家電気と照明我が家ではロボットを作ります。ロボットの作成を始めるために知っておくべきことは何ですか? 自分の手で歩くロボットを作る方法

電気と照明

我が家ではロボットを作ります。ロボットの作成を始めるために知っておくべきことは何ですか? 自分の手で歩くロボットを作る方法

コンピューター技術に出会った私たちの多くは、自分でロボットを組み立てることを夢見てきました。このデバイスは、たとえばビールを持ってくるなど、家の周りでいくつかの役割を果たします。誰もがすぐに最も複雑なロボットの作成に取り掛かりますが、多くの場合、結果はすぐに壊れてしまいます。私たちは、大量のチップを生産するはずだった最初のロボットを実現させることはできませんでした。したがって、最初は単純なものから始めて、徐々に複雑にしていく必要があります。次に、アパートの周りを独立して移動するシンプルなロボットを自分の手で作成する方法を説明します。

コンセプト

私たちは自分自身を設定しました単純な作業、簡単なロボットを作ります。今後のことを考えると、もちろん、15 分ではなく、はるかに長い時間で対処できたと言えます。それでも、これは一晩で完了できます。

通常、このような工芸品は完成するまでに何年もかかります。人々は必要なギアを探すために数カ月かけて店を走り回ります。しかし、私たちはすぐに、これは私たちの道ではないことに気づきました。したがって、手元にある部品や古い機器から引き抜いた部品などを設計に使用します。最後の手段として、ラジオ店や市場で数ペニーで購入してください。

もう一つのアイデアは、私たちの工芸品をできるだけ安くすることでした。同様のロボットの価格は、無線電化製品店で 800 ルーブルから 1500 ルーブルです。また、部品として販売されていますが、組み立てる必要があり、その後も動作するかどうかはわかりません。このようなキットのメーカーは、いくつかの部品を含めることを忘れることがよくあります。それだけで、ロボットはお金とともに失われてしまいます。なぜ私たちはそのような幸せを必要とするのでしょうか？私たちのロボットの部品コストは、モーターやバッテリーを含めて 100 ～ 150 ルーブル以内でなければなりません。同時に、古い子供用の車からモーターを取り出した場合、その価格は通常約20〜30ルーブルになります。節約を実感できると同時に、素晴らしい友人も得られます。

次の部分は、ハンサムな男が何をするかでした。私たちは光源を探すロボットを作ることにしました。光源が回転すると、車はそれに追従してハンドルを切ります。このコンセプトを「生きようとするロボット」と呼びます。彼のバッテリーを太陽電池に置き換えることが可能になり、そうすれば彼は光を探して運転するようになるでしょう。

必要な部品と工具

我が子を作るには何が必要でしょうか？このコンセプトは即席の手段で作られているため、回路基板、または通常の厚いボール紙が必要になります。千枚通しを使ってボール紙に穴を開け、すべてのパーツを取り付けることができます。組み立て品は手元にあったので、それを使用します。日中家に段ボールはありません。これは、ロボットの残りのハーネスを取り付け、モーターとセンサーを取り付けるシャーシになります。として原動力、から引き出せる3ボルトまたは5ボルトのモーターを使用します。古いタイプライター。のカバーからホイールを作りますペットボトル、例えばコカ・コーラから。

3 ボルトのフォトトランジスタまたはフォトダイオードがセンサーとして使用されます。古いオプトメカニカルマウスから取り出すこともできます。赤外線センサーが含まれています (私たちの場合、センサーは黒でした)。そこでは、それらはペアになっています。つまり、1 つのボトルに 2 つの光電池が入っています。テスターを使えば、どの脚が何の用途に使用されるかを見つけることを妨げるものはありません。制御素子は国産816Gトランジスタとなります。電源として3つを使用します単三電池はんだ付けして一緒に。あるいは、私たちがやったように、古いマシンからバッテリーコンパートメントを取り出すこともできます。取り付けには配線工事が必要となります。ツイストペア線はこれらの目的に最適です。自尊心のあるハッカーであれば、家にたくさんあるはずです。すべての部品を固定するには、ホットメルトガンでホットグルーを使用すると便利です。この素晴らしい発明はすぐに溶けてすぐに固まるので、素早く作業して簡単な要素を取り付けることができます。この物はそのような工芸品に最適であり、私は私の記事で何度かそれを使用しました。硬いワイヤーも必要ですが、普通のペーパークリップでも十分です。

