ของเล่นหุ่นยนต์ DIY หุ่นยนต์ทำเองขนาดเล็ก ไซบอร์กนอกกรอบ

ใครบ้างที่ไม่ต้องการมีผู้ช่วยสากลพร้อมทำงานใดๆ: ล้างจาน, ซื้ออาหาร, เปลี่ยนล้อในรถ, และแม้แต่พาลูกไปที่สวน, และพ่อแม่ไปทำงาน? แนวคิดในการสร้างผู้ช่วยยานยนต์ได้ครอบงำจิตใจด้านวิศวกรรมมาตั้งแต่สมัยโบราณ และคาเรล คาเพ็กยังคิดคำว่าคนรับใช้กลไก ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่แทนตัวบุคคล

โชคดีที่ในยุคดิจิทัลปัจจุบัน ผู้ช่วยดังกล่าวจะกลายเป็นจริงในไม่ช้า อันที่จริง กลไกที่ชาญฉลาดได้ช่วยคนที่ทำงานบ้านอยู่แล้ว: หุ่นยนต์ดูดฝุ่นจะทำความสะอาดในขณะที่เจ้าของอยู่ในที่ทำงาน หม้อหุงช้าจะช่วยปรุงอาหาร ไม่เลวร้ายไปกว่าผ้าปูโต๊ะที่เก็บเอง และลูกสุนัข Aibo ขี้เล่น นำรองเท้าแตะหรือลูกบอลมาด้วยอย่างมีความสุข หุ่นยนต์ที่ซับซ้อนถูกนำมาใช้ในการผลิต ยารักษาโรค และอวกาศ สิ่งเหล่านี้ช่วยให้คุณเปลี่ยนแรงงานมนุษย์ได้บางส่วนหรือทั้งหมดแม้ในสภาพที่ยากลำบากหรือเป็นอันตราย ในเวลาเดียวกัน หุ่นยนต์พยายามที่จะดูเหมือนคนภายนอก ในขณะที่หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมักจะถูกสร้างขึ้นเพื่อเหตุผลทางเศรษฐกิจและเทคโนโลยี และการตกแต่งภายนอกของหุ่นยนต์นั้นไม่ได้มีความสำคัญ

แต่ปรากฎว่าคุณสามารถลองทำหุ่นยนต์โดยใช้วิธีการชั่วคราว ดังนั้น คุณสามารถออกแบบกลไกดั้งเดิมจากเครื่องรับโทรศัพท์ เมาส์คอมพิวเตอร์ แปรงสีฟัน กล้องเก่า หรือขวดพลาสติกที่แพร่หลาย โดยการวางเซ็นเซอร์หลายตัวไว้บนแท่น หุ่นยนต์ดังกล่าวสามารถตั้งโปรแกรมให้ดำเนินการง่ายๆ ได้ เช่น ปรับแสง ให้สัญญาณ เคลื่อนที่ไปรอบๆ ห้อง แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ผู้ช่วยแบบมัลติฟังก์ชั่นจากภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์ แต่กิจกรรมดังกล่าวพัฒนาความเฉลียวฉลาดและความคิดสร้างสรรค์ทางวิศวกรรม และกระตุ้นความชื่นชมอย่างไม่มีเงื่อนไขในหมู่ผู้ที่ถือว่าหุ่นยนต์ไม่ใช่งานฝีมือโดยเด็ดขาด

ไซบอร์กนอกกรอบ

วิธีที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่งในการสร้างหุ่นยนต์คือการซื้อชุดหุ่นยนต์สำเร็จรูปพร้อมคำแนะนำทีละขั้นตอน ตัวเลือกนี้ยังเหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการมีส่วนร่วมกับความคิดสร้างสรรค์ทางเทคนิคอย่างจริงจัง เนื่องจากแพ็คเกจหนึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับกลไก: ตั้งแต่แผงอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์พิเศษ ไปจนถึงสต็อกของสลักเกลียวและสติกเกอร์ พร้อมกับคำแนะนำที่ช่วยให้คุณสามารถสร้างกลไกที่ค่อนข้างซับซ้อนได้ ต้องขอบคุณอุปกรณ์เสริมมากมายที่ทำให้หุ่นยนต์ตัวนี้เป็นฐานที่ยอดเยี่ยมสำหรับความคิดสร้างสรรค์

ความรู้พื้นฐานของโรงเรียนในวิชาฟิสิกส์และทักษะจากบทเรียนแรงงานเพียงพอที่จะประกอบหุ่นยนต์ตัวแรก เซ็นเซอร์และมอเตอร์ต่างๆ ปฏิบัติตามแผงควบคุม และสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมพิเศษช่วยให้คุณสร้างไซบอร์กตัวจริงที่สามารถดำเนินการคำสั่งได้

ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ของหุ่นยนต์เชิงกลสามารถตรวจจับว่ามีหรือไม่มีพื้นผิวด้านหน้าอุปกรณ์ และรหัสโปรแกรมสามารถระบุทิศทางที่ฐานล้อควรหมุน หุ่นยนต์ตัวนี้จะไม่มีวันตกจากโต๊ะ! อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์ดูดฝุ่นของจริงทำงานบนหลักการที่คล้ายคลึงกัน นอกเหนือจากการทำความสะอาดตามกำหนดเวลาและความสามารถในการกลับไปที่ฐานเพื่อชาร์จตามเวลาที่กำหนด ผู้ช่วยอัจฉริยะนี้สามารถสร้างแนวทางการทำความสะอาดได้อย่างอิสระ เนื่องจากพื้นสามารถมีสิ่งกีดขวางได้หลากหลาย เช่น เก้าอี้และสายไฟ หุ่นยนต์จึงต้องสแกนเส้นทางข้างหน้าอย่างต่อเนื่องและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางดังกล่าว

