電気と照明 家庭文学で人型ロボットを構築する。 自宅でロボットを作る方法: 段階的な行動計画

家庭文学で人型ロボットを構築する。 自宅でロボットを作る方法: 段階的な行動計画

このページに来たということは、あなたはもうロボット工学やロボティクスの話題に無関心ではないということです。 自分の手でロボットを設計するのはとても楽しいです エキサイティングなアクティビティそれはあなたに多くのことを教えてくれます。 電子工学、機械学、プログラミング、プロセス管理のスキルを開発します。 私にとってロボット工学とは、 刺激的な趣味。 私たち全員と同じように、私も車輪、モーター、ワイヤー、そしてたくさんの電子部品を使って何かを作ることを夢見ていました。

そこである日、あるアイデアが思い浮かびました 自宅で自分の手でロボットを組み立てます。しかし、単に移動する単純なデバイスを作成するだけではありません。 異なる側面ただし、コマンドを実行する多機能ロボットを作成するためです。 コミュニケーションセンター農場でも役立つでしょう。

というロボットを自分の手で作るというアイデア ロボテック、初心者のロボット工学者やアマチュア無線家など、誰でも組み立てることができます。

手作りロボットの基本要件

  • 自宅でロボットを組み立てることが可能。
  • ロボットは、市販のプログラムが簡単なマイクロコントローラー上に構築する必要があります。
  • シンプルで構築しやすいプラットフォームをシャーシとして使用する必要があります。
  • ロボットには以下が含まれている必要があります 必要なセット必要に応じて機能を拡張できるセンサーとメカニズム。
  • ロボットは自由に動き、障害物に反応できなければなりません。
  • 遠隔地からロボットを制御し、テレメトリを使用する機能 (ロボットの状態を監視し、さまざまなコマンドを設定します)。
  • 車載カメラからベースステーションにビデオ画像をブロードキャストする可能性。

要件を考慮して、ロボットの制御には 2 つのマイコンを使用することにしました ( MC-1とMC-2).

オンボードコンピュータ MC-1

最初のコンピューター ( メインMC-1) - 「脳」のメインのオンボードコンピューターとして使用され、そのタスクには次のものが含まれます。

  • ビデオブロードキャスト 環境良好な品質で基地局に送信されます。
  • コントロールセンター(基地局)からコマンドを受信します。
  • ビッグデータをコントロールセンターに高速で送信。
  • 2番目のマイクロコンピューター(追加のMC-2)を介した他のロボットコンポーネントの作業の調整

割り当てられたタスクを完了するために、シングルボード コンピューターを使用することが決定されました。 ラズベリーPIまたは、最後の手段として、ファームウェアをフラッシュする機能を備えたルーター OpenWRT.

オンボードコンピュータ MC-2

2 番目のコンピューター ( 追加のMC-2)は、エンジンを制御し、さまざまなセンサーやセンサーから情報を収集し、完成したデータをMC-1メインコンピューターに送信するために使用されます。

ロボットのシャーシ機構やセンサーを制御するコントローラーは既製品を使用することとした。 検討したすべてのコントローラーの中で、最も一般的で手頃なコントローラーを選択しました。 よりコンパクトなものを使用することもできます Arduinoナノ。 どちらのデバイスも ATMega328p avr マイクロコントローラーで動作します。

すべてがうまくいくように自宅でロボットを作るにはどうすればよいでしょうか? シンプルなものから始めて、徐々に複雑にしていく必要があります。 自宅で自分の手でロボットを作成するための説明書が文字通りインターネットに溢れました。 この記事の著者はこのことから無視するつもりはありません。 一般に、このプロセスは理論的、準備、実際の組み立ての 3 つの部分に分けることができます。 この記事の枠組みの中で、それらすべてが考慮され、説明されます。 一般的なスキームよりクリーンな開発。

自宅でロボットを作る

ゼロから開発するには電流、電圧、動作などの知識が必要です さまざまな要素トリガー、コンデンサ、抵抗、トランジスタなど。 また、これらすべてを回路にはんだ付けし、接続ワイヤを使用する方法も学ぶ必要があります。 目標を達成するには、動作とアクションの実行のあらゆる側面を検討し、アクションを最大限に詳細に達成する必要があります。 そして、この知識は、単なる好奇心ではなく、自宅でロボットを作る方法に本当に興味がある場合に必要です。