回路を実装していきます

そこで、すべての部品を取り出してテーブルの上に積み上げました。はんだごてにはすでに松脂がくすぶっており、あなたは手をこすりながら組み立てようとしています。さて、それでは始めましょう。アセンブリの一部を取り出して、将来のロボットのサイズに合わせて切断します。 PCBを切断するには金属ハサミを使用します。一辺が約4〜5 cmの正方形を作りました。主なものは、小さな回路、バッテリー、2つのモーター、および留め具です。前輪。ボードが毛羽立たず、平らになるように、ヤスリで処理し、鋭いエッジを取り除くこともできます。次のステップはセンサーを密閉することです。フォトトランジスタやフォトダイオードにはプラスとマイナス、つまりアノードとカソードがあります。それらの含有物の極性を観察する必要がありますが、これは最も単純なテスターで簡単に判断できます。間違えると何も燃えませんが、ロボットは動きません。センサーは、側面に見えるように回路基板の片側の角にはんだ付けされています。基板に完全にはんだ付けする必要はありませんが、どの方向にも簡単に曲げられるように、リード線を約 1.5 センチメートル残しておいてください。これは後でロボットをセットアップするときに必要になります。これらは私たちの目であり、シャーシの片側にある必要があり、将来的にはロボットの前面になります。 2 つの制御回路を組み立てていることがすぐにわかります。1 つは右側のエンジンを制御し、もう 1 つは左側のエンジンを制御します。

シャーシの前端から少し離れたセンサーの隣に、トランジスタをはんだ付けする必要があります。さらなる回路のはんだ付けと組み立てを容易にするために、両方のトランジスタのマークを右ホイールに「向ける」ようにしてはんだ付けしました。トランジスタの足の位置にすぐに注目してください。トランジスタを手に取り、金属基板を自分の方に向け、マーキングを森の方に向け（おとぎ話のように）、脚を下に向けると、脚は左から右にそれぞれ次のようになります。、コレクタとエミッタ。トランジスタを示す図を見ると、ベースは円内の太い部分に垂直な棒、エミッタは矢印の付いた棒、コレクタは同じ棒ですが、矢印がないだけです。ここではすべてが明確に見えます。電池を準備して、実際に電気回路を組み立ててみましょう。最初は、単 3 電池を 3 本用意して、それらを直列にはんだ付けするだけでした。すでに述べたように、古い子供用の車から引き出されたバッテリー用の特別なホルダーにすぐにそれらを挿入できます。次に、ワイヤをバッテリーにはんだ付けし、すべてのワイヤが集まる基板上の 2 つの重要な点を決定します。これはプラスにもマイナスにもなります。私たちは単純にそれをしました - 私たちはそれをしましたツイストペア基板の端にはんだ付けし、その端をトランジスタと光センサーにはんだ付けし、ツイストループを作り、そこにバッテリーをはんだ付けします。おそらくほとんどではない最良の選択肢、しかし最も便利です。さて、配線を準備して電気の組み立てを始めます。バッテリーの正極から負極まで、全体を通して見ていきます。電気図。私たちはツイストペアの一部を手に取り、歩き始めます-両方のフォトセンサーのプラス接点をバッテリーのプラスにはんだ付けし、同じ場所にトランジスタのエミッターをはんだ付けします。フォトセルの 2 番目の脚を小さなワイヤでトランジスタのベースにはんだ付けします。トランスユクの残りの最後の脚をそれぞれエンジンにはんだ付けします。モーターの 2 番目の接点は、スイッチを介してバッテリーにはんだ付けできます。

しかし、本物のジェダイのように、私のゴミ箱には適切なサイズのスイッチがなかったため、ワイヤをはんだ付けしたり外したりしてロボットの電源をオンにすることにしました。

