Astăzi vă vom spune cum să faceți un robot din materialele disponibile. „Androidul de înaltă tehnologie” rezultat, deși va fi dimensiuni miciși este puțin probabil să te poată ajuta la treburile casnice, dar cu siguranță va amuza atât pe copii, cât și pe adulți.
Materiale necesare
Pentru a face un robot cu propriile mâini, nu aveți nevoie de cunoștințe de fizică nucleară. Acest lucru se poate face acasă de la materiale obisnuite, care sunt mereu la îndemână. Deci de ce avem nevoie:- 2 bucăți de sârmă
- 1 motor
- 1 baterie AA
- 3 ace de apăsare
- 2 bucăți de placă de spumă sau material similar
- 2-3 capete de periuțe de dinți vechi sau câteva agrafe de hârtie
1. Atașați bateria la motor
Folosind un pistol de lipici, atașați o bucată de carton spumă pe carcasa motorului. Apoi lipim bateria de ea.
Puneți câteva picături de lipici la capătul destabilizatorului sau atașați câteva element decorativ- aceasta va adăuga individualitate creației noastre și va crește amplitudinea mișcărilor sale.
3. Picioare
Acum trebuie să echipați robotul membrele inferioare. Dacă folosiți capete de periuță de dinți pentru aceasta, lipiți-le pe partea de jos a motorului. Puteți folosi aceeași placă de spumă ca strat.
5. Conexiune baterie
Folosind un pistol termic, lipiți firul de un capăt al bateriei. Puteți alege oricare dintre cele două fire și ambele părți ale bateriei - polaritatea nu contează în acest caz. Dacă te pricepi la lipire, poți folosi și lipirea în loc de lipici pentru acest pas.
6. Ochii
Destul de bun ca ochii de robot o pereche va face margele, pe care le atașăm cu lipici fierbinte la un capăt al bateriei. La acest pas, vă puteți arăta imaginația și puteți veni cu aspect ochi la discreția ta.
7. Lansare
Acum haideți să aducem la viață produsul nostru de casă. Luați capătul liber al firului și atașați-l la borna neocupată a bateriei folosind bandă adezivă. Nu ar trebui să folosiți lipici fierbinte pentru acest pas, deoarece vă va împiedica să opriți motorul dacă este necesar.Astăzi vă vom spune cum să faceți un robot din materialele disponibile. „Androidul de înaltă tehnologie” rezultat, deși de dimensiuni mici și puțin probabil să vă ajute la treburile casnice, cu siguranță îi va amuza atât pe copii, cât și pe adulți.
Materiale necesare
Pentru a face un robot cu propriile mâini, nu aveți nevoie de cunoștințe de fizică nucleară. Acest lucru se poate face acasă din materiale obișnuite pe care le aveți mereu la îndemână. Deci de ce avem nevoie:
- 2 bucăți de sârmă
- 1 motor
- 1 baterie AA
- 3 ace de apăsare
- 2 bucăți de placă de spumă sau material similar
- 2-3 capete de periuțe de dinți vechi sau câteva agrafe de hârtie
1. Atașați bateria la motor
Folosind un pistol de lipici, atașați o bucată de carton spumă pe carcasa motorului. Apoi lipim bateria de ea. 
2. Destabilizator
Acest pas poate părea confuz. Cu toate acestea, pentru a face un robot, trebuie să-l faci să se miște. Punem o bucată mică alungită de carton spumă pe axa motorului și o fixăm cu un pistol de lipici. Acest design va da motorului un dezechilibru, care va pune în mișcare întregul robot.
La sfârșitul destabilizatorului, aruncați câteva picături de lipici sau atașați un element decorativ - acest lucru va adăuga individualitate creației noastre și va crește amplitudinea mișcărilor sale.
3. Picioare
Acum trebuie să echipați robotul cu membre inferioare. Dacă folosiți capete de periuță de dinți pentru aceasta, lipiți-le pe partea de jos a motorului. Puteți folosi aceeași placă de spumă ca strat.