準備プロセス

自宅でロボットを作る方法を考え始める前に、それが組み立てられる条件に十分に注意する必要があります。 まず、目的のデバイスが作成される職場を準備する必要があります。 構造自体とその構成部品をどこかに配置する必要があります。 はんだごて、松脂、はんだの使いやすい配置の問題も考慮する必要があります。 職場構造を操作するときに便利になるように、可能な限り最適化する必要があります。

組み立て

すべてを構築する構造の「バックボーン」について考える必要があります。 通常、1 つの部品が選択され、他のすべての部品がそれにはんだ付けされます。 はんだ付けの品質について言えば、それが実行される場所をきれいにする必要があると言われるべきです。 また、使用する電線や脚の太さに応じて、動作中に素子が脱落しないように十分なはんだ量を選択する必要があります。 信号伝送プロセスを簡素化し、短絡の可能性を防ぐために、すべての信号をエッチングして除去することができます。 必要な要素、結果として得られる設計が電源に接続され、必要に応じてデバイスが変更されます。

簡易ロボット

自宅で何かを簡単に作るにはどうすればよいですか? そしてまた役に立ちますか? 家を清潔に保つ必要があり、このプロセスを自動化することをお勧めします。 もちろん、本格的な掃除ロボットを作るのは難しいですが、部屋の床の埃を確実に集める最小限のデザインなら十分可能です。 正直に言うと、1か所で作業し、同時に掃除できるものを検討します。 小さなゴミ、転位帯に位置します。 このようなデザインを作成するには、次の材料が必要です。

  1. プラスチック板。
  2. 靴や床を掃除するために使用される 3 つの小さなブラシ。
  3. 古いコンピューターから取り外した 2 つのファン。
  4. 9Vバッテリーとそのためのコネクター。
  5. 所定の位置にカチッと固定できるネクタイまたはクランプ。
  6. ボルトとナット。

ブラシ用の穴を等間隔に開けます。 添付してください。 すべてのブラシは、他のブラシおよびプレートの中心から等距離に配置されることが望ましい。 ボルトとナットを使用して、調整ファスナーをそれぞれに取り付ける必要があり、それら自体はそれらの助けを借りて固定されます。 調整ファスナーのスライダーは中央の位置に設定してください。 動きには扇風機を使います。 それらをバッテリーに接続し、ロボットが確実に円を描くように回転できるように並列に配置します。 この設計は振動モーターとして使用されます。 端子を取り付けると、構造はすぐに使用できるようになります。 掃除中にロボットが横に動く場合は、調整ファスナーを使用してください。 この記事で紹介されている設計には、多額の金銭的コストやスキルや経験は必要ありません。 ロボットの作成時には安価な材料が使用されたため、入手には大きな問題はありませんでした。 設計を複雑にして意図的に動かしたい場合は、モーターやマイクロコントローラーを追加して改良する必要があります。 自宅でロボットを作る方法を紹介します。 ここでどれだけ改善できるかを考えてください。 最も幅広いデザイン活動のフィールド。

食器を洗う、食料品を買う、車のタイヤを交換する、子供を幼稚園に送り、親を仕事に連れて行くなど、どんな仕事でもすぐに実行できる万能アシスタントを望まない人はいないでしょうか? 機械化されたアシスタントを作成するというアイデアは、古くからエンジニアリングの心を占めてきました。 そして、カレル・チャペックは、人間の代わりに任務を遂行するロボットである機械奉仕者を表す言葉さえ思いつきました。

幸いなことに、現在のデジタル時代では、そのようなアシスタントはすぐに現実になるでしょう。 実際、インテリジェントなメカニズムはすでに人間の家事を支援しています。飼い主が仕事をしている間にロボット掃除機が掃除をし、マルチクッカーが自分で組み立てるテーブルクロスと同じくらい食事の準備を手伝い、遊び心のある子犬のアイボが家事を手伝ってくれます。スリッパやボールをご持参ください。 高度なロボットは、製造、医療、宇宙などの分野で使用されています。 これらにより、困難または危険な状況での人間の労働を部分的または完全に置き換えることが可能になります。 アンドロイドは外見上は人間に似せようとするが、 産業用ロボット通常、経済的および技術的な理由で作られており、外部の装飾は決して彼らにとって優先事項ではありません。