電気的デバッグ

これで電気部品が組み立てられました。回路のテストを始めましょう。回路の電源を入れ、点灯している電気スタンドに持っていきます。順番に、最初のどちらか一方の光電池を回転させます。そして何が起こるか見てみましょう。私たちのエンジンが順番に回転し始めたらさまざまな速度で、照明に応じて、すべてが順調です。そうでない場合は、アセンブリ内の側枠を探します。エレクトロニクスは接触の科学です。つまり、何かが機能しない場合は、どこかに接触がありません。大事なポイント: 右のフォトセンサーは左のホイールを担当し、左のフォトセンサーは右のホイールを担当します。では、左右のエンジンがどちらに回転するかを考えてみましょう。両方とも前方に回転するはずです。これが起こらない場合は、モーター端子のワイヤを逆にはんだ付けし直すだけで、間違った方向に回転しているモーターをオンにする極性を変更する必要があります。シャーシ上のモーターの位置をもう一度評価し、センサーが取り付けられている方向の動きの方向を確認します。すべて順調であれば次に進みます。いずれにせよ、これは最終的にすべてが組み立てられた後でも修正できます。

装置の組み立て

面倒な電気部分の説明は終わりましたので、機械の話に移りましょう。ペットボトルのキャップを利用して車輪を作ります。前輪を作るには、カバーを 2 枚取り、接着します。

ホイールの安定性を高めるため、中空部分を内側に向けて外周に接着しました。次に、1 番目と 2 番目の蓋のちょうど中心に穴を開けます。穴あけやあらゆる種類の家庭用工芸品には、フライス加工、切断などの多くの付属品が付いている一種の小さなドリルであるドレメルを使用するのが非常に便利です。従来のドリルでは対応できなかった1ミリ以下の穴あけに大変便利です。

カバーに穴を開けた後、あらかじめ曲げたペーパークリップを穴に挿入します。

ペーパークリップを文字「P」の形に曲げます。ホイールが文字の上部のバーにぶら下がっています。

次に、このペーパークリップを車の前のフォトセンサーの間に固定します。クリップは前輪の高さを簡単に調整できるので便利ですが、この調整については後ほど説明します。

駆動輪に移りましょう。蓋からも作ります。同様に、各ホイールの中心に厳密に穴を開けます。ドリルのサイズはモーターの車軸と同じで、理想的には数ミリ小さいものが最適で、車軸をそこに挿入できるようになりますが、困難を伴います。両方の車輪をモーターシャフトに取り付け、飛び出さないようにホットグルーで固定します。

これは、移動中に車輪が飛ばないようにするだけでなく、固定点で回転しないようにするためにも重要です。

最も重要な部分は電気モーターの取り付けです。私たちはそれらをシャーシの一番端、回路基板の他のすべての電子機器とは反対側に配置しました。制御されるモーターはその制御光システムの反対側に配置されることを覚えておく必要があります。これはロボットが光の方を向くようにするために行われます。右側が光センサー、左側がエンジン、またはその逆です。まず、ツイストペアの部分を設置の穴に通し、上からねじったものでエンジンを遮断します。

電力を供給し、エンジンがどこで回転しているかを確認します。で暗い部屋モーターは回転しませんので、ランプに向けることをお勧めします。すべてのエンジンが動作することを確認します。ロボットを回転させ、照明に応じてモーターの回転速度がどのように変化するかを観察します。右側のフォトセンサーで回転させてみましょう。左側のエンジンは速く回転し、もう一方のエンジンは逆に遅くなります。最後に、ロボットが前進するために車輪の回転方向を確認します。すべてが説明どおりに機能する場合は、ホットグルーでスライダーを慎重に固定できます。

私たちは、彼らの車輪が同じ軸上にあることを確認するように努めています。それだけです - 電池を取り付けますトッププラットフォームシャーシを組み立てて、ロボットのセットアップと遊びに進みます。

落とし穴とセットアップ

私たちの技術における最初の落とし穴は予想外でした。サーキット全体と技術的な部分を組み立てると、すべてのエンジンが光に完璧に反応し、すべてがうまくいっているように見えました。しかし、ロボットを床に置くと、うまくいきませんでした。モーターには単純に十分な電力がなかったことが判明しました。そこからより強力なエンジンを得るために、私は子供たちの車を緊急に分解しなければなりませんでした。ちなみに、おもちゃからモーターを取り出した場合、そのパワーは間違いなく間違いありません。バッテリーを搭載した多くの車を運ぶように設計されているからです。エンジンを整理したら、外観のチューニングとドライブに進みました。まず、床に沿って引きずっているワイヤーのひげを集め、ホットグルーでシャーシに固定する必要があります。

