رباتیک یکی از امیدوار کننده ترین حوزه ها در زمینه فناوری های اینترنت است و در زمان ما نیازی به توضیح نیست که بخش فناوری اطلاعات آینده است. علاوه بر این، رباتیک ممکن است جالب تر از هر چیز دیگری به نظر برسد: طراحی یک ربات تقریباً به معنای ایجاد یک موجود جدید، البته الکترونیکی است، که البته جذاب است. با این حال، در این صنعت نیز، همه چیز می تواند دشوار باشد، به خصوص در ابتدا. به همراه متخصصان، ما سعی خواهیم کرد بفهمیم که چرا رباتیک مورد نیاز است و چگونه به آن نزدیک شویم.

رباتیک یکی از امیدوار کننده ترین حوزه ها در زمینه فناوری های اینترنت است و در زمان ما نیازی به توضیح نیست که بخش فناوری اطلاعات آینده است. رباتیک چیز جالبی است: طراحی یک ربات تقریباً ایجاد یک موجود جدید، البته الکترونیکی است.

از دهه 60 قرن گذشته، دستگاه های خودکار و خود مدیریتی که کارهایی را برای یک فرد انجام می دهند، شروع به استفاده برای تحقیقات و تولید، سپس در بخش خدمات کردند و از آن زمان، هر سال استوارتر شده اند. جایگاه آنها در زندگی مردم البته، نمی توان گفت که در روسیه همه چیز به طور کامل توسط مکانیسم های مستقل انجام می شود، اما یک بردار خاص در این جهت قطعا مشخص شده است. Sberbank در حال حاضر قصد دارد سه هزار وکیل را با ماشین های هوشمند جایگزین کند.

ما به همراه متخصصان سعی خواهیم کرد بفهمیم که چرا روباتیک مورد نیاز است و چگونه به آن نزدیک شویم.

رباتیک برای کودکان چه تفاوتی با رباتیک حرفه ای دارد؟

به طور خلاصه، رباتیک برای کودکان با هدف مطالعه یک موضوع است، در حالی که رباتیک حرفه ای با هدف حل مشکلات خاص است. اگر متخصصان دستکاری‌کننده‌های صنعتی را ایجاد می‌کنند که وظایف فن‌آوری مختلفی را انجام می‌دهند، یا پلتفرم‌های چرخ‌دار تخصصی، البته آماتورها و کودکان کارهای ساده‌تری را انجام می‌دهند.

تاتیانا ولکووا، کارمند مرکز رباتیک هوشمند: "به عنوان یک قاعده، همه از اینجا شروع می کنند: آنها موتورها را کشف می کنند و ربات را مجبور می کنند که به سادگی به جلو برود و سپس بپیچد. هنگامی که ربات دستورات حرکتی را اجرا می کند، می توانید یک سنسور را متصل کنید و ربات را به سمت نور حرکت دهید یا برعکس، از آن "فرار کنید". و سپس وظیفه مورد علاقه همه مبتدیان فرا می رسد: روباتی که در امتداد یک خط رانندگی می کند. حتی مسابقات ربات های مختلفی وجود دارد.

چگونه می توانید تشخیص دهید که فرزندتان به رباتیک میل دارد؟

ابتدا باید یک مجموعه ساختمانی بخرید و ببینید که آیا فرزندتان دوست دارد آن را مونتاژ کند یا خیر. و سپس می توانید آن را به دایره بدهید. کلاس ها به او کمک می کند تا مهارت های حرکتی خوب، تخیل، ادراک فضایی، منطق، تمرکز و صبر را توسعه دهد.

هر چه زودتر بتوانید در مورد جهت رباتیک - طراحی، الکترونیک، برنامه نویسی - تصمیم بگیرید، بهتر است. هر سه حوزه وسیع هستند و نیاز به مطالعه جداگانه دارند.

الکساندر کولوتوف، متخصص برجسته برنامه های STEM در دانشگاه Innopolis: "اگر کودک دوست دارد مجموعه های ساختمانی را جمع کند، ساخت و ساز برای او مناسب است. اگر او علاقه مند به یادگیری نحوه کار کردن چیزها باشد، از انجام کارهای الکترونیکی لذت خواهد برد. اگر کودکی به ریاضیات علاقه داشته باشد، به برنامه نویسی علاقه مند می شود.

از چه زمانی یادگیری رباتیک را شروع کنیم؟

بهتر است از دوران کودکی شروع به مطالعه و ثبت نام در باشگاه ها کنید، البته نه خیلی زود - در 8-12 سالگی، کارشناسان می گویند. در اوایل، درک انتزاعات قابل درک برای کودک دشوارتر است و بعداً در نوجوانی ممکن است علایق دیگری پیدا کند و حواسش پرت شود. همچنین کودک باید برای مطالعه ریاضی انگیزه داشته باشد تا در آینده طراحی مکانیسم ها و مدارها و نوشتن الگوریتم برای او جالب و آسان باشد.

از 8-9 سالگیکودکان می توانند از قبل درک کنند و به خاطر بسپارند که مقاومت، ال ای دی، خازن چیست و بعداً قبل از برنامه درسی مدرسه به مفاهیم فیزیک مدرسه تسلط پیدا کنند. فرقی نمی کند که در این زمینه متخصص شوند یا نه، دانش و مهارت هایی که به دست می آورند قطعا بیهوده نخواهد بود.