เพื่อให้หุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นเองสามารถดำเนินการคำสั่งต่างๆ ได้ ผู้ผลิตจัดเตรียมความเป็นไปได้ในการเขียนโปรแกรม เมื่อรวบรวมอัลกอริทึมสำหรับพฤติกรรมของหุ่นยนต์ในสภาวะต่างๆ จำเป็นต้องสร้างรหัสสำหรับการโต้ตอบของเซ็นเซอร์กับโลกภายนอก สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากมีไมโครคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นศูนย์กลางของสมองของหุ่นยนต์กล

กลไกมือถือของการผลิตเอง

แม้จะไม่มีชุดอุปกรณ์พิเศษและมักจะมีราคาแพง แต่ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างหุ่นยนต์กลด้วยวิธีชั่วคราว ดังนั้นเมื่อเกิดเพลิงไหม้ด้วยแนวคิดในการสร้างหุ่นยนต์ คุณควรวิเคราะห์สต็อกของถังขยะในบ้านอย่างละเอียดถี่ถ้วนว่ามีชิ้นส่วนอะไหล่ที่ไม่มีผู้อ้างสิทธิ์ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการสร้างสรรค์นี้ได้ จะไป:

• มอเตอร์ (เช่นจากของเล่นเก่า);
• ล้อจากรถของเล่น
• รายละเอียดนักออกแบบ
• กล่องกระดาษ
• เติมปากกาหมึกซึม;
• เทปกาวประเภทต่างๆ
• กาว;
• ปุ่ม, ลูกปัด;
• สกรู, น็อต, คลิปหนีบกระดาษ;
• สายไฟทุกชนิด
• หลอดไฟ;
• แบตเตอรี่ (เหมาะสำหรับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์)

เคล็ดลับ: "การสร้างหุ่นยนต์ให้สามารถจับหัวแร้งถือเป็นทักษะที่ดี เพราะมันจะช่วยยึดกลไกให้แน่น โดยเฉพาะอุปกรณ์ไฟฟ้า"

ด้วยความช่วยเหลือของส่วนประกอบที่เปิดเผยต่อสาธารณะเหล่านี้ คุณสามารถสร้างปาฏิหาริย์ทางเทคนิคที่แท้จริงได้

ดังนั้น ในการสร้างหุ่นยนต์ของคุณเองจากวัสดุที่มีอยู่ที่บ้าน คุณควร:

1. เตรียมชิ้นส่วนที่พบสำหรับกลไกตรวจสอบประสิทธิภาพ
2. วาดโครงร่างของหุ่นยนต์ในอนาคตโดยคำนึงถึงอุปกรณ์ที่มีอยู่
3. พับร่างกายสำหรับหุ่นยนต์จากผู้ออกแบบหรือชิ้นส่วนกระดาษแข็ง
4. กาวหรือประสานชิ้นส่วนที่รับผิดชอบในการเคลื่อนที่ของกลไก (เช่น ยึดมอเตอร์ของหุ่นยนต์เข้ากับฐานล้อ)
5. ให้พลังงานแก่มอเตอร์โดยเชื่อมต่อกับตัวนำไปยังหน้าสัมผัสที่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่
6. เสริมการตกแต่งตามธีมของอุปกรณ์

เคล็ดลับ: “Beady eyes สำหรับหุ่นยนต์, แตรเสาอากาศลวดตกแต่ง, ขาสปริง, หลอดไดโอดจะช่วยให้เคลื่อนไหวได้แม้กระทั่งกลไกที่น่าเบื่อที่สุด องค์ประกอบเหล่านี้สามารถติดด้วยกาวหรือเทป

คุณสามารถสร้างกลไกของหุ่นยนต์ดังกล่าวได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง หลังจากนั้น หุ่นยนต์จะยังคงสร้างชื่อให้กับหุ่นยนต์และนำเสนอให้ผู้ชมได้ชื่นชม แน่นอนว่าบางคนจะหยิบเอาความคิดสร้างสรรค์และสามารถสร้างตัวละครจักรกลของตัวเองได้

เครื่องจักรอัจฉริยะที่มีชื่อเสียง

หุ่นยนต์น่ารัก Wall-E ชนะใจผู้ชมภาพยนตร์ชื่อเดียวกัน ทำให้เขาต้องเห็นใจกับการผจญภัยอันน่าทึ่งของเขา ในขณะที่เทอร์มิเนเตอร์แสดงให้เห็นถึงพลังของเครื่องจักรที่อยู่ยงคงกระพันที่ไร้วิญญาณ ตัวละครสตาร์วอร์ส หุ่นผู้ซื่อสัตย์ R2D2 และ C3PO เดินทางไปพร้อมกับพวกเขาในการเดินทางผ่านกาแล็กซี่อันไกลโพ้น และเวอร์เธอร์ผู้แสนโรแมนติกก็เสียสละตัวเองในการต่อสู้กับโจรสลัดอวกาศ

นอกโรงหนังก็มีหุ่นยนต์ โลกจึงชื่นชมทักษะของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ อาซิโม ที่สามารถเดินขึ้นบันได เล่นฟุตบอล เสิร์ฟเครื่องดื่ม และกล่าวทักทายอย่างสุภาพ รถแลนด์โรเวอร์ Spirit and Curiosity ติดตั้งห้องปฏิบัติการเคมีอิสระ ซึ่งทำให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างดินบนดาวอังคารได้ รถหุ่นยนต์ไร้คนขับสามารถเคลื่อนที่ได้โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ แม้กระทั่งตามถนนในเมืองที่สลับซับซ้อนซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อเหตุการณ์ไม่คาดฝัน

