Как сделать робота двигающегося своими руками

Как собрать робота самостоятельно в домашних условиях: от простого к сложному

Роботы заменяют людей на производстве и в быту, трудятся в опасных условиях. Андроиды, напоминающие человека, работают, как правило, в качестве промоутеров, а промышленные машины настроены на точное выполнение функций. Их разработкой занимаются специалисты.

Домашних же мастеров интересует вопрос, как сделать робота из подручных средств. Оригинальные механизмы можно сконструировать самостоятельно и запрограммировать на реализацию несложных задач.

Робот, реагирующий на источник света

Для быстрого сбора механизмов используются предметы, которые можно найти дома. Это моторчики и батарейки из детских игрушек, проволока, солнечные аккумуляторы от старых калькуляторов, светодиоды. Дополнительно потребуются фиксаторы (клей, изолента), отвертка и другие инструменты из домашней мастерской.

Перед началом работы следует определить, какие функции возьмет на себя готовый механизм. За 15 минут можно собрать робота, который ищет источник света. При включении лампы он будет двигаться к ней, а при перемещении фонаря — следовать за потоком лучей.

Необходимые инструменты и детали

При сборке конструкции простого робота своими руками потребуются:

• основа – монтажная плата или плотный материал (картон);
• движущая сила – миниатюрные моторчики мощностью 3 или 5 В (из старой игрушки);
• колеса – крышки от пластиковых бутылок;
• датчики – фототранзисторы на 3 В;
• источник питания — 3 спаянные батарейки АА (пальчиковые);
• управляющие элементы – транзисторы 816Г (производство – Россия);
• монтажные приспособления – провода из витой пары.

Для проделывания отверстий на картоне потребуется шило, а фиксатором элементов послужит термопластичный клей (из термопистолета). Для работы также понадобится паяльник и жесткая проволока, которую заменит разогнутая скрепка.

Процесс сборки

Готовые детали следует разложить на рабочем столе и включить паяльник. Первоначально собирают плату, для чего подготавливают текстолитовую или картонную основу со сторонами от 4 до 5 см. На ней должна уместиться схема, батарейки, двигатели и крепеж переднего колеса.

Первоначально запаивают датчики с учетом полярности подсоединения фотодиодов и фототранзисторов. Их размещают по углам платы с одного края, располагая так, чтобы они смотрели в разные стороны. Это передняя часть робота, его «глаза».

Поодаль от переднего края фиксируют транзисторы, запаивая их так, чтобы маркировка располагалась на стороне правого колеса.

К 3 соединенным батарейкам подпаивают провода и определяют на плате 2 точки их схождения (плюс и минус). Удобно продеть в края платы витую пару, запаять концы к транзисторам и датчикам, вывести петлю и к ней подпаять батарейки.

Двигатели устанавливают в конце шасси с противоположной стороны платы. Управляющий моторчик крепят напротив управляемой системы. Это необходимо, чтобы робот поворачивался на свет.

Сборку электрики начинают от отрицательного полюса батарейки к положительному контакту по всей схеме. Взяв часть витой пары, припаивают отрицательный контакт датчиков к минусу батарей, и в это же место добавляют коллекторы транзисторов.

Второй фотоэлемент припаивают небольшим куском провода к транзисторной базе. Остальные ножки присоединяют к моторчикам. Для проверки правильности сборки используют тестер полярности напряжения.

После сборки проводят тестирование. Для этого включают схему и подносят ее к источнику света, поворачивая сначала одним, затем другим чувствительным элементом.

Когда все сделано правильно, двигатели на плате вращаются, меняя скорость в зависимости от степени освещения.

Если устройство не работает, проверяют правильность подключения контактов. В схеме каждый из датчиков отвечает за работу колес — правый за левое, и наоборот. Если это не так, корректируют полярность включения моторов.

Далее осуществляют сборку устройства. Первым делом изготавливают боковые колеса, склеив крышки между собой полой частью внутрь. Для их фиксации просверливают небольшые отверстия, используя миниатюрную дрель с насадками. В колесо продевают проволоку (бывшую скрепку) и закрепляют ее концы между фотодатчиками на плате.

На последнем этапе проверяют работу механизма, используя источники освещения разной интенсивности. Колеса робота должны ехать вперед. Если система работает, зафиксированные на плате моторчики и батарейки закрепляют термоклеем.

После приступают к изучению возможностей робота и расширению его функционала. Например, ставят задачу, чтобы он ездил по заданной траектории.

Робот, различающий препятствия

Перед сборкой интеллектуального устройства обдумывают его внешний вид и принцип передвижения. Оптимальный вариант – использование гусеничной цепи (как в танке).

Такими роботами легче управлять, и они способны передвигаться по любому типу поверхности. Снять гусеницы, моторчик и редуктор можно с игрушечного танка.