در 14-15 سالگیشما باید به مطالعه ریاضیات ادامه دهید، کلاس های رباتیک را در پس زمینه قرار دهید و به طور جدی تر مطالعه برنامه نویسی را شروع کنید - برای درک نه تنها الگوریتم های پیچیده، بلکه ساختارهای ذخیره سازی داده ها. بعد پایه ریاضی و دانش در الگوریتم سازی، غوطه ور شدن در تئوری مکانیزم ها و ماشین ها، طراحی تجهیزات الکترومکانیکی یک دستگاه روباتیک، اجرای الگوریتم های ناوبری خودکار، الگوریتم های بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشینی است.

الکساندر کولوتوف: "اگر در این لحظه یک متخصص آینده را با اصول جبر خطی، حساب مختلط، تئوری احتمالات و آمار آشنا کنید، پس از زمانی که او وارد دانشگاه می شود، از قبل ایده خوبی در مورد دلیل او خواهد داشت. در هنگام دریافت آموزش عالی باید به این موضوعات توجه بیشتری داشته باشد.»

کدام طراحان را انتخاب کنیم؟

هر سنی برنامه های آموزشی، سازندگان و پلتفرم های خاص خود را دارد که در درجه پیچیدگی متفاوت است. شما می توانید محصولات خارجی و داخلی را پیدا کنید. کیت های گران قیمت برای رباتیک (حدود 30 هزار روبل و بیشتر) وجود دارد، همچنین موارد ارزان تر و بسیار ساده (در حدود 1-3 هزار روبل) وجود دارد.

اگر کودک 8-11 سال، می توانید مجموعه های ساختمانی Lego یا Fischertechnik را خریداری کنید (البته، تولید کنندگان پیشنهاداتی برای سنین جوانتر و بزرگتر دارند). کیت رباتیک لگو دارای جزئیات جالب، شکل های رنگارنگ است، به راحتی جمع می شود و دستورالعمل های دقیقی دارد. مجموعه کیت های ساخت و ساز Fischertechnik برای رباتیک شما را به روند توسعه واقعی نزدیک تر می کند، در اینجا شما سیم، دوشاخه و یک محیط برنامه نویسی بصری دارید.

در 13-14 سالگیشما می توانید با ماژول های TRIC یا Arduino که به گفته تاتیانا ولکووا، عملا یک استاندارد در زمینه رباتیک آموزشی و همچنین Raspberry هستند، شروع به کار کنید. TRIC پیچیده تر از لگو است، اما سبک تر از Arduino و Raspberry Ri است. دو مورد آخر در حال حاضر به مهارت های برنامه نویسی اولیه نیاز دارند.

چه چیز دیگری برای مطالعه نیاز خواهید داشت؟

برنامه نويسي. اجتناب از آن فقط در مرحله اولیه امکان پذیر است، اما پس از آن نمی توانید بدون آن زندگی کنید. می توانید با Lego Mindstorms، Python، ROS (سیستم عامل ربات) شروع کنید.

مکانیک پایه.می توانید با صنایع دستی ساخته شده از کاغذ، مقوا، بطری شروع کنید که برای مهارت های حرکتی ظریف و رشد عمومی مهم است. ساده ترین ربات را می توان از قطعات جداگانه (موتور، سیم، حسگر نوری و یک ریزمدار ساده) ساخت. "ساخت ابزار با Father Sperch" به شما کمک می کند تا با مکانیک اولیه آشنا شوید.

مبانی الکترونیک.ابتدا یاد بگیرید که چگونه مدارهای ساده را جمع آوری کنید. برای کودکان زیر هشت سال، کارشناسان مجموعه ساخت و ساز "Connoisseur" را توصیه می کنند، سپس می توانید به مجموعه "مبانی الکترونیک" بروید. شروع کن".

کودکان کجا می توانند رباتیک تمرین کنند؟

اگر علاقه کودکی را دیدید، می‌توانید او را به باشگاه‌ها و دوره‌ها بفرستید، اگرچه خودتان می‌توانید مطالعه کنید. در طول دوره ها، کودک تحت هدایت متخصصان قرار می گیرد، می تواند افراد همفکر خود را پیدا کند و به طور منظم به رباتیک می پردازد.

همچنین توصیه می شود بلافاصله آنچه را که از کلاس ها می خواهید درک کنید: در مسابقات شرکت کنید و برای جوایز رقابت کنید، در فعالیت های پروژه شرکت کنید یا به سادگی برای خودتان مطالعه کنید.

الکسی کولوتوف: "برای کلاس های جدی، پروژه ها، شرکت در مسابقات، باید باشگاه هایی با گروه های کوچک 6-8 نفره و مربی ای انتخاب کنید که دانش آموزان را به جوایز در مسابقات هدایت کند، که دائما خود را توسعه می دهد و وظایف جالبی را انجام می دهد. برای فعالیت های سرگرمی، می توانید به گروه های حداکثر 20 نفره بروید.

چگونه دوره های رباتیک را انتخاب کنیم؟

هنگام ثبت نام در دوره ها به مدرس توجه کنید، مدیر تجاری Promobot Oleg Kivokurtsev را توصیه می کند. تاتیانا ولکووا با اولگ موافق است: "سابقه هایی وجود دارد که معلم به سادگی تجهیزات را به کودکان می دهد و سپس هر کسی می تواند هر کاری که می خواهد انجام دهد." چنین فعالیت هایی فایده چندانی نخواهد داشت.