しかし、即席の手段を使ってロボットを作成してみることができることがわかりました。 電話機の子機からオリジナルの仕組みを構築できるので、 コンピューターのマウス、歯ブラシ、古いカメラ、またはどこにでもあるもの ペットボトル。 プラットフォーム上にいくつかのセンサーを配置することで、このようなロボットは、実行するようにプログラムできます。 簡単な操作: 照明を調整したり、合図をしたり、部屋を動き回ったりします。 もちろん、これはSF映画の多機能アシスタントとは程遠いですが、そのような活動は創意工夫と創造的な工学的思考を発展させ、ロボット工学は決して手工芸品のビジネスではないと考える人々の間で無条件の賞賛を呼び起こします。

箱から出したサイボーグ

最も重要なものの 1 つ 簡単な解決策ロボットを作成する途中 - 既製のロボット工学キットを購入してください。 ステップバイステップガイド。 このオプションは、電子基板や特殊センサーからボルトやステッカーの供給まで、メカニックに必要なすべての部品が 1 つのパッケージに含まれているため、技術的な創造性に真剣に取り組む人にも適しています。 かなり複雑なメカニズムを作成できる手順とともに。 多くのアクセサリのおかげで、このようなロボットは創造性の優れた基盤として機能します。

最初のロボットを組み立てるには、学校での物理学の基本的な知識と労働の授業で得たスキルで十分です。 さまざまなセンサーやモーターはコントロールパネルで制御され、特別なプログラミング環境により、コマンドを実行できる本物のサイボーグを作成することができます。

たとえば、機械式ロボットのセンサーはデバイスの前にある表面の有無を検出でき、プログラム コードはホイールベースをどの方向に回転させるべきかを示すことができます。 このようなロボットはテーブルから落ちることはありません。 ちなみに、本物のロボット掃除機も同様の原理で動作します。 このインテリジェントアシスタントは、指定されたスケジュールに従って掃除を実行し、時間通りに基地に戻って充電できる機能に加えて、部屋を掃除するための軌道を独立して構築できます。 床には椅子やワイヤーなどのさまざまな障害物がある可能性があるため、ロボットは常に前方の経路をスキャンし、そのような障害物を回避する必要があります。

自分で作成したロボットがさまざまなコマンドを実行できるようにするために、メーカーはロボットをプログラミングする機能を提供しています。 ロボットの動作のアルゴリズムをコンパイルした後、 さまざまな条件、センサーと外界との相互作用のためのコードを作成する必要があります。 これを可能にするのは、機械ロボットの頭脳中枢であるマイクロコンピューターの存在です。

自作可動機構

特別な、そして通常は高価なキットがなくても、作ることはかなり可能です メカニカルマニピュレーター即席の手段で。 したがって、ロボットを作成するというアイデアに触発された場合は、この創造的な事業に使用できる未請求のスペアパーツの存在について、家庭用ゴミ箱の在庫を注意深く分析する必要があります。 彼らは以下を使用します:

  • モーター(古いおもちゃなど)。
  • おもちゃの車の車輪。
  • 建設部品。
  • ダンボール箱。
  • 万年筆のリフィル。
  • さまざまな種類のテープ。
  • のり;
  • ボタン、ビーズ。
  • ネジ、ナット、ペーパークリップ。
  • あらゆる種類のワイヤー。
  • 電球;
  • バッテリー(モーターの電圧と一致)。

アドバイス: 「ロボットを作成するときに便利なスキルは、はんだごてを使用できることです。これは、機構、特に電気コンポーネントをしっかりと固定するのに役立ちます。」

これらの公的に入手可能なコンポーネントの助けを借りて、真の技術的な奇跡を生み出すことができます。

したがって、家にある材料で独自のロボットを作成するには、次のことを行う必要があります。

  1. 見つかった機構用の部品を準備し、その性能を確認します。
  2. 利用可能な機器を考慮して、将来のロボットのモデルを描画します。
  3. 組み立てセットや段ボールの部品からロボットの本体を組み立てます。
  4. 機構の動作に関与するスペアパーツを接着またははんだ付けします (たとえば、ロボットのモーターをホイールベースに取り付けます)。
  5. 対応するバッテリー接点に導体を接続してモーターに電力を供給します。
  6. デバイスのテーマに沿った装飾を引き立てます。