Инструменты и запчасти

Перед созданием робота следует подготовить:

• микроконтроллер (ATmega 16 в корпусе Dip-40);
• керамические конденсаторы 0,1 мкФ, 1 мкФ, 22 пФ;
• резисторы на 25 Вт номиналом 10 кОм (1 единицу) и 220 Ом (4 штуки);
• диод 1N4004;
• L7805 в корпусе ТО-220;
• паяльник;
• инфракрасные диоды (2 шт.);
• фототранзисторы, способные реагировать на длину ик-лучей;
• резонатор кварцевый на 16 МГц;
• мультиметр;
• радиодетали;
• гусеницы и мотор от игрушечного экскаватора, танка.

Работа с платой

Для обеспечения питания микроконтроллера подбирают стабилизатор напряжения. Оптимальный выбор – микросхема L7805, дающая на выходе стабильные 5 В. Дополнением к ней идут конденсаторы для сглаживания напряжения и диоды, защищающие от переполюсовки.

Далее осматривают корпус контроллера MK-Dip и выделяют в нем узлы:

• вывод Reset, подтянутый резистором к «плюсу» источника питания;
• электролит на 1000 мкФ для защиты от скачков напряжения;
• кварцевый резонатор и конденсаторы, которые нужно располагать вблизи от выводов Xtal1 и Xtal2.

Управление двигателями

В приспособлении используется микросхема L293D со встроенными диодами, которые защищают систему от перегрузки. Она имеет 2 канала, что позволяет подключить сразу 2 двигателя. Моторчики на плате запрещено присоединять напрямую к МК. Контакт обеспечивается с помощью ключевых транзисторов.

Во время работы возможен нагрев микроэлектронного устройства. Для отведения тепла предусмотрены ножки GND, которые следует распаивать на контактной площадке.

Установка датчиков препятствий

Ориентирование робота в пространстве обеспечивает простой инфракрасный датчик. Он состоит из диода, способного излучать в инфракрасном диапазоне, и фототранзистора для приема лучей. В отсутствии преграды перед механизмом транзистор закрыт.

При его приближении к мебели, стене, элементы улавливают тепло. Транзистор открывается, что активирует течение тока по цепи и побуждает устройство изменять траекторию движения.

Датчики устанавливают на передней части платы, подключая их с помощью проводов к основной схеме. По бокам от основы располагают гусеничный механизм.

Прошивка робота

Для работы устройства требуется программа, которая позволит снимать показания с датчиков и управлять двигателями. Простым роботам ее пишут с использованием языка программирования Си. Он представляет собой набор функций, вызывающих друг друга для дополнения.

Прописывая команды, следует учесть, что по инструкции у робота 2 датчика. Если на 1 из фототранзисторов поступает свет от инфракрасного диода, механизм начинает движение назад, отъезжая от препятствия. Он разворачивается и снова едет вперед.

Наличие преград следует проверять справа и слева, что прописывается с помощью команд. Алгоритм работы можно усовершенствовать, задав командную строку, что делать при возникновении угрозы прямого столкновения.

Улучшить готовый механизм позволит энкодер, который распознает положение робота в пространстве. Для информативности в дальнейшем устанавливается дисплей, на котором будет отображаться отладочная информация, расстояние до препятствий и другие нужные сведения.

Роботы для детей

Робототехника позволяет школьникам развивать творческие навыки и знакомить с техническими терминами. Освоив принципы конструирования lego-роботов (как правило, в школах робототехники используют для обучения lego-платформы), дети учатся разбираться в новых технологиях и осваивают азы востребованной профессии.

Ребятам будет интересно самостоятельно построить или поучаствовать в сборке:

• механических насекомых, которые передвигаются, светятся в темноте;
• квадропода (4-хногого шагохода) по специальным чертежам;
• умных робоживотных, которые могут передвигаться по заданной траектории;
• робота-колобка для накопления солнечной энергии;
• настоящей роботизированной руки для игры на барабане и других манипуляций.

Полезные роботизированные устройства для начинающих

Первые шаги в робототехнике можно начать:

• со знакомства с наборами для конструирования и программирования Lego BOOST (7-12 лет) и Lego EV3 (с 10 лет);
• с конструирования вибророботов, предназначенных для детских игр;
• с занятий с использованием электронных конструкторов «Знаток»;
• со сборки простых конструкторов для начинающих на основе Arduino;
• с конструирования моделей, представленных обучающими конструкторами Engino.

Необходимые навыки

Для изготовления роботов новичкам потребуются следующие навыки:

• умение конструировать, создавать механизмы;
• знание того, как обеспечивается взаимодействие маленьких помощников с внешней средой;
• изучение темы, так как сделать шагающего робота своими руками – задача не из легких;
• начальное представление о программировании – переменных, алгоритмах, современных языках.

Познакомившись с азами программирования, можно переходить к созданию самодельных роботов-пылесосов, мойщиков бассейнов и окон в доме. Применение роботам можно найти и в других сферах жизни.