در انتخاب رشته ها نیز باید به آن توجه کنید بر اساس مادی و فنی موجود. آیا کیت های ساخت و ساز (نه فقط لگو) وجود دارد، آیا می توان برنامه نوشت، مکانیک و الکترونیک مطالعه کرد و خودتان پروژه ساخت. هر جفت دانش آموز باید کیت رباتیک خود را داشته باشند. اگر می خواهید در مسابقات شرکت کنید، ترجیحاً با قطعات اضافی (چرخ، چرخ دنده، عناصر قاب). اگر چندین تیم به طور همزمان با یک مجموعه کار کنند، به احتمال زیاد، رقابت جدی انتظار نمی رود.

ببینید باشگاه رباتیک در چه مسابقاتی شرکت می کند. آیا این مسابقات به شما کمک می کند تا مهارت های کسب شده خود را تثبیت کنید و فرصتی برای پیشرفت بیشتر فراهم کنید؟

مسابقه روبوکاپ 2014

چگونه به تنهایی رباتیک مطالعه کنیم؟

دوره ها نیاز به هزینه و زمان دارند. اگر اولین مورد کافی نیست و نمی توانید به طور منظم به جایی بروید، می توانید به طور مستقل با فرزند خود مطالعه کنید. مهم است که والدین صلاحیت لازم را در این زمینه داشته باشند: اولگ کیووکورتسف هشدار می دهد که بدون کمک والدین، تسلط بر روباتیک برای کودک بسیار دشوار خواهد بود.

مطالبی برای مطالعه پیدا کنید. آنها را می توان در اینترنت، از کتاب های سفارش داده شده، در کنفرانس های شرکت کننده، از مجله "روباتیک سرگرم کننده" گرفت. برای خودآموزی، دوره های آنلاین رایگان وجود دارد، به عنوان مثال، "ساخت ربات ها و سایر دستگاه ها با استفاده از آردوینو: از چراغ راهنمایی تا چاپگر سه بعدی."

آیا بزرگسالان باید رباتیک را یاد بگیرند؟

اگر دوران کودکی را ترک کرده اید، این بدان معنا نیست که درهای رباتیک به روی شما بسته است. همچنین می توانید در دوره ها ثبت نام کنید یا خودتان آن را مطالعه کنید.

اگر فردی تصمیم به انجام این کار به عنوان یک سرگرمی داشته باشد، مسیر او مانند مسیر یک کودک خواهد بود. با این حال، واضح است که بعید است که بتوانید بدون تحصیلات حرفه ای (مهندس طراحی، برنامه نویس و مهندس الکترونیک) فراتر از سطح آماتور پیشرفت کنید، اگرچه، البته، هیچکس شما را از گرفتن دوره کارآموزی در یک شرکت منع نمی کند. و سرسختانه گرانیت مسیر جدیدی را برای شما می جوید.

اولگ کیووکورتسف: "تسلط بر رباتیک برای بزرگسالان آسان تر خواهد بود، اما زمان عامل مهمی است."

برای کسانی که تخصص مشابهی دارند، اما می خواهند دوباره آموزش ببینند، دوره های مختلفی نیز برای کمک وجود دارد. به عنوان مثال، برای متخصصان یادگیری ماشین، دوره آنلاین رایگان رباتیک احتمالی "هوش مصنوعی در رباتیک" مناسب خواهد بود. همچنین برنامه آموزشی اینتل، پروژه آموزشی Lectorium و دوره های راه دور ITMO وجود دارد. کتاب ها را فراموش نکنید، به عنوان مثال، ادبیات زیادی برای مبتدیان وجود دارد ("مبانی رباتیک"، "مقدمه ای بر رباتیک"، "راهنمای رباتیک"). روشن ترین و مناسب ترین را برای شما انتخاب کنید.

باید به خاطر داشت که کار جدی با سرگرمی آماتور حداقل در هزینه هزینه تجهیزات و لیست وظایف محول شده به کارمند متفاوت است. مونتاژ ساده ترین ربات با دستان خود یک چیز است، اما تمرین به عنوان مثال بینایی کامپیوتر چیز دیگری است. بنابراین باز هم بهتر است از سنین پایین اصول طراحی، برنامه نویسی و مهندسی سخت افزار را مطالعه کنید و متعاقباً اگر دوست داشتید وارد دانشگاه تخصصی شوید.

برای تحصیل در کدام دانشگاه ها باید بروم؟

رشته های مرتبط با رباتیک را می توانید در دانشگاه های زیر بیابید:

- دانشگاه فنی مسکو (MIREA، MGUPI، MITHT)؛

- دانشگاه فنی دولتی مسکو به نام. N. E. Bauman;

- دانشگاه فنی دولتی مسکو "Stankin"؛

- دانشگاه ملی تحقیقات "MPEI" (مسکو)؛

- موسسه علم و فناوری Skolkovo (مسکو)؛

- دانشگاه حمل و نقل دولتی مسکو امپراتور نیکلاس دوم؛

- دانشگاه دولتی تولید مواد غذایی مسکو؛

- دانشگاه جنگلداری دولتی مسکو؛

- ابزار دقیق دانشگاه ایالتی هوافضا سن پترزبورگ (SGUAP)؛

- دانشگاه ملی تحقیقاتی فناوری اطلاعات، مکانیک و اپتیک سنت پترزبورگ (ITMO)؛

- دانشگاه فنی دولتی Magnitogorsk؛

- دانشگاه فنی دولتی اومسک؛

- دانشگاه فنی دولتی ساراتوف؛

- دانشگاه Innopolis (جمهوری تاتارستان)؛

- دانشگاه فدرال روسیه جنوبی (دانشگاه فنی دولتی نووچرکاسک).

مهم ترین

دانستن اصول اولیه رباتیک ممکن است به زودی برای مردم عادی مفید باشد و فرصتی برای تبدیل شدن به یک متخصص در این زمینه بسیار امیدوارکننده به نظر می رسد، بنابراین قطعا ارزش آن را دارد که حداقل دست خود را در رباتیک امتحان کنید.

امروز به شما خواهیم گفت که چگونه از مواد موجود یک ربات بسازید. «اندروید پیشرفته» به دست آمده، اگرچه اندازه کوچکی دارد و بعید است که به شما در کارهای خانه کمک کند، مطمئناً هم کودکان و هم بزرگسالان را سرگرم می کند.

مواد لازم

برای ساختن یک ربات با دستان خود، نیازی به دانش فیزیک هسته ای ندارید. این را می توان در خانه از مواد معمولی که همیشه در دست دارید انجام داد. بنابراین آنچه ما نیاز داریم:

• 2 قطعه سیم
• 1 موتور
• 1 باتری AA
• 3 پین فشار
• 2 قطعه 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 مقوا فوم را به محفظه موتور متصل کنید. سپس باتری را به آن می چسبانیم.

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 مقوای فوم را روی محور موتور قرار می دهیم و آن را با تفنگ چسب محکم می کنیم. این طراحی باعث عدم تعادل موتور می شود که کل ربات را به حرکت در می آورد.

در انتهای بی‌ثبات‌کننده، چند قطره چسب بریزید یا مقداری عنصر تزئینی را بچسبانید - این به خلقت ما فردیت می‌افزاید 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. می توانید از همان فوم برد به عنوان لایه استفاده کنید.

مرحله بعدی این است که دو تکه سیم خود را به کنتاکت های موتور وصل کنیم. می توانید به سادگی آنها را پیچ کنید، اما بهتر است آنها را لحیم کنید، این کار 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

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

7. راه اندازی کنید

حالا بیایید پروژه خانگی خود را زنده کنیم. انتهای آزاد سیم را بردارید و با استفاده از نوار چسب آن را به پایانه باتری خالی وصل کنید. برای این مرحله نباید از چسب حرارتی استفاده کنید زیرا در صورت لزوم از خاموش شدن موتور جلوگیری می کند.

چگونه یک ربات از مواد مختلف در خانه بسازیمبدون تجهیزات مناسب؟ سوالات مشابه به طور فزاینده ای در وبلاگ ها و انجمن های مختلف که به ساخت انواع دستگاه ها با دست خود و روباتیک اختصاص داده شده اند ظاهر می شود. البته ساخت یک ربات مدرن و چند منظوره در خانه یک کار تقریبا غیرممکن است. اما ساخت یک ربات ساده با استفاده از یک تراشه درایور و با استفاده از چندین فتوسل کاملا امکان پذیر است. امروزه یافتن نمودارهایی در اینترنت با شرح دقیق مراحل ساخت ربات های کوچک که می توانند به منابع نور و موانع پاسخ دهند، دشوار نیست.

نتیجه یک ربات بسیار زیرک و متحرک خواهد بود که بسته به نحوه اتصال ریز مدار به موتورها و فتوسل ها، در تاریکی پنهان می شود یا به سمت نور حرکت می کند یا از نور فرار می کند یا در جستجوی نور حرکت می کند.

حتی می توانید اطمینان حاصل کنید که ربات هوشمند شما فقط یک خط روشن یا برعکس، یک خط تیره را دنبال می کند، یا می توانید کاری کنید که یک ربات کوچک به دنبال دست شما باشد - فقط چند LED روشن به مدار آن اضافه کنید!

در واقع، حتی یک مبتدی که تازه شروع به تسلط بر این هنر کرده است، می تواند با دستان خود یک ربات ساده بسازد. در این مقاله نسخه‌ای از یک ربات خانگی را بررسی می‌کنیم که به موانع واکنش نشان می‌دهد و آنها را دور می‌زند.

یک راست بریم سر اصل مطلب. برای ساخت ربات خانگی به قطعات زیر نیاز داریم که به راحتی می توانید آن ها را در دست پیدا کنید:

1. باتری دوم و یک محفظه برای آنها.

2. دو موتور (هر کدام 1.5 ولت).

3. 2 سوئیچ SPDT;

4. 3 گیره کاغذ;

4. توپ پلاستیکی با سوراخ.

5. یک تکه کوچک سیم جامد.

مراحل ساخت ربات خانگی:

1. یک تکه سیم را به 13 تکه شش سانتی متری برش دهید و از دو طرف 1 سانتی متر در معرض دید قرار دهید.

با استفاده از آهن لحیم کاری، 3 سیم را به کلیدهای SPDT و 2 سیم را به موتورها وصل می کنیم.

2. حالا قاب باتری ها را می گیریم که در یک طرف آن دو سیم چند رنگ از آن خارج شده است (به احتمال زیاد مشکی و قرمز). باید سیم دیگری را به طرف دیگر کیس لحیم کنیم.

اکنون باید قاب باتری را باز کنید و هر دو سوئیچ SPDT را با سیم لحیم شده به شکل V به طرفین بچسبانید.

3. پس از این کار، موتورها باید به دو طرف بدنه چسبانده شوند تا به سمت جلو بچرخند.

سپس یک گیره بزرگ برمیداریم و خمش میکنیم. گیره کاغذ صاف شده را از سوراخ سوراخ توپ پلاستیکی می کشیم و انتهای گیره کاغذ را به موازات یکدیگر صاف می کنیم. انتهای گیره کاغذ را به ساختار خود می چسبانیم.

4. چگونه یک ربات خانگی بسازیم تا بتواند در واقع از موانع جلوگیری کند؟ مهم است که تمام سیم های نصب شده را همانطور که در عکس نشان داده شده است لحیم کنید.

5. از گیره های کاغذ صاف شده آنتن می سازیم و آنها را به سوئیچ های SPDT می چسبانیم.

6. تنها چیزی که باقی می ماند این است که باتری ها را داخل بدنه قرار دهید و ربات خانگی شروع به حرکت می کند و از موانع در مسیر خود اجتناب می کند.

اکنون می دانید که چگونه یک ربات خانگی بسازید که بتواند به موانع واکنش نشان دهد.

چگونه می توانید خودتان یک ربات با اصول رفتاری خاص بسازید؟یک کلاس کامل از ربات های مشابه با استفاده از فناوری BEAM ایجاد می شود که اصول معمول رفتار آن بر اساس به اصطلاح "دریافت نور" است. در واکنش به تغییرات شدت نور، چنین مینی روباتی کندتر یا برعکس سریعتر حرکت می کند (فتوکینزیس).

برای ساخت رباتی که حرکت آن از نور یا به سمت نور هدایت می شود و با واکنش فوتوتاکسی مشخص می شود، به دو حسگر نوری نیاز داریم. واکنش فوتوتاکسی خود را به صورت زیر نشان می دهد: اگر نور به یکی از حسگرهای ربات BEAM برخورد کند، موتور الکتریکی مربوطه روشن می شود و ربات به سمت منبع نور می چرخد.

و سپس نور به سنسور دوم برخورد می کند و سپس موتور الکتریکی دوم روشن می شود. اکنون مینی ربات شروع به حرکت به سمت منبع نور می کند. اگر نور دوباره فقط به یک حسگر نوری برخورد کند، ربات دوباره شروع به چرخش به سمت نور می کند و زمانی که نور هر دو سنسور را روشن می کند به حرکت خود به سمت منبع ادامه می دهد. وقتی نور به هیچ سنسوری نمی رسد، مینی ربات متوقف می شود.

چگونه رباتی بسازیم که دست شما را دنبال کند؟برای انجام این کار، مینی ربات ما باید نه تنها به سنسور، بلکه به LED نیز مجهز باشد. LED ها نور ساطع می کنند و ربات به نور منعکس شده پاسخ می دهد. اگر کف دست خود را در مقابل یکی از سنسورها قرار دهیم، مینی ربات در جهت خود می چرخد.

اگر کف دست خود را کمی از حسگر مربوطه دور کنید، ربات "اطاعتانه" کف دست شما را دنبال می کند. برای اطمینان از اینکه نور بازتاب شده به وضوح توسط ترانزیستورهای فوتو گرفته می شود، LED های نارنجی یا قرمز روشن (بیش از 1000 mCd) را برای طراحی ربات انتخاب کنید.

بر کسی پوشیده نیست که هر ساله میزان سرمایه گذاری در حوزه رباتیک افزایش می یابد، نسل های جدیدی از ربات ها ایجاد می شوند، با توسعه فناوری های تولید فرصت های جدیدی برای ایجاد و استفاده از ربات ها پدیدار می شود و صنعتگران با استعداد خودآموخته همچنان مردم را شگفت زده می کنند. جهان با اختراعات جدید خود در زمینه رباتیک.

حسگرهای نوری داخلی به نور واکنش نشان می‌دهند و به سمت منبع هدایت می‌شوند و حسگرها مانعی در راه را تشخیص می‌دهند و ربات جهت حرکت را تغییر می‌دهد. برای ساختن چنین ربات ساده ای با دستان خود، نیازی به داشتن یک "مغز مجرد" یا تحصیلات فنی عالی ندارید. کافی است تمام قطعات لازم را برای ایجاد یک ربات خریداری کنید (و برخی از قطعات را می توانید پیدا کنید) و گام به گام همه تراشه ها، سنسورها، سنسورها، سیم ها و موتورها را به هم وصل کنید.

بیایید یک گزینه ربات ساخته شده از یک موتور ویبره تلفن همراه، یک باتری سکه ای، نوار دو طرفه و ... یک مسواک را در نظر بگیریم. برای شروع ساخت این ربات ساده از مواد موجود، تلفن همراه قدیمی و غیر ضروری خود را بردارید و موتور ویبره را از آن جدا کنید. پس از آن، یک مسواک قدیمی بردارید و سر را با اره مویی جدا کنید.

یک تکه چسب دو طرفه را روی سر مسواک بچسبانید و یک موتور ویبره را روی آن قرار دهید. تنها چیزی که باقی می ماند این است که با نصب یک باتری تخت در کنار موتور ویبره، منبع تغذیه مینی ربات را تامین کنیم. همه! ربات ما آماده است - به دلیل لرزش، ربات روی موها به جلو حرکت می کند.

♦ کلاس کارشناسی ارشد برای "خودکارهای پیشرفته": روی عکس کلیک کنید

شما می توانید با استفاده از یک تراشه محرک موتور و یک جفت فتوسل یک ربات بسازید.بسته به نحوه اتصال موتورها، ریز مدارها و فتوسل‌ها، ربات به سمت نور حرکت می‌کند یا برعکس، در تاریکی پنهان می‌شود، در جستجوی نور به جلو می‌دود یا مانند خال به عقب می‌رود. اگر چند ال ای دی روشن به مدار ربات اضافه کنید، می توانید آن را به دنبال دست خود بکشید و حتی یک خط تیره یا روشن را دنبال کنید.

رفتار ربات بر اساس «دریافت عکس» است و برای کل کلاس معمولی است ربات های BEAM. در طبیعت زنده، که ربات ما از آن تقلید خواهد کرد، دریافت نور یکی از اصلی ترین پدیده های فوتوبیولوژیکی است که در آن نور به عنوان منبع اطلاعات عمل می کند.

به عنوان اولین تجربه، اجازه دهید به دستگاه بپردازیم ربات BEAM، حرکت به جلو هنگامی که یک پرتو نور بر روی آن می افتد، و توقف هنگامی که نور متوقف می شود آن را روشن می کند. رفتار چنین روباتی فوتوکینزیس نامیده می شود - افزایش یا کاهش غیر جهتی در تحرک در پاسخ به تغییرات در سطوح نور.

این ربات علاوه بر تراشه محرک موتور، تنها از یک فتوسل و یک موتور الکتریکی استفاده خواهد کرد. نه تنها فتوترانزیستور، بلکه فتودیود یا مقاومت نوری نیز می تواند به عنوان فتوسل استفاده شود.
در طراحی ربات، ما از ترانزیستور نوری ساختار n-p-n به عنوان حسگر نور استفاده می کنیم. فوتوترانزیستورها امروزه شاید یکی از رایج ترین انواع دستگاه های اپتوالکترونیکی باشند و با حساسیت خوب و قیمت بسیار مناسب مشخص می شوند.

مدار ربات با یک ترانزیستور فوتو

از مکالمات بین Bibot و Bobot Bobot عزیز آیا امکان استفاده در داده شده وجود دارد نمودار یک ربات سادههر تراشه دیگری، به عنوان مثال L293DNE؟ البته، شما می توانید، اما می بینید که قضیه چیست، دوست من Bibot. این یکی فقط توسط گروه شرکت های ST Microelectronics تولید می شود. همه ریز مدارهای مشابه دیگر فقط جایگزین یا آنالوگ هستند L293D. از جمله آنالوگ هایی می توان به شرکت آمریکایی Texas Instruments از Sensitron Semiconductor اشاره کرد... طبیعتاً مانند بسیاری از آنالوگ ها، این میکرو مدارها نیز تفاوت های خاص خود را دارند که هنگام ساخت ربات خود باید به آن ها توجه کنید. می توانید در مورد تفاوت هایی که باید هنگام استفاده از L293DNE در نظر بگیرم به من بگویید. با کمال میل، بیبات قدیمی. همه ریز مدارها در خط L293Dدارای ورودی های سازگار با سطوح TTL* هستند، اما برخی از آنها فقط به سازگاری سطح محدود نمی شوند. بنابراین، L293DNEاین نه تنها با TTL در سطوح ولتاژ سازگار است، بلکه دارای ورودی هایی با منطق کلاسیک TT است. یعنی یک "1" منطقی در ورودی غیر متصل وجود دارد. با عرض پوزش، Bobot، اما من کاملاً نمی فهمم: چگونه می توانم این را در نظر بگیرم؟ اگر روی یک ورودی غیر متصل باشد L293DNEاگر سطح بالایی وجود داشته باشد (منطقی "1") ، در خروجی مربوطه سیگنال سطح بالایی خواهیم داشت. اگر اکنون یک سیگنال سطح بالا را به ورودی مورد نظر اعمال کنیم، به عبارت دیگر - یک منطقی "1" (آن را به "پلاس" منبع تغذیه متصل کنید)، پس هیچ چیز در خروجی مربوطه تغییر نخواهد کرد، زیرا ما قبلاً یک "1" در ورودی داشتیم. اگر یک سیگنال سطح پایین به ورودی خود اعمال کنیم (آن را به "منهای" منبع تغذیه وصل کنیم)، وضعیت خروجی تغییر می کند و ولتاژ سطح پایینی روی آن وجود خواهد داشت. یعنی همه چیز برعکس می شود: ما L293D را با استفاده از سیگنال های مثبت کنترل کردیم، و L293DNE باید با سیگنال های منفی کنترل شود. L293Dو L293DNEهم در چارچوب منطق منفی و هم در چارچوب مثبت* قابل کنترل است. برای کنترل ورودی ها L293DNEبا کمک سیگنال های مثبت، باید این ورودی ها را با استفاده از مقاومت های کشش به زمین بکشیم. سپس، در صورت عدم وجود سیگنال مثبت، یک "0" منطقی در ورودی وجود خواهد داشت که توسط یک مقاومت کششی ارائه می شود. یانکی‌های حیله‌گر چنین مقاومت‌هایی را کشش به پایین می‌نامند، و هنگام بالا کشیدن در سطح بالا - کشیدن به بالا. تا آنجا که من متوجه شدم، همه چیزهایی که باید به آن اضافه کنیم نمودار یک ربات ساده, - اینها مقاومت های کششی به ورودی های ریز مدار راننده موتور هستند. کاملا درست متوجه شدید بیبات عزیز. مقدار این مقاومت ها را می توان در محدوده 4.7 کیلو اهم تا 33 KOhm انتخاب کرد. سپس نمودار ساده ترین ربات به این صورت خواهد بود. علاوه بر این، حساسیت ربات ما به مقدار مقاومت R1 بستگی دارد. هرچه مقاومت R1 کمتر باشد، حساسیت ربات کمتر خواهد بود و هر چه بیشتر باشد، حساسیت بالاتر خواهد بود. و از آنجایی که در این حالت نیازی به کنترل موتور در دو جهت نیست، می توانیم خروجی دوم موتور را مستقیماً به زمین وصل کنیم. که حتی تا حدودی این طرح را ساده می کند. و سوال آخر و در آن ها نمودارهای ربات، که به عنوان بخشی از گفتگوی ما مطرح کردید، آیا می توان از ریزمدار کلاسیک L293D استفاده کرد؟

شکل سیم‌کشی و نمودار مدار ربات را نشان می‌دهد و اگر هنوز با نمادها آشنا نیستید، بر اساس دو نمودار، درک اصل تعیین و اتصال عناصر دشوار نیست. سیم اتصال بخش های مختلف مدار به زمین (قطب منفی منبع تغذیه) معمولاً به طور کامل نشان داده نمی شود، اما یک خط تیره کوچک روی نمودار کشیده می شود تا نشان دهد که این مکان به زمین متصل است. گاهی اوقات در کنار چنین خط تیره ای سه حرف "GND" می نویسند که به معنای "زمین" است. Vcc نشان دهنده اتصال به ترمینال مثبت منبع تغذیه است.$L293D=($_GET["l293d"]); if($L293D) include($L293D);?> به جای حروف Vcc، اغلب +5V می نویسند و بدین ترتیب ولتاژ منبع تغذیه را نشان می دهند.

فوتوترانزیستور دارای امیتر است
(روی نمودار با فلش)
طولانی تر از کلکتور

اصل عملکرد مدار ربات بسیار ساده است. هنگامی که یک پرتو نور روی فوتوترانزیستور PTR1 می افتد، یک سیگنال مثبت در ورودی INPUT1 تراشه محرک موتور ظاهر می شود و موتور M1 شروع به چرخش می کند. هنگامی که نور ترانزیستور متوقف می شود، سیگنال ورودی INPUT1 ناپدید می شود، چرخش موتور متوقف می شود و ربات متوقف می شود. در مورد کار با درایور موتور می توانید در مقاله قبلی بیشتر بخوانید.

راننده موتور
تولید شده توسط SGS-THOMSON Microelectronics
(ST Microelectronics).

برای جبران جریان عبوری از فوتوترانزیستور، یک مقاومت R1 به مدار وارد می شود که مقدار آن را می توان حدود 200 اهم انتخاب کرد. نه تنها عملکرد عادی فوتوترانزیستور، بلکه حساسیت ربات نیز به مقدار مقاومت R1 بستگی دارد. اگر مقاومت مقاومت بزرگ باشد، ربات فقط به نور بسیار روشن پاسخ می دهد، اگر کوچک باشد، حساسیت بالاتر خواهد بود. در هر صورت نباید از مقاومتی با مقاومت کمتر از 100 اهم برای محافظت از فوتوترانزیستور در برابر گرم شدن بیش از حد و خرابی استفاده کنید.

یک ربات بسازیدکه واکنش فوتوتاکسی (حرکت هدایت شده به سمت یا دور از نور) را اجرا می کند، می تواند با استفاده از دو حسگر نوری انجام شود.

هنگامی که نور به یکی از حسگرهای نوری چنین رباتی برخورد می کند، موتور الکتریکی مربوطه روشن می شود و ربات به سمت نور می چرخد ​​تا زمانی که نور هر دو فتوسنسور را روشن کند و موتور دوم روشن شود. هنگامی که هر دو سنسور روشن می شوند، ربات به سمت منبع نور حرکت می کند. اگر یکی از سنسورها روشن نشود، ربات دوباره به سمت منبع نور می چرخد ​​و با رسیدن به موقعیتی که نور بر روی هر دو سنسور می افتد، به حرکت خود به سمت نور ادامه می دهد. اگر نور روی حسگرهای نوری از بین برود، ربات متوقف می شود.

نمودار شماتیک یک ربات با دو ترانزیستور فوتو

مدار این ربات متقارن است و از دو قسمت تشکیل شده است که هر کدام یک موتور الکتریکی مربوطه را کنترل می کنند. در واقع مانند مدار دوگانه ربات قبلی است. همانطور که در تصویر ربات بالا نشان داده شده است، حسگرهای نوری باید به صورت ضربدری نسبت به موتورهای الکتریکی قرار گیرند. همانطور که در نمودار سیم کشی زیر نشان داده شده است، می توانید موتورها را به صورت ضربدری نسبت به حسگرهای نوری مرتب کنید.

نمودار سیم کشی یک ربات ساده با دو ترانزیستور فوتو

اگر سنسورها را مطابق تصویر سمت چپ مرتب کنیم، ربات از منابع نوری دوری می‌کند و واکنش‌های آن شبیه رفتار خال مخفی شده از نور خواهد بود.

رفتار روبات ایجاد کنیدبا اعمال یک سیگنال مثبت به ورودی‌های INPUT2 و INPUT3 (آنها را به مثبت منبع برق متصل کنید) می‌توانید زنده‌تر باشید: ربات در غیاب نوری که روی حسگرهای نوری می‌افتد و هنگامی که نور را «ببیند» حرکت می‌کند. ، به سمت منبع خود خواهد چرخید.

به ربات بساز"در حال اجرا" در پشت دست، به دو LED روشن نیاز داریم (LED1 و LED2 در نمودار). ما آنها را از طریق مقاومت های R1 و R4 وصل می کنیم تا جریان عبوری از آنها را جبران کنیم و از خرابی آنها محافظت کنیم. بیایید LED ها را در کنار نور سنسورها قرار دهیم و نور آنها را در همان جهتی که نور سنسورها در آن جهت گرفته اند هدایت کنیم و سیگنال را از ورودی های INPUT2 و INPUT3 حذف کنیم.

نمودار حرکت روباتی به سمت نور بازتابی

وظیفه ربات به دست آمده پاسخ دادن به نور منعکس شده ساطع شده از LED است. بیایید ربات را روشن کرده و کف دست خود را در مقابل یکی از حسگرهای نور قرار دهیم. ربات به سمت کف دست خواهد چرخید. بیایید کف دست را کمی به طرفین حرکت دهیم تا از میدان دید یکی از حسگرهای نوری ناپدید شود، در پاسخ ربات مطیعانه مانند یک سگ، پشت کف دست خواهد چرخید.
LED ها باید به اندازه کافی روشن انتخاب شوند تا نور بازتاب شده به طور پایدار توسط ترانزیستورهای فوتو جذب شود. نتایج خوبی را می توان با استفاده از LED های قرمز یا نارنجی با روشنایی بیش از 1000 mCd بدست آورد.

اگر ربات تنها زمانی به دست شما واکنش نشان می‌دهد که تقریباً حسگر نوری را لمس می‌کند، می‌توانید با یک تکه کاغذ سفید آزمایش کنید: بازتاب‌پذیری صفحه سفید بسیار بالاتر از دست انسان است و واکنش ربات به رنگ سفید. ورق بسیار بهتر و پایدارتر خواهد بود.

رنگ سفید دارای بالاترین خاصیت بازتابی است، سیاه - کمترین. بر این اساس می توانید رباتی بسازید که از خط پیروی کند. سنسورها باید طوری قرار گیرند که به سمت پایین هدایت شوند. فاصله بین سنسورها باید کمی بیشتر از عرض خط باشد.

نمودار ربات که از خط مشکی پیروی می کند، مشابه تصویر قبلی است. برای جلوگیری از از دست دادن خط سیاه ترسیم شده روی میدان سفید، ربات باید عرض آن حدود 30 میلی متر یا بیشتر باشد. الگوریتم رفتار ربات بسیار ساده است. وقتی هر دو سنسور نور منعکس شده از میدان سفید را می گیرند، ربات به جلو حرکت می کند. هنگامی که یکی از سنسورها به خط سیاه می رسد، موتور الکتریکی مربوطه متوقف می شود و ربات شروع به چرخش می کند و موقعیت خود را تراز می کند. هنگامی که هر دو سنسور دوباره بالای میدان سفید قرار گرفتند، ربات به حرکت خود به جلو ادامه می دهد.

توجه داشته باشید:
در تمام نقشه های ربات، تراشه درایور موتور L293D به صورت مشروط نشان داده شده است (فقط ورودی ها و خروجی های کنترلی).

دوستداران الکترونیک و علاقه مندان به رباتیک فرصت را از دست نمی دهند تا به طور مستقل یک ربات ساده یا پیچیده طراحی کنند، از فرآیند مونتاژ و نتیجه لذت ببرند.

همیشه زمان یا تمایلی برای تمیز کردن خانه وجود ندارد، اما فناوری مدرن امکان ایجاد ربات های تمیز کننده را فراهم می کند. اینها شامل یک جاروبرقی رباتیک است که ساعت ها در اتاق ها حرکت می کند و گرد و غبار را جمع می کند.

اگر می خواهید با دستان خود یک ربات بسازید از کجا شروع کنید؟ البته، اولین روبات ها باید به راحتی ساخته شوند. رباتی که در مقاله امروز مورد بحث قرار خواهد گرفت زمان زیادی نمی برد و به مهارت خاصی نیاز ندارد.

در ادامه موضوع ایجاد ربات ها با دستان خود، پیشنهاد می کنم سعی کنید یک ربات رقصنده از مواد بداهه بسازید. برای ایجاد یک ربات با دستان خود، به مواد ساده ای نیاز دارید که احتمالاً در هر خانه ای یافت می شود.

تنوع ربات ها به الگوهای خاصی که این ربات ها توسط آن ها ساخته می شوند محدود نمی شود. مردم دائماً ایده های اصلی و جالبی در مورد نحوه ساخت ربات ارائه می دهند. برخی مجسمه های ایستا از روبات ها ایجاد می کنند، برخی دیگر مجسمه های پویا از ربات ها را ایجاد می کنند که در مقاله امروز به آن خواهیم پرداخت.

هر کسی می تواند با دستان خود یک ربات بسازد، حتی یک کودک. ساخت این ربات که در ادامه توضیح داده خواهد شد، آسان است و به زمان زیادی نیاز ندارد. من سعی خواهم کرد مراحل ایجاد یک ربات را با دستان خودم شرح دهم.

گاهی اوقات ایده های ایجاد یک ربات کاملاً غیرمنتظره مطرح می شوند. اگر به این فکر می کنید که چگونه یک ربات را با استفاده از وسایل بداهه حرکت دهید، فکر باتری ها به ذهنتان خطور می کند. اما اگر همه چیز بسیار ساده تر و در دسترس تر باشد چه؟ بیایید سعی کنیم با استفاده از تلفن همراه به عنوان قسمت اصلی یک ربات با دستان خود بسازیم. برای ایجاد یک ربات ویبره با دستان خود، به مواد زیر نیاز دارید.