Robot vyrobený z odpadových materiálov. Užitočné zdroje na vytvorenie robota vlastnými rukami

Ako vytvoriť robota?

Keď sa povie roboty, predstavíme si obrovský stroj s umelá inteligencia, ako vo filmoch o RoboCopovi atď. Robot však nemusí byť veľké a technicky zložité zariadenie. V tomto článku vám povieme, ako vytvoriť robota doma. Po vytvorení vlastného minirobota sa presvedčíte, že na to nie sú potrebné žiadne špeciálne znalosti ani nástroje.

Materiály pre prácu

Poďme si teda pripraviť robota vlastnými rukami nasledujúce materiály pre dizajn:

• 2 malé kúsky drôtu.
• 1 motor na malú hračku 3 V.
• 1 AA batéria.
• 2 korálky.
• 2 malé štvorcové kusy polystyrénovej peny rôznych veľkostí.
• Lepiaca pištoľ.
• Materiál na nohy (sponky, hlava zubnej kefky atď.).

Návod na vytvorenie robota

Teraz prejdime k popis krok za krokom ako vytvoriť robota:

1. Prilepte väčší kus polystyrénu k motoru hračky na stranu s kovovými kontaktmi navrchu. Je to potrebné na ochranu kontaktov pred vlhkosťou.
2. Na kus polystyrénovej peny prilepte batériu.
3. Prilepte druhý kus polystyrénovej peny na zadnú časť motora, aby ste vytvorili miernu nerovnováhu hmotnosti. Práve vďaka tejto nerovnováhe sa bude môcť robot pohybovať. Nechajte lepidlo zaschnúť.
4. Prilepte nohy k motoru. Aby nohy držali čo najpevnejšie, musíte najskôr na motor prilepiť malé kúsky polystyrénovej peny a potom na ne prilepiť nohy.
5. Drôt k motoru môže byť buď obalený elektrickou páskou alebo spájkovaný. Druhá možnosť je vhodnejšia – takto robot vydrží oveľa dlhšie. Oba kusy drôtu musia byť čo najtesnejšie prispájkované ku kovovým kontaktom na motore.
6. Ďalej budete musieť pripojiť ktorýkoľvek z kúskov drôtu k jednej zo strán batérie, k „plus“ alebo k „mínusu“. K batérii sa dá pripevniť buď pomocou elektrickej pásky alebo lepiaca pištoľ. Upevnenie lepidlom je spoľahlivejšie, ale pri jeho nanášaní musíte byť čo najopatrnejší, pretože ak použijete príliš veľa lepidla, stratí sa kontakt medzi drôtom a batériou.
7. Prilepte guľôčky na batériu na simuláciu očí.
8. Pripojte druhý kus drôtu k druhému koncu batérie na napájanie robota. IN v tomto prípade Je lepšie použiť elektrickú pásku ako lepidlo. Takto jednoducho otvoríte kontakt a zastavíte robota, keď vás omrzí.

Takýto robot vydrží presne toľko, koľko vydrží nabitie batérie. Ako vidíte, vytváranie robotov doma je celkom jednoduché vzrušujúci proces, v ktorej nie je nič zložité. Samozrejme, neskôr sa môžete pokúsiť vytvoriť zložitejšie, programovateľné modely. Na ich vytvorenie však budete potrebovať určité znalosti a doplnkové materiály, ktoré sa predávajú v elektropredajni. Rovnaký hračkársky minirobot sa dá ľahko vyrobiť spolu s vaším dieťaťom v priebehu niekoľkých minút.

Ako od rôzne materiály urobiť robota doma bez vhodného vybavenia? Podobné otázky sa čoraz častejšie začali objavovať na rôznych blogoch a fórach venovaných výrobe všetkých druhov zariadení vlastnými rukami a robotikou. Samozrejme, vyrobiť moderného, ​​multifunkčného robota je doma takmer nemožná úloha. Ale je celkom možné vyrobiť jednoduchého robota pomocou jedného čipu ovládača a niekoľkých fotobuniek. Dnes nie je ťažké nájsť schémy na internete podrobný popis fázy výroby minirobotov, ktoré dokážu reagovať na svetelné zdroje a prekážky.

Výsledkom bude veľmi svižný a mobilný robot, ktorý sa bude skrývať v tme alebo sa pohybovať smerom k svetlu, alebo utekať pred svetlom, alebo sa pohybovať pri hľadaní svetla v závislosti od spôsobu pripojenia mikroobvodu k motorom a fotobunkám.

Môžete dokonca prinútiť svojho inteligentného robota, aby sledoval iba svetlú alebo naopak tmavú čiaru, alebo môžete prinútiť minirobota, aby sledoval vašu ruku - stačí pridať do jeho obvodu niekoľko jasných LED!

V skutočnosti aj začiatočník, ktorý práve začína ovládať toto remeslo, dokáže vyrobiť jednoduchú robotu vlastnými rukami. V tomto článku sa pozrieme na možnosť domáci robot reagovať na prekážky a vyhýbať sa im.