Источник

Инструкции по созданию простых роботов своими руками:

Этот раздел сайта посвящен пошаговым инструкциям с фото и видео по созданию простых роботов их подручных материалов в домашних условиях. Как сделать простейшего beam робота или виброробота своими руками, схемы роботов для начинающих робототехников, основы и уроки робототехники для начинающих. Самый простой робот своими руками, как сделать простого робота в домашних условиях, поэтапные пошаговые схемы по сборке простейших beam (бим) и вибро роботов. Создание простого робота для детей или начинающих робототехников. Уроки робототехники для начинающих о том, как сделать очень простого робота дома в домашних условиях:

В этой инструкции показано как сделать подводный дрон из пвх труб с управлением с помощью пульта и с видеокамерой на борту. Достаточно легкий в изготовлении робот, не требующий никаких дорогостоящих комплектующих. Попробуйте сделать такого робота самостоятельно. Смотрите подробности.

​В этом проекте мы опишем, как сделать простого, пневматического мягкого робота, который сделан из силиконовой резины, и формы с использованием 3D печатных деталей. Проект основан на мягких захватах и шагающем механизме.

​Представляем вам очень простого робота по имени Buck. Принцип его работы похож на движения насекомых. С пружинистыми ногами робот создает немного шума при ходьбе. Мы поможем вам создать это милое устройство без особых усилий и денежных затрат.

​Этот интересный робот называется очень просто – Walker, то есть шагающий механизм. Он может быть построен в общей сложности за 4 часа, но при второй попытке время на создание робота может занять всего 10 минут. На самом деле, он очень простой и не требует каких-либо дорогих материалов и программирования.

Представляем интересный механизм – робот Lobsterbot. Особенность данного устройства заключается в его простоте. Всё, что нужно для управления – это чип и реле. По принципу движения робот напоминает рака – отсюда и название: Lobsterbot. С помощью этого робота можно познать азы построения умных роботов, которые пригодятся для дальнейших исследований в области робототехники.

Боевые роботы Battle Bot, как правило, довольно интересные и разнообразные. Мы представляем вам инструкцию одного мини-робота Battle Bot, который небольшой, очень легкий и простой в создании. Вы его можете собрать в любое свободное и удобное для вас время. Он не требует дорогостоящих деталей и инструментов. Так что, приступим.

​Этот очень простой робот может быть сделан из недорогих материалов, которые можно купить в обычном магазине. Основой данного устройства является старая компьютерная мышка.Mousebot — простой бот реагирующий на свет и при столкновении со стеной способный двигаться назад и поворачивать в другую сторону. Данный проект является довольно дешевым, если у вас есть старая мышь в наличии.

​Что такое робот- bristlebot? Это вибрирующий робот, построенный на основе зубной щетки. Но если вас не устраивает такой простой вариант вибробота на зубной щетке, предлагаем добавить дополнительные особенности, которые не требуют ни дорогих технологий, ни программирования. Например, ваш робот смог бы реагировать на свет. Это достижимо с помощью специального сенсора.

На этот раз поговорим о фонариках. Эти вещи служат нам «солнцем» в руках, когда мы оказываемся в темноте. Целью данного проекта является создание робота-фонарика, который будет следить за своим пользователем во всем помещении и ориентироваться на потребности пользователя в освещении.

Мы не раз уже писали о роботах, построенных на основе зубной щетки. Но этот интересный робот заинтересует любого желающего попробовать свои силы в построении самодельных домашних роботов. Его создание может занять всего пару часов. Для этого нужно сосредоточиться на деле и следовать инструкции. Робота должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении.

Для того, чтобы создать виброробота не обязательно нужны зубные щетки. Эти устройства создаются легко из старых нерабочих вещей, как например, фотоаппарат. Кроме фотоаппарата для построения робота понадобится немного скотча и несколько долларов. Если у вас есть старый поломанный и ненужный фотоаппарат, можете смело приступать к конструкции этого робота. В этом вам поможет следующая пошаговая инструкция.

Представляем вам вибрирующий робот на основе жестяной банки из-под газированного напитка, который гудит, как насекомое и двигается сам по себе. Легкая конструкция с множеством возможностей для детей, чтобы научиться делать робота самостоятельно. Этот виброробот очень хорошо работает на кафельном полу, где он следует и опирается на плитке, когда его нога застревает в щели. В зависимости от того, насколько он сбалансирован, он будет двигаться по комнате, и станет отличной забавой для молодежи.

В этом разделе вы можете найти схемы и собрать простого робота, маленьких простейших роботов, иными словами этот раздел это робототехника для начинающих своим руками в домашних условиях. Простые роботы своими руками, beam роботы для начинающих, вибророботы из подручных средств дома. Пошаговые поэтапные инструкции с фото и видео процесса сборки самодельного простого робота в домашних условиях. Как сделать самый простой робот своими руками, создание просто простого робота для детей, собрать простейшего робота из хлама дома самостоятельно.

Так же здесь есть инструкции по сборке beam роботов (бим роботов) и вибророботов своими руками. Описание процесса создания простейших роботов, фото и видео инструкции по о том как начать делать простого робота.

Смотреть инструкции и схемы очень простых роботов, которых можно сделать в домашних условиях из подручных материалов. Очень простые и самые простые роботы для самостоятельного изготовления. Делаем простейшего робота дома в домашних условиях своими руками.

Источник