4. Fire
Următorul pas este să atașăm cele două bucăți de sârmă ale noastre la contactele motorului. Puteți să le înșurubați pur și simplu, dar ar fi și mai bine să le lipiți, acest lucru va face robotul mai durabil.
5. Conexiune baterie
Folosind un pistol termic, lipiți firul de un capăt al bateriei. Puteți alege oricare dintre cele două fire și ambele părți ale bateriei - polaritatea nu contează în acest caz. Dacă te pricepi la lipire, poți folosi și lipirea în loc de lipici pentru acest pas.
6. Ochii
O pereche de margele, pe care le atașăm cu lipici fierbinte la un capăt al bateriei, sunt destul de potrivite ca ochii robotului. La acest pas, îți poți arăta imaginația și poți veni cu aspectul ochilor la discreția ta.
7. Lansare
Acum haideți să aducem la viață produsul nostru de casă. Luați capătul liber al firului și atașați-l la borna neocupată a bateriei folosind bandă adezivă. Nu ar trebui să folosiți lipici fierbinte pentru acest pas, deoarece vă va împiedica să opriți motorul dacă este necesar.
Robotul este gata!
Și iată cum ar putea arăta robotul nostru de casă dacă arătați mai multă imaginație:
Și în sfârșit videoclipul:
Bazat pe materiale de la techcult
Acum, ați selectat toate componentele principale pentru a asambla robotul. Realizarea unui robot începe cu următorul pas - trebuie să proiectați și să construiți o bază sau un cadru. Cadrul le ține pe toate împreună și oferă robotului tău un aspect și o formă finisată.
Crearea unui wireframe
Nu există o modalitate „ideală” de a crea un cadru. Un compromis este aproape întotdeauna necesar. Poate aveți nevoie de un cadru ușor. Dar poate necesita utilizarea de materiale scumpe sau prea fragile.
Poate doriți să faceți un șasiu robust sau mare. Deși înțelegeți că va fi scump, greu sau greu de produs. Cadrul sau cadrul „ideal” poate fi foarte complex. Realizarea unui cadru de robot poate necesita prea mult timp pentru proiectare și construcție.
În același timp, un cadru simplu nu poate fi mai puțin bun. Forma perfectă este rară, dar unele modele pot arăta mai elegante datorită simplității lor. Poate că alte proiecte pot atrage atenția datorită complexității lor.
Materiale
Există multe materiale pe care le puteți folosi pentru a crea o bază. Folosești tot felul de materiale pentru a crea nu numai roboți, ci și alte dispozitive. Prin urmare, vă veți face o idee bună despre ceea ce este cel mai potrivit pentru un anumit proiect.
Lista cu sugestii materiale de constructie Cele de mai jos le includ doar pe cele mai comune. Odată ce ați folosit unele dintre ele, puteți experimenta cu cele care nu sunt pe listă sau le puteți combina împreună.
Utilizați produse comerciale existente
Probabil ai văzut proiecte școlare, care s-au bazat pe existente produse de masă. În primul rând, cum ar fi sticle, cutii de carton etc. Acesta este, în esență, " reutilizare» produs.
Vă poate economisi o mulțime de timp și bani. Deși poate crea probleme suplimentare și durere de cap. Sunt multe foarte exemple bune cum să reutilizați materialele și să faceți un robot foarte bun din ele.
Material principal de construcție
De exemplu, realizarea unui robot din carton. Unele dintre cele mai elementare materiale de construcție pot fi folosite pentru a crea cadre excelente. Una dintre cele mai ieftine și cele mai multe materiale disponibile este carton. De multe ori puteți găsi carton gratuit și poate fi ușor tăiat, pliat, lipit și pliat.
Poate poți crea unul mai puternic cutie de carton care arata mult mai frumos. Și se potrivește cu dimensiunea robotului tău. Apoi poți aplica rasina epoxidica sau lipici pentru a-l face mai durabil. În cele din urmă, îl puteți decora în continuare.