บางทีมันอาจจะมาจากความพยายามในบ้านที่จะสร้างกลไกอันชาญฉลาดที่สิ่งประดิษฐ์จะเติบโตขึ้นซึ่งจะเปลี่ยนภาพพาโนรามาทางเทคนิคของอนาคตและชีวิตของมนุษยชาติ

วันนี้เราจะมาบอกวิธีทำหุ่นยนต์จากวิธีการชั่วคราว ผลลัพธ์ที่ได้คือ "หุ่นยนต์ไฮเทค" แม้ว่าจะมีขนาดเล็กและไม่น่าจะสามารถช่วยคุณทำงานบ้านได้ แต่ก็จะสร้างความสนุกสนานให้กับทั้งเด็กและผู้ใหญ่อย่างแน่นอน

วัสดุที่จำเป็น

ในการสร้างหุ่นยนต์ คุณไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์นิวเคลียร์ เป็นไปได้ที่จะสร้างหุ่นยนต์ที่บ้านจากวัสดุธรรมดาที่อยู่ในมือตลอดเวลา สิ่งที่เราต้องการ:

• ลวด 2 ชิ้น
• 1 มอเตอร์
• แบตเตอรี่ AA 1 ก้อน
• หมุด 3 อัน
• แผ่นโฟม 2 แผ่นหรือวัสดุที่คล้ายกัน
• แปรงสีฟันเก่า 2-3 หัวหรือคลิปหนีบกระดาษสองสามอัน

1. ติดแบตเตอรี่เข้ากับมอเตอร์

ใช้ปืนกาวติดแผ่นโฟมเข้ากับตัวเรือนมอเตอร์ จากนั้นทากาวแบตเตอรี่ลงไป

ขั้นตอนนี้อาจดูสับสน อย่างไรก็ตาม ในการสร้างหุ่นยนต์ คุณต้องทำให้มันเคลื่อนไหว เราวางแผ่นโฟมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเล็ก ๆ บนแกนมอเตอร์แล้วยึดด้วยปืนกาว การออกแบบนี้จะทำให้มอเตอร์เกิดความไม่สมดุลซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้

ที่ปลายสุดของตัวกันการสั่นไหว ให้หยดกาวสักสองสามหยดหรือติดองค์ประกอบตกแต่ง - สิ่งนี้จะเพิ่มความเป็นตัวของตัวเองให้กับหุ่นยนต์และเพิ่มช่วงของการเคลื่อนไหวของมัน

3. ขา

ตอนนี้คุณต้องติดตั้งหุ่นยนต์ด้วยแขนขาที่ต่ำกว่า หากคุณใช้หัวแปรงสีฟันสำหรับสิ่งนี้ ให้ทากาวไว้ที่ด้านล่างของมอเตอร์ คุณสามารถใช้โฟมบอร์ดเดียวกันเป็นเลเยอร์ได้

ขั้นตอนต่อไปคือการติดลวดสองชิ้นของเราเข้ากับหน้าสัมผัสของมอเตอร์ คุณสามารถขันสกรูได้ แต่การบัดกรีจะดียิ่งขึ้นไปอีก ซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์มีความทนทานมากขึ้น

5. การเชื่อมต่อแบตเตอรี่

ใช้ปืนความร้อนกาวลวดที่ปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ คุณสามารถเลือกสายใดก็ได้จากสองสายและด้านใดด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ - ขั้วไม่สำคัญในกรณีนี้ หากคุณเก่งในการบัดกรี คุณสามารถใช้บัดกรีแทนกาวสำหรับขั้นตอนนี้

6. ตา

ในฐานะที่เป็นดวงตาของหุ่นยนต์ ลูกปัดคู่หนึ่งค่อนข้างเหมาะสม ซึ่งเราติดกาวร้อนที่ปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถแสดงจินตนาการและสร้างรูปลักษณ์ของดวงตาได้ตามดุลยพินิจของคุณ

ในการสร้างหุ่นยนต์ของคุณเอง ไม่จำเป็นต้องได้รับการศึกษาระดับสูงหรืออ่านมวลชน เพียงพอที่จะใช้คำแนะนำทีละขั้นตอนที่นำเสนอโดยผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการหุ่นยนต์บนเว็บไซต์ของพวกเขา บนอินเทอร์เน็ต คุณสามารถค้นหาข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมายเกี่ยวกับการพัฒนาระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติ

10 แหล่งข้อมูลสำหรับการเริ่มต้นวิทยาการหุ่นยนต์

ข้อมูลบนเว็บไซต์ช่วยให้คุณสร้างหุ่นยนต์ที่มีพฤติกรรมที่ซับซ้อนได้อย่างอิสระ คุณสามารถค้นหาโปรแกรมตัวอย่าง ไดอะแกรม เอกสารอ้างอิง ตัวอย่างสำเร็จรูป บทความ และภาพถ่ายได้ที่นี่

ส่วนแยกต่างหากมีไว้สำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานบนเว็บไซต์ ผู้สร้างทรัพยากรให้ความสำคัญกับไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างมาก การพัฒนาบอร์ดสากลสำหรับหุ่นยนต์และการบัดกรีไมโครเซอร์กิต คุณยังสามารถค้นหาซอร์สโค้ดของโปรแกรมและบทความมากมายพร้อมคำแนะนำที่เป็นประโยชน์ได้ที่นี่

ไซต์นี้มีหลักสูตรพิเศษ "ทีละขั้นตอน" ซึ่งอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการสร้างหุ่นยนต์ BEAM ที่ง่ายที่สุด รวมถึงระบบอัตโนมัติที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR

ไซต์ที่ผู้สร้างหุ่นยนต์สามเณรสามารถค้นหาข้อมูลทางทฤษฎีและการปฏิบัติที่จำเป็นทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีบทความที่เป็นประโยชน์จำนวนมาก อัปเดตข่าวสาร และคุณสามารถถามคำถามกับนักวิทยาการหุ่นยนต์ที่มีประสบการณ์ในฟอรัม

ทรัพยากรนี้ทุ่มเทให้กับการดำดิ่งสู่โลกแห่งการสร้างหุ่นยนต์อย่างค่อยเป็นค่อยไป ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยความรู้ของ Arduino หลังจากนั้นผู้พัฒนามือใหม่ได้รับการบอกเล่าเกี่ยวกับไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR และอะนาล็อก ARM ที่ทันสมัยกว่า คำอธิบายโดยละเอียดและไดอะแกรมอธิบายวิธีการและสิ่งที่ต้องทำในแบบที่เข้าถึงได้ง่ายมาก

เว็บไซต์เกี่ยวกับวิธีการสร้างหุ่นยนต์ BEAM ด้วยมือของคุณเอง มีทั้งส่วนพื้นฐาน แผนภาพลอจิก ตัวอย่าง ฯลฯ

แหล่งข้อมูลนี้อธิบายวิธีสร้างหุ่นยนต์ด้วยตัวคุณเองอย่างชาญฉลาด จุดเริ่มต้น สิ่งที่คุณต้องรู้ ค้นหาข้อมูล และรายละเอียดที่จำเป็น บริการนี้ยังประกอบด้วยส่วนที่มีบล็อก ฟอรัม และข่าวสาร

ฟอรัมสดขนาดใหญ่ที่อุทิศให้กับการสร้างหุ่นยนต์ หัวข้อสำหรับผู้เริ่มต้นเปิดอยู่ที่นี่ มีการพิจารณาโครงการและแนวคิดที่น่าสนใจ ไมโครคอนโทรลเลอร์ โมดูลสำเร็จรูป อิเล็กทรอนิกส์ และกลไกมีการอธิบายไว้ และที่สำคัญที่สุด คุณสามารถถามคำถามเกี่ยวกับวิทยาการหุ่นยนต์และรับคำตอบโดยละเอียดจากผู้เชี่ยวชาญได้

ทรัพยากรหุ่นยนต์สมัครเล่นนั้นอุทิศให้กับโครงการ "Homemade Robot" ของเขาเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ที่นี่คุณจะพบบทความที่เป็นประโยชน์มากมาย ลิงก์ไปยังเว็บไซต์ที่น่าสนใจ เรียนรู้เกี่ยวกับความสำเร็จของผู้เขียน และหารือเกี่ยวกับโซลูชันการออกแบบต่างๆ

แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ Arduino นั้นสะดวกที่สุดสำหรับการพัฒนาระบบหุ่นยนต์ ข้อมูลไซต์ช่วยให้คุณเข้าใจสภาพแวดล้อมนี้ได้อย่างรวดเร็ว เชี่ยวชาญภาษาการเขียนโปรแกรม และสร้างโครงการง่ายๆ หลายโครงการ

ของเล่นยอดนิยม - หุ่นยนต์ - หาซื้อได้ในร้านค้าเท่านั้น มันน่าสนใจกว่ามากที่จะทำมันด้วยมือของคุณเองและปริมาณของวัสดุที่ช่างฝีมือทำให้เพื่อนตัวน้อยของพวกเขาถูก จำกัด ด้วยจินตนาการของอาจารย์เท่านั้น คุณสามารถแนะนำทิศทางหลักในการสร้างได้ ดังนั้น หุ่นยนต์ที่ต้องทำด้วยตัวเองสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ

ถัก

คุณสามารถถักหุ่นยนต์ที่ยอดเยี่ยม - โลโก้ Android OS ซึ่งผู้ใช้สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตคุ้นเคย ของเล่นชิ้นนี้สามารถใช้เป็นพวงกุญแจ ภาชนะใส่ของเล็กๆ (ลูกปัด กระดุม ฯลฯ) ได้ เพราะมีภาชนะพลาสติกอยู่ภายใน

สำหรับการถักคุณจะต้อง:

• เส้นด้ายสีเขียวอ่อนหรือสีเขียวอ่อน
• เบ็ดหมายเลข 2.5;
• ภาชนะพลาสติกจากเซอร์ไพรส์
• กาวและลูกปัดสำหรับดวงตา

วิธีทำของเล่นดังกล่าวคุณสามารถดูได้ในวิดีโอสอน:

เราเย็บจากผ้าสักหลาด

โมเดลที่น่าสนใจไม่แพ้กันสามารถเย็บจากผ้าสักหลาดได้ มีชั้นเรียนปริญญาโทสำหรับผู้เริ่มต้นในด้านวิทยาการหุ่นยนต์

ขนาดชิ้นงาน:

• เนื้อตัว - 4.5 ซม.
• หัว - 3.5 ซม.
• ขา - 2 ซม.
• มือ - 1.5 ซม.