Poďme rovno k veci. Na výrobu domáceho robota budeme potrebovať nasledujúce diely, ktoré ľahko nájdete po ruke:

1. 2. batérie a ich kryt;

2. Dva motory (každý 1,5 V);

3. 2 spínače SPDT;

4. 3 sponky na papier;

4. Plastová guľa s otvorom;

5. Malý kúsok pevného drôtu.

Fázy výroby domáceho robota:

1. Odrežte kus drôtu na 13 kusov po šesť centimetrov a odkryte 1 cm na obe strany.

Pomocou spájkovačky pripojíme 3 vodiče k spínačom SPDT a 2 vodiče k motorom;

2. Teraz si vezmeme puzdro na batérie, na jednej strane z ktorého vychádzajú dva viacfarebné drôty (s najväčšou pravdepodobnosťou čierny a červený). Na druhú stranu puzdra musíme prispájkovať ďalší drôt.

Teraz je potrebné rozložiť puzdro na batériu a prilepiť oba spínače SPDT na stranu pomocou spájkovaného drôtu v tvare V;

3. Potom musia byť motory prilepené na obe strany tela tak, aby sa otáčali dopredu.

Potom vezmeme veľkú kancelársku sponku a roztiahneme ju. Narovnanú sponku prevlečieme cez priechodný otvor plastová guľa a zarovnajte konce kancelárskej sponky paralelne k sebe. Konce kancelárskej sponky prilepíme na našu štruktúru;

4. Ako vyrobiť domáceho robota tak, aby sa skutočne vedel vyhýbať prekážkam? Je dôležité spájkovať všetky nainštalované vodiče, ako je znázornené na fotografii;

5. Antény vyrábame z narovnaných sponiek a lepíme ich na spínače SPDT;

6. Zostáva len vložiť batérie do puzdra a domáci robot začne sa pohybovať a vyhýbať sa prekážkam v ceste.

Teraz viete, ako si vyrobiť domáceho robota, ktorý dokáže reagovať na prekážky.

Ako môžete sami vyrobiť robota s určitými princípmi správania? Pomocou technológie BEAM je vytvorená celá trieda podobných robotov, ktorých typické princípy správania sú založené na takzvanom „fotorecepcii“. Reagujúc na zmeny intenzity svetla sa takýto minirobot pohybuje pomalšie alebo naopak rýchlejšie (fotokinéza).

Na výrobu robota, ktorého pohyb smeruje od svetla alebo k svetlu a je určený reakciou fototaxie, budeme potrebovať dva fotosenzory. Reakcia fototaxie sa prejaví nasledovne: ak svetlo zasiahne jeden z fotosenzorov robota BEAM, zapne sa príslušný elektromotor a robot sa otočí smerom k svetelnému zdroju.

A potom svetlo zasiahne druhý snímač a potom sa zapne druhý elektromotor. Teraz sa mini-robot začne pohybovať smerom k svetelnému zdroju. Ak svetlo opäť zasiahne iba jeden fotosenzor, potom sa robot opäť začne otáčať smerom k svetlu a pokračuje v pohybe smerom k zdroju, keď svetlo osvetlí oba senzory. Keď svetlo nedosiahne žiadny senzor, minirobot sa zastaví.

Ako vyrobiť robota, ktorý nasleduje vašu ruku? K tomu musí byť náš minirobot vybavený nielen senzormi, ale aj LED diódami. LED diódy budú vyžarovať svetlo a robot bude reagovať na odrazené svetlo. Ak položíme dlaň pred jeden zo senzorov, minirobot sa otočí jeho smerom.

Ak mierne pohnete dlaňou od príslušného senzora, robot bude „poslušne“ nasledovať vašu dlaň. Aby ste zabezpečili, že odrazené svetlo bude jasne zachytené fototranzistormi, vyberte na dizajn robota jasne oranžové alebo červené LED diódy (viac ako 1000 mCd).

Nie je žiadnym tajomstvom, že výška investícií v oblasti robotiky sa každým rokom zvyšuje, vzniká mnoho nových generácií robotov, s rozvojom výrobných technológií sa objavujú nové možnosti tvorby a používania robotov a talentovaní samoukovia neprestávajú prekvapovať svet so svojimi novými vynálezmi v oblasti robotiky.

Zabudované fotosenzory reagujú na svetlo a sú nasmerované k zdroju a senzory rozpoznajú prekážku na ceste a robot zmení smer pohybu. Aby ste to mohli urobiť jednoduchá robota vlastnými rukami, nepotrebujete mať „jednomozog“ ani vyššie technické vzdelanie. Stačí zakúpiť (a niektoré diely nájdete po ruke) všetky potrebné diely na vytvorenie robota a krok za krokom pripojiť všetky čipy, senzory, senzory, vodiče a motory.

Pozrime sa na možnosť robota vyrobeného z vibračného motora z mobilného telefónu, vybitej batérie, obojstranná páska a... zubná kefka. Aby ste mohli začať vyrábať tento jednoduchý robot z improvizovaných prostriedkov, vezmite si svoje staré, nepotrebné mobilný telefón

a vyberte z neho vibračný motor. Potom vezmite starú zubnú kefku a odrežte hlavu skladačkou. Zapnuté vrchná časť

Prilepte hlavy zubnej kefky kusom obojstrannej pásky a na vrchu - vibračným motorčekom. Zostáva len dodať minirobotovi energiu inštaláciou plochej batérie vedľa vibračného motora. Všetky! Náš robot je pripravený - v dôsledku vibrácií sa robot pohne dopredu na štetinách. ♦ MASTER TRIEDA PRE „POKROČILÝCH DIY“:

Kliknite na fotografiu Jeden z veľmi náročných na prácu a vzrušujúce aktivity

je postaviť si vlastného robota.