Material plat pentru constructii
Una dintre cele mai comune modalități de a realiza un cadru este utilizarea materialelor standard, cum ar fi o foaie de placaj, plastic sau metal. Și găuriți pentru a conecta toate actuatoarele și electronicele. O bucată robustă de placaj poate fi destul de groasă și grea. În același timp, o foaie de metal subțire poate fi prea flexibilă.
De exemplu, o placă sau placaj din lemn dens poate fi tăiat cu ușurință cu un ferăstrău, găurit (fără teamă de distrugere), vopsit, șlefuit etc. Prin urmare, puteți instala dispozitive pe ambele părți. De exemplu, conectați motoarele și roțile roților în partea de jos, iar electronicele și bateria în partea de sus. În acest caz, lemnul va rămâne nemișcat și solid.
Decupat cu laser, plastic curbat sau metal
Dacă ești în stadiul în care ai nevoie unitate externă, Asta cea mai buna varianta Va exista tăiere cu laser de înaltă precizie a pieselor. Orice eroare de calcul va fi costisitoare și va duce la deteriorarea materialelor. Pentru a face un robot ai nevoie de propriul tău atelier. Poate fi necesar să găsiți o companie care produce acest tip de robot. Poate că oferă o varietate de alte servicii, inclusiv prelucrarea metalelor și vopsirea.
Imprimare 3D
O imprimantă 3D care imprimă un cadru sau un cadru este rareori soluția cea mai fezabilă (deoarece imprimă strat cu strat). Ca rezultat al acestui proces este posibil să se creeze foarte forme complexe. Astfel de forme ar fi imposibil (sau foarte dificil) de produs folosind alte metode.
O singură piesă imprimată 3D poate conține toate punctele de montare necesare pentru toate componentele electrice și mecanice. Cu această metodă de fabricare a cadrului, greutatea produsului rămâne nesemnificativă. Fabricarea robotului va necesita procesare și lustruire suplimentară.
Pe măsură ce imprimarea 3D devine mai populară, prețul pieselor scade și el. Un avantaj suplimentar al imprimării 3D este că nu numai că designul tău este ușor de reprodus, dar este și ușor de partajat. Cu doar câteva clicuri puteți obține toate instrucțiunile de proiectare și fișierele CAD.
Polimorf
La temperatura camerei Polymorph este un plastic dur. Când este încălzit (de exemplu, în apa calda) devine maleabil și poate fi format în părți complexe. Ele sunt apoi răcite și întărite în părți durabile din plastic.
De obicei, piesele din plastic necesită temperaturi ridicate iar pentru producție sunt necesare diferite matrițe. Făcând astfel un robot, îi pune la îndemâna majorității pasionaților. De exemplu, puteți combina diferite forme (cilindri, foi plate etc.).
Acest lucru creează structuri complexe din plastic care arată ca și cum ar fi fost fabricate industrial. De asemenea, puteți experimenta diverse formeși obțineți multe cu acest material.
Realizarea unui robot
Proiectarea și fabricarea robotului trebuie efectuate ținând cont de materialele și metodele selectate. Urmați acești pași pentru a crea un cadru de robot mai mic, plăcut din punct de vedere estetic, simplu și solid din punct de vedere structural.
- Mai întâi trebuie să realizați un prototip al designului, din hârtie, carton sau metal.
- Obțineți toate componentele de care veți avea nevoie pentru a realiza robotul (electric și mecanic) și măsurați-le.
- Daca nu ai toate piesele la indemana, te poti referi la dimensiunile furnizate de producator.
- Faceți brainstorming și schițați câteva modele diferite rama in schiță generală. Nu-l face prea detaliat.
- Odată ce ați ales un design, asigurați-vă că componentele vor fi bine susținute.
- Desenați fiecare parte a robotului dvs. pe hârtie sau carton folosind o scară 1:1 (dimensiune reală). Le poți desena și cu software CAD și imprimați-le.
- Testați-vă designul în CAD și viata reala folosind hârtie prototip, verificând fiecare detaliu și conexiune.
- Dacă sunteți absolut sigur că designul dvs. este corect, începeți în sfârșit să faceți cadrul din materialele alese. Amintiți-vă, măsurați de două ori și tăiați o singură dată!
