اسباب بازی های ربات DIY. ربات خانگی کوچک. Cyborg خارج از جعبه

چه کسی دوست ندارد یک دستیار جهانی آماده انجام هر کاری داشته باشد: ظرف ها را بشویید، غذا بخرید، چرخ ماشین را عوض کنید و حتی بچه ها را به باغ ببرید و والدین را سر کار ببرید؟ ایده ایجاد دستیارهای مکانیزه از زمان های قدیم ذهن مهندسین را به خود مشغول کرده است. و کارل کاپک حتی کلمه ای برای خدمتکار مکانیکی ارائه کرد - روباتی که به جای یک شخص وظایف را انجام می دهد.

خوشبختانه، در عصر دیجیتال فعلی، چنین دستیارهایی به زودی به واقعیت تبدیل خواهند شد. در واقع، مکانیسم‌های هوشمند از قبل به افراد در انجام کارهای خانه کمک می‌کنند: یک ربات جاروبرقی زمانی که صاحبان آن سر کار هستند تمیز می‌کند، یک اجاق آهسته به پختن غذا کمک می‌کند، بدتر از یک سفره‌ای که خودش جمع‌آوری می‌کند، و یک توله سگ بازیگوش Aibo این کار را انجام می‌دهد. با خوشحالی دمپایی یا توپ بیاورید. ربات های پیچیده در تولید، پزشکی و فضا استفاده می شوند. آنها به شما این امکان را می دهند که به طور جزئی یا حتی به طور کامل جایگزین نیروی انسانی در شرایط سخت یا خطرناک شوید. در عین حال، اندرویدها سعی می کنند از نظر ظاهری شبیه مردم به نظر برسند، در حالی که ربات های صنعتی معمولاً به دلایل اقتصادی و فناوری ساخته می شوند و دکوراسیون خارجی آنها به هیچ وجه در اولویت نیست.

اما معلوم می شود که می توانید سعی کنید با استفاده از وسایل بداهه یک ربات بسازید. بنابراین، می توانید یک مکانیسم اصلی از یک گیرنده تلفن، یک موس کامپیوتر، یک مسواک، یک دوربین قدیمی یا یک بطری پلاستیکی در همه جا طراحی کنید. با قرار دادن چندین حسگر بر روی پلت فرم، می توان چنین رباتی را برای انجام عملیات ساده برنامه ریزی کرد: تنظیم نور، دادن سیگنال، حرکت در اطراف اتاق. البته، این به دور از دستیار چند منظوره از فیلم های علمی تخیلی است، اما چنین فعالیتی نبوغ و تفکر مهندسی خلاقانه را توسعه می دهد و بی قید و شرط تحسین را در بین کسانی برمی انگیزد که رباتیک را مطلقاً کار دستی نمی دانند.

Cyborg خارج از جعبه

یکی از ساده ترین راه های ساخت ربات، خرید کیت رباتیک آماده همراه با راهنمای گام به گام است. این گزینه همچنین برای کسانی که قصد دارند به طور جدی در خلاقیت فنی شرکت کنند مناسب است، زیرا یک بسته شامل تمام قطعات لازم برای مکانیک است: از بردهای الکترونیکی و سنسورهای تخصصی گرفته تا مجموعه ای از پیچ و مهره و برچسب. همراه با دستورالعمل هایی که به شما امکان می دهد یک مکانیسم نسبتاً پیچیده ایجاد کنید. به لطف لوازم جانبی بسیار، چنین رباتی می تواند به عنوان پایه ای عالی برای خلاقیت باشد.

دانش پایه مدرسه در فیزیک و مهارت های دروس کار برای مونتاژ اولین ربات کافی است. انواع سنسورها و موتورها از کنترل پنل ها اطاعت می کنند و محیط های برنامه نویسی خاص به شما امکان می دهد سایبورگ های واقعی ایجاد کنید که می توانند دستورات را اجرا کنند.