แต่ละตารางถูกเย็บจาก 6 ส่วน

ลูกบาศก์ถูกยัดด้วยฟิลเลอร์

ชิ้นส่วนหุ่นยนต์สามารถติดกาวหรือเย็บเข้าด้วยกัน

จากไม้อัด

หุ่นยนต์ไม้อัดนั้นแข็งแกร่งและมั่นคงกว่ารุ่นก่อนมาก มันสามารถทำหน้าที่ต่าง ๆ ที่มีให้โดยการออกแบบ การปรากฏตัวของหุ่นยนต์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับจินตนาการของคุณเท่านั้น

หุ่นยนต์เคลื่อนที่สามารถรับและเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดเล็กได้

จากกล่องไม้ขีด

กล่องไม้ขีดถูกวางทับด้วยกระดาษสี (คุณสามารถใช้วัสดุอื่นได้) พวกเขาติดกาวเข้าด้วยกันโดยใช้กาวหรือคลิปหนีบกระดาษ

คุณสามารถสร้างจากกล่องไม้ขีดไฟและเพียงแค่หุ่นยนต์และหม้อแปลงไฟฟ้า

ลวดบิด:

รุ่นต่างๆ

หากคุณให้อิสระในจินตนาการของคุณ หุ่นยนต์สามารถสร้างขึ้นจากอะไรก็ได้ โมเดลที่ยอดเยี่ยมได้มาจากขวดพลาสติกและฝาจากพวกเขา

รายละเอียดของหุ่นยนต์ตัวนี้ประกอบขึ้นด้วยลวดที่แข็งแรง ดังนั้นหุ่นยนต์จึงสามารถขยับแขนและขาได้

คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์จากบุหรี่ได้

หุ่นยนต์กินได้มาจากสีเหลืองอ่อน พวกเขามีความสดใสและสวยงาม

มันง่ายมากที่จะสร้างหุ่นยนต์ออกจากกล่อง จะทำให้การถ่ายภาพยอดเยี่ยม

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะสร้างหุ่นยนต์จากรูปทรงเรขาคณิตกับเด็ก

คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์จากวัสดุเหลือใช้ทั้งหมดได้ ตัวอย่างเช่นเช่นนี้

สร้างหุ่นยนต์ง่ายมาก มาดูกันว่าจะได้อะไรบ้าง สร้างหุ่นยนต์ที่บ้านเพื่อที่จะเข้าใจพื้นฐานของหุ่นยนต์

แน่นอน หลังจากชมภาพยนตร์เกี่ยวกับหุ่นยนต์ คุณมักจะต้องการสร้างเพื่อนในอ้อมแขน แต่คุณไม่รู้ว่าจะเริ่มต้นจากตรงไหน แน่นอน คุณจะไม่สามารถสร้างเทอร์มิเนเตอร์สองขาได้ แต่เราไม่ได้ตั้งเป้าไว้สำหรับสิ่งนี้ ใครก็ตามที่รู้วิธีจับหัวแร้งอย่างถูกต้องสามารถประกอบหุ่นยนต์ง่ายๆ ได้ และไม่จำเป็นต้องมีความรู้เชิงลึก แม้ว่าจะไม่รบกวนก็ตาม วิทยาการหุ่นยนต์สมัครเล่นไม่ได้แตกต่างจากวิศวกรรมวงจรมากนัก แต่น่าสนใจกว่ามาก เนื่องจากพื้นที่ต่างๆ เช่น กลศาสตร์และการเขียนโปรแกรมก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน ส่วนประกอบทั้งหมดนั้นหาได้ง่ายและไม่แพงมาก ดังนั้นความก้าวหน้าจะไม่หยุดนิ่ง และเราจะใช้มันให้เป็นประโยชน์

บทนำ

ดังนั้น. หุ่นยนต์คืออะไร? ในกรณีส่วนใหญ่ นี่คืออุปกรณ์อัตโนมัติที่ตอบสนองต่อการดำเนินการด้านสิ่งแวดล้อม หุ่นยนต์สามารถควบคุมได้โดยมนุษย์หรือดำเนินการตามที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไปแล้ว หุ่นยนต์จะมีเซ็นเซอร์ที่หลากหลาย (ระยะทาง มุมการหมุน ความเร่ง) กล้องวิดีโอ อุปกรณ์ควบคุม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของหุ่นยนต์ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MC) - ไมโครเซอร์กิตที่มีโปรเซสเซอร์ เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ RAM และหน่วยความจำถาวร มีไมโครคอนโทรลเลอร์หลายตัวในโลกสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน และสามารถประกอบหุ่นยนต์อันทรงพลังได้บนพื้นฐานของมัน สำหรับอาคารสมัครเล่นไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR นั้นใช้กันอย่างแพร่หลาย พวกมันเข้าถึงได้มากที่สุดและบนอินเทอร์เน็ต คุณสามารถหาตัวอย่างมากมายจาก MK เหล่านี้ ในการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์ คุณต้องสามารถเขียนโปรแกรมในแอสเซมเบลอร์หรือ C และมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและแอนะล็อก ในโครงการของเรา เราจะใช้ C. การเขียนโปรแกรมสำหรับ MK นั้นไม่แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์มากนัก ไวยากรณ์ของภาษาเหมือนกัน ฟังก์ชันส่วนใหญ่เกือบจะเหมือนกัน และฟังก์ชันใหม่นั้นค่อนข้างง่ายต่อการเรียนรู้และใช้งานสะดวก

