http://poradumo.pp.ua

Online Журнал-Світ порад.
Головна сторінка
» » Найпростіший робот своїми руками

Найпростіший робот своїми руками

Найпростіший робот своїми руками


Багато хто з нас стикався з обчислювальною технікою, мріяли зібрати свого робота. Щоб пристрій виконувало якісь обов'язки по будинку, наприклад, приносило пиво. Всі відразу беруться за створення наисложнейшего робота, однак найчастіше швидко обламуються в результатах. Свого першого робота, який повинен був робити умищу фішок, ми так і не довели до розуму. Тому потрібно починати з простого, поступово ускладнюючи свого звіра. Зараз ми розповімо тобі, як можна створити найпростішого робота своїми руками, який буде самостійно пересуватися по твоїй квартирі.

Концепція

Ми поставили перед собою просту задачу, зробити не складного робота. Забігаючи вперед, скажу, що обійшлися ми звичайно не п'ятнадцятьма хвилинами, а значно більш довгим терміном. Але все ж це можна зробити за один вечір.

Зазвичай подібні вироби робляться роками. Народ бігає по магазинах у пошуках потрібної шестірні по кілька місяців. Але ми відразу зрозуміли - це не наш шлях! Тому ми будемо використовувати в конструкції такі деталі, які можна легко знайти під рукою, або викорчувати з старої техніки. В крайньому випадку, купити за копійки в будь-якому радіо магазині або на ринку.

Інша ідея була в тому, щоб максимально здешевити нашу саморобку. Подібний робот коштує в радіоелектронних магазинах коштує від 800 до 450 грнлів! При чому він продається у вигляді деталей, а його ще доведеться збирати, і не факт що після цього він ще й заробить. Виробники таких наборів часто забувають покласти якусь детальку і все - робот втрачений разом з грошима! Навіщо нам таке щастя? Наш робот повинен деталей бути не дорожче 100-50 гривень, включаючи двигуни і батарейки. При цьому, якщо моторчики виколупати з старої дитячої машинки, то ціна його буде взагалі близько 20-30 рублів! Відчуваєш, яка економія, при цьому отримуєш відмінного товариша.

Наступна частина була в тому, що буде робити наш красень. Ми вирішили виготовити робота, який буде шукати джерела світла. Якщо джерело світла буде повертатися, то наша машинка буде рулити слідом за ним. Така концепція називається "робот прагне жити". Можна у нього буде замінити батарейки на сонячні елементи і тоді він буде шукати світло, щоб їздити.

Необхідні деталі та інструмент

Що ж нам знадобиться для виготовлення нашого чада? Оскільки концепція з підручних засобів, то нам знадобиться монтажна плата, або навіть звичайна щільний картон. В картонці можна шилом зробити дірочки для кріплення всіх деталей. Ми ж будемо використовувати монтажку, бо вона опинилася під рукою, а картонку в моєму будинку вдень з вогнем не знайдеш. Це буде шасі, на яке ми будемо монтувати весь інший обвяз робота, кріпити двигуни і датчики. Як рушійний сили, ми будемо використовувати трьох або пятивольтовие моторчики, які можна виколупати з старої машинки. Коліщатка ми зробимо з кришок від пластикових пляшок, наприклад від Coca-Cola.

Найпростіший робот своїми руками


В якості датчиків використовуються трехвольтовие фототранзистори або фотодіоди. Їх можна виколупати навіть зі старої оптомеханической мишки. У ній стоять інфрачервоні датчики (в нашому випадку вони були чорненькі). Там вони спарені, то є два фотоелемента в одному флаконі. З тестером нічого не заважає з'ясувати, яка ніжка для чого призначена. Керуючим елементом у нас виступатимуть вітчизняні транзистори 816Г. В якості джерел живлення заюзаем три пальчикових батарейок спаяні між собою. Або можна взяти батарейний відсік від старої машинки, як зробили ми. Для монтажу потрібні будуть проводочки. Для цих цілей ідеально підходять дроти з витої пари, якій в будинку будь-якого поважаючого себе хакера повинно бути завались. Для закріплення всіх деталей зручно використовувати термоклей з термопістолетом. Це прекрасний винахід швидко плавитися і так само швидко схоплюється, що дозволяє з ним швидко працювати і монтувати простенькі елементи. Штука ідеальна для таких виробів і я не раз використовував його у своїх статтях. Ще нам знадобиться жорстка дріт, за неї цілком зійде звичайна канцелярська скріпка.

Монтуємо схему

Найпростіший робот своїми руками


Отже, ми дістали всі деталі і склали їх на своєму столі. Паяльник вже тліє каніфоллю і ти потираешь руки, прагнучи складання, ну що ж - тоді приступимо. Беремо шматок монтажки і обрізаємо його за розмірами майбутнього робота. Для різання текстоліту використовуємо ножиці по металу. Ми зробили квадрат зі стороною приблизно 4-5 см. Головне, щоб на ній вмістилася наша мізерна схемка, батарейки живлення два двигуна і кріплення для переднього колеса. Щоб плата не лохматилась і була рівною її можна обробити напилком, та ще прибрати гострі краї. Наступним нашим кроком буде запаювання датчиків. Фототранзистори, і фотодіоди мають плюс і мінус, інакше кажучи анод і катод. Потрібно дотримуватись полярності їх включення, що нескладно визначити найпростішим тестером. У разі, якщо ви помилитеся - нічого не згорить, але робот їздити не буде. Датчики впаюються по кутах монтажної плати з одного боку, щоб вони смилися в сторони. Запаювати їх треба не повністю плату, а залишити десь півтора сантиметра висновків, щоб можна було їх легко згинати в будь-яку сторону - це надалі нам це знадобиться при налаштуванні нашого робота. Це будуть наші очі, вони повинні знаходитися на одній стороні нашого шасі, яка в майбутньому буде передом робота. Відразу можна відзначити, що ми збираємо дві керуючі схеми: одна для управління правим, і друга лівим двигунами.

Найпростіший робот своїми руками


Трохи віддалік переднього краю шасі, поруч з нашими датчиками, потрібно впаяти транзистори. Для зручності запаювання і складання подальшої схеми, обидва транзистора ми запаяли «смотрящими» своєї маркуванням у бік правого колеса. Відразу треба відзначити розташування ніжок транзистора. Якщо транзистор взяти в руки, і повернути металевою підкладкою до себе, а маркуванням до лісу (як у казці), а ніжки будуть спрямовані вниз, то ліворуч на право ніжки будуть відповідно: база, колектор і емітер. Якщо посмитися на схему, де зображений наш транзистор, то база буде паличка перпендикулярна толстому відрізку в гуртку, емітер паличка зі стрілочкою, колектор така ж паличка, тільки без стрілки. Тут начебто все зрозуміло. Підготуємо батарейки і приступимо до безпосереднього складання електричної схеми. Спочатку ми просто взяли три пальчикових батарейок і спаяли їх послідовно. Можна вставити в спеціальний тримач для батарейок, який, як ми вже говорили, витягується зі старої дитячої машинки. Тепер подпаиваем дроти до батарей і визначимо у себе на платі дві ключові точки, куди будуть стікатися всі дроти. Це буде плюс і мінус. Ми зробили просто - просмикнули виту пару в краю плати, запаяли кінці до транзисторів і фотодатчикам, зробили скручену петельку і туди подпаяли батарейки. Можливо не найкращий варіант, але зате самий зручний. Ну що ж, тепер готуємо дроти, і приступаємо до складання електрики. Будемо йти від позитивного