به عنوان مثال، سنسور یک ربات مکانیکی می تواند وجود یا عدم وجود سطحی در جلوی دستگاه را تشخیص دهد و کد برنامه می تواند نشان دهد که فاصله بین دو محور باید در کدام جهت چرخانده شود. این ربات هرگز از روی میز نمی افتد! به هر حال، جاروبرقی های رباتیک واقعی بر اساس یک اصل مشابه کار می کنند. این دستیار هوشمند علاوه بر تمیز کردن طبق یک برنامه زمان بندی شده و امکان بازگشت به پایه برای شارژ مجدد به موقع، می تواند به طور مستقل مسیرهای نظافت را بسازد. از آنجایی که کف می تواند دارای موانع مختلفی مانند صندلی و سیم باشد، ربات باید به طور مداوم مسیر پیش رو را اسکن کند و از چنین موانعی اجتناب کند.

برای اینکه یک ربات خود ساخته بتواند دستورات مختلفی را اجرا کند، سازندگان امکان برنامه نویسی آن را فراهم می کنند. با تدوین الگوریتمی برای رفتار ربات در شرایط مختلف، لازم است کدی برای تعامل حسگرها با دنیای خارج ایجاد شود. این به دلیل وجود یک میکرو کامپیوتر که مرکز مغز چنین ربات مکانیکی است امکان پذیر است.

مکانیزم سیار تولید خود

حتی بدون کیت های تخصصی و معمولاً گران قیمت، ساخت یک دستکاری مکانیکی با وسایل بداهه کاملاً امکان پذیر است. بنابراین، با آتش گرفتن با ایده ایجاد یک ربات، باید به دقت موجودی سطل های خانگی را برای وجود قطعات یدکی بی ادعا که می توان در این کار خلاقانه استفاده کرد، تجزیه و تحلیل کنید. خواهد رفت:

• یک موتور (به عنوان مثال، از یک اسباب بازی قدیمی)؛
• چرخ های ماشین های اسباب بازی؛
• جزئیات طراح؛
• جعبه های کارتن؛
• شارژ مجدد خودکار;
• نوار چسب از انواع مختلف؛
• چسب؛
• دکمه ها، مهره ها؛
• پیچ، مهره، گیره کاغذ؛
• انواع سیم؛
• لامپ ها؛
• باتری (مناسب برای ولتاژ موتور).

نکته: "این مهارت خوبی است که هنگام ساخت یک ربات قادر به کار با آهن لحیم کاری باشد، زیرا به محکم کردن مکانیزم، به خصوص قطعات الکتریکی کمک می کند."

با کمک این قطعات در دسترس عموم، می توانید یک معجزه فنی واقعی ایجاد کنید.

بنابراین، برای اینکه ربات خود را از مواد موجود در خانه بسازید، باید:

1. قطعات پیدا شده را برای مکانیسم آماده کنید، عملکرد آنها را بررسی کنید.
2. با در نظر گرفتن تجهیزات موجود، طرح ربات آینده را ترسیم کنید.
3. بدنه ربات را از قسمت طراح یا مقوا تا کنید.
4. قطعات مسئول حرکت مکانیسم را چسب یا لحیم کنید (به عنوان مثال، موتور ربات را به فاصله محوری ببندید).
5. با اتصال آن با یک هادی به کنتاکت های مربوطه باتری، برق را برای موتور تامین کنید.
6. مکمل دکور موضوعی دستگاه است.

نکته: «چشم‌های مهره‌ای برای ربات، شاخ‌های آنتن سیمی تزئینی، پایه‌های فنری، لامپ‌های دیودی کمک می‌کنند تا حتی خسته‌کننده‌ترین مکانیسم را متحرک کنید. این عناصر را می توان با چسب یا چسب وصل کرد.