เราต้องการอะไร

ในการเริ่มต้น หุ่นยนต์ของเราสามารถเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง นั่นคือ ทำซ้ำพฤติกรรมปกติของสัตว์ส่วนใหญ่ในธรรมชาติ ทุกสิ่งที่เราต้องการเพื่อสร้างหุ่นยนต์ดังกล่าวมีอยู่ในร้านวิศวกรรมวิทยุ มาตัดสินใจว่าหุ่นยนต์ของเราจะเคลื่อนไหวอย่างไร ฉันคิดว่าประสบความสำเร็จมากที่สุดคือแทร็กที่ใช้ในรถถังนี่เป็นทางออกที่สะดวกที่สุดเพราะแทร็กมีความสามารถในการวิ่งข้ามประเทศมากกว่าล้อของรถและสะดวกกว่าในการควบคุม (เพื่อเลี้ยว ก็เพียงพอที่จะหมุนแทร็คไปในทิศทางต่างๆ) ดังนั้นคุณจะต้องมีถังของเล่นที่มีรางหมุนแยกจากกัน คุณสามารถซื้อได้ที่ร้านขายของเล่นใด ๆ ในราคาที่เหมาะสม จากรถถังนี้ คุณต้องการเพียงแท่นที่มีรางและมอเตอร์พร้อมกระปุกเกียร์ คุณสามารถคลายเกลียวที่เหลือและโยนทิ้งได้อย่างปลอดภัย เราต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยตัวเลือกของฉันอยู่ที่ ATmega16 - มีพอร์ตเพียงพอสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงและโดยทั่วไปแล้วจะค่อนข้างสะดวก คุณจะต้องซื้อส่วนประกอบวิทยุ, หัวแร้ง, มัลติมิเตอร์

ทำบอร์ดกับ MK

ในกรณีของเรา ไมโครคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่ของสมอง แต่เราจะไม่เริ่มต้นด้วยมัน แต่ด้วยแหล่งพลังงานของสมองของหุ่นยนต์ โภชนาการที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญต่อสุขภาพ ดังนั้นเราจะเริ่มต้นด้วยการป้อนอาหารให้หุ่นยนต์อย่างเหมาะสม เนื่องจากผู้สร้างหุ่นยนต์มือใหม่มักจะทำผิดพลาดในเรื่องนี้ และเพื่อให้หุ่นยนต์ของเราทำงานได้ตามปกติ คุณต้องใช้เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฉันชอบชิป L7805 มากกว่า - มันถูกออกแบบมาเพื่อเอาท์พุตแรงดันไฟที่เสถียรที่ 5V ซึ่งเป็นสิ่งที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราต้องการ แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าตกบนชิปนี้อยู่ที่ประมาณ 2.5V จึงต้องจ่ายขั้นต่ำ 7.5V ให้กับมัน ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ใช้ร่วมกันกับตัวกันโคลงนี้เพื่อทำให้ระลอกคลื่นแรงดันไฟฟ้าเรียบ และต้องมีไดโอดรวมอยู่ในวงจรเพื่อป้องกันการกลับขั้วของขั้วไฟฟ้า

ตอนนี้เราสามารถทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราได้แล้ว กรณีของ MK คือ DIP (สะดวกกว่าในการบัดกรี) และมีสี่สิบพิน บนเครื่องมี ADC, PWM, USART และสิ่งอื่น ๆ อีกมากมายที่เราจะไม่ใช้ในตอนนี้ ลองดูโหนดที่สำคัญสองสามข้อ เอาต์พุต RESET (ขาที่ 9 ของ MK) ถูกดึงขึ้นโดยตัวต้านทาน R1 ไปที่ "บวก" ของแหล่งพลังงาน - ต้องทำสิ่งนี้! มิฉะนั้น MK ของคุณอาจรีเซ็ตโดยไม่ได้ตั้งใจหรืออีกนัยหนึ่งล้มเหลว นอกจากนี้ยังเป็นที่พึงปรารถนา แต่ไม่บังคับ ในการเชื่อมต่อ RESET ผ่านตัวเก็บประจุเซรามิก C1 กับกราวด์ ในแผนภาพ คุณยังสามารถเห็นอิเล็กโทรไลต์ 1,000 ยูเอฟ ซึ่งช่วยให้คุณประหยัดจากแรงดันไฟตกเมื่อเครื่องยนต์ทำงาน ซึ่งจะส่งผลดีต่อการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วย Crystal resonator X1 และตัวเก็บประจุ C2, C3 ควรวางไว้ใกล้กับพิน XTAL1 และ XTAL2 มากที่สุด

ฉันจะไม่พูดถึงวิธีแฟลช MK เนื่องจากคุณสามารถอ่านได้ทางอินเทอร์เน็ต เราจะเขียนโปรแกรมในภาษา C ฉันเลือก CodeVisionAVR เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม สภาพแวดล้อมค่อนข้างสะดวกและมีประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้น เพราะมีวิซาร์ดการสร้างโค้ดในตัว

