چگونه یک ربات در خانه بسازیم تا همه چیز درست شود؟ باید ساده شروع کنید و به تدریج آن را پیچیده کنید! دستورالعمل های ایجاد ربات ها با دستان خود در خانه به معنای واقعی کلمه اینترنت را غرق کرد. نویسنده مقاله از این موضوع غافل نخواهد ماند. به طور کلی، این فرآیند را می توان به سه بخش مونتاژ نظری، مقدماتی و مونتاژ واقعی تقسیم کرد. در چارچوب مقاله، همه آنها در نظر گرفته شده و همچنین شرح داده خواهد شد طرح کلیتوسعه پاک تر

ساخت ربات در خانه

برای توسعه از ابتدا، به دانش در مورد جریان، ولتاژ، عملکرد نیاز دارید عناصر مختلفمانند ماشه، خازن، مقاومت، ترانزیستور. همچنین باید یاد بگیرید که چگونه همه اینها را روی مدارها لحیم کنید و از سیم های اتصال استفاده کنید. لازم است برای رسیدن به هدف خود، تمام جنبه های حرکت و اجرای اقدامات را بررسی کنید و به حداکثر جزئیات در اقدامات دست یابید. و این دانش لازم است اگر واقعاً علاقه مند به ساخت ربات در خانه هستید و نه فقط کنجکاوی بیکار.

فرآیندهای آماده سازی

قبل از اینکه شروع به کشف نحوه ساخت ربات در خانه کنید، باید به خوبی از شرایط مونتاژ آن مراقبت کنید. ابتدا باید یک محل کار آماده کنید که در آن دستگاه مورد نظر ایجاد شود. باید خود سازه و اجزای تشکیل دهنده آن را در جایی قرار داد. همچنین باید موضوع قرارگیری راحت آهن لحیم کاری، رزین و لحیم کاری را در نظر بگیرید. محل کارباید تا حد امکان بهینه شود تا هنگام تعامل با سازه راحتی را فراهم کند.

مونتاژ

باید به "ستون فقرات" ساختاری که همه چیز بر روی آن ساخته می شود فکر کرد. معمولاً یک قسمت انتخاب می شود و بقیه به آن لحیم می شوند. در مورد کیفیت لحیم کاری باید گفت که مکان هایی که در آن انجام می شود باید تمیز شوند. همچنین با توجه به ضخامت سیم ها و پایه های مورد استفاده، لازم است مقدار کافی لحیم کاری انتخاب شود تا المان ها در حین کار ریزش نکنند. برای ساده سازی فرآیندهای انتقال سیگنال و جلوگیری از احتمال اتصال کوتاه، می توان آن را اچ کرد، سپس تمام عناصر لازم را روی آن اعمال کرد، ساختار حاصل به منبع برق متصل می شود و در صورت لزوم، دستگاه اصلاح می شود.

ربات ساده

چگونه چیزی را در خانه آسان کنیم؟ و همچنین مفید است؟ شما باید خانه خود را تمیز نگه دارید و توصیه می شود این فرآیند را خودکار کنید. البته ایجاد یک ربات تمیزکننده تمام عیار دشوار است، اما طراحی حداقلی که جمع آوری گرد و غبار از کف اتاق ها را تضمین می کند کاملاً امکان پذیر است. صادقانه بگوییم، ما یکی را در نظر خواهیم گرفت که در یک مکان کار می کند و در عین حال زباله های کوچک واقع در منطقه دررفتگی را حذف می کند. برای ایجاد چنین طراحی، شما باید مواد زیر را داشته باشید:

1. بشقاب پلاستیکی.
2. سه برس کوچک که برای تمیز کردن کفش یا کف استفاده می شود.
3. دو فن که از کامپیوترهای قدیمی گرفته می شود.
4. باتری 9 ولت و کانکتور برای آن.
5. کراوات یا گیره هایی که می توانند خودشان را در جای خود محکم کنند.
6. پیچ و مهره.

برس ها را در فواصل مساوی سوراخ کنید. آنها را وصل کنید. مطلوب است که همه برس ها در فاصله مساوی از بقیه و مرکز صفحه قرار گیرند. با استفاده از پیچ و مهره ، باید یک بست تنظیم کننده به هر یک از آنها وصل شود و خود آنها با کمک آنها ثابت می شوند. لغزنده های بست تنظیم کننده باید در موقعیت وسط قرار گیرند. ما از فن ها برای حرکت استفاده خواهیم کرد. ما آنها را به باتری متصل می کنیم و آنها را به صورت موازی قرار می دهیم تا اطمینان حاصل شود که ربات به صورت دایره ای می چرخد. این طرحبه عنوان موتور ویبره استفاده خواهد شد. پایانه ها را پرتاب کنید و ساختار آماده استفاده است. اگر ربات در طول فرآیند تمیز کردن به کناره حرکت کرد، با بست های تنظیم کار کنید. طرح ارائه شده در مقاله نیازی به هزینه های مالی قابل توجه یا مهارت و تجربه ندارد. هنگام ایجاد ربات از مواد ارزان قیمت استفاده شده است که به دست آوردن آن مشکل قابل توجهی نیست. اگر می خواهید طراحی را پیچیده کنید و آن را هدفمند حرکت دهید، به پیشرفت هایی در قالب موتورها و میکروکنترلرهای اضافی نیاز خواهید داشت. در اینجا نحوه ساخت ربات در خانه آورده شده است. فقط فکر کنید که چقدر می توانید در اینجا پیشرفت کنید! گسترده ترین زمینه برای فعالیت های طراحی.

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

مطمئناً پس از تماشای فیلم‌های کافی در مورد ربات‌ها، بارها خواسته‌اید رفیق خود را در جنگ بسازید، اما نمی‌دانستید از کجا شروع کنید. البته، شما نمی توانید یک ترمیناتور دوپا بسازید، اما این چیزی نیست که ما در صدد رسیدن به آن هستیم. 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 ضرری هم نخواهد داشت. رباتیک آماتور تفاوت چندانی با طراحی مدار ندارد، بلکه بسیار جالب‌تر است، زیرا شامل حوزه‌هایی مانند مکانیک و برنامه‌نویسی نیز می‌شود. 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 دستگاه اتوماتیک، که به هر عملی واکنش نشان می دهد محیط. ربات ها می توانند توسط انسان ها کنترل شوند یا اقدامات از پیش برنامه ریزی شده انجام دهند. به طور معمول، ربات به انواع حسگرها (فاصله، زاویه چرخش، شتاب)، دوربین های فیلمبرداری و دستکاری مجهز است. بخش الکترونیکی ربات شامل یک میکروکنترلر (MC) است - یک ریز مدار که شامل یک پردازنده، یک ژنراتور ساعت، تجهیزات جانبی مختلف، رم و حافظه دائمی است. تعداد زیادی میکروکنترلر مختلف در دنیا برای کاربردهای مختلف وجود دارد و بر اساس آنها می توانید ربات های قدرتمندی را مونتاژ کنید. میکروکنترلرهای AVR به طور گسترده برای ساختمان های آماتور 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 ما از C استفاده خواهیم کرد. برنامه نویسی برای MK تفاوت چندانی با برنامه نویسی در رایانه ندارد، نحو زبان یکسان است، اکثر توابع عملاً تفاوتی ندارند و یادگیری موارد جدید بسیار آسان است و استفاده از آنها راحت است.

چه چیزی نیاز داریم

برای شروع، ربات ما قادر خواهد بود به سادگی از موانع اجتناب کند، 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 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 قدرت مانور بیشتری نسبت به چرخ های یک وسیله نقلیه دارند و برای کنترل راحت تر هستند (برای چرخش، کافی است مسیرها را بچرخانید. در جهات مختلف). بنابراین، شما به هر مخزن اسباب‌بازی نیاز دارید که مسیرهای آن مستقل از یکدیگر بچرخند، می‌توانید از هر فروشگاه اسباب‌بازی با قیمت مناسب یکی را خریداری کنید. از این مخزن فقط به یک پلت فرم با آهنگ و موتور با گیربکس نیاز دارید، بقیه را می توانید با خیال راحت 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. همچنین باید برخی از قطعات رادیویی، آهن لحیم کاری و مولتی متر را خریداری کنید.

ساخت تابلو با MK

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

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

من در مورد نحوه فلش کردن 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 نسبتا کاربرپسند است و برای مبتدیان مفید است زیرا دارای یک جادوگر ایجاد کد داخلی است.

کنترل موتور

یک جزء به همان اندازه مهم در ربات ما، محرک موتور است که کنترل آن را برای ما آسان می کند. 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 موارد مشابه پروژه های سادههمیشه سعی کنید از این تراشه خاص با شاخص "D" استفاده کنید، زیرا دارای دیودهای داخلی برای محافظت در برابر اضافه بار است. کنترل این میکرو مدار بسیار آسان است و به راحتی در فروشگاه های رادیویی به دست می آید. در دو بسته DIP و SOIC موجود است. به دلیل سهولت در نصب روی برد از DIP در بسته بندی استفاده خواهیم کرد. L293D دارای منبع تغذیه جداگانه برای موتورها و منطق 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 تراشه وصل کرد. اما برای حفظ امنیت، کانال ها را با هم ترکیب می کنیم و سپس برای هر موتور به یک Micra نیاز داریم. نتیجه این است که L293D قادر به مقاومت در برابر 1.2 A خواهد بود. برای دستیابی به این، باید پایه های Micra را همانطور که در نمودار نشان داده شده است ترکیب کنید. ریز مدار به شرح زیر عمل می کند: هنگامی که یک "0" منطقی به IN1 و IN2 اعمال می شود، و یک 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 دیگر می کند. پین های EN1 و EN2 وظیفه روشن کردن هر کانال را بر عهده دارند. ما آنها را وصل می کنیم و آنها را به "به علاوه" منبع تغذیه از تثبیت کننده متصل می کنیم. از آنجایی که ریزمدار در حین کار گرم می شود و نصب رادیاتور روی این نوع کیس مشکل ساز است، حذف گرما توسط پایه های GND تضمین می شود - بهتر است آنها را روی یک لحیم کاری گسترده لحیم کنید. صفحه تماس. این تنها چیزی است که برای اولین بار باید در مورد درایورهای موتور بدانید.

سنسورهای مانع

برای اینکه ربات ما بتواند ناوبری کند و با همه چیز تصادف نکند، دو تا را نصب می کنیم سنسور مادون قرمز. اکثر ساده ترین سنسورشامل یک دیود IR است که در طیف مادون قرمز ساطع می کند و یک ترانزیستور فوتو که سیگنال را از دیود IR دریافت می کند. اصل این است: هنگامی که هیچ مانعی در مقابل سنسور وجود ندارد، اشعه IR به فوتوترانزیستور برخورد نمی کند و باز نمی شود. اگر مانعی در مقابل سنسور وجود داشته باشد، پرتوها از آن منعکس می شوند و به ترانزیستور برخورد می کنند - 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 - ممکن است حسگر به طور تصادفی توسط سیگنال های خارجی دستگاه های دیگر فعال شود. تعدیل سیگنال می‌تواند از شما در برابر تداخل محافظت کند، اما فعلاً به این موضوع زحمت نمی‌دهیم. برای شروع، همین کافی است.

سیستم عامل ربات

برای زنده کردن ربات، باید برای آن سفت‌افزار بنویسید، یعنی برنامه‌ای که خوانش‌ها را از حسگرها گرفته و موتورها را کنترل کند. برنامه من ساده ترین است، شامل نمی شود ساختارهای پیچیدهو همه متوجه خواهند شد 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 ثبت خواهد شد. "1"، و 0x00 گزارش است. "0". با ساختار زیر بررسی می کنیم که آیا مانعی در مقابل ربات وجود دارد و در کدام سمت قرار دارد: اگر (!(PINB & (1)<

اگر نور یک دیود IR به فوتوترانزیستور برخورد کند، یک سیاهه روی پایه میکروکنترلر نصب می شود. "0" و ربات شروع به حرکت به سمت 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 حرکت می کند. 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 روباتیک 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 سمتی نیست، درست جلوی روبات باشد، چه کاری انجام دهید. همچنین نصب یک رمزگذار - یک دستگاه ساده که به شما کمک می کند تا موقعیت ربات خود را در فضا به طور دقیق تعیین کنید و بدانید، ضرری ندارد. برای وضوح، امکان نصب یک نمایشگر رنگی یا تک رنگ وجود دارد که می تواند اطلاعات مفیدی را نشان دهد - سطح شارژ باتری، فاصله تا موانع، اطلاعات مختلف اشکال زدایی. بهبود سنسورها ضرری ندارد - نصب TSOP (این گیرنده های IR هستند که سیگنال را فقط با یک فرکانس خاص درک می کنند) به جای فوتوترانزیستورهای معمولی. علاوه بر سنسورهای مادون قرمز، سنسورهای اولتراسونیک نیز وجود دارند که قیمت بیشتری دارند و همچنین دارای معایبی هستند، اما اخیراً در بین سازندگان ربات محبوبیت پیدا کرده اند. برای اینکه ربات بتواند به صدا پاسخ دهد، نصب میکروفون با تقویت کننده ایده خوبی است. اما چیزی که به نظر من واقعا جالب است 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، حرکت مطابق با چراغ های رنگی و بسیاری چیزهای جالب دیگر را برنامه ریزی کنید. همه چیز فقط به تخیل و مهارت شما بستگی دارد.

لیست اجزاء:

ATmega16 در بسته DIP-40>

L7805 در بسته بندی TO-220

L293D در محفظه DIP-16 x2 عدد.

مقاومت با توان 0.25 وات با درجه بندی: 10 کیلو اهم در 1 عدد، 220 اهم در 4 عدد.

خازن های سرامیکی: 0.1 µF، 1 µF، 22 pF

خازن های الکترولیتی: 1000 µF x 16 V، 220 µF x 16 V x 2 عدد.

دیود 1N4001 یا 1N4004

تشدید کننده کوارتز 16 مگاهرتز

دیودهای IR: هر دو از آنها این کار را خواهند کرد.

فوتوترانزیستورها، همچنین هر کدام، اما تنها به طول موج پرتوهای مادون قرمز پاسخ می دهند

کد سیستم عامل:

/************************************************ * *** سیستم عامل برای ربات نوع MK: ATmega16 فرکانس ساعت: 16.000000 مگاهرتز اگر فرکانس کوارتز شما متفاوت است، باید در تنظیمات محیط مشخص شود: Project -> Configure -> "C Compiler" زبان ****** ***********************************************/ #عبارتند از #عبارتند از void main(void) (//تنظیم پورت‌های ورودی //از طریق این پورت‌ها سیگنال‌هایی را از حسگرهای DDRB=0x00 دریافت می‌کنیم؛ //مقاومت‌های pull-up را روشن کنید PORTB=0xFF؛ //پورت‌های خروجی را پیکربندی کنید //از طریق این پورت‌ها ما موتورهای DDRC = 0xFF را کنترل می کنیم. 0 PORTC.2 = 1 PORTC.3 = 0 (!(PINB & (1<درباره ربات من

در حال حاضر ربات من تقریباً کامل است.

مجهز به دوربین بی سیم، سنسور فاصله (هم دوربین و هم این سنسور بر روی یک برج دوار نصب شده اند)، یک سنسور مانع، یک رمزگذار، یک گیرنده سیگنال از کنترل از راه دور و یک رابط RS-232 برای اتصال به یک 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 را می توان از راه دور یا توسط خود ربات برای صرفه جویی در مصرف باتری روشن/خاموش کرد. من در حال نوشتن سیستم عامل برای امنیت آپارتمان هستم (انتقال تصاویر به رایانه، تشخیص حرکات، قدم زدن در اطراف محل).

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.

2. بی ثبات کننده
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 بی ثبات کننده، چند قطره چسب بریزید یا مقداری عنصر تزئینی را وصل کنید - این به خلقت ما فردیت می بخشد و دامنه حرکات آن را افزایش می دهد.

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.

4. سیم
مرحله بعدی این است که دو تکه سیم خود را به کنتاکت های موتور وصل کنیم. شما به سادگی می توانید 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 ترمینال باتری خالی وصل کنید. برای این مرحله نباید از چسب حرارتی استفاده کنید زیرا در صورت لزوم از خاموش کردن موتور جلوگیری می کند.

ربات آماده است!

و اگر تخیل بیشتری نشان دهید، این ربات خانگی ما ممکن است شبیه به آن باشد:

و در نهایت ویدئو:

بر اساس مواد از techcult

در عصر نوآوری، ربات ها دیگر ماشین های عجیب و غریب نیستند. اما احتمالاً شگفت زده خواهید شد: آیا واقعا ساخت ربات در خانه امکان پذیر است؟

بدون شک ایجاد یک ربات با طراحی پیچیده، ریز عناصر، مدارها و برنامه ها بسیار دشوار است. و شما نمی توانید بدون دانش فیزیک، مکانیک، الکترونیک و برنامه نویسی انجام دهید. با این حال، ساده ترین ربات را می توان با دستان خود ساخت.

ربات- ماشینی که باید هر عملی را به طور خودکار انجام دهد. اما برای یک ربات خانگی کار ساده تری وجود دارد - حرکت کردن.

بیایید 2 گزینه ساده برای ایجاد یک ربات را در نظر بگیریم.

1. بیایید یک حشره کوچک بسازیم که می لرزد. ما نیاز خواهیم داشت:

• موتور از ماشین کودکان،
• باتری لیتیومی CR2032 (تبلت);
• نگهدارنده باتری،
• گیره کاغذ،
• نوار عایق،
• آهن لحیم کاری،
• دیود ساطع نور.

LED را با نوار برق می بندیم و انتهای آن را آزاد می گذاریم. با استفاده از آهن لحیم کاری، انتهای LED و دیواره پشتی نگهدارنده باتری را لحیم کنید. سیم LED دیگر را به کنتاکت های موتور لحیم می کنیم. گیره های کاغذ را باز می کنیم، آنها پاهای حشره خواهند بود. پاها را به موتور لحیم کنید. پاها را می توان با نوار الکتریکی پیچیده کرد، بنابراین سوسک ربات پایدارتر خواهد بود. سیم های نگهدارنده باتری باید به سیم های موتور متصل شوند. به محض نصب باتری لیتیومی در نگهدارنده، سوسک شروع به لرزش و حرکت می کند. ویدیوی ساخت چنین ربات ساده ای را در زیر مشاهده کنید.

2. ساخت ربات هنرمند. ما نیاز خواهیم داشت:

• پلاستیک یا مقوا،
• موتور از ماشین کودکان،
• باتری لیتیومی CR2032،
• 3 نشانگر،
• نوار برق، فویل،
• چسب.

از پلاستیک یا مقوا باید شکلی را برای ربات آینده برش دهید - یک مثلث سه بعدی. یک سوراخ در مرکز که موتور در آن قرار می گیرد بریده می شود. 3 سوراخ از 3 لبه که نشانگرها در آن قرار می گیرند بریده می شود. یک باتری با استفاده از چسب با قطعات فویل به سیم موتور متصل می شود. موتور داخل سوراخی در بدنه ربات قرار می گیرد و با چسب یا چسب در آنجا محکم می شود. سیم موتور دوم به باتری متصل است. و هنرمند روبات شروع به حرکت می کند!

شما می توانید تنها 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 نگاه کنیم 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. چنین آنالوگ هایی شامل شرکت آمریکایی Texas Instruments از Sensitron Semiconductor است... طبیعتاً مانند بسیاری از آنالوگ ها، این ریزمدارها نیز تفاوت های خاص خود را دارند که هنگام ساخت ربات خود باید به آنها توجه کنید. می توانید در مورد تفاوت هایی که باید هنگام استفاده از L293DNE در نظر بگیرم به من بگویید. با کمال میل، Beebot 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 سطوح ولتاژ TTL 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 روی هر دو سنسور می افتد، به حرکت خود به سمت نور ادامه می دهد. اگر نور بر روی حسگرهای نوری نمی افتد، 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 وصل کنید) می‌توانید زنده‌تر باشید: ربات در غیاب نوری که روی حسگرهای نوری می‌افتد و هنگامی که نور را "دید" حرکت می‌کند. ، به سمت منبع خود خواهد رفت.

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 یک ربات به سمت نور منعکس شده

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).

مواد مرتبط:

1. نمایشگاهی از آثار کوزما پتروف-ودکین در موزه روسیه افتتاح شد
2. رنسانس و مدرنیته
3. دستورالعمل: چگونه می توان یک SZV-M را برای یک مؤسس بدون حقوق پر کرد؟
4. قومیت روانشناسی: روابط بین قومی مردمان کوچک داغستان