شما می توانید مکانیسم چنین رباتی را در چند ساعت بسازید، پس از آن باید نامی برای ربات پیدا کنید و آن را به بینندگان تحسین برانگیز ارائه دهید. مطمئناً برخی از آنها یک ایده خلاقانه را انتخاب می کنند و می توانند شخصیت های مکانیکی خود را بسازند.

ماشین های هوشمند معروف

ربات ناز Wall-E بر تماشاگر فیلمی به همین نام پیروز می شود و او را وادار می کند تا با ماجراهای دراماتیک خود همدردی کند، در حالی که ترمیناتور قدرت یک ماشین شکست ناپذیر بی روح را به نمایش می گذارد. شخصیت‌های جنگ ستارگان، درویدهای وفادار R2D2 و C3PO، آنها را در سفرهایشان در کهکشان بسیار دور همراهی می‌کنند، و ورتر رمانتیک حتی خود را در نبرد با دزدان دریایی فضایی قربانی می‌کند.

خارج از سینما، ربات های مکانیکی نیز وجود دارند. بنابراین، جهان مهارت‌های ربات انسان‌نما آسیمو را تحسین می‌کند که می‌تواند از پله‌ها بالا برود، فوتبال بازی کند، نوشیدنی سرو کند و مودبانه سلام کند. مریخ نوردهای Spirit و Curiosity مجهز به آزمایشگاه های شیمیایی مستقل هستند که امکان تجزیه و تحلیل نمونه های خاک مریخ را فراهم می کند. ماشین‌های روباتیک بدون سرنشین می‌توانند بدون دخالت انسان حرکت کنند، حتی در خیابان‌های پیچیده شهر با خطرات بالای حوادث غیرمترقبه.

شاید از تلاش های خانگی برای ایجاد اولین مکانیسم های هوشمند است که اختراعاتی رشد می کند که چشم انداز فنی آینده و زندگی بشر را تغییر می دهد.

امروز به شما خواهیم گفت که چگونه از وسایل بداهه یک ربات بسازید. "اندروید پیشرفته" به دست آمده، اگرچه از نظر اندازه کوچک است و بعید است که بتواند به شما در کارهای خانه کمک کند، مطمئناً هم کودکان و هم بزرگسالان را سرگرم می کند.

مواد لازم

برای ساخت ربات نیازی به دانش فیزیک هسته ای ندارید. ساخت ربات در خانه از مواد معمولی که دائماً در دسترس هستند امکان پذیر است. بنابراین آنچه ما نیاز داریم:

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

1. باتری را به موتور وصل کنید

با استفاده از یک تفنگ چسب، یک تکه تخته فوم را به محفظه موتور وصل کنید. سپس باتری را به آن بچسبانید.

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

در انتهای بی‌ثبات‌کننده، چند قطره چسب بیندازید، یا مقداری عنصر تزئینی را وصل کنید - این به ربات فردیت می‌بخشد و دامنه حرکات آن را افزایش می‌دهد.

3. پاها

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

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

5. اتصال باتری

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

6. چشم

به عنوان چشم ربات، یک جفت مهره کاملا مناسب است که با چسب حرارتی به یکی از انتهای باتری وصل می کنیم. در این مرحله می توانید تخیل خود را نشان دهید و به صلاحدید خود به ظاهر چشم ها برسید.

برای ایجاد ربات خود، نیازی به دریافت تحصیلات عالی یا خواندن توده ها نیست. کافی است از دستورالعمل های گام به گام ارائه شده توسط اساتید رباتیک در وب سایت خود استفاده کنید. در اینترنت، می توانید اطلاعات مفید زیادی در مورد توسعه سیستم های رباتیک مستقل پیدا کنید.

10 منبع برای شروع رباتیک

اطلاعات موجود در سایت به شما امکان می دهد به طور مستقل یک ربات با رفتار پیچیده ایجاد کنید. در اینجا می توانید نمونه برنامه ها، نمودارها، مواد مرجع، نمونه های آماده، مقالات و عکس ها را بیابید.