- Înainte de a instala cadrul, verificați adecvarea fiecărei componente și modificați-o dacă este necesar.
- Asamblați-vă cadrul folosind lipici fierbinte, șuruburi, cuie sau orice alte conexiuni pe care le-ați ales pentru a vă face robotul.
- Instalați toate componentele pe cadru. Deci tocmai ai creat un robot de la zero!
Asamblarea componentelor robotului din lista de mai sus merită o analiză separată.
Asamblarea componentelor robotului
În lecțiile anterioare ați ales componentele electriceȘi . Acum ai nevoie de toți să lucreze împreună. Ca întotdeauna, descrierea tehnica iar manualele sunt prietenii tăi atunci când înțelegi cum ar trebui să funcționeze echipamentul tău robotizat.
Conectarea motoarelor la controlerele motoarelor
Motor electric DC sau actuatorul liniar DC are cel mai probabil două fire: roșu și negru. Conectați firul roșu la borna M+ de pe controlerul motorului de curent continuu și firul negru la borna M-.
Inversarea firelor va face ca motorul să se rotească doar în direcția opusă. Servomotorul are trei fire: unul negru (GND), roșu (4,8 până la 6 V) și galben (semnal de poziție). Controlerul servomotorului are pini care se potrivesc cu aceste fire, astfel încât servo poate fi conectat direct la el.
Conectarea bateriilor la controlerul motorului sau la microcontroler
Fabricarea robotului presupune conectarea sursei de alimentare. Majoritatea controlerelor de motor au două terminale cu șuruburi pentru firele bateriei, etichetate B+ și B-. Dacă bateria a venit cu un conector și controlerul folosește terminale cu șuruburi, este posibil să găsiți un conector pentru a vă conecta la fire.
Puteți conecta firele la conexiune cu șuruburi. Deși poate fi necesar să găsiți o modalitate diferită de a conecta bateria la controlerul motorului. Este posibil ca nu toate dispozitivele electromecanice pe care le alegeți pentru robotul dvs. să poată funcționa la aceeași tensiune.
Prin urmare, pot fi necesare mai multe circuite de control a bateriei sau a tensiunii. Următoarele sunt nivelurile de tensiune comune utilizate în componentele comune ale platformei robotizate:
- Motoare de curent continuu - de la 3 la 24 V
- servomotoare standard - 4,8 V până la 6 V
- servomotoare speciale - de la 7,4 la 12 V
- motoare pas cu pas - de la 6 la 12 V
- microcontrolerele includ de obicei regulatoare de tensiune - de la 3 la 12 V
- senzori - 3,3 V, 5 V și 12 V
- Controlere DC - de la 3 la 48 V
- baterii standard: 3,7 V, 4,8 V, 6 V, 7,4 V, 9 V, 11,1 V și 12 V.
Dacă construiți un robot cu motoare de curent continuu, un microcontroler și poate un servomecanism sau două, este ușor de observat că o singură baterie nu poate controla direct totul. În primul rând, vă recomandăm să alegeți o baterie care poate fi conectată direct la cât mai multe dispozitive.
Bateria cu cea mai mare capacitate trebuie conectată la motoarele de antrenare. De exemplu, dacă motoarele pe care le selectați sunt evaluate la 12 V, atunci bateria dvs. principală ar trebui să fie și de 12 V Opțional, puteți utiliza un regulator pentru a alimenta microcontrolerul la 5 V.
Măsuri de siguranță atunci când lucrați cu baterii
Atenţie: baterii sunt dispozitive puternice și vă pot arde cu ușurință circuitele dacă nu sunt conectate corect. Mai întâi, verificați întotdeauna de trei ori dacă polaritatea este corectă și că dispozitivul poate funcționa cu energia furnizată de baterie.
Dacă nu ești sigur, nu „ghici”. Electricitatea este mult mai rapidă decât ești și, în momentul în care îți dai seama că ceva nu este în regulă, de pe dispozitivul tău va ieși deja fum albastru magic.