ロボットがお腹をどこかに引きずっている場合は、固定ワイヤーを曲げることでフロントシャーシを持ち上げることができます。最も重要なのは光センサーです。メインコースから30度横に見て曲げるのが最善です。次に、光源を拾い、それに向かって移動します。正しい角度曲げは実験的に選択する必要があります。そうだ、武装しよう電気スタンド、ロボットを床に置き、電源を入れて、お子様が光源をどのように明確に追跡し、どのように賢く光源を見つけられるかを確認して楽しみ始めます。

改善点

完璧さには限界がなく、当社のロボットに無限の機能を追加できます。コントローラーを取り付けることも考えられましたが、そうするとコストと製造の複雑さが大幅に増加するため、これは私たちの方法ではありません。

最初の改善は、指定された軌道に沿って移動するロボットを作成することです。ここではすべてが簡単です。黒いストライプを取り、プリンターで印刷するか、同様にワットマン紙に黒い油性マーカーでそれを描きます。主なことは、ストリップが密封されたフォトセンサーの幅よりわずかに狭いことです。フォトセル自体を床に向けて下げます。私たちのそれぞれの目の隣に、470 オームの抵抗を持つ超高輝度 LED を直列に取り付けます。抵抗を付けたLED自体を電池に直接ハンダ付けします。アイデアはシンプルで、白いシート紙の上では光が完全に反射され、センサーに当たり、ロボットは真っ直ぐに動きます。ビームが暗いストリップに当たるとすぐに、フォトセルにはほとんど光が届かなくなります（黒い紙は光を完全に吸収します）。そのため、1 つのモーターがよりゆっくりと回転し始めます。別のモーターがロボットを素早く回転させ、コースを水平にします。その結果、ロボットは回転します黒のストライプまるでレールの上にいるかのように。白い床にこのようなストライプを描き、ロボットをキッチンに送ってコンピューターからビールを取り出すことができます。

2 番目のアイデアは、さらに 2 つのトランジスタと 2 つの光センサーを追加して回路を複雑にし、ロボットが正面だけでなく四方から光を探し、光を見つけるとすぐに向かって突進するようにすることです。すべては光源がどちらの側から現れるかによって決まります。前にある場合は前方に進み、後ろにある場合は後退します。この場合でも、組み立てを簡素化するために、LM293Dチップを使用できますが、約100ルーブルの費用がかかります。しかし、これを使用すると、車輪の回転方向、またはより単純にロボットの移動方向、つまり前方と後方の異なる起動を簡単に設定できます。

最後にできることは、常に消耗するバッテリーを完全に取り外して、太陽電池を取り付けることです。太陽電池は現在、携帯電話アクセサリー店 (またはダイヤルエクストリーム) で購入できます。ロボットが誤って影に入った場合に、このモードでロボットの機能が完全に失われるのを防ぐために、ロボットを並列に接続できます。太陽電池– 非常に大容量（数千マイクロファラッド）の電解コンデンサ。そこでの電圧は5ボルトを超えないため、6.3ボルト用に設計されたコンデンサを使用できます。このような容量と電圧であれば、非常に小型になります。コンバータは購入することも、古い電源から撤去することもできます。
休む考えられるバリエーション、ご自身で考えていただけると思います。何か面白いことがあれば、ぜひ書き込んでください。

結論

そこで私たちは、偉大な科学、進歩の原動力であるサイバネティクスに加わりました。前世紀の 70 年代には、そのようなロボットを設計することが非常に人気がありました。私たちの作品には、デジタルテクノロジーの出現とともに消滅したアナログコンピューティングテクノロジーの基礎が使用されていることに注意してください。しかし、この記事で示したように、すべてが失われたわけではありません。そのようなものを構築することに留まらないことを願っていますシンプルなロボットそして、私たちはどんどん新しいデザインを考え出します、そしてあなたはあなたのもので私たちを驚かせるでしょう興味深い工芸品。ビルド頑張ってください！