یک بخش جداگانه به مبتدیان در سایت اختصاص داده شده است. سازندگان منبع تأکید زیادی بر میکروکنترلرها، توسعه بردهای جهانی برای روباتیک و ریزمدارهای لحیم کاری دارند. در اینجا می توانید کدهای منبع برنامه ها و بسیاری از مقالات را با توصیه های کاربردی پیدا کنید.

این سایت دارای یک دوره آموزشی ویژه "گام به گام" است که به طور مفصل روند ایجاد ساده ترین ربات های BEAM و همچنین سیستم های خودکار مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR را شرح می دهد.

سایتی که سازندگان ربات های تازه کار می توانند تمام اطلاعات نظری و عملی لازم را در آن بیابند. همچنین میزبان تعداد زیادی مقاله موضوعی مفید است، اخبار را به روز می کند و می توانید از متخصصان رباتیک با تجربه در انجمن سؤال بپرسید.

این منبع به غوطه ور شدن تدریجی در دنیای ایجاد ربات اختصاص دارد. همه چیز با دانش آردوینو شروع می شود و پس از آن به توسعه دهنده تازه کار در مورد میکروکنترلرهای AVR و آنالوگ های مدرن تر ARM گفته می شود. توضیحات و نمودارهای تفصیلی نحوه و کارهایی که باید انجام دهید را به روشی بسیار قابل دسترس توضیح می دهد.

سایتی در مورد نحوه ساخت ربات BEAM با دستان خود. یک بخش کامل در مورد اصول، نمودارهای منطقی، مثال ها و غیره وجود دارد.

این منبع بسیار قابل درک توضیح می دهد که چگونه خودتان یک ربات بسازید، از کجا شروع کنید، چه چیزی باید بدانید، کجا به دنبال اطلاعات و جزئیات لازم بگردید. این سرویس همچنین شامل بخشی با وبلاگ، انجمن و اخبار است.

یک انجمن بزرگ زنده اختصاص داده شده به ایجاد ربات ها. موضوعات برای مبتدیان در اینجا باز است، پروژه ها و ایده های جالب در نظر گرفته شده است، میکروکنترلرها، ماژول های آماده، الکترونیک و مکانیک شرح داده شده است. و مهمتر از همه - می توانید هر سوالی در مورد رباتیک بپرسید و پاسخ دقیقی از متخصصان دریافت کنید.

منبع رباتیک آماتور در درجه اول به پروژه خود او "ربات خانگی" اختصاص داده شده است. با این حال، در اینجا می توانید بسیاری از مقالات موضوعی مفید، پیوندهایی به سایت های جالب را بیابید، در مورد دستاوردهای نویسنده اطلاعات کسب کنید و در مورد راه حل های مختلف طراحی بحث کنید.

پلت فرم سخت افزاری آردوینو برای توسعه سیستم های رباتیک راحت ترین است. اطلاعات سایت به شما این امکان را می دهد که به سرعت این محیط را درک کنید، به زبان برنامه نویسی مسلط شوید و چندین پروژه ساده ایجاد کنید.

یک اسباب بازی محبوب - یک ربات - نه تنها در یک فروشگاه قابل خرید است. ساختن آن با دستان خود بسیار جالب تر است و میزان موادی که صنعتگران از آنها دوستان کوچک خود را می سازند فقط با تخیل استاد محدود می شود. شما می توانید مسیرهای اصلی ایجاد را پیشنهاد دهید. بنابراین، یک ربات خودتان را می توان با استفاده از چندین تکنیک ساخت.

قلاب بافی

شما می توانید یک ربات فوق العاده را قلاب دوزی کنید - آرم سیستم عامل اندروید، آشنا برای کاربران تلفن های هوشمند و تبلت ها. چنین اسباب بازی را می توان به عنوان یک زنجیره کلید، یک ظرف برای چیزهای کوچک (مهره، دکمه، و غیره) استفاده کرد، زیرا داخل آن یک ظرف پلاستیکی از یک سورپرایز مهربان است.