Conectarea controlerelor de motor la un microcontroler
Microcontrolerul poate interfața cu controlerele de motoare într-o varietate de moduri:
- Standard: Controlerul are două contacte etichetate Rx (recepție) și Tx (transmit). Conectați pinul Rx al controlerului motorului la pinul Tx al microcontrolerului și invers.
- I2C: Controlerul motorului va avea patru pini: SDA, SCL, V, GND. Microcontrolerul dvs. va avea aceiași patru pini, dar nu neapărat etichetat. Conectați-le unul la unul.
- PWM (Pulse-width modulation): Controlerul motorului va avea atât o intrare PWM, cât și o intrare digitală pentru fiecare motor. Conectați pinul de intrare PWM al controlerului motorului la pinul de ieșire PWM de pe microcontroler. Conectați fiecare pin de intrare digitală al controlerului de motor la un pin de ieșire digitală de pe microcontroler.
- R/C: Pentru a conecta microcontrolerul la controlerul motorului R/C, trebuie să conectați pinul de semnal la ieșirea digitală a microcontrolerului.
Indiferent de metoda de comunicare, logica controlerului motorului și microcontrolerul trebuie să partajeze același semnal de referință la masă. Acest lucru se realizează prin conectarea pinii GND (împământare) împreună.
În primul rând, trebuie să conectați contactele aceleiași logice nivel înalt. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea aceluiași pin V+ pentru a alimenta ambele dispozitive. Este necesar un comutator de nivel logic dacă dispozitivele nu au aceleași niveluri logice (de exemplu, 3,3 V și 5 V)
Conectarea senzorilor la un microcontroler
Atunci când se fabrică un robot, se folosesc în mod necesar dispozitive senzoriale - în primul rând senzori. Senzorii pot fi interfațați cu microcontrolere într-un mod similar cu controlerele de motoare. Senzorii pot folosi următoarele tipuri de comunicare:
- Digital: Senzorul are o ieșire de semnal digital care se conectează direct la ieșirea digitală a microcontrolerului. Un simplu comutator poate fi considerat ca un senzor digital.
- Analogic: Senzorii analogici produc un semnal de tensiune analogic care trebuie citit de o ieșire analogică. Dacă microcontrolerul dvs. nu are pini analogici, veți avea nevoie de un circuit separat analog-digital (ADC). În plus, unii senzori cu sursa de alimentare necesară au de obicei trei pini: V+, GND și Signal. De exemplu, dacă senzorul este un rezistor variabil simplu, va trebui să creați un divizor de tensiune pentru a citi tensiunea AC rezultată.
- Standard sau I2C: Aici se aplică aceleași principii de comunicare ca cele descrise pentru controlerele de motor.
Dispozitiv de comunicare cu microcontroler
Majoritatea dispozitivelor de comunicație (de exemplu, XBee, Bluetooth) folosesc comunicarea în serie. Prin urmare, sunt necesare aceleași conexiuni RX, TX, GND și V+. Este important de reținut că, în timp ce mai multe conexiuni în lanț pot fi partajate pe aceiași pini RX și TX, este necesar un control fiabil pentru a preveni diafonia, erorile și eșecurile în general.
Daca ai foarte putin dispozitive seriale, este adesea mai ușor să utilizați un port serial pentru fiecare.
Roti pentru motoare
În mod ideal, ați selectat roți sau pinioane care sunt proiectate să se potrivească pe arborele motorului dvs. electric. Este posibil să fie necesar să reglați găurile pentru a conecta motoarele, direcția și diferitele fire într-o singură structură.
Componente electrice pentru cadru
Când faceți un robot, puteți monta componente electronice pe cadrul robotului folosind o varietate de metode. În primul rând, asigurați-vă că elementele de fixare sunt sigure. Metodele de prindere de bază includ: șuruburi, piulițe, bandă dublu, velcro, lipici, fermoar etc.
Partea practică
În cazul nostru, vom folosi setul Lego EV3 și pentru a crea cadrul robotului vom avea nevoie doar de piesele standard care sunt deja incluse în set. Realizarea unui robot bazat pe un set Lego este, în primul rând, relativ simplă și destul de rapidă.