エレクトロニクス愛好家やロボット工学に興味のある人は、単純なロボットまたは複雑なロボットを独自に設計し、組み立てプロセス自体とその結果を楽しむ機会を逃すことはありません。

いつも家を掃除する時間や意欲があるわけではありませんが、... 現代のテクノロジーお掃除ロボットを作成できます。これらには、何時間も部屋中を移動してほこりを集めるロボット掃除機が含まれます。

自分の手でロボットを作りたい場合、どこから始めればよいでしょうか? もちろん、最初のロボットは簡単に作成できるはずです。今日の記事で説明するロボットは、それほど時間もかからず、特別なスキルも必要ありません。

自分の手でロボットを作るというテーマの続きとして、即席の材料から踊るロボットを作ってみることをお勧めします。自分の手でロボットを作成するには、次のものが必要ですシンプルな素材、おそらくほとんどすべての家庭で見つけることができます。

ロボットの種類は、ロボットが作成される特定のパターンに限定されません。人は常にオリジナルを思いつく興味深いアイデアロボットの作り方。ロボットの静的な彫刻を作成する人もいれば、ロボットの動的な彫刻を作成する人もいます。それについて今日の記事で説明します。

ロボットは子供でも誰でも自分の手で作ることができます。後述するロボットは簡単に作成でき、時間もかかりません。私自身の手でロボットを作成する段階を説明してみます。

ロボットを作成するためのアイデアは、まったく予期せずに思いつくことがあります。即席の手段を使ってロボットを動かす方法を考えるとき、電池のことが頭に浮かびます。しかし、すべてがもっとシンプルでアクセスしやすくなったらどうなるでしょうか? を使って自分の手でロボットを作ってみましょう携帯電話主要部分として。自分の手で振動ロボットを作成するには、次の材料が必要です。

ダイナミックな可動モデルへスムーズに移行することにしました。これは小さなプロジェクトです手作りロボットシンプルですぐに入手できる部品から組み立てられたIR制御。これは 2 つのマイクロコントローラーに基づいています。リモコンからの送信も可能 PIC12F675、モーターコントローラーの受信部分はに実装されています。 PIC12F629.

マイクロコントローラー上のロボット回路

デジタル部分ではすべてがスムーズに進みましたが、唯一の問題は「推進システム」、つまり小さなギアボックスにありましたが、これは自宅で作るには非常に問題があり、そのためアイデアを開発する必要がありました。」 振動虫「マイクロモーターは、BC337 のアンプトランジスタスイッチを通じて制御されます。マイクロモーターは、他の小型モーターと交換可能です。 npnトランジスタコレクタ電流は0.5Aです。

寸法は非常に小さいことが判明しました - 写真には近くのコインなどとの比較がありますマッチ箱。ロボットの目は超高輝度 LED でできており、小型の電解コンデンサのハウジングに組み込まれています。

記事について議論する小さな手作りロボット

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。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、簡単なロボットを組み立てることができます。これには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、あらゆるアクションに反応します環境。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、マイクロコントローラー (MC) で構成されます。マイクロコントローラー (MC) は、プロセッサー、クロックジェネレーター、さまざまな周辺機器、RAM、永続メモリーを含む超小型回路です。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。また、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す（方向転換するには、線路を回転させるだけで十分です）。異なる側面）。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のみで、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

ロボット図

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。適切な栄養補給は健康の保証であるため、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。この安定化装置とともに、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。

私のロボットボード

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。信号が反転されて論理 0 が適用されると、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、次の 2 つを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、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。

私のロボットのセンサーの最初のバージョン

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、またそれ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、障害物の有無を左右 2 回確認することになり、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) を取り付けてセンサーを改善することは問題ありません。赤外線センサーに加えて、超音波センサーもあります。これらはより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:

/*****************************************************
ロボット用ファームウェア

MKタイプ：ATmega16
クロック周波数：16.000000MHz
クォーツ周波数が異なる場合は、環境設定でこれを指定する必要があります。
プロジェクト -> 構成 -> 「C コンパイラー」タブ
*****************************************************/

＃含む
＃含む

ボイドメイン(ボイド)
{
//入力ポートを設定する
//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する
PORTB=0xFF;

//出力ポートを設定する
//これらのポートを通じてモーターを制御します
DDRC=0xFF;