การควบคุมมอเตอร์

องค์ประกอบที่สำคัญไม่แพ้กันในหุ่นยนต์ของเราคือตัวขับมอเตอร์ ซึ่งทำให้ง่ายต่อการควบคุม ไม่ควรเชื่อมต่อมอเตอร์โดยตรงกับ MK! โดยทั่วไปแล้ว ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถควบคุมโหลดที่ทรงพลังได้โดยตรงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ มิฉะนั้น ไมโครคอนโทรลเลอร์จะไหม้หมด ใช้ทรานซิสเตอร์ที่สำคัญ สำหรับกรณีของเรามีชิปพิเศษ - L293D ในโครงการง่ายๆ เช่นนี้ พยายามใช้ชิปตัวนี้กับดัชนี "D" เสมอ เนื่องจากมีไดโอดในตัวสำหรับการป้องกันการโอเวอร์โหลด ชิปนี้ง่ายต่อการจัดการและหาซื้อได้ง่ายในร้านค้าวิศวกรรมวิทยุ มีให้เลือกสองแพ็คเกจ DIP และ SOIC เราจะใช้ในแพ็คเกจ DIP เนื่องจากง่ายต่อการติดตั้งบนกระดาน L293D มีมอเตอร์และแหล่งจ่ายไฟแบบลอจิกแยกจากกัน ดังนั้น เราจะจ่ายไฟให้กับไมโครเซอร์กิตจากสเตบิไลเซอร์ (อินพุต VSS) และมอเตอร์จากแบตเตอรี่โดยตรง (อินพุต VS) L293D สามารถทนต่อโหลดได้ 600 mA ต่อช่องสัญญาณ และมีสองช่องสัญญาณเหล่านี้ กล่าวคือ สามารถเชื่อมต่อมอเตอร์สองตัวเข้ากับไมโครเซอร์กิตเดียวได้ แต่เพื่อความปลอดภัย เราจะรวมช่องสัญญาณเข้าด้วยกัน จากนั้นเราต้องการไมโครโฟนหนึ่งตัวสำหรับแต่ละเครื่องยนต์ ตามมาด้วยว่า L293D จะสามารถทนต่อ 1.2 A ได้ เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ คุณต้องรวมขาของไมโครตามที่แสดงในแผนภาพ microcircuit ทำงานดังนี้: เมื่อใช้ตรรกะ "0" กับ IN1 และ IN2 และใช้หน่วยลอจิคัลกับ IN3 และ IN4 มอเตอร์จะหมุนไปในทิศทางเดียวและหากสัญญาณถูกกลับด้าน จะใช้ศูนย์ตรรกะ จากนั้นมอเตอร์จะเริ่มหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม พิน EN1 และ EN2 มีหน้าที่เปิดแต่ละช่อง เราเชื่อมต่อและเชื่อมต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ "บวก" จากโคลง เนื่องจากไมโครเซอร์กิตร้อนขึ้นระหว่างการทำงาน และการติดตั้งหม้อน้ำเป็นปัญหาสำหรับเคสประเภทนี้ ขา GND ให้การระบายความร้อน - เป็นการดีกว่าที่จะบัดกรีบนพื้นที่สัมผัสกว้าง นั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับไดรเวอร์มอเตอร์ในครั้งแรก

เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง

เพื่อให้หุ่นยนต์ของเราสามารถนำทางและไม่ชนกับทุกสิ่ง เราจะติดตั้งเซ็นเซอร์อินฟราเรดสองตัวบนนั้น เซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยไดโอด IR ที่ปล่อยออกมาในสเปกตรัมอินฟราเรดและโฟโตทรานซิสเตอร์ที่จะรับสัญญาณจากไดโอด IR หลักการคือ: เมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางที่ด้านหน้าของเซนเซอร์ รังสีอินฟราเรดจะไม่ตกบนโฟโตทรานซิสเตอร์และจะไม่เปิดออก หากมีสิ่งกีดขวางที่ด้านหน้าของเซ็นเซอร์ รังสีจากมันจะถูกสะท้อนและตกลงบนทรานซิสเตอร์ - มันเปิดออกและกระแสเริ่มไหล ข้อเสียของเซ็นเซอร์ดังกล่าวคือสามารถตอบสนองต่อพื้นผิวที่แตกต่างกันและไม่ได้รับการปกป้องจากการรบกวน - เซ็นเซอร์อาจทำงานโดยไม่ได้ตั้งใจจากสัญญาณภายนอกจากอุปกรณ์อื่น การมอดูเลตสัญญาณสามารถป้องกันการรบกวนได้ แต่ตอนนี้เราจะไม่รบกวนสิ่งนี้ สำหรับผู้เริ่มต้นก็เพียงพอแล้ว

เฟิร์มแวร์หุ่นยนต์

ในการชุบชีวิตหุ่นยนต์ คุณต้องเขียนเฟิร์มแวร์สำหรับมัน นั่นคือโปรแกรมที่จะอ่านค่าจากเซ็นเซอร์และเอ็นจิ้นการควบคุม โปรแกรมของฉันเรียบง่ายที่สุดไม่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและทุกคนจะเข้าใจได้ สองบรรทัดถัดไปรวมถึงไฟล์ส่วนหัวสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์และคำสั่งสำหรับสร้างความล่าช้า:

#รวม
#รวม

บรรทัดต่อไปนี้มีเงื่อนไขเนื่องจากค่า PORTC ขึ้นอยู่กับว่าคุณเชื่อมต่อไดรเวอร์มอเตอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณอย่างไร:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; ค่า 0xFF หมายความว่าผลลัพธ์จะเป็นบันทึก "1" และ 0x00 เป็นบันทึก "0" ด้วยโครงสร้างดังต่อไปนี้ เราจะตรวจสอบว่ามีสิ่งกีดขวางหน้าหุ่นยนต์หรือไม่ และอยู่ด้านใด: if (!(PINB & (1<

หากแสงจากไดโอด IR กระทบโฟโตทรานซิสเตอร์ บันทึกจะถูกตั้งค่าไว้ที่ขาของไมโครคอนโทรลเลอร์ "0" และหุ่นยนต์เริ่มเคลื่อนกลับเพื่อเคลื่อนตัวออกห่างจากสิ่งกีดขวางแล้วหันหลังกลับเพื่อไม่ให้ชนกับสิ่งกีดขวางอีกครั้งแล้วจึงเดินหน้าอีกครั้ง เนื่องจากเรามีเซ็นเซอร์สองตัว เราจึงตรวจสอบสิ่งกีดขวางสองครั้ง - ทางขวาและทางซ้าย ดังนั้นเราจึงสามารถค้นหาได้ว่าสิ่งกีดขวางนั้นอยู่ด้านใด คำสั่ง "delay_ms(1000)" ระบุว่าจะผ่านไปหนึ่งวินาทีก่อนที่คำสั่งถัดไปจะเริ่มดำเนินการ