Set de piese mecanice 45544
Pentru a vă crea propriul robot, nu trebuie să absolviți sau să citiți o tonă. Este suficient de folosit instrucțiuni pas cu pas, care este oferit de maeștrii în robotică pe site-urile lor web. Puteți găsi multe pe internet informatii utile, dedicat dezvoltării sistemelor robotizate autonome.
10 resurse pentru roboticianul aspirant
Informațiile de pe site vă permit să creați independent un robot cu comportament complex. Aici puteți găsi exemple de programe, diagrame, materiale de referință, exemple gata făcute, articole și fotografii.
Există o secțiune separată pe site dedicată începătorilor. Creatorii resursei pun un accent considerabil pe microcontrolere, pe dezvoltarea plăcilor universale pentru robotică și pe lipirea microcircuitelor. Aici puteți găsi, de asemenea, coduri sursă pentru programe și multe articole cu sfaturi practice.
Site-ul web are un curs special „Pas cu pas”, care descrie în detaliu procesul de creare a celor mai simpli roboți BEAM, precum și sisteme automatizate bazat pe microcontrolere AVR.
Un site unde aspiranții creatori de roboți pot găsi toate informațiile teoretice și practice necesare. Postat si aici număr mare articole tematice utile, actualizări de știri și puteți pune întrebări robotiștilor experimentați pe forum.
Această resursă este dedicată unei imersii treptate în lumea creării roboților. Totul începe cu cunoștințele despre Arduino, după care dezvoltatorului începător i se spune despre microcontrolere AVR și analogi ARM mai moderni. Descrieri detaliate iar diagramele explică foarte clar cum și ce să faci.
Un site despre cum să faci un robot BEAM cu propriile mâini. Există o întreagă secțiune dedicată elementelor de bază, precum și diagrame logice, exemple etc.
Această resursă descrie foarte clar cum să creați singur un robot, de unde să începeți, ce trebuie să știți, unde să căutați informații și detaliile necesare. Serviciul conține și o secțiune cu blog, forum și știri.
Un forum live imens dedicat creării de roboți. Subiectele pentru începători sunt deschise aici și discutate proiecte interesanteși sunt descrise idei, microcontrolere, module gata făcute, electronică și mecanică. Și cel mai important, puteți pune orice întrebare despre robotică și puteți primi un răspuns detaliat de la profesioniști.
Resursa roboticistului amator este dedicată în primul rând acesteia proiect propriu„Robot de casă”. Cu toate acestea, aici puteți găsi o mulțime de articole de actualitate utile, link-uri către site-uri interesante, puteți afla despre realizările autorului și puteți discuta despre diverse soluții de design.
Platforma hardware Arduino este cea mai convenabilă pentru dezvoltarea sistemelor robotizate. Informațiile de pe site vă permit să înțelegeți rapid acest mediu, să stăpâniți limbajul de programare și să creați mai multe proiecte simple.
Am decis să trec fără probleme la modele dinamice în mișcare. Acesta este un proiect pentru un mic robot de casă controlat prin infraroșii, asamblat din piese simple și ușor disponibile. Se bazează pe două microcontrolere. Este asigurată transmisia de la telecomandă PIC12F675, iar partea de primire pentru controlerul motorului este implementată pe PIC12F629.
Circuit de robot pe un microcontroler
Totul a decurs fără probleme cu partea digitală, singura problemă a fost în „unitatea de propulsie” - cutii de viteze mici, care sunt foarte problematice de făcut acasă, așa că a trebuit să dezvolt ideea " vibrobuguri„Micromotoarele sunt controlate prin comutatoare cu tranzistor amplificator de pe BC337. Sunt înlocuibile cu orice alte mici tranzistoare npn cu un curent de colector de 0,5 A.
Dimensiunile s-au dovedit a fi foarte mici - în fotografie există o comparație a acesteia cu o monedă și alta în apropiere cutie de chibrituri. Ochii robotului sunt formați din LED-uri super-luminoase, înfipte într-o carcasă de condensatoare electrolitice mici.
Discutați articolul MIC ROBOT DE CASĂ