برای بافندگی شما نیاز دارید:

• نخ سبز روشن یا سبز روشن؛
• قلاب شماره 2.5;
• ظرف پلاستیکی از کیندر سورپرایز;
• چسب و مهره برای چشم.

نحوه ساخت چنین اسباب بازی را می توانید در فیلم آموزشی مشاهده کنید:

از نمد می دوزیم

یک مدل به همان اندازه جالب را می توان از نمد دوخت. یک کلاس کارشناسی ارشد برای مبتدیان در رباتیک ارائه شده است.

ابعاد قطعه کار:

• نیم تنه - 4.5 سانتی متر؛
• سر - 3.5 سانتی متر؛
• پاها - 2 سانتی متر؛
• دست - 1.5 سانتی متر.

هر مربع از 6 قسمت دوخته می شود.

مکعب با پرکننده پر شده است.

قطعات ربات را می توان به یکدیگر چسباند یا دوخت.

از تخته سه لا

یک ربات تخته سه لا بسیار قوی تر و پایدارتر از ربات های قبلی است. این می تواند عملکردهای مختلفی را که توسط طراحی ارائه شده است انجام دهد. ظاهر چنین رباتی فقط به تخیل شما بستگی دارد.

یک ربات متحرک می تواند اجسام کوچک را بگیرد و حرکت دهد.

از جعبه های کبریت

جعبه های کبریت را با کاغذ رنگی چسبانده اند (می توانید از هر ماده دیگری استفاده کنید). آنها با چسب به یکدیگر چسبانده می شوند یا از گیره های کاغذی استفاده می شود.

شما می توانید از جعبه کبریت و فقط یک ربات و یک ترانسفورماتور درست کنید.

سیم پیچ خورده:

انواع مختلف

اگر قدرت تخیل خود را آزاد کنید، ربات ها را می توان از هر چیزی ساخت. مدل های عالی از بطری های پلاستیکی و درپوش از آنها به دست می آید.

جزئیات این ربات روی یک سیم محکم مونتاژ شده است. بنابراین، ربات می تواند دست ها و پاهای خود را حرکت دهد.

شما همچنین می توانید از یک پاکت سیگار یک ربات بسازید.

ربات های خوراکی از ماستیک به دست می آیند. آنها روشن و زیبا هستند.

ساخت ربات از جعبه ها بسیار آسان است. این یک عکسبرداری عالی خواهد بود.

ساخت ربات از اشکال هندسی با کودک جالب است.

شما می توانید یک ربات کاملاً از مواد زائد بسازید. مثلا اینجوری

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

مطمئناً، پس از تماشای فیلم های مربوط به روبات ها، اغلب می خواستید همرزم خود را بسازید، اما نمی دانستید از کجا شروع کنید. البته، شما قادر به ساخت یک ترمیناتور دوپا نخواهید بود، اما ما این هدف را نداریم. هر کسی که می داند چگونه آهن لحیم کاری را به درستی در دستان خود نگه دارد، می تواند یک ربات ساده جمع کند و این نیازی به دانش عمیق ندارد، اگرچه آنها دخالتی ندارند. رباتیک آماتور تفاوت چندانی با مهندسی مدار ندارد، فقط جالب تر است، زیرا حوزه هایی مانند مکانیک و برنامه نویسی نیز در اینجا تحت تأثیر قرار می گیرند. همه قطعات به راحتی در دسترس هستند و گران نیستند. بنابراین پیشرفت متوقف نمی شود و ما از آن به نفع خود استفاده خواهیم کرد.