//プログラムのメインループ。ここでセンサーから値を読み取ります
//そしてエンジンを制御する
一方 (1)
{
//先に進みましょう
PORTC.0 = 1;
PORTC.1 = 0;
PORTC.2 = 1;
PORTC.3 = 0;
if (!(PINB & (1< {
//1秒戻る
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
遅延_ms(1000);
//急いでください
PORTC.0 = 1;
PORTC.1 = 0;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
遅延_ms(1000);
}
if (!(PINB & (1< {
//1秒戻る
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 0;
PORTC.3 = 1;
遅延_ms(1000);
//急いでください
PORTC.0 = 0;
PORTC.1 = 1;
PORTC.2 = 1;
PORTC.3 = 0;
遅延_ms(1000);
}
};
}

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。

ご希望に応じて、動画を投稿させていただきます。

更新。写真を再アップロードし、本文を少し修正しました。

非常に時間がかかり、エキサイティングなアクティビティの 1 つは、独自のロボットを構築することです。

多くの人がロボット工学にさまざまな改造を施しているため、ティーンエイジャーから大人まで、誰もが小さくてかわいいロボット、または大きくて多機能なロボットを作ることを夢見ています。ロボットを作りたいですか？

このような本格的なプロジェクトに取り組む前に、まず自分の能力を確認する必要があります。ロボットの構築は、最も安価で簡単なことではありません。どのような種類のロボットを作りたいのか、どのような機能を実行する必要があるのかを考えてください。古い部品から作られた単なる装飾的なロボットになるかもしれないし、複雑な可動機構を備えた完全に機能するロボットになるかもしれません。

私は、時計、目覚まし時計、テレビ、アイロン、自転車、コンピューター、さらには車など、古くて使い古された機構を使って装飾的なロボットを作る多くの職人に会いました。これらのロボットは、単に美しさを追求して作られており、一般に、特に子供たちに非常に鮮明な印象を残します。一般に、10代の若者はロボットに対して、まだ未知の神秘的なものとして興味を持っています。

装飾ロボットの部品は、接着剤、溶接、ネジなど、さまざまな方法で取り付けられます。このような作業では、小さなバネから最大のボルトに至るまで、あらゆる細部が使用され、不必要な部品はありません。ロボットは小型のものや卓上型のものもありますが、一部の職人は人間サイズの装飾用ロボットを作ることができます。

動くロボットを作るのははるかに困難ですが、同じくらい興味深いものです。ロボットは人間のように見える必要はありません。角や毛虫がついたブリキ缶でも構いません :) ここでは想像力を無限に発揮できます。

以前は、ロボットはほとんどが機械式であり、すべての動きは複雑な機構によって制御されていました。今日、ほとんどの粗雑な機械部品は電気回路に置き換えることができ、ロボットの「頭脳」は、コンピューターを通じて必要なデータが入力される単なる 1 つの超小型回路にすることができます。

現在、レゴ社はロボットを組み立てるための特別なキットを製造していますが、そのような組み立てキットは高価であり、誰もが入手できるわけではありません。

個人的には廃材を使って自分の手でロボットを作ることに興味があります。建設中に遭遇する最大の問題は、電気知識の欠如です。機械的にはまだ問題なく何かを行うことができますが、電気回路では、多くの場合、いくつかの異なる電気コンポーネントを組み合わせる必要があり、そこから困難が始まりますが、これらはすべて解決できます。ロボットを作成する場合、電気モーターに問題が発生することがあります。良いモーターは高価で、古いおもちゃを分解する必要があり、これはあまり便利ではありません。多くの無線コンポーネントも不足しており、ますます多くの機器が複雑な超小型回路で作られており、これには深刻な知識が必要です。あらゆる困難にもかかわらず、私たちの多くはさまざまな目的のために素晴らしいロボットを作り続けています。ロボットは、洗濯をしたり、ほこりを掃除したり、絵を描いたり、物を動かしたり、笑わせたり、単にデスクトップを飾ったりすることができます。

私の新しいロボットの写真をサイトに定期的に公開します。このトピックにも興味がある場合は、必ず写真付きのストーリーを送信するか、フォーラムにあなたの発明について書いてください。