บทสรุป

ฉันได้ครอบคลุมทุกแง่มุมที่จะช่วยคุณสร้างหุ่นยนต์ตัวแรกของคุณ แต่หุ่นยนต์ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น หากคุณประกอบหุ่นยนต์ตัวนี้ คุณจะมีโอกาสมากมายที่จะขยายมัน คุณสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมของหุ่นยนต์ได้ เช่น จะทำอย่างไรถ้าสิ่งกีดขวางไม่ได้อยู่ด้านเดียว แต่อยู่ตรงหน้าหุ่นยนต์ นอกจากนี้ยังไม่เสียหายที่จะติดตั้งตัวเข้ารหัส ซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่จะช่วยให้คุณวางตำแหน่งและทราบตำแหน่งของหุ่นยนต์ในอวกาศได้อย่างแม่นยำ เพื่อความชัดเจน สามารถติดตั้งจอแสดงผลแบบสีหรือขาวดำที่สามารถแสดงข้อมูลที่เป็นประโยชน์ - ระดับการชาร์จแบตเตอรี่ ระยะห่างจากสิ่งกีดขวาง ข้อมูลการดีบักต่างๆ การปรับปรุงเซ็นเซอร์จะไม่รบกวน - การติดตั้ง TSOP (นี่คือตัวรับ IR ที่รับรู้สัญญาณของความถี่ที่แน่นอนเท่านั้น) แทนโฟโตทรานซิสเตอร์ทั่วไป นอกจากเซ็นเซอร์อินฟราเรดแล้ว ยังมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกซึ่งมีราคาแพงกว่าและไม่มีข้อเสียด้วย แต่เพิ่งได้รับความนิยมในหมู่ผู้สร้างหุ่นยนต์ เพื่อให้หุ่นยนต์ตอบสนองต่อเสียง จะเป็นการดีที่จะติดตั้งไมโครโฟนพร้อมแอมพลิฟายเออร์ แต่ฉันคิดว่าสิ่งที่น่าสนใจจริงๆ คือการติดตั้งกล้องและเขียนโปรแกรมแมชชีนวิชั่นโดยอิงจากมัน มีชุดไลบรารี OpenCV พิเศษที่คุณสามารถตั้งโปรแกรมการจดจำใบหน้า การเคลื่อนไหวบนบีคอนสี และสิ่งที่น่าสนใจอื่นๆ ได้มากมาย ทุกอย่างขึ้นอยู่กับจินตนาการและทักษะของคุณ

รายการส่วนประกอบ:

ATmega16 ในแพ็คเกจ DIP-40>

L7805 ในแพ็คเกจ TO-220

L293D ในแพ็คเกจ DIP-16 x2 ชิ้น

ตัวต้านทานที่มีกำลัง 0.25 W พร้อมหน่วยวัด: 10 kOhm x1 pcs., 220 Ohm x4 pcs.

ตัวเก็บประจุเซรามิก: 0.1 uF, 1 uF, 22 pF

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า: 1,000 uF x 16 V, 220 uF x 16V x2 ชิ้น

ไดโอด 1N4001 หรือ 1N4004

เครื่องสะท้อนเสียงควอทซ์ 16 MHz

ไดโอด IR: จำนวนสองชิ้นจะทำได้

โฟโต้ทรานซิสเตอร์ก็มีเช่นกัน แต่ทำปฏิกิริยากับความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดเท่านั้น

รหัสเฟิร์มแวร์:

/****************************************************** **** **** เฟิร์มแวร์สำหรับหุ่นยนต์ ประเภท MK: ATmega16 ความถี่สัญญาณนาฬิกา: 16.000000 MHz หากคุณมีความถี่ควอตซ์ที่แตกต่างกัน คุณต้องระบุสิ่งนี้ในการตั้งค่าสภาพแวดล้อม: โครงการ -> กำหนดค่า -> "C Compiler" แท็บ ****** ************************************************* *********/ #รวม #รวม โมฆะ main(เป็นโมฆะ) ( //ตั้งค่าพอร์ตสำหรับอินพุต //ผ่านพอร์ตเหล่านี้เรารับสัญญาณจากเซ็นเซอร์ DDRB=0x00; //เปิดตัวต้านทานแบบดึงขึ้น PORTB=0xFF; // ตั้งค่าพอร์ตสำหรับเอาต์พุต // ผ่านพอร์ตเหล่านี้เรา ควบคุมมอเตอร์ DDRC =0xFF; //ลูปหลักของโปรแกรม ที่นี่เราอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ // และควบคุมมอเตอร์ในขณะที่ (1) ( //เลื่อนไปข้างหน้า PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; if (!(PINB & (1 .)<เกี่ยวกับหุ่นยนต์ของฉัน

ขณะนี้หุ่นยนต์ของฉันใกล้จะเสร็จสมบูรณ์แล้ว

มันมีกล้องไร้สาย, เซ็นเซอร์วัดระยะทาง (ทั้งกล้องและเซ็นเซอร์นี้ติดตั้งอยู่บนหอคอยหมุน), เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง, ตัวเข้ารหัส, เครื่องรับสัญญาณจากรีโมทคอนโทรลและอินเทอร์เฟซ RS-232 สำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ มันทำงานในสองโหมด: อัตโนมัติและแมนนวล (รับสัญญาณควบคุมจากรีโมทคอนโทรล) นอกจากนี้ยังสามารถเปิด / ปิดกล้องจากระยะไกลหรือโดยหุ่นยนต์เองเพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ ฉันกำลังเขียนเฟิร์มแวร์เพื่อปกป้องอพาร์ตเมนต์ (การถ่ายโอนรูปภาพไปยังคอมพิวเตอร์ การตรวจจับการเคลื่อนไหว ทางอ้อมของสถานที่)