アドバイス: 「ロボットの輝くような目、ワイヤーで作られた装飾的な角やアンテナ、脚のバネ、ダイオード電球は、最も退屈なメカニズムであってもアニメーション化するのに役立ちます。 これらの要素は接着剤やテープで取り付けることができます。」

このようなロボットの機構は数時間で作成でき、その後はロボットの名前を考えて、感心する観客に披露するだけです。 きっと彼らの中には、その革新的なアイデアを取り入れて、独自のメカニックキャラクターを作ることができる人もいるでしょう。

有名なスマートマシン

かわいいロボットのウォーリーは、同名の映画を見る人に愛され、彼の劇的な冒険に共感を抱かせる一方、ターミネーターは魂のない無敵のマシンの力を実証します。 キャラクター スターウォーズ– 忠実なドロイド R2D2 と C3PO は、はるか彼方の銀河の旅に同行し、ロマンチックなウェルテルは宇宙海賊との戦いで自らを犠牲にさえします。

機械式ロボットは映画の外にも存在します。 このように、階段を上ったり、サッカーをしたり、飲み物を出したり、礼儀正しく挨拶したりできる人型ロボット、アシモのスキルは世界から賞賛されています。 スピリット探査車とキュリオシティ探査車には自律型化学実験室が装備されており、火星の土壌サンプルの分析が可能になりました。 自動運転ロボットカーは、予期せぬ出来事が起こるリスクが高い複雑な市街地でも、人間の介入なしで移動できます。

おそらく、将来の技術的なパノラマと人類の生活を変える発明が成長する最初の知的メカニズムを作成するという家庭からの試みであるかもしれません。

今日は、入手可能な材料からロボットを作る方法を説明します。 結果として生まれる「ハイテクアンドロイド」ですが、 小さいサイズ家事を手伝うことはできそうにありませんが、子供も大人も間違いなく楽しませるでしょう。

必要な材料

ロボットを自分の手で作るのに、核物理学の知識は必要ありません。 これは自宅で行うことができます 普通の材料、いつでも手元にあります。 それで、必要なものは次のとおりです。
  • ワイヤー2本
  • 1モーター
  • 単三電池1本
  • 押しピン3本
  • 発泡ボードまたは同様の素材 2 枚
  • 使い古した歯ブラシ 2 ~ 3 本、またはペーパー クリップ 2 本

1. バッテリーをモーターに取り付ける

グルーガンを使用して、発泡ボール紙をモーター ハウジングに取り付けます。 次にバッテリーを接着します。

この手順はわかりにくいかもしれません。 しかし、ロボットを作るためには動かさなければなりません。 小さな長方形の発泡ボール紙をモーター軸に置き、グルーガンで固定します。 この設計によりモーターにアンバランスが生じ、ロボット全体が動き始めます。

不安定剤の端に接着剤を数滴垂らすか、接着剤をいくつか貼り付けます。 装飾要素- これにより、私たちの作品に個性が加わり、動きの幅が広がります。

3. 脚

次に、ロボットを装備する必要があります 下肢。 これに歯ブラシのヘッドを使用する場合は、モーターの底に歯ブラシのヘッドを接着します。 同じフォームボードをレイヤーとして使用できます。

次のステップは、2 本のワイヤをモーターの接点に取り付けることです。 単純にネジで固定することもできますが、ロボットの耐久性を高めるために、はんだ付けしたほうが良いでしょう。

5. バッテリーの接続

ヒートガンを使用して、ワイヤーをバッテリーの一端に接着します。 2 本のワイヤーのいずれか、およびバッテリーのどちらかの側を選択できます。この場合、極性は関係ありません。 はんだ付けが得意な場合は、この手順で接着剤の代わりにはんだ付けを使用することもできます。

6. 目

バッテリーの一端にホットグルーで取り付けた一対のビーズは、ロボットの目として非常に適しています。 このステップでは、想像力を発揮して次のことを考え出すことができます。 外観目はあなたの判断で。

7. 打ち上げ

さあ、自家製の製品に命を吹き込んでみましょう。 ワイヤーの自由端を取り、粘着テープを使用して空いているバッテリー端子に取り付けます。 必要に応じてモーターをオフにすることができなくなるため、このステップではホットグルーを使用しないでください。