Pred takýmto serióznym projektom by ste sa mali najskôr uistiť o svojich schopnostiach. Stavba robota nie je najlacnejšia ani najjednoduchšia vec. Premyslite si, akého robota chcete vyrobiť, aké funkcie by mal vykonávať, možno to bude len dekoratívny robot vyrobený zo starých dielov alebo to bude plne funkčný robot so zložitými pohyblivými mechanizmami.

Stretol som sa s mnohými remeselníkov, vytváranie dekoratívnych robotov zo starých, opotrebovaných mechanizmov ako sú hodinky, budíky, televízory, žehličky, bicykle, počítače a dokonca aj autá. Tieto roboty sú vyrobené jednoducho pre krásu; spravidla zanechávajú veľmi živé dojmy, najmä deti ich majú radi. Tínedžeri sa vo všeobecnosti zaujímajú o roboty ako o niečo tajomné, stále neznáme.

Ozdobné časti robota sú pripojené rôznymi spôsobmi: lepené, zvárané, skrutkované. Pri takejto činnosti zbytočné detaily Stáva sa, že sa používajú akékoľvek časti, od malej pružiny po najväčšiu skrutku. Roboty môžu byť malé, stolové a niektorí remeselníci dokážu vyrobiť dekoratívne roboty ľudskej veľkosti.

Vyrobiť fungujúcu robotu je oveľa náročnejšie a nemenej zaujímavé. Robot nemusí vyzerať ako človek, môže byť cín s rohmi a húsenicami :) tu môžete ukázať svoju fantáziu donekonečna.

Predtým boli roboty väčšinou mechanické, všetky pohyby boli riadené zložitými mechanizmami. Dnes možno väčšinu hrubých mechanických komponentov nahradiť elektrickými obvodmi a „mozog“ robota môže byť len jeden mikroobvod, do ktorého sa potrebné údaje zadávajú prostredníctvom počítača.

Dnes firma Lego vyrába špeciálne stavebnice na stavbu robotov, pričom takéto stavebnice sú drahé a nie sú dostupné pre každého.

Osobne mám záujem vyrábať robota vlastnými rukami zo šrotu. Najviac veľký problém problémom, ktorý vzniká pri výstavbe, je nedostatok vedomostí v oblasti elektrotechniky. Ak sa niečo iné dá bez problémov urobiť mechanicky, tak s elektrické schémy veci sú komplikovanejšie, často je potrebné kombinovať niekoľko rôznych elektrických komponentov, tu začínajú ťažkosti, ale to všetko sa dá opraviť. Pri vytváraní robota môžu nastať problémy s elektromotormi, dobré motory sú drahé, musíte rozobrať staré hračky, to nie je príliš pohodlné. Mnohé rádiové komponenty sa tiež stali vzácnymi, stále viac zariadení sa vyrába na zložitých mikroobvodoch, čo si vyžaduje vážne znalosti. Napriek všetkým ťažkostiam mnohí z nás naďalej vytvárajú úžasné roboty na rôzne účely. Roboty môžu prať bielizeň, upratovať prach, kresliť, presúvať predmety, rozosmievať nás alebo jednoducho zdobiť našu plochu.

Na stránke budem pravidelne uverejňovať fotografie mojich nových robotov, ak vás táto téma tiež zaujíma, určite pošlite svoje príbehy s fotografiami alebo napíšte o svojich vynálezoch na fórum.

Urobiť robota veľmi jednoduché Poďme zistiť, čo je potrebné vytvoriť robota doma, aby ste pochopili základy robotiky.

Po zhliadnutí dostatočného množstva filmov o robotoch ste si určite často chceli postaviť svojho vlastného kamaráta v boji, no nevedeli ste, kde začať. Samozrejme, nebudete môcť postaviť dvojnohého Terminátora, ale to nie je to, čo sa snažíme dosiahnuť. Každý, kto vie, ako správne držať spájkovačku v rukách, si dokáže zostaviť jednoduchého robota a to si nevyžaduje hlboké znalosti, hoci to nebude bolieť. Amatérska robotika sa príliš nelíši od návrhu obvodov, je len oveľa zaujímavejšia, pretože zahŕňa aj oblasti ako mechanika a programovanie. Všetky komponenty sú ľahko dostupné a nie sú také drahé. Pokrok teda nestojí a my ho využijeme vo svoj prospech.

Úvod

Takže. čo je robot? Vo väčšine prípadov toto automatické zariadenie, ktorý reaguje na akékoľvek akcie životné prostredie. Roboty môžu ovládať ľudia alebo vykonávať vopred naprogramované akcie. Typicky je robot vybavený rôznymi senzormi (vzdialenosť, uhol natočenia, zrýchlenie), videokamerami a manipulátormi. Elektronickú časť robota tvorí mikrokontrolér (MC) - mikroobvod, ktorý obsahuje procesor, generátor hodín, rôzne periférie, RAM a permanentnú pamäť. Existuje svet obrovské množstvo rôzne mikrokontroléry pre rôznych oblastiach aplikácie a na ich základe môžete zostaviť výkonné roboty. Pre amatérske stavby široké uplatnenie nájdené mikrokontroléry AVR. Sú zďaleka najdostupnejšie a na internete nájdete veľa príkladov založených na týchto MK. Aby ste mohli pracovať s mikrokontrolérmi, musíte byť schopní programovať v assembleri alebo C a mať základné znalosti digitálnej a analógovej elektroniky. V našom projekte budeme používať C. Programovanie pre MK sa príliš nelíši od programovania na počítači, syntax jazyka je rovnaká, väčšina funkcií sa prakticky nelíši a nové sa dajú celkom ľahko naučiť a pohodlne sa používajú.

Čo potrebujeme

Na začiatok sa náš robot bude vedieť jednoducho vyhýbať prekážkam, teda zopakovať bežné správanie väčšiny zvierat v prírode. Všetko, čo potrebujeme na stavbu takéhoto robota, nájdeme v predajniach rádií. Rozhodnime sa, ako sa bude náš robot pohybovať. Myslím si, že najúspešnejšie sú pásy, ktoré sa používajú v tankoch, je to najpohodlnejšie riešenie, pretože pásy majú väčšiu priechodnosť ako kolesá vozidla a sú pohodlnejšie na ovládanie (na zatáčanie stačí; otočte stopy dovnútra rôzne strany). Preto budete potrebovať akýkoľvek hračkársky tank, ktorého dráhy sa otáčajú nezávisle na sebe, môžete si ho kúpiť v každom hračkárstve za rozumnú cenu. Z tohto tanku potrebujete iba plošinu s pásmi a motormi s prevodovkami, zvyšok môžete pokojne odskrutkovať a vyhodiť. Potrebujeme aj mikrokontrolér, moja voľba padla na ATmega16 - má dostatok portov na pripojenie senzorov a periférií a celkovo je celkom pohodlný. Budete si tiež musieť kúpiť nejaké rádiové komponenty, spájkovačku a multimeter.

Zhotovenie dosky s MK

V našom prípade bude mikrokontrolér vykonávať funkcie mozgu, ale nezačneme ním, ale napájaním mozgu robota. Správna výživa- záruka zdravia, preto začneme s tým, ako správne kŕmiť nášho robota, pretože práve tu začínajúci robotníci väčšinou robia chyby. A aby náš robot fungoval normálne, musíme použiť stabilizátor napätia. Preferujem čip L7805 - je navrhnutý tak, aby produkoval stabilné výstupné napätie 5V, čo je to, čo náš mikrokontrolér potrebuje. Ale vzhľadom na to, že úbytok napätia na tomto mikroobvode je asi 2,5V, musí sa doň dodať minimálne 7,5V. Používa sa spolu s týmto stabilizátorom elektrolytické kondenzátory na vyhladenie zvlnenia napätia musí byť v obvode zahrnutá dióda na ochranu proti prepólovaniu.

Teraz môžeme prejsť k nášmu mikrokontroléru. Puzdro MK je DIP (je pohodlnejšie spájkovať) a má štyridsať kolíkov. Na palube je ADC, PWM, USART a mnoho ďalších, ktoré zatiaľ nevyužijeme. Pozrime sa na niekoľko dôležitých uzlov. Pin RESET (9. noha MK) je vytiahnutý odporom R1 do „plus“ zdroja energie - to je potrebné urobiť! V opačnom prípade sa váš MK môže neúmyselne resetovať alebo, jednoduchšie povedané, môže dôjsť k poruche. Tiež žiaduce opatrenie, ale nie povinné, je pripojenie RESET cez keramický kondenzátor C1 na zem. Na diagrame môžete vidieť aj 1000 uF elektrolyt, ktorý vás ochráni pred poklesom napätia pri bežiacom motore, čo bude mať priaznivý vplyv aj na činnosť mikrokontroléra. Kremenný rezonátor X1 a kondenzátory C2, C3 by mali byť umiestnené čo najbližšie ku kolíkom XTAL1 a XTAL2.

Nebudem hovoriť o tom, ako flashovať MK, pretože si o tom môžete prečítať na internete. Program napíšeme v jazyku C. Ako programovacie prostredie som zvolil CodeVisionAVR. Toto je pomerne užívateľsky prívetivé prostredie a je užitočné pre začiatočníkov, pretože má zabudovaného sprievodcu vytváraním kódu.

Ovládanie motora

Nemenej dôležitým komponentom v našom robote je pohon motora, ktorý nám uľahčuje jeho ovládanie. Nikdy a za žiadnych okolností nepripájajte motory priamo na MK! Všeobecne platí, že výkonné záťaže nemožno ovládať priamo z mikrokontroléra, inak sa spáli. Použite to kľúčové tranzistory. Pre náš prípad je tu špeciálny čip - L293D. V takýchto jednoduchých projektoch sa vždy snažte použiť tento konkrétny čip s indexom „D“, pretože má zabudované diódy na ochranu proti preťaženiu. Tento mikroobvod sa veľmi ľahko ovláda a je ľahké ho dostať v predajniach rádií. Je dostupný v dvoch balíkoch: DIP a SOIC. DIP v balení použijeme kvôli ľahkej montáži na dosku. L293D má samostatné napájanie pre motory a logiku. Preto budeme samotný mikroobvod napájať zo stabilizátora (vstup VSS), motory priamo z batérií (vstup VS). L293D odolá zaťaženiu 600 mA na kanál a má dva z týchto kanálov, to znamená, že dva motory môžu byť pripojené k jednému čipu. Ale pre istotu skombinujeme kanály a potom budeme potrebovať jednu mikru pre každý motor. Z toho vyplýva, že L293D bude schopný vydržať 1,2 A. Aby ste to dosiahli, musíte skombinovať micra nohy, ako je znázornené na obrázku. Mikroobvod funguje nasledovne: keď sa na IN1 a IN2 použije logická „0“ a na IN3 a IN4 sa použije logická jednotka, motor sa otáča v jednom smere a ak sú signály invertované, použije sa logická nula, potom sa motor začne otáčať v opačnom smere. Piny EN1 a EN2 sú zodpovedné za zapnutie každého kanála. Pripojíme ich a pripojíme k „plusu“ napájacieho zdroja zo stabilizátora. Pretože sa mikroobvod počas prevádzky zahrieva a inštalácia radiátorov na tento typ puzdra je problematická, odvod tepla zabezpečujú nohy GND - je lepšie ich spájkovať na širokej kontaktnej podložke. To je všetko, čo potrebujete vedieť o ovládačoch motora na prvýkrát.

Senzory prekážok

Aby náš robot vedel navigovať a nenabúral do všetkého, nainštalujeme dva infračervený senzor. Väčšina najjednoduchší snímač pozostáva z infračervenej diódy, ktorá vyžaruje infračervené spektrum a fototranzistor, ktorý bude prijímať signál z IR diódy. Princíp je nasledovný: keď sa pred snímačom nenachádza žiadna prekážka, IR lúče nedopadajú na fototranzistor a ten sa neotvorí. Ak je pred snímačom prekážka, potom sa lúče od nej odrážajú a zasiahnu tranzistor - otvorí sa a začne prúdiť prúd. Nevýhodou takýchto snímačov je, že môžu reagovať odlišne rôzne povrchy a nie sú chránené pred rušením - snímač sa môže náhodne spustiť z cudzích signálov z iných zariadení. Modulácia signálu vás môže chrániť pred rušením, ale zatiaľ sa tým nebudeme obťažovať. Na začiatok to stačí.

Firmvér robota

Ak chcete oživiť robota, musíte pre neho napísať firmvér, teda program, ktorý by bral údaje zo senzorov a ovládal motory. Môj program je najjednoduchší, neobsahuje zložité štruktúry a každý to pochopí. Nasledujúce dva riadky obsahujú hlavičkové súbory pre náš mikrokontrolér a príkazy na generovanie oneskorení:

#include
#include

Nasledujúce riadky sú podmienené, pretože hodnoty PORTC závisia od toho, ako ste pripojili ovládač motora k mikrokontroléru:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Hodnota 0xFF znamená, že výstup bude log. "1" a 0x00 je log. "0". Nasledovnou konštrukciou skontrolujeme, či sa pred robotom nachádza prekážka a na ktorej strane sa nachádza: ak (!(PINB & (1<

Ak svetlo z IR diódy zasiahne fototranzistor, potom sa na nohu mikrokontroléra nainštaluje protokol. „0“ a robot sa začne pohybovať dozadu, aby sa vzdialil od prekážky, potom sa otočí, aby sa znova nezrazil s prekážkou, a potom sa opäť pohne dopredu. Keďže máme dva senzory, prítomnosť prekážky kontrolujeme dvakrát – vpravo a vľavo, a teda vieme zistiť, na ktorej strane sa prekážka nachádza. Príkaz „delay_ms(1000)“ označuje, že kým sa začne vykonávať ďalší príkaz, uplynie jedna sekunda.

Záver

Prebral som väčšinu aspektov, ktoré vám pomôžu postaviť vášho prvého robota. Tým sa však robotika nekončí. Ak tohto robota poskladáte, budete mať veľa príležitostí na jeho rozšírenie. Môžete vylepšiť algoritmus robota, napríklad čo robiť, ak prekážka nie je na nejakej strane, ale priamo pred robotom. Tiež by nebolo na škodu nainštalovať kódovač – jednoduché zariadenie, ktoré vám pomôže presne umiestniť a poznať polohu vášho robota v priestore. Pre prehľadnosť je možné nainštalovať farebný alebo monochromatický displej, ktorý dokáže zobrazovať užitočné informácie – úroveň nabitia batérie, vzdialenosť od prekážok, rôzne informácie o ladení. Nezaškodilo by zlepšenie snímačov - inštalácia TSOP (sú to IR prijímače, ktoré vnímajú signál len určitej frekvencie) namiesto klasických fototranzistorov. Okrem infračervených senzorov existujú ultrazvukové senzory, ktoré sú drahšie a majú aj svoje nevýhody, no v poslednej dobe si získavajú obľubu medzi konštruktérmi robotov. Aby robot reagoval na zvuk, bolo by dobré nainštalovať mikrofóny so zosilňovačom. Čo je však podľa mňa naozaj zaujímavé, je inštalácia kamery a programovanie strojového videnia na jej základe. Existuje sada špeciálnych knižníc OpenCV, pomocou ktorých môžete naprogramovať rozpoznávanie tváre, pohyb podľa farebných majákov a mnoho ďalších zaujímavostí. Všetko záleží len na vašej fantázii a schopnostiach.

Zoznam komponentov:

ATmega16 v balení DIP-40>

L7805 v balení TO-220

L293D v puzdre DIP-16 x 2 ks.

odpory s výkonom 0,25 W s menovitými hodnotami: 10 kOhm x 1 ks, 220 Ohm x 4 ks.

keramické kondenzátory: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF

elektrolytické kondenzátory: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 ks.

dióda 1N4001 alebo 1N4004

16 MHz kremenný rezonátor

IR diódy: budú stačiť ľubovoľné dve z nich.

fototranzistory, tiež akékoľvek, ale reagujúce len na vlnovú dĺžku infračervených lúčov

Firmvérový kód:

/******************************************************* * *** Firmvér pre robota typ MK: ATmega16 Frekvencia hodín: 16,000000 MHz Ak je vaša frekvencia quartz odlišná, musíte to zadať v nastaveniach prostredia: Projekt -> Konfigurovať -> Záložka "C Compiler" ****** *****************************************************/ #zahŕňať #include void main(void) ( //Nakonfigurujte vstupné porty //Cez tieto porty prijímame signály zo senzorov DDRB=0x00; //Zapnite pull-up odpory PORTB=0xFF; //Nakonfigurujte výstupné porty //Cez tieto porty ovládame motory DDRC =0xFF //Hlavná slučka programu Tu čítame hodnoty zo snímačov //a riadime motory, zatiaľ čo (1) ( //Posunúť dopredu PORTC.0 = 1; PORTC.1 =. 0 PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0, ak (!(PINB & (1<O mojej robote

Momentálne je moja robota takmer hotová.

Je vybavený bezdrôtovou kamerou, snímačom vzdialenosti (kamera aj tento snímač sú inštalované na otočnej veži), snímačom prekážok, kódovačom, prijímačom signálu z diaľkového ovládača a rozhraním RS-232 pre pripojenie k počítač. Funguje v dvoch režimoch: autonómnom a manuálnom (prijíma riadiace signály z diaľkového ovládača), kameru je možné zapnúť/vypnúť aj na diaľku alebo samotným robotom, aby sa šetrila batéria. Píšem firmvér pre zabezpečenie bytu (prenos snímok do počítača, detekcia pohybu, prechádzka po areáli).

Robotika je jednou z najperspektívnejších oblastí v oblasti internetových technológií a v dnešnej dobe nie je potrebné vysvetľovať, že IT sektor je budúcnosť. Okrem toho sa robotika môže zdať zaujímavejšia ako čokoľvek iné: navrhnúť robota znamená takmer vytvoriť nové stvorenie, aj keď elektronické, čo je, samozrejme, atraktívne. V tomto odvetví však môže byť všetko ťažké, najmä spočiatku. Spolu s odborníkmi sa pokúsime prísť na to, prečo je robotika potrebná a ako k nej pristupovať.

Robotika je jednou z najperspektívnejších oblastí v oblasti internetových technológií a v dnešnej dobe nie je potrebné vysvetľovať, že IT sektor je budúcnosť. Robotika je fascinujúca vec: navrhnúť robota znamená takmer vytvoriť nové stvorenie, aj keď elektronické.

Od 60. rokov minulého storočia sa automatizované a samoriadiace zariadenia, ktoré odvedú nejakú prácu za človeka, začali využívať vo výskume a vo výrobe, potom v sektore služieb a odvtedy sa každým rokom pevnejšie udomácňujú v r. ich miesto v živote ľudí. Samozrejme, nemožno povedať, že v Rusku sa všetko vykonáva úplne nezávislými mechanizmami, ale určitý vektor v tomto smere je určite načrtnutý. Sberbank už teraz plánuje nahradiť tri tisícky právnikov inteligentnými strojmi.

Spolu s odborníkmi sa pokúsime prísť na to, prečo je robotika potrebná a ako k nej pristupovať.

Ako sa robotika pre deti líši od profesionálnej robotiky?

Stručne povedané, robotika pre deti je zameraná na štúdium predmetu, zatiaľ čo profesionálna robotika je zameraná na riešenie konkrétnych problémov. Ak špecialisti vytvárajú priemyselné manipulátory, ktoré vykonávajú rôzne technologické úlohy, alebo špecializované kolesové plošiny, potom amatéri a deti, samozrejme, robia jednoduchšie veci.

Tatyana Volkova, zamestnankyňa Centra pre inteligentnú robotiku: „Spravidla tu každý začína: vymýšľajú motory a nútia robota, aby sa jednoducho hnal dopredu a potom sa otočil. Keď robot vykonáva pohybové príkazy, môžete už pripojiť senzor a prinútiť robota pohybovať sa smerom k svetlu alebo naopak „utekať“ pred ním. A potom prichádza obľúbená úloha všetkých začiatočníkov: robot, ktorý jazdí po čiare. Dokonca sa organizujú aj rôzne preteky robotov.“

Ako zistíte, či má vaše dieťa záľubu v robotike?

Najprv musíte kúpiť stavebnicu a zistiť, či ju vaše dieťa rado skladá. A potom to môžete dať do kruhu. Hodiny mu pomôžu rozvíjať jemnú motoriku, predstavivosť, priestorové vnímanie, logiku, koncentráciu a trpezlivosť.

Čím skôr sa dokážete rozhodnúť pre smerovanie robotiky – dizajn, elektronika, programovanie – tým lepšie. Všetky tri oblasti sú rozsiahle a vyžadujú si samostatné štúdium.

Alexander Kolotov, popredný špecialista na programy STEM na Univerzite v Innopolise: „Ak dieťa rado skladá stavebnice, konštrukcia mu bude vyhovovať. Ak má záujem dozvedieť sa, ako veci fungujú, bude ho baviť robiť elektroniku. Ak má dieťa vášeň pre matematiku, potom sa bude zaujímať o programovanie.“

Kedy sa začať učiť robotiku?

Najlepšie je začať študovať a prihlasovať sa do krúžkov od detstva, nie však príliš skoro - vo veku 8-12 rokov, hovoria odborníci. Skôr je pre dieťa ťažšie uchopiť zrozumiteľné abstrakcie a neskôr, v puberte, si môže vypestovať iné záujmy a rozptyľovať sa. Dieťa treba motivovať aj k štúdiu matematiky, aby pre neho v budúcnosti bolo zaujímavé a jednoduché navrhovať mechanizmy a obvody a skladať algoritmy.

Od 8-9 rokov Deti už vedia pochopiť a zapamätať si, čo je to rezistor, LED, kondenzátor, neskôr si osvoja pojmy zo školskej fyziky ešte pred školským učivom. Nezáleží na tom, či sa stanú špecialistami v tejto oblasti alebo nie, vedomosti a zručnosti, ktoré získajú, určite nebudú márne.

Vo veku 14-15 rokov musíte pokračovať v štúdiu matematiky, zatlačiť hodiny robotiky do úzadia a začať serióznejšie študovať programovanie – aby ste pochopili nielen zložité algoritmy, ale aj štruktúry ukladania dát. Nasleduje matematický základ a poznatky z algoritmizácie, ponorenie sa do teórie mechanizmov a strojov, návrh elektromechanického vybavenia robotického zariadenia, implementácia algoritmov automatickej navigácie, algoritmov počítačového videnia a strojového učenia.

Alexander Kolotov: „Ak v tejto chvíli zoznámite budúceho špecialistu so základmi lineárnej algebry, komplexného počtu, teórie pravdepodobnosti a štatistiky, potom v čase, keď vstúpi na univerzitu, už bude mať dobrú predstavu, prečo by mal týmto predmetom venovať zvýšenú pozornosť pri získavaní vysokoškolského vzdelania.“

Ktorých dizajnérov si vybrať?

Každý vek má svoje vlastné vzdelávacie programy, konštruktérov a platformy, ktoré sa líšia stupňom zložitosti. Nájdete tu zahraničné aj domáce produkty. Existujú drahé súpravy pre robotiku (okolo 30 000 rubľov a viac), existujú aj lacnejšie, veľmi jednoduché súpravy (do 1-3 000 rubľov).

Ak dieťa 8-11 rokov, si môžete kúpiť stavebnice Lego alebo Fischertechnik (aj keď samozrejme výrobcovia majú ponuky pre mladšie aj staršie ročníky). Robotická stavebnica Lego má zaujímavé detaily, farebné figúrky, ľahko sa skladá a je dodávaný s podrobným návodom. Séria stavebných súprav Fischertechnik pre robotiku vás približuje skutočnému vývojovému procesu, tu máte káble, zástrčky a vizuálne programovacie prostredie.

Vo veku 13-14 rokov môžete začať pracovať s modulmi TRIC alebo Arduino, ktoré sú podľa Tatyany Volkovej prakticky štandardom v oblasti edukačnej robotiky, ako aj Raspberry. TRIC je komplexnejší ako Lego, ale ľahší ako Arduino a Raspberry Ri. Posledné dva už vyžadujú základné programátorské znalosti.

Čo ešte budete potrebovať na štúdium?

Programovanie. Je možné sa tomu vyhnúť iba v počiatočnej fáze, ale potom bez toho nemôžete žiť. Môžete začať s Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Základná mechanika. Môžete začať s remeslami vyrobenými z papiera, lepenky, fliaš, čo je dôležité pre jemné motorické zručnosti a všeobecný rozvoj. Najjednoduchší robot môže byť vyrobený z jednotlivých častí (motory, vodiče, fotosenzor a jeden jednoduchý mikroobvod). „Nástroj na výrobu s Father Sperch“ vám pomôže zoznámiť sa so základnou mechanikou.

Základy elektroniky. Najprv sa naučte zostavovať jednoduché obvody. Pre deti mladšie ako osem rokov odborníci odporúčajú stavebnicu „Connoisseur“, potom môžete prejsť na sadu „Základy elektroniky“. Štart".

Kde môžu deti cvičiť robotiku?

Ak vidíte záujem dieťaťa, môžete ho poslať do krúžkov a kurzov, aj keď môžete študovať sami. Počas kurzov bude dieťa pod vedením špecialistov, bude si môcť nájsť podobne zmýšľajúcich ľudí a bude sa pravidelne venovať robotike.

Je tiež vhodné okamžite pochopiť, čo od tried chcete: zúčastniť sa súťaží a súťažiť o ceny, zúčastniť sa projektových aktivít alebo jednoducho študovať pre seba.

Alexey Kolotov: „Pre seriózne kurzy, projekty, účasť na súťažiach si musíte vybrať kluby s malými skupinami 6-8 ľudí a trénera, ktorý vedie študentov k cenám v súťažiach, ktorý sa neustále rozvíja a dáva zaujímavé úlohy. Na záujmovú činnosť môžete chodiť do skupín do 20 osôb.“

Ako si vybrať kurzy robotiky?

Pri prihlasovaní na kurzy dávajte pozor na vyučujúceho, odporúča obchodný riaditeľ Promobot Oleg Kivokurtsev. "Existujú precedensy, keď učiteľ jednoducho dá deťom vybavenie a potom si každý môže robiť, čo chce," súhlasí Tatyana Volková s Olegom. Takéto aktivity budú málo užitočné.

Pri výbere kurzov by ste mali venovať pozornosť aj na existujúcej materiálno-technickej základni. Existujú stavebnice (nielen Lego), je možné písať programy, študovať mechaniku a elektroniku a robiť projekty sami. Každá dvojica študentov by mala mať svoju vlastnú robotickú súpravu. Najlepšie s ďalšími časťami (kolesá, prevody, prvky rámu), ak sa chcete zúčastniť súťaží. Ak niekoľko tímov pracuje s jednou súpravou naraz, potom sa s najväčšou pravdepodobnosťou neočakáva žiadna vážna konkurencia.

Zistite, akých súťaží sa robotický krúžok zúčastňuje. Pomáhajú vám tieto súťaže upevniť nadobudnuté zručnosti a poskytujú príležitosť na ďalší rozvoj?

Súťaž Robocup 2014

Ako študovať robotiku sami?

Kurzy si vyžadujú peniaze a čas. Ak vám to prvé nestačí a nebudete môcť niekam pravidelne chodiť, môžete sa s dieťaťom učiť samostatne. Je dôležité, aby rodičia mali v tejto oblasti potrebnú kompetenciu: bez pomoci rodiča bude pre dieťa dosť ťažké zvládnuť robotiku, varuje Oleg Kivokurtsev.

Nájdite materiál na štúdium. Možno ich získať na internete, z objednaných kníh, na navštevovaných konferenciách, z časopisu „Enterifying Robotics“. Pre samoukov existujú bezplatné online kurzy, napríklad „Stavba robotov a iných zariadení pomocou Arduina: od semafora po 3D tlačiareň“.

Mali by sa dospelí učiť robotiku?

Ak ste už detstvo opustili, neznamená to, že dvere robotiky sú pre vás zatvorené. Môžete sa tiež prihlásiť do kurzov alebo ich študovať samostatne.

Ak sa to človek rozhodne robiť ako hobby, jeho cesta bude rovnaká ako cesta dieťaťa. Je však jasné, že je nepravdepodobné, že bez odborného vzdelania (konštruktér, programátor a elektronik) postúpite nad amatérsku úroveň, aj keď vám, samozrejme, nikto nezakazuje získať prax vo firme a tvrdohlavo hrýzť žulu nového smeru pre teba.

Oleg Kivokurtsev: "Pre dospelého bude ľahšie zvládnuť robotiku, ale čas je dôležitým faktorom."

Pre tých, ktorí majú podobnú špecializáciu, no chcú sa rekvalifikovať, sú pripravené aj rôzne kurzy. Napríklad pre špecialistov na strojové učenie bude vhodný bezplatný online kurz o pravdepodobnostnej robotike „Artificial Intelligence in Robotics“. Nechýba vzdelávací program Intel, vzdelávací projekt Lectorium a dištančné kurzy ITMO. Nezabudnite na knihy, napríklad existuje veľa literatúry pre začiatočníkov („Základy robotiky“, „Úvod do robotiky“, „Príručka pre robotiku“). Vyberte si, čo je pre vás najjasnejšie a najvhodnejšie.

Malo by sa pamätať na to, že seriózna práca sa líši od amatérskeho koníčka prinajmenšom v nákladoch na vybavenie a v zozname úloh pridelených zamestnancovi. Jedna vec je zostaviť najjednoduchšieho robota vlastnými rukami, ale úplne iná je praktizovať napríklad počítačové videnie. Preto je stále lepšie študovať od malička základy dizajnu, programovania a hardvérového inžinierstva a následne, ak sa vám to páči, nastúpiť na špecializovanú univerzitu.

Na ktoré univerzity by som mal ísť študovať?

Študijné odbory súvisiace s robotikou možno nájsť na týchto univerzitách:

— Moskovská technologická univerzita (MIREA, MGUPI, MITHT);

— Moskovská štátna technická univerzita pomenovaná po. N. E. Bauman;

— Moskovská štátna technologická univerzita „Stankin“;

— Národná výskumná univerzita „MPEI“ (Moskva);

— Vedecký a technologický inštitút Skolkovo (Moskva);

— Moskovská štátna dopravná univerzita cisára Mikuláša II.

— Moskovská štátna univerzita potravinárskej výroby;

— Moskovská štátna lesnícka univerzita;

— Štátna univerzita leteckých prístrojov v Petrohrade (SGUAP);

— Petrohradská národná výskumná univerzita informačných technológií, mechaniky a optiky (ITMO);

— Štátna technická univerzita v Magnitogorsku;

— Štátna technická univerzita v Omsku;

— Štátna technická univerzita v Saratove;

— Univerzita Innopolis (Tatarská republika);

— Juhoruská federálna univerzita (Novočerkaská štátna technická univerzita).

Najdôležitejšie

Znalosť základov robotiky sa môže čoskoro hodiť aj bežným ľuďom a možnosť stať sa špecialistom v tejto oblasti vyzerá veľmi sľubne, takže sa určite oplatí robotiku aspoň vyskúšať.