معرفی

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

چه چیزی نیاز داریم

برای شروع، ربات ما قادر خواهد بود به سادگی موانع را دور بزند، یعنی رفتار طبیعی بیشتر حیوانات در طبیعت را تکرار کند. هر چیزی که برای ساختن چنین رباتی نیاز داریم را می توان در فروشگاه های مهندسی رادیو پیدا کرد. بیایید تصمیم بگیریم که ربات ما چگونه حرکت کند. من فکر می کنم موفق ترین مسیرهایی هستند که در تانک ها استفاده می شوند ، این راحت ترین راه حل است ، زیرا مسیرها توانایی عبور و مرور بیشتری نسبت به چرخ های ماشین دارند و کنترل آنها راحت تر است (چرخش). ، کافی است مسیرها را در جهات مختلف بچرخانید). بنابراین، شما به هر مخزن اسباب‌بازی نیاز دارید که دارای مسیرهایی باشد که به طور مستقل از یکدیگر بچرخند، می‌توانید با قیمت مناسب از هر فروشگاه اسباب‌بازی یکی را خریداری کنید. از این مخزن فقط به یک پلت فرم با ریل و موتور با گیربکس نیاز دارید، می توانید با خیال راحت پیچ های باقی مانده را باز کرده و دور بیندازید. ما همچنین به یک میکروکنترلر نیاز داریم ، انتخاب من روی ATmega16 افتاد - دارای پورت های کافی برای اتصال سنسورها و لوازم جانبی است و به طور کلی بسیار راحت است. شما همچنین باید برخی از قطعات رادیویی، یک آهن لحیم کاری، یک مولتی متر بخرید.

ساخت تابلو با MK

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

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

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

کنترل موتور

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

سنسورهای مانع

برای اینکه ربات ما بتواند حرکت کند و با همه چیز تصادف نکند، دو سنسور مادون قرمز روی آن نصب می کنیم. ساده ترین حسگر شامل یک دیود IR است که در طیف مادون قرمز ساطع می کند و یک ترانزیستور نوری که سیگنالی را از دیود IR دریافت می کند. اصل این است: وقتی هیچ مانعی در مقابل سنسور وجود ندارد، اشعه IR روی ترانزیستور فوتو نمی افتد و باز نمی شود. اگر مانعی در مقابل سنسور وجود داشته باشد، پرتوهای آن منعکس می شوند و روی ترانزیستور می افتند - باز می شود و جریان شروع به جریان می کند. عیب چنین سنسورهایی این است که آنها می توانند به سطوح مختلف واکنش متفاوتی نشان دهند و از تداخل محافظت نمی شوند - سنسور ممکن است به طور تصادفی از سیگنال های خارجی دستگاه های دیگر کار کند. مدولاسیون سیگنال می تواند در برابر تداخل محافظت کند، اما در حال حاضر ما با این کار زحمت نخواهیم داد. برای شروع، همین کافی است.

سیستم عامل ربات

برای احیای ربات، باید سیستم عاملی برای آن بنویسید، یعنی برنامه ای که از حسگرها و موتورهای کنترلی قرائت می کند. برنامه من ساده ترین است، شامل ساختارهای پیچیده نیست و برای همه قابل درک خواهد بود. دو خط بعدی شامل فایل‌های هدر برای میکروکنترلر ما و دستوراتی برای ایجاد تاخیر است:

#عبارتند از
#عبارتند از

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

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

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

نتیجه

من بیشتر جنبه هایی را که به شما در ساختن اولین ربات کمک می کند پوشش داده ام. اما رباتیک به همین جا ختم نمی شود. اگر این ربات را مونتاژ کنید، فرصت های زیادی برای گسترش آن خواهید داشت. می‌توانید الگوریتم ربات را بهبود ببخشید، مثلاً اگر مانع در یک طرف نباشد، درست در مقابل ربات باشد، چه باید کرد. همچنین نصب رمزگذار ضرری ندارد - دستگاه ساده ای که به شما کمک می کند موقعیت ربات خود را در فضا به طور دقیق تعیین کنید و بدانید. برای وضوح، امکان نصب یک صفحه نمایش رنگی یا تک رنگ وجود دارد که می تواند اطلاعات مفیدی را نشان دهد - سطح شارژ باتری، فاصله تا یک مانع، اطلاعات مختلف اشکال زدایی. بهبود سنسورها تداخلی نخواهد داشت - نصب TSOP (این گیرنده های IR هستند که سیگنالی با فرکانس خاصی را درک می کنند) به جای فوتوترانزیستورهای معمولی. علاوه بر حسگرهای مادون قرمز، سنسورهای اولتراسونیک نیز وجود دارد که گرانتر هستند و همچنین بدون اشکال نیستند، اما اخیراً در بین سازندگان ربات محبوبیت پیدا کرده اند. برای اینکه ربات به صدا پاسخ دهد، نصب میکروفون با تقویت کننده خوب است. اما نکته بسیار جالب، به نظر من، نصب دوربین و برنامه نویسی ماشین بینایی بر اساس آن است. مجموعه ای از کتابخانه های OpenCV ویژه وجود دارد که با آنها می توانید تشخیص چهره، حرکات روی بیکن های رنگی و بسیاری چیزهای جالب دیگر را برنامه ریزی کنید. همه چیز به تخیل و مهارت شما بستگی دارد.

لیست اجزاء:

ATmega16 در بسته DIP-40>

L7805 در بسته بندی TO-220

L293D در بسته DIP-16 x2 عدد.

مقاومت با قدرت 0.25 وات با عناوین: 10 کیلو اهم x1 عدد، 220 اهم x4 عدد.

خازن های سرامیکی: 0.1 uF، 1 uF، 22 pF

خازن های الکترولیتی: 1000 uF x 16 V، 220 uF x 16V x2 عدد.

دیود 1N4001 یا 1N4004

تشدید کننده کوارتز 16 مگاهرتز

دیودهای مادون قرمز: هر کدام به تعداد دو قطعه انجام می شود.

فوتوترانزیستورها، همچنین هر کدام، اما فقط به طول موج پرتوهای IR واکنش نشان می دهند

کد سیستم عامل:

/************************************************ **** **** سیستم عامل برای ربات MK نوع: ATmega16 فرکانس ساعت: 16.000000 مگاهرتز اگر فرکانس کوارتز متفاوتی دارید، باید این را در تنظیمات محیط مشخص کنید: Project -> Configure -> "C Compiler" برگه ********************************************** *********/ #عبارتند از #عبارتند از void main(void) (//تنظیم پورت‌ها برای ورودی //از طریق این پورت‌ها سیگنال‌هایی را از حسگرهای DDRB=0x00 دریافت می‌کنیم؛ //مقاومت‌های pull-up را روشن کنید PORTB=0xFF؛ //تنظیم پورت‌ها برای خروجی //از طریق این پورت‌ها ما کنترل موتورهای DDRC =0xFF؛ //حلقه اصلی برنامه. در اینجا مقادیر را از حسگرها می خوانیم //و موتورها را در حالی که (1) کنترل می کنیم (//حرکت به جلو PORTC.0 = 1؛ PORTC.1 = 0 ؛ PORTC.2 = 1؛ PORTC.3 = 0؛ اگر (!(PINB & (1<درباره ربات من

در حال حاضر ربات من تقریباً کامل است.

دارای دوربین بی سیم، سنسور فاصله (هم دوربین و هم این سنسور روی برج چرخشی نصب می شوند)، سنسور مانع، رمزگذار، گیرنده سیگنال از ریموت کنترل و رابط RS-232 برای اتصال به کامپیوتر. این دوربین در دو حالت کار می کند: خودکار و دستی (سیگنال های کنترلی را از کنترل از راه دور دریافت می کند)، همچنین دوربین می تواند از راه دور یا توسط خود ربات برای صرفه جویی در مصرف باتری روشن / خاموش شود. در حال نوشتن فریمور برای حفاظت از آپارتمان (انتقال تصویر به کامپیوتر، تشخیص حرکت، انحراف از محل) هستم.