ロボットを作るとてもシンプルな 何が必要かを考えてみましょう ロボットを作る自宅でロボット工学の基礎を理解するために。

確かに、ロボットに関する映画を十分に見た後は、戦闘で自分の仲間を作りたいと思うことがよくありますが、どこから始めればよいかわかりません。 もちろん、二足歩行のターミネーターを構築することはできませんが、それは私たちが達成しようとしていることではありません。 集める シンプルなロボットはんだごてを正しく手に持つ方法を知っている人なら誰でも行うことができ、深い知識は必要ありませんが、痛みはありません。 アマチュアのロボット工学は回路設計とあまり変わりませんが、機械やプログラミングなどの分野も関係するため、より興味深いものになります。 すべてのコンポーネントは簡単に入手でき、それほど高価ではありません。 したがって、進歩は止まらず、それを有利に活用していきます。

導入

それで。 ロボットとは何ですか? ほとんどの場合、これは 自動装置、あらゆる環境活動に反応します。 ロボットは人間によって制御されたり、事前にプログラムされた動作を実行したりできます。 通常、ロボットにはさまざまなセンサー(距離、回転角度、加速度)、ビデオカメラ、マニピュレーターが装備されています。 ロボットの電子部分は、プロセッサ、クロック ジェネレーター、さまざまな周辺機器、RAM、永続メモリを含むマイクロ回路であるマイクロコントローラー (MC) で構成されます。 世界がある 大量のさまざまなアプリケーションに対応するさまざまなマイクロコントローラーがあり、それらに基づいて強力なロボットを組み立てることができます。 AVR マイクロコントローラーは、アマチュア向けの建物に広く使用されています。 これらは断然最もアクセスしやすく、インターネット上でこれらの MK に基づく多くの例を見つけることができます。 マイクロコントローラーを操作するには、アセンブラーまたは C でプログラムでき、デジタルおよびアナログ電子機器の基本的な知識が必要です。 私たちのプロジェクトでは C を使用します。 MK のプログラミングはコンピューターでのプログラミングとあまり変わりません。言語の構文は同じで、ほとんどの関数は実質的に変わりません。新しい関数は非常に習得しやすく、使いやすいです。

私たちは何が必要なのか

まず、私たちのロボットは単純に障害物を避けることができます。つまり、自然界のほとんどの動物の通常の行動を繰り返すことができます。 このようなロボットを構築するために必要なものはすべて、ラジオ店で見つけることができます。 ロボットがどのように動くかを決めてみましょう。 私は最も成功した履帯は戦車で使用された履帯であると考えています。 便利なソリューション、線路は車の車輪よりも操作性が高く、制御するのがより便利であるためです(方向転換するには、線路をさまざまな方向に回転させるだけで十分です)。 したがって、履帯が互いに独立して回転するおもちゃの戦車が必要になります。おもちゃ屋で手頃な価格で購入できます。 この戦車に必要なのは、線路を備えたプラットフォームとギアボックスを備えたモーターだけで、残りは安全にネジを外して捨てることができます。 マイクロコントローラーも必要ですが、私の選択はATmega16でした。センサーや周辺機器を接続するための十分なポートがあり、一般的には非常に便利です。 無線コンポーネント、はんだごて、マルチメーターも購入する必要があります。

MKで基板を作る

私たちの場合、マイクロコントローラーが脳の機能を実行しますが、マイクロコントローラーから始めるのではなく、ロボットの脳に電力を供給することから始めます。 適切な栄養補給- 健康の保証です。そこで、ロボットに適切に餌を与える方法から始めます。初心者のロボット製作者がよく間違いを犯すのはここだからです。 そして、ロボットが正常に動作するためには、電圧安定器を使用する必要があります。 私は L7805 チップを好みます。これは、マイクロコントローラーが必要とする、安定した 5V 出力電圧を生成するように設計されています。 ただし、この超小型回路の電圧降下は約 2.5V であるため、最低 7.5V を供給する必要があります。 この安定器とともに、電圧リップルを平滑化するために電解コンデンサが使用され、極性の反転を防ぐために回路にダイオードが必ず組み込まれます。

次に、マイクロコントローラーに移ります。 MK のケースは DIP (はんだ付けが便利です) で、ピンが 40 個あります。 ボードには ADC、PWM、USART などが搭載されていますが、今のところは使用しません。 いくつか見てみましょう 重要なノード。 RESET ピン (MK の 9 番目の脚) は、抵抗 R1 によって電源の「プラス」にプルアップされています。これは必ず行わなければなりません。 そうしないと、MK が意図せずリセットされるか、より簡単に言うと不具合が発生する可能性があります。 また、必須ではありませんが、望ましい手段は、RESET を経由して接続することです。 セラミックコンデンサ C1をグランドに接続します。 この図では、1000 uF の電解液も見られます。これは、エンジンの動作時の電圧低下を防ぎ、マイクロコントローラーの動作にも有益な効果をもたらします。 水晶振動子 X1 とコンデンサ C2、C3 は、ピン XTAL1 と XTAL2 のできるだけ近くに配置する必要があります。

MK をフラッシュする方法についてはインターネットで読むことができるので、ここでは説明しません。 プログラムは C で作成します。プログラミング環境として CodeVisionAVR を選択しました。 これは非常にユーザーフレンドリーな環境であり、コード作成ウィザードが組み込まれているため、初心者にとって役立ちます。

モーター制御

劣らず 重要なコンポーネント私たちのロボットには、制御を容易にするモータードライバーが搭載されています。 いかなる状況でも、モーターを MK に直接接続しないでください。 一般に、強力な負荷をマイクロコントローラーから直接制御することはできません。そうしないと、マイクロコントローラーが焼き切れてしまいます。 キートランジスタを使用します。 私たちの場合には、特別なチップL293Dがあります。 このような単純なプロジェクトでは、過負荷保護用のダイオードが内蔵されているため、常に「D」インデックスを持つこの特定のチップを使用するようにしてください。 この超小型回路は制御が非常に簡単で、ラジオ店で簡単に入手できます。 DIP と SOIC の 2 つのパッケージで入手できます。 パッケージは基板への実装のしやすさを考慮してDIPを採用します。 L293Dは 別々の食事エンジンとロジック。 したがって、マイクロ回路自体にはスタビライザー (VSS 入力) から電力を供給し、モーターにはバッテリー (VS 入力) から直接電力を供給します。 L293D は 1 チャンネルあたり 600 mA の負荷に耐えることができ、このチャンネルを 2 つ備えており、1 つのチップに 2 つのモーターを接続できます。 ただし、念のためチャンネルを結合すると、エンジンごとに 1 つのマイクラが必要になります。 したがって、L293D は 1.2 A に耐えることができます。これを達成するには、図に示すように、マイクラの脚を組み合わせる必要があります。 このマイクロ回路は次のように動作します。論理「0」が IN1 と IN2 に適用され、論理 1 が IN3 と IN4 に適用されると、モーターは一方向に回転します。信号が反転すると、論理 0 が適用されます。その後、モーターは反対方向に回転し始めます。 ピン EN1 および EN2 は、各チャネルをオンにする役割を果たします。 それらを接続し、スタビライザーからの電源の「プラス」に接続します。 超小型回路は動作中に発熱し、このタイプのケースにラジエーターを取り付けるのは問題があるため、熱の除去は GND 脚によって確実に行われます。幅の広い部分にはんだ付けすることをお勧めします。 コンタクトパッド。 初めてエンジンドライバーについて知っておくべきことはこれだけです。

障害物センサー

私たちのロボットがあらゆるものに衝突せずに移動できるように、2 つインストールします。 赤外線センサー。 ほとんど 最も単純なセンサー赤外線スペクトルで発光する IR ダイオードと、IR ダイオードからの信号を受信するフォトトランジスタで構成されます。 原理は次のとおりです。センサーの前に障害物がない場合、赤外線はフォトトランジスタに当たらず、フォトトランジスタは開きません。 センサーの前に障害物がある場合、光線は障害物から反射されてトランジスタに当たり、トランジスタが開き、電流が流れ始めます。 このようなセンサーの欠点は、センサーが異なる反応をする可能性があることです。 さまざまな表面干渉から保護されていません - センサーは他のデバイスからの無関係な信号によって誤ってトリガーされる可能性があります。 信号を変調すると干渉から保護できますが、ここでは気にしません。 最初はそれで十分です。


ロボットのファームウェア

ロボットに命を吹き込むには、ロボット用のファームウェア、つまりセンサーから読み取り値を取得してモーターを制御するプログラムを作成する必要があります。 私のプログラムは最も単純で、次の内容は含まれていません。 複雑な構造そして誰もが理解するでしょう。 次の 2 行には、マイクロコントローラーのヘッダー ファイルと遅延を生成するためのコマンドが含まれています。

#含む
#含む

PORTC 値はモータードライバーをマイクロコントローラーに接続した方法に依存するため、次の行は条件付きです。

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; 値 0xFF は、出力がログであることを意味します。 「1」、0x00 はログです。 「0」。 次の構造では、ロボットの前に障害物があるかどうか、また障害物がどちら側にあるかを確認します。 if (!(PINB & (1<

IR ダイオードからの光がフォトトランジスタに当たると、マイクロコントローラーの脚にログが取り付けられます。 「0」の場合、ロボットは障害物から遠ざかるために後進を開始し、再び障害物に衝突しないように方向転換し、再び前進します。 センサーが 2 つあるため、障害物の存在を右側と左側の 2 回チェックするため、障害物がどちら側にあるかを知ることができます。 コマンド「lay_ms(1000)」は、次のコマンドの実行が開始されるまでに 1 秒かかることを示します。

結論

初めてのロボットの構築に役立つほとんどの要素を説明しました。 しかし、ロボット工学はこれで終わりではありません。 このロボットを組み立てると、拡張する機会がたくさんあります。 障害物が側面ではなくロボットの正面にある場合にどうするかなど、ロボットのアルゴリズムを改善できます。 また、エンコーダを設置するのも悪くありません。エンコーダは、宇宙でのロボットの位置を正確に測って知るのに役立つ簡単なデバイスです。 わかりやすくするために、バッテリー充電レベル、障害物までの距離、さまざまなデバッグ情報などの有益な情報を表示できるカラーまたはモノクロのディスプレイをインストールすることができます。 従来のフォトトランジスタの代わりにTSOP(特定の周波数の信号のみを感知するIR受信機)を設置するなど、センサーを改善することは悪いことではありません。 赤外線センサーに加えて、超音波センサーもあります。これらは高価で欠点もありますが、最近ロボット製作者の間で人気が高まっています。 ロボットが音に反応できるようにするには、アンプ付きのマイクを設置するとよいでしょう。 しかし、私が本当に興味深いと思うのは、カメラを設置し、それに基づいてマシン ビジョンをプログラミングすることです。 特別な OpenCV ライブラリのセットがあり、これを使用して顔認識、色付きビーコンに応じた動き、その他多くの興味深いことをプログラムできます。 それはすべてあなたの想像力とスキルにのみ依存します。

コンポーネントのリスト:

    DIP-40パッケージのATmega16>

    TO-220 パッケージの L7805

    DIP-16ハウジングのL293D×2個

    定格電力 0.25 W の抵抗器: 10 kOhm x 1 個、220 Ohm x 4 個。

    セラミックコンデンサ: 0.1 μF、1 μF、22 pF

    電解コンデンサ:1000μF×16V、220μF×16V×2個

    ダイオード 1N4001 または 1N4004

    16MHz水晶振動子

    IR ダイオード: どれか 2 つで十分です。

    フォトトランジスタも同様ですが、赤外線の波長にのみ反応します。

ファームウェアコード:

/************************************************ * *** ロボットのファームウェア MK タイプ: ATmega16 クロック周波数: 16.000000 MHz クォーツ周波数が異なる場合は、これを環境設定で指定する必要があります: [プロジェクト] -> [構成] -> [C コンパイラ] タブ ****** ***********************************************/ #含む #含む void main(void) ( //入力ポートを設定します //これらのポートを通じてセンサーから信号を受信します DDRB=0x00; //プルアップ抵抗をオンにします PORTB=0xFF; //出力ポートを設定します //これらのポートを通じてDDRC モーターを制御します =0xFF; //プログラムのメインループ。 //そして、モーターを制御します while (1) ( //次へ進みます PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0 if (!(PINB & (1;<私のロボットについて

現在、私のロボットはほぼ完成しています。


ワイヤレスカメラ、距離センサー (カメラとこのセンサーの両方が回転塔に設置されています)、障害物センサー、エンコーダー、リモコンからの信号受信機、および遠隔地に接続するための RS-232 インターフェイスが装備されています。コンピューター。 自律モードと手動モード (リモコンから制御信号を受信) の 2 つのモードで動作し、カメラのオン/オフをリモートまたはロボット自体でオン/オフにしてバッテリー電力を節約することもできます。 私はアパートのセキュリティ (コンピューターへの画像の転送、動きの検出、敷地内を歩き回る) 用のファームウェアを作成しています。



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