und unseren Mitmenschen einen Sturm der Emotionen ausgelöst. Tolles Set, danke

Viele von uns, die mit Computertechnologie in Berührung gekommen sind, haben davon geträumt, ihren eigenen Roboter zusammenzubauen. Damit dieses Gerät einige Aufgaben im Haus erledigen kann, zum Beispiel das Mitbringen von Bier. Jeder macht sich sofort daran, den komplexesten Roboter zu erschaffen, bricht die Ergebnisse aber oft schnell auf. Wir haben unseren ersten Roboter, der eine Menge Chips machen sollte, nie zum Leben erweckt. Deshalb müssen Sie einfach anfangen und Ihr Tier nach und nach komplizieren. Jetzt erklären wir Ihnen, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Roboter erstellen können, der sich selbstständig in Ihrer Wohnung bewegt.

Konzept

Wir haben uns eine einfache Aufgabe gestellt, einen einfachen Roboter zu bauen. Mit Blick auf die Zukunft möchte ich sagen, dass wir natürlich nicht in fünfzehn Minuten, sondern in einem viel längeren Zeitraum durchgekommen sind. Dennoch kann dies an einem Abend erledigt werden.

Typischerweise dauert es Jahre, bis solche Arbeiten abgeschlossen sind. Die Leute verbringen mehrere Monate damit, in Geschäften auf der Suche nach der Ausrüstung zu stöbern, die sie brauchen. Aber wir haben sofort gemerkt, dass das nicht unser Weg ist! Daher werden wir bei der Konstruktion solche Teile verwenden, die leicht zur Hand sind oder aus alten Geräten entnommen werden können. Als letzten Ausweg kaufen Sie es für ein paar Cent in einem Radiogeschäft oder auf einem Radiomarkt.

Eine andere Idee war, unser Handwerk so günstig wie möglich zu machen. Ein ähnlicher Roboter kostet in Radioelektronikgeschäften 800 bis 1500 Rubel! Darüber hinaus wird es in Form von Teilen verkauft, muss aber noch zusammengebaut werden, und es ist keine Tatsache, dass es danach auch funktioniert. Hersteller solcher Bausätze vergessen oft, einige Teile beizulegen, und das war’s – der Roboter geht mitsamt dem Geld verloren! Warum brauchen wir solches Glück? Unser Roboter sollte in Teilen, einschließlich Motoren und Batterien, nicht mehr als 100-150 Rubel kosten. Wenn Sie gleichzeitig die Motoren aus einem alten Kinderauto aussuchen, liegt der Preis im Allgemeinen bei etwa 20 bis 30 Rubel! Sie spüren die Ersparnis und gewinnen gleichzeitig einen hervorragenden Freund.

Der nächste Teil war, was unser gutaussehender Mann tun würde. Wir haben uns entschieden, einen Roboter zu bauen, der nach Lichtquellen sucht. Dreht sich die Lichtquelle, dann lenkt unser Auto hinter ihr her. Dieses Konzept nennt man „ein Roboter, der versucht zu leben“. Es wird möglich sein, seine Batterien durch Solarzellen zu ersetzen und dann wird er nach Licht zum Fahren suchen.

Benötigte Teile und Werkzeuge

Was brauchen wir, um unserem Kind etwas Gutes zu tun? Da das Konzept aus improvisierten Mitteln besteht, benötigen wir eine Leiterplatte oder sogar gewöhnlichen dicken Karton. Sie können mit einer Ahle Löcher in den Karton bohren, um alle Teile zu befestigen. Wir werden die Baugruppe verwenden, da sie zur Hand war und Sie tagsüber bei mir zu Hause keine Pappe finden werden. Dies wird das Chassis sein, auf dem wir den Rest des Roboterkabelbaums montieren sowie Motoren und Sensoren anbringen. Als Antriebskraft werden wir Drei- oder Fünf-Volt-Motoren verwenden, die aus einer alten Maschine herausgezogen werden können. Aus den Bezügen fertigen wir die Räder Plastikflaschen, zum Beispiel von Coca-Cola.

Als Sensoren werden Drei-Volt-Fototransistoren oder Fotodioden verwendet. Sie können sogar aus einer alten optomechanischen Maus herausgezogen werden. Es enthält Infrarotsensoren (in unserem Fall waren sie schwarz). Dort sind sie gepaart, also zwei Fotozellen in einer Flasche. Mit einem Tester steht Ihnen nichts mehr im Wege, herauszufinden, welches Bein wofür gedacht ist. Unser Steuerelement werden inländische 816G-Transistoren sein. Wir nutzen drei als Stromquellen AA-Batterien zusammengelötet. Oder Sie nehmen wie wir ein Batteriefach von einer alten Maschine. Für die Installation ist eine Verkabelung erforderlich. Twisted-Pair-Kabel sind für diese Zwecke ideal; jeder Hacker mit etwas Selbstachtung sollte in seinem Zuhause reichlich davon haben. Um alle Teile zu befestigen, ist es praktisch, Schmelzkleber mit einer Heißschmelzpistole zu verwenden. Diese wunderbare Erfindung schmilzt schnell und härtet ebenso schnell aus, sodass Sie schnell damit arbeiten und einfache Elemente installieren können. Das Ding ist ideal für solche Basteleien und ich habe es in meinen Artikeln schon mehr als einmal verwendet. Wir brauchen auch einen steifen Draht; eine gewöhnliche Büroklammer reicht völlig aus.

Wir montieren die Schaltung

Also haben wir alle Teile herausgenommen und auf unserem Tisch gestapelt. Der Lötkolben glimmt bereits vor Kolophonium und Sie reiben sich die Hände, brennend darauf, ihn zusammenzubauen, nun, dann fangen wir an. Wir nehmen ein Baugruppenstück und schneiden es auf die Größe des zukünftigen Roboters zu. Zum Schneiden von Leiterplatten verwenden wir eine Metallschere. Wir haben ein Quadrat mit einer Seitenlänge von ca. 4-5 cm gemacht. Die Hauptsache ist, dass wir einen kleinen Stromkreis, Batterien, zwei Motoren und Befestigungselemente dafür haben Vorderrad. Damit das Brett nicht zottig wird und eben ist, können Sie es mit einer Feile bearbeiten und auch scharfe Kanten entfernen. Unser nächster Schritt wird die Versiegelung der Sensoren sein. Fototransistoren und Fotodioden haben ein Plus und ein Minus, also eine Anode und eine Kathode. Es ist notwendig, die Polarität ihres Einschlusses zu beachten, die mit dem einfachsten Tester leicht zu bestimmen ist. Wenn Sie einen Fehler machen, brennt nichts, aber der Roboter bewegt sich nicht. Die Sensoren werden einseitig in die Ecken der Platine eingelötet, so dass sie zur Seite schauen. Sie sollten nicht vollständig in die Platine eingelötet werden, sondern etwa eineinhalb Zentimeter Leitungen übrig lassen, damit sie sich leicht in jede Richtung biegen lassen – diese benötigen wir später beim Aufbau unseres Roboters. Das werden unsere Augen sein, sie sollten sich auf einer Seite unseres Chassis befinden, das in Zukunft die Vorderseite des Roboters sein wird. Es fällt sofort auf, dass wir zwei Steuerkreise zusammenbauen: einen zur Steuerung des rechten und einen zweiten für den linken Motor.

Etwas weiter von der Vorderkante des Chassis entfernt, neben unseren Sensoren, müssen wir Transistoren einlöten. Um das Löten und Zusammenbauen der weiteren Schaltung zu erleichtern, haben wir beide Transistoren so gelötet, dass ihre Markierungen „in Richtung des rechten Rades zeigen“. Sie sollten sich sofort die Position der Beine des Transistors merken. Wenn Sie den Transistor in die Hand nehmen und das Metallsubstrat zu sich drehen und die Markierung in Richtung Wald (wie im Märchen) und die Beine nach unten zeigen, dann sind die Beine von links nach rechts jeweils: Basis , Kollektor und Emitter. Wenn Sie sich das Diagramm unseres Transistors ansehen, ist die Basis ein Stab senkrecht zum dicken Segment im Kreis, der Emitter ein Stab mit einem Pfeil und der Kollektor derselbe Stab, nur ohne Pfeil. Hier scheint alles klar zu sein. Bereiten wir die Batterien vor und fahren wir mit der eigentlichen Montage des Stromkreises fort. Zunächst haben wir einfach drei AA-Batterien genommen und diese in Reihe gelötet. Sie können sie sofort in einen speziellen Batteriehalter einsetzen, der, wie bereits erwähnt, aus einem alten Kinderauto gezogen wird. Jetzt löten wir die Drähte an die Batterien und bestimmen zwei wichtige Punkte auf unserer Platine, an denen alle Drähte zusammenlaufen. Dies wird ein Plus und ein Minus sein. Wir haben es einfach gemacht – wir haben es geschafft verdrilltes Paar in die Kanten der Platine, lötete die Enden an die Transistoren und Fotosensoren, bildete eine verdrillte Schleife und lötete dort die Batterien. Vielleicht nicht das Meiste Die beste Option, aber am bequemsten. Nun bereiten wir die Kabel vor und beginnen mit der Montage der Elektrik. Wir gehen von Pluspol Batterien durchgehend mit dem Minuskontakt verbinden Elektrischer Schaltplan. Wir nehmen ein Stück Twisted-Pair und machen uns auf den Weg – wir löten den Pluskontakt beider Fotosensoren an das Plus der Batterien und löten an derselben Stelle die Emitter der Transistoren. Den zweiten Schenkel der Fotozelle löten wir mit einem kleinen Stück Draht an die Basis des Transistors. Wir löten die restlichen, letzten Beine des Transyuk jeweils an die Motoren. Der zweite Kontakt der Motoren kann über einen Schalter mit der Batterie verlötet werden.

Aber wie echte Jedi entschieden wir uns, unseren Roboter durch An- und Ablöten des Kabels einzuschalten, da sich in meinen Behältern kein Schalter geeigneter Größe befand.

Elektrisches Debuggen

Das war's, wir haben den elektrischen Teil zusammengebaut, jetzt beginnen wir mit dem Testen der Schaltung. Wir schalten unseren Stromkreis ein und bringen ihn zur brennenden Tischlampe. Wechseln Sie sich ab und schalten Sie zuerst die eine oder andere Fotozelle ein. Und mal sehen, was passiert. Wenn unsere Motoren anfangen, sich abwechselnd zu drehen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten Je nach Beleuchtung ist dann alles in Ordnung. Wenn nicht, suchen Sie nach Pfosten in der Baugruppe. Elektronik ist die Wissenschaft der Kontakte, das heißt, wenn etwas nicht funktioniert, dann gibt es irgendwo keinen Kontakt. Ein wichtiger Punkt: Der rechte Fotosensor ist für das linke Rad zuständig, der linke jeweils für das rechte. Lassen Sie uns nun herausfinden, in welche Richtung sich der rechte und der linke Motor drehen. Sie sollten sich beide nach vorne drehen. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen Sie die Polarität des Motors ändern, der sich in die falsche Richtung dreht, indem Sie einfach die Drähte an den Motorklemmen andersherum umlöten. Wir bewerten noch einmal die Position der Motoren am Fahrgestell und überprüfen die Bewegungsrichtung in der Richtung, in der unsere Sensoren installiert sind. Wenn alles in Ordnung ist, machen wir weiter. In jedem Fall kann dies behoben werden, auch nachdem alles endgültig zusammengebaut ist.

Zusammenbau des Geräts

Wir haben uns mit dem mühsamen elektrischen Teil befasst, jetzt kommen wir zur Mechanik. Wir werden die Räder aus Verschlüssen von Plastikflaschen herstellen. Um das Vorderrad herzustellen, nehmen Sie zwei Abdeckungen und kleben Sie sie zusammen.

Wir haben es um den Umfang herum geklebt, wobei der hohle Teil nach innen zeigt, um eine größere Stabilität des Rades zu gewährleisten. Als nächstes bohren Sie genau in der Mitte des Deckels ein Loch in den ersten und zweiten Deckel. Zum Bohren und für alle Arten von Haushaltsarbeiten ist es sehr praktisch, einen Dremel zu verwenden – eine Art kleiner Bohrer mit vielen Aufsätzen, Fräsen, Schneiden und vielem mehr. Es ist sehr praktisch zum Bohren von Löchern, die kleiner als ein Millimeter sind und mit denen ein herkömmlicher Bohrer nicht zurechtkommt.

Nachdem wir die Abdeckungen gebohrt haben, stecken wir eine vorgebogene Büroklammer in das Loch.

Wir biegen die Büroklammer in die Form des Buchstabens „P“, wobei das Rad an der oberen Leiste unseres Buchstabens hängt.

Jetzt befestigen wir diese Büroklammer zwischen den Fotosensoren, vor unserem Auto. Der Clip ist praktisch, da Sie die Höhe des Vorderrads einfach anpassen können. Auf diese Einstellung gehen wir später noch ein.

Kommen wir zu den Antriebsrädern. Wir werden sie auch aus Deckeln herstellen. Ebenso bohren wir jedes Rad streng in der Mitte. Am besten ist es, wenn der Bohrer die Größe der Motorachse hat und idealerweise einen Bruchteil eines Millimeters kleiner ist, sodass die Achse dort nur schwer eingeführt werden kann. Wir stecken beide Räder auf die Motorwelle und befestigen sie mit Heißkleber, damit sie nicht abspringen.

Dies ist nicht nur wichtig, damit die Räder beim Bewegen nicht wegfliegen, sondern sich auch nicht am Befestigungspunkt drehen.

Der wichtigste Teil ist die Montage der Elektromotoren. Wir haben sie ganz am Ende unseres Gehäuses platziert, auf der der gesamten anderen Elektronik gegenüberliegenden Seite der Platine. Es ist zu beachten, dass der gesteuerte Motor gegenüber seinem Steuerfotosystem platziert ist. Dies geschieht, damit sich der Roboter dem Licht zuwenden kann. Rechts ist der Fotosensor, links der Motor und umgekehrt. Zunächst werden wir die Motoren mit verdrillten Paarstücken abfangen, die durch die Löcher in der Installation gefädelt und von oben verdrillt werden.

Wir liefern Strom und schauen, wo sich unsere Motoren drehen. In einem dunklen Raum drehen sich die Motoren nicht; es empfiehlt sich, sie auf die Lampe zu richten. Wir prüfen, ob alle Motoren funktionieren. Wir drehen den Roboter und beobachten, wie die Motoren je nach Beleuchtung ihre Drehzahl ändern. Drehen wir ihn mit dem rechten Fotosensor, so sollte sich der linke Motor schnell drehen, während der andere im Gegenteil langsamer wird. Abschließend prüfen wir die Drehrichtung der Räder, damit sich der Roboter vorwärts bewegt. Wenn alles so funktioniert, wie wir es beschrieben haben, können Sie die Schieber vorsichtig mit Heißkleber befestigen.

Wir versuchen sicherzustellen, dass sich ihre Räder auf derselben Achse befinden. Das war's – wir befestigen die Batterien an der oberen Plattform des Chassis und beginnen mit dem Aufbau und Spielen mit dem Roboter.

Fallstricke und Einrichtung

Die erste Falle unseres Handwerks kam unerwartet. Als wir die gesamte Schaltung zusammengebaut haben und technischer Bereich Alle Motoren reagierten perfekt auf das Licht und alles schien großartig zu laufen. Aber als wir unseren Roboter auf den Boden stellten, funktionierte es bei uns nicht. Es stellte sich heraus, dass die Motoren einfach nicht genug Leistung hatten. Ich musste das Kinderauto dringend zerlegen, um von dort stärkere Motoren zu bekommen. Übrigens, wenn man Motoren aus Spielzeugen übernimmt, kann man mit der Leistung definitiv nichts falsch machen, da sie dafür ausgelegt sind, viele Autos mit Batterien zu transportieren. Nachdem wir die Motoren geklärt hatten, gingen wir zum kosmetischen Tuning und Antrieb über. Zuerst müssen wir die Kabelstränge einsammeln, die über den Boden schleifen, und sie mit Heißkleber am Chassis befestigen.

Wenn der Roboter seinen Bauch irgendwo hinzieht, können Sie das vordere Chassis anheben, indem Sie den Befestigungsdraht biegen. Das Wichtigste sind Fotosensoren. Es ist am besten, sie in einem Winkel von 30 Grad zum Hauptgang zur Seite zu neigen. Dann nimmt es Lichtquellen auf und bewegt sich auf sie zu. Der richtige Winkel Die Biegung muss experimentell ausgewählt werden. Das ist alles: Bewaffnen Sie sich mit einer Tischlampe, stellen Sie den Roboter auf den Boden, schalten Sie ihn ein und beginnen Sie zu prüfen und zu genießen, wie Ihr Kind der Lichtquelle klar folgt und wie geschickt es sie findet.

Verbesserungen

Der Perfektion sind keine Grenzen gesetzt und Sie können unserem Roboter unzählige Funktionen hinzufügen. Es gab sogar Überlegungen, einen Controller zu installieren, aber dann würden die Kosten und die Komplexität der Herstellung erheblich steigen, und das ist nicht unsere Methode.

Die erste Verbesserung besteht darin, einen Roboter zu bauen, der sich entlang einer vorgegebenen Flugbahn bewegt. Hier ist alles einfach: Sie nehmen einen schwarzen Streifen und drucken ihn auf dem Drucker aus oder zeichnen ihn auf ähnliche Weise mit einem schwarzen Permanentmarker auf ein Blatt Whatman-Papier. Hauptsache, der Streifen ist etwas schmaler als die Breite der versiegelten Fotosensoren. Wir senken die Fotozellen selbst ab, sodass sie auf den Boden schauen. Neben jedem unserer Augen installieren wir in Reihe eine superhelle LED mit einem Widerstand von 470 Ohm. Wir löten die LED selbst mit Widerstand direkt an die Batterie. Die Idee ist einfach: Das Licht wird von einem weißen Blatt Papier perfekt reflektiert, trifft auf unseren Sensor und der Roboter fährt geradeaus. Sobald der Strahl auf den dunklen Streifen trifft, erreicht fast kein Licht die Fotozelle (schwarzes Papier absorbiert das Licht perfekt) und daher beginnt sich ein Motor langsamer zu drehen. Ein weiterer Motor dreht den Roboter schnell und gleicht seinen Kurs aus. Dadurch rollt der Roboter wie auf Schienen entlang des schwarzen Streifens. Sie können einen solchen Streifen auf einen weißen Boden zeichnen und den Roboter in die Küche schicken, um Bier von Ihrem Computer zu holen.

Die zweite Idee besteht darin, die Schaltung durch das Hinzufügen von zwei weiteren Transistoren und zwei Fotosensoren zu komplizieren und den Roboter dazu zu bringen, nicht nur von vorne, sondern auch von allen Seiten nach Licht zu suchen, und sobald er es findet, stürmt er darauf zu. Alles wird nur davon abhängen, von welcher Seite die Lichtquelle erscheint: Wenn sie von vorne kommt, bewegt sie sich nach vorne, und wenn sie von hinten kommt, rollt sie zurück. Selbst in diesem Fall können Sie zur Vereinfachung der Montage den LM293D-Chip verwenden, der jedoch etwa hundert Rubel kostet. Mit seiner Hilfe können Sie jedoch ganz einfach die unterschiedliche Aktivierung der Drehrichtung der Räder oder einfacher der Bewegungsrichtung des Roboters konfigurieren: vorwärts und rückwärts.

Das Letzte, was Sie tun können, ist, die ständig leeren Batterien komplett auszubauen und eine Solarbatterie einzubauen, die Sie jetzt im Baumarkt kaufen können. Mobiltelefone(oder auf dialextreme). Um zu verhindern, dass der Roboter in diesem Modus seine Funktionalität vollständig verliert, wenn er versehentlich in den Schatten gerät, können Sie ihn parallel schalten Solarbatterie– ein Elektrolytkondensator mit sehr großer Kapazität (Tausende Mikrofarad). Da unsere Spannung dort fünf Volt nicht überschreitet, können wir einen für 6,3 Volt ausgelegten Kondensator nehmen. Mit einer solchen Kapazität und Spannung wird es ziemlich klein sein. Konverter können entweder gekauft oder von alten Netzteilen abgetrennt werden.
Wir denken, dass Sie sich die restlichen möglichen Variationen selbst ausdenken können. Wenn es etwas Interessantes gibt, schreiben Sie unbedingt.

Schlussfolgerungen

So haben wir uns der größten Wissenschaft angeschlossen, dem Motor des Fortschritts – der Kybernetik. In den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts war die Konstruktion solcher Roboter sehr beliebt. Es ist zu beachten, dass unsere Kreation die Grundlagen der analogen Computertechnologie nutzt, die mit dem Aufkommen digitaler Technologien ausgestorben ist. Aber wie ich in diesem Artikel gezeigt habe, ist noch nicht alles verloren. Ich hoffe, dass wir uns nicht darauf beschränken, solche zu konstruieren einfacher Roboter, und wir werden uns immer wieder neue Designs einfallen lassen und Sie werden uns mit Ihren interessanten Bastelarbeiten überraschen. Viel Erfolg beim Aufbau!

Baue einen Roboter sehr einfach Lassen Sie uns herausfinden, was dazu nötig ist Erstelle einen Roboter zu Hause, um die Grundlagen der Robotik zu verstehen.

Nachdem Sie genügend Filme über Roboter gesehen haben, wollten Sie sicherlich schon oft Ihren eigenen Kampfkameraden bauen, wussten aber nicht, wo Sie anfangen sollten. Natürlich können Sie keinen zweibeinigen Terminator bauen, aber das ist nicht das, was wir erreichen wollen. Jeder, der weiß, wie man einen Lötkolben richtig in den Händen hält, kann einen einfachen Roboter zusammenbauen und dafür sind keine tiefen Kenntnisse erforderlich, obwohl es nicht schaden wird. Amateurrobotik unterscheidet sich nicht wesentlich vom Schaltungsdesign, ist nur viel interessanter, da sie auch Bereiche wie Mechanik und Programmierung umfasst. Alle Komponenten sind leicht erhältlich und nicht so teuer. Der Fortschritt steht also nicht still und wir werden ihn zu unserem Vorteil nutzen.

Einführung

Also. Was ist ein Roboter? In den meisten Fällen ist dies der Fall automatisches Gerät, das auf alle Aktionen reagiert Umfeld. Roboter können von Menschen gesteuert werden oder vorprogrammierte Aktionen ausführen. Typischerweise ist der Roboter mit einer Vielzahl von Sensoren (Abstand, Drehwinkel, Beschleunigung), Videokameras und Manipulatoren ausgestattet. Der elektronische Teil des Roboters besteht aus einem Mikrocontroller (MC) – einem Mikroschaltkreis, der einen Prozessor, einen Taktgenerator, verschiedene Peripheriegeräte, RAM und Permanentspeicher enthält. Es gibt weltweit eine Vielzahl unterschiedlicher Mikrocontroller für unterschiedliche Anwendungen, auf deren Basis man leistungsstarke Roboter zusammenbauen kann. AVR-Mikrocontroller werden häufig für Amateurgebäude verwendet. Sie sind bei weitem am zugänglichsten und im Internet finden Sie viele Beispiele, die auf diesen MKs basieren. Um mit Mikrocontrollern arbeiten zu können, müssen Sie in Assembler oder C programmieren können und über Grundkenntnisse in digitaler und analoger Elektronik verfügen. In unserem Projekt werden wir C verwenden. Die Programmierung für MK unterscheidet sich nicht wesentlich von der Programmierung auf einem Computer, die Syntax der Sprache ist dieselbe, die meisten Funktionen unterscheiden sich praktisch nicht und neue sind recht einfach zu erlernen und bequem zu verwenden.

Was brauchen wir

Zunächst wird unser Roboter in der Lage sein, Hindernissen einfach auszuweichen, also das normale Verhalten der meisten Tiere in der Natur zu wiederholen. Alles, was wir brauchen, um einen solchen Roboter zu bauen, finden wir im Radiofachhandel. Lassen Sie uns entscheiden, wie sich unser Roboter bewegen wird. Ich denke, am erfolgreichsten sind die Ketten, die in Panzern verwendet werden; das ist die bequemste Lösung, weil die Ketten das haben größere Geländegängigkeit als die Räder eines Autos und sie sind bequemer zu steuern (zum Drehen drehen Sie einfach die Ketten in verschiedene Richtungen). Daher benötigen Sie einen Spielzeugpanzer, dessen Ketten sich unabhängig voneinander drehen. Sie können einen in jedem Spielzeugladen zu einem vernünftigen Preis kaufen. Von diesem Panzer benötigen Sie lediglich eine Plattform mit Gleisen und Motoren mit Getrieben, den Rest können Sie bedenkenlos abschrauben und wegwerfen. Wir brauchen auch einen Mikrocontroller, meine Wahl fiel auf ATmega16 – er verfügt über genügend Anschlüsse zum Anschluss von Sensoren und Peripheriegeräten und ist im Allgemeinen recht praktisch. Sie müssen außerdem einige Funkkomponenten, einen Lötkolben und ein Multimeter kaufen.

Mit MK ein Board erstellen

In unserem Fall übernimmt der Mikrocontroller die Funktionen des Gehirns, aber wir beginnen nicht damit, sondern damit, das Gehirn des Roboters mit Strom zu versorgen. Richtige Ernährung- eine Garantie für Gesundheit, also beginnen wir damit, wie wir unseren Roboter richtig füttern, denn hier machen unerfahrene Roboterbauer normalerweise Fehler. Und damit unser Roboter normal funktioniert, müssen wir einen Spannungsstabilisator verwenden. Ich bevorzuge den L7805-Chip – er ist darauf ausgelegt, eine stabile Ausgangsspannung von 5 V zu erzeugen, was unser Mikrocontroller benötigt. Da der Spannungsabfall an dieser Mikroschaltung jedoch etwa 2,5 V beträgt, müssen ihr mindestens 7,5 V zugeführt werden. Wird zusammen mit diesem Stabilisator verwendet Elektrolytkondensator Um Spannungswelligkeiten zu glätten, muss eine Diode zum Schutz vor Verpolung in den Stromkreis eingebaut werden.

Jetzt können wir zu unserem Mikrocontroller übergehen. Das Gehäuse des MK ist DIP (bequemer zu löten) und hat vierzig Pins. An Bord sind ein ADC, PWM, USART und vieles mehr, das wir vorerst nicht nutzen werden. Schauen wir uns einige wichtige Knoten an. Der RESET-Pin (9. Zweig des MK) wird durch den Widerstand R1 auf das „Plus“ der Stromquelle gezogen – das muss gemacht werden! Andernfalls könnte Ihr MK unbeabsichtigt zurückgesetzt werden oder, einfacher ausgedrückt, einen Fehler verursachen. Eine weitere wünschenswerte, aber nicht zwingende Maßnahme besteht darin, RESET über den Keramikkondensator C1 mit Masse zu verbinden. Im Diagramm sehen Sie auch einen 1000 uF-Elektrolyten, der Sie vor Spannungseinbrüchen bei laufenden Motoren schützt, was sich auch positiv auf die Funktion des Mikrocontrollers auswirkt. Quarzresonator X1 und die Kondensatoren C2, C3 sollten so nah wie möglich an den Pins XTAL1 und XTAL2 liegen.

Ich werde nicht darüber sprechen, wie man MK flasht, da Sie im Internet darüber lesen können. Wir werden das Programm in C schreiben; als Programmierumgebung habe ich CodeVisionAVR gewählt. Dies ist eine recht benutzerfreundliche Umgebung und ist für Anfänger nützlich, da sie über einen integrierten Assistenten zur Codeerstellung verfügt.

Motorsteuerung

Eine ebenso wichtige Komponente unseres Roboters ist der Motortreiber, der uns die Steuerung erleichtert. Niemals und unter keinen Umständen dürfen Motoren direkt an die MK angeschlossen werden! Überhaupt leistungsstarke Lasten Sie können es nicht direkt über den Mikrocontroller steuern, da es sonst durchbrennt. Verwenden Sie Schlüsseltransistoren. Für unseren Fall gibt es einen speziellen Chip – L293D. Versuchen Sie bei solch einfachen Projekten immer, diesen speziellen Chip mit dem „D“-Index zu verwenden, da dieser über eingebaute Dioden zum Überlastschutz verfügt. Diese Mikroschaltung ist sehr einfach zu steuern und im Radiofachhandel leicht zu bekommen. Es ist in zwei Paketen erhältlich: DIP und SOIC. Aufgrund der einfachen Montage auf der Platine verwenden wir DIP im Paket. L293D verfügt über eine separate Stromversorgung für Motoren und Logik. Daher versorgen wir die Mikroschaltung selbst über den Stabilisator (VSS-Eingang) und die Motoren direkt über die Batterien (VS-Eingang). Der L293D hält einer Belastung von 600 mA pro Kanal stand und verfügt über zwei dieser Kanäle, d. h. es können zwei Motoren an einen Chip angeschlossen werden. Aber um auf der sicheren Seite zu sein, werden wir die Kanäle zusammenfassen und dann für jede Engine ein Mikro benötigen. Daraus folgt, dass der L293D 1,2 A aushalten kann. Um dies zu erreichen, müssen Sie die Micra-Beine kombinieren, wie in der Abbildung gezeigt. Die Mikroschaltung funktioniert wie folgt: Wenn an IN1 und IN2 eine logische „0“ und an IN3 und IN4 eine logische Eins angelegt wird, dreht sich der Motor in eine Richtung, und wenn die Signale invertiert sind, wird eine logische Null angelegt. Dann beginnt sich der Motor in die andere Richtung zu drehen. Die Pins EN1 und EN2 sind für das Einschalten jedes Kanals verantwortlich. Wir verbinden sie und verbinden sie mit dem „Plus“ der Stromversorgung vom Stabilisator. Da sich die Mikroschaltung im Betrieb erwärmt und die Installation von Heizkörpern in solchen Gehäusen problematisch ist, erfolgt die Wärmeableitung über GND-Beine – besser ist es, sie auf einem breiten Kontaktpad anzulöten. Das ist alles, was Sie zum ersten Mal über Lokführer wissen müssen.

Hindernissensoren

Damit unser Roboter navigieren kann und nicht überall zusammenstößt, werden wir zwei Infrarotsensoren darauf installieren. Der einfachste Sensor besteht aus einer IR-Diode, die im Infrarotspektrum emittiert, und einem Fototransistor, der das Signal von der IR-Diode empfängt. Das Prinzip ist folgendes: Wenn sich vor dem Sensor kein Hindernis befindet, treffen die IR-Strahlen nicht auf den Fototransistor und dieser öffnet sich nicht. Befindet sich vor dem Sensor ein Hindernis, werden die Strahlen von diesem reflektiert und treffen auf den Transistor – dieser öffnet und Strom beginnt zu fließen. Der Nachteil solcher Sensoren besteht darin, dass sie unterschiedlich auf verschiedene Oberflächen reagieren können und nicht vor Störungen geschützt sind – der Sensor kann versehentlich durch Fremdsignale anderer Geräte ausgelöst werden. Das Modulieren des Signals kann Sie vor Störungen schützen, aber damit beschäftigen wir uns vorerst nicht. Für den Anfang reicht das.

Roboter-Firmware

Um den Roboter zum Leben zu erwecken, müssen Sie eine Firmware dafür schreiben, also ein Programm, das Messwerte von Sensoren erfasst und die Motoren steuert. Mein Programm ist das einfachste, es enthält keine komplexen Strukturen und wird für jeden verständlich sein. Die nächsten beiden Zeilen enthalten Header-Dateien für unseren Mikrocontroller und Befehle zum Erzeugen von Verzögerungen:

#enthalten
#enthalten

Die folgenden Zeilen sind bedingt, da die PORTC-Werte davon abhängen, wie Sie den Motortreiber an Ihren Mikrocontroller angeschlossen haben:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Der Wert 0xFF bedeutet, dass die Ausgabe log erfolgt. „1“ und 0x00 ist log. „0“. Mit der folgenden Konstruktion prüfen wir, ob sich vor dem Roboter ein Hindernis befindet und auf welcher Seite es sich befindet: if (!(PINB & (1<

Wenn Licht von einer IR-Diode auf den Fototransistor trifft, wird am Bein des Mikrocontrollers ein Protokoll installiert. „0“ und der Roboter beginnt, sich rückwärts zu bewegen, um sich vom Hindernis zu entfernen, dreht sich dann um, um nicht erneut mit dem Hindernis zu kollidieren, und bewegt sich dann wieder vorwärts. Da wir über zwei Sensoren verfügen, prüfen wir zweimal, ob ein Hindernis vorhanden ist – rechts und links – und können so herausfinden, auf welcher Seite sich das Hindernis befindet. Der Befehl „delay_ms(1000)“ gibt an, dass eine Sekunde vergeht, bevor der nächste Befehl ausgeführt wird.

Abschluss

Ich habe die meisten Aspekte behandelt, die Ihnen beim Bau Ihres ersten Roboters helfen werden. Aber die Robotik endet hier nicht. Wenn Sie diesen Roboter zusammenbauen, haben Sie viele Möglichkeiten, ihn zu erweitern. Sie können den Algorithmus des Roboters verbessern, z. B. was zu tun ist, wenn sich das Hindernis nicht auf einer Seite, sondern direkt vor dem Roboter befindet. Es würde auch nicht schaden, einen Encoder zu installieren – ein einfaches Gerät, das Ihnen hilft, Ihren Roboter genau zu positionieren und seinen Standort im Raum zu ermitteln. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, ein Farb- oder Monochrom-Display zu installieren, das nützliche Informationen anzeigen kann – Akkuladestand, Entfernung zu Hindernissen, verschiedene Debugging-Informationen. Es würde nicht schaden, die Sensoren zu verbessern – TSOPs (das sind IR-Empfänger, die nur ein Signal einer bestimmten Frequenz wahrnehmen) anstelle herkömmlicher Fototransistoren zu installieren. Neben Infrarotsensoren gibt es Ultraschallsensoren, die teurer sind und auch ihre Nachteile haben, aber in letzter Zeit bei Roboterbauern immer beliebter werden. Damit der Roboter auf Geräusche reagieren kann, empfiehlt es sich, Mikrofone mit Verstärker zu installieren. Aber was ich wirklich interessant finde, ist die Installation der Kamera und die Programmierung der darauf basierenden Bildverarbeitung. Es gibt eine Reihe spezieller OpenCV-Bibliotheken, mit denen Sie Gesichtserkennung, Bewegung nach farbigen Beacons und viele andere interessante Dinge programmieren können. Es hängt alles nur von Ihrer Vorstellungskraft und Ihren Fähigkeiten ab.

Liste der Komponenten:

ATmega16 im DIP-40-Gehäuse

L7805 im TO-220-Gehäuse

L293D im DIP-16-Gehäuse x2 Stk.

Widerstände mit einer Leistung von 0,25 W mit Nennwerten: 10 kOhm x 1 Stk., 220 Ohm x 4 Stk.

Keramikkondensatoren: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF

Elektrolytkondensatoren: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 Stk.

Diode 1N4001 oder 1N4004

16 MHz Quarzresonator

IR-Dioden: Zwei davon reichen aus.

Fototransistoren, auch alle, die jedoch nur auf die Wellenlänge von Infrarotstrahlen reagieren

Firmware-Code:

#enthalten void main(void) ( //Konfigurieren Sie die Eingangsports //Über diese Ports empfangen wir Signale von Sensoren DDRB=0x00; //Schalten Sie die Pull-up-Widerstände ein PORTB=0xFF; //Konfigurieren Sie die Ausgangsports //Über diese Ports wir steuern DDRC-Motoren =0xFF; //Hauptschleife des Programms lesen wir die Werte von den Sensoren //und steuern die Motoren während (1) ( //Vorwärts bewegen PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0, wenn (!(PINB & (1<Über meinen Roboter

Im Moment ist mein Roboter fast fertig.

Es ist mit einer drahtlosen Kamera, einem Abstandssensor (sowohl die Kamera als auch dieser Sensor sind auf einem rotierenden Turm installiert), einem Hindernissensor, einem Encoder, einem Signalempfänger von der Fernbedienung und einer RS-232-Schnittstelle zum Anschluss an a ausgestattet Computer. Er arbeitet in zwei Modi: autonom und manuell (empfängt Steuersignale von der Fernbedienung). Die Kamera kann auch aus der Ferne oder vom Roboter selbst ein- und ausgeschaltet werden, um Batteriestrom zu sparen. Ich schreibe Firmware für die Wohnungssicherheit (Bilder auf einen Computer übertragen, Bewegungen erkennen, auf dem Gelände herumlaufen).

Wie man zu Hause einen Roboter aus verschiedenen Materialien baut ohne entsprechende Ausrüstung? Ähnliche Fragen tauchten zunehmend in verschiedenen Blogs und Foren auf, die sich der Herstellung aller Arten von Geräten mit eigenen Händen und Robotik widmeten. Natürlich ist die Herstellung eines modernen, multifunktionalen Roboters zu Hause eine fast unmögliche Aufgabe. Es ist jedoch durchaus möglich, einen einfachen Roboter mit einem Treiberchip und mehreren Fotozellen zu bauen. Heutzutage ist es nicht schwer, im Internet Diagramme mit einer detaillierten Beschreibung der Phasen der Herstellung von Minirobotern zu finden, die auf Lichtquellen und Hindernisse reagieren können.

Das Ergebnis wird ein sehr flinker und mobiler Roboter sein, der sich in der Dunkelheit versteckt, sich auf das Licht zubewegt, vor dem Licht davonläuft oder auf der Suche nach Licht ist, je nachdem, wie die Mikroschaltung mit Motoren und Fotozellen verbunden ist.

Sie können Ihren intelligenten Roboter sogar dazu bringen, nur einer hellen oder umgekehrt einer dunklen Linie zu folgen, oder Sie können einen Miniroboter dazu bringen, Ihrer Hand zu folgen – fügen Sie einfach ein paar helle LEDs zu seinem Schaltkreis hinzu!

Tatsächlich kann sogar ein Anfänger, der gerade erst anfängt, dieses Handwerk zu beherrschen, einen einfachen Roboter mit seinen eigenen Händen bauen. In diesem Artikel schauen wir uns eine Version eines selbstgebauten Roboters an, der auf Hindernisse reagiert und diese umgeht.

Kommen wir gleich zur Sache. Um einen Heimroboter zu bauen, benötigen wir die folgenden Teile, die Sie leicht zur Hand finden können:

1. 2. Batterien und ein Gehäuse dafür;

2. Zwei Motoren (jeweils 1,5 Volt);

3. 2 SPDT-Schalter;

4. 3 Büroklammern;

4. Plastikball mit Loch;

5. Ein kleines Stück massiven Draht.

Phasen der Herstellung eines Heimroboters:

1. Schneiden Sie ein Stück Draht in 13 Stücke von jeweils sechs Zentimetern Länge und legen Sie auf beiden Seiten 1 cm frei.

Mit einem Lötkolben verbinden wir drei Drähte mit den SPDT-Schaltern und zwei Drähte mit den Motoren.

2. Nun nehmen wir das Gehäuse für die Batterien, von dem auf einer Seite zwei mehrfarbige Drähte ausgehen (höchstwahrscheinlich schwarz und rot). Wir müssen einen weiteren Draht an die andere Seite des Gehäuses anlöten.

Jetzt müssen Sie das Batteriegehäuse aufklappen und beide SPDT-Schalter mit dem angelöteten Draht in V-Form an die Seite kleben;

3. Danach müssen die Motoren auf beiden Seiten des Körpers festgeklebt werden, damit sie sich vorwärts drehen.

Dann nehmen wir eine große Büroklammer und biegen sie auf. Wir ziehen die aufgebogene Büroklammer durch das Durchgangsloch der Plastikkugel und richten die Enden der Büroklammer parallel zueinander aus. Wir kleben die Enden der Büroklammer auf unsere Struktur;

4. Wie baut man einen Heimroboter so, dass er Hindernissen tatsächlich ausweichen kann? Es ist wichtig, alle installierten Drähte wie auf dem Foto gezeigt zu verlöten.

5. Wir fertigen Antennen aus aufgebogenen Büroklammern und kleben sie auf SPDT-Schalter;

6. Jetzt müssen nur noch die Batterien in das Gehäuse eingelegt werden, und der Heimroboter beginnt sich zu bewegen und weicht Hindernissen auf seinem Weg aus.

Jetzt wissen Sie, wie Sie einen Heimroboter bauen, der auf Hindernisse reagieren kann.

Wie kann man selbst einen Roboter mit bestimmten Verhaltensprinzipien bauen? Mit der BEAM-Technologie entsteht eine ganze Klasse ähnlicher Roboter, deren typische Verhaltensprinzipien auf der sogenannten „Photorezeption“ basieren. Als Reaktion auf Veränderungen der Lichtintensität bewegt sich ein solcher Miniroboter langsamer oder umgekehrt schneller (Photokinese).

Um einen Roboter zu bauen, dessen Bewegung vom Licht oder zum Licht gerichtet ist und durch die Phototaxis-Reaktion bestimmt wird, benötigen wir zwei Photosensoren. Die Phototaxis-Reaktion wird sich wie folgt manifestieren: Trifft Licht auf einen der Photosensoren des BEAM-Roboters, schaltet sich der entsprechende Elektromotor ein und der Roboter dreht sich in Richtung der Lichtquelle.

Und dann trifft das Licht auf den zweiten Sensor und dann schaltet sich der zweite Elektromotor ein. Nun beginnt der Mini-Roboter, sich auf die Lichtquelle zuzubewegen. Trifft das Licht erneut nur auf einen Fotosensor, beginnt sich der Roboter erneut in Richtung des Lichts zu drehen und bewegt sich weiter in Richtung der Quelle, wenn das Licht beide Sensoren beleuchtet. Wenn das Licht keinen Sensor erreicht, stoppt der Mini-Roboter.

Wie baut man einen Roboter, der der Hand folgt? Dazu muss unser Mini-Roboter nicht nur mit Sensoren, sondern auch mit LEDs ausgestattet sein. Die LEDs geben Licht ab und der Roboter reagiert auf das reflektierte Licht. Wenn wir unsere Handfläche vor einen der Sensoren legen, dreht sich der Miniroboter in seine Richtung.

Wenn Sie Ihre Handfläche leicht vom entsprechenden Sensor wegbewegen, folgt der Roboter „gehorsam“ Ihrer Handfläche. Um sicherzustellen, dass das reflektierte Licht deutlich von Fototransistoren erfasst wird, wählen Sie für die Gestaltung des Roboters leuchtend orange oder rote LEDs (mehr als 1000 mCd).

Es ist kein Geheimnis, dass die Investitionen im Bereich der Robotik jedes Jahr steigen, viele neue Generationen von Robotern entstehen, mit der Entwicklung der Produktionstechnologien neue Möglichkeiten für die Herstellung und den Einsatz von Robotern entstehen und talentierte autodidaktische Handwerker weiterhin überraschen Welt mit ihren neuen Erfindungen auf dem Gebiet der Robotik.

Eingebaute Fotosensoren reagieren auf Licht und richten sich auf die Quelle. Die Sensoren erkennen ein Hindernis auf dem Weg und der Roboter ändert die Bewegungsrichtung. Um einen so einfachen Roboter mit eigenen Händen zu bauen, braucht man weder ein „einzelnes Gehirn“ noch eine höhere technische Ausbildung. Es reicht aus, alle notwendigen Teile zu kaufen (und einige Teile sind zur Hand zu finden), um einen Roboter zu bauen, und Schritt für Schritt alle Chips, Sensoren, Sensoren, Drähte und Motoren anzuschließen.

Betrachten wir eine Roboteroption, die aus einem Vibrationsmotor eines Mobiltelefons, einer Knopfzellenbatterie, doppelseitigem Klebeband und ... einer Zahnbürste besteht. Um mit der Herstellung dieses einfachen Roboters aus verfügbaren Materialien zu beginnen, nehmen Sie Ihr altes, unnötiges Mobiltelefon und entfernen Sie den Vibrationsmotor daraus. Nehmen Sie anschließend eine alte Zahnbürste und schneiden Sie den Kopf mit einer Stichsäge ab.

Kleben Sie ein Stück doppelseitiges Klebeband oben auf den Zahnbürstenkopf und platzieren Sie einen Vibrationsmotor darauf. Es bleibt nur noch, den Mini-Roboter mit Strom zu versorgen, indem neben dem Vibrationsmotor ein leerer Akku installiert wird. Alle! Unser Roboter ist bereit – durch Vibration bewegt sich der Roboter auf den Borsten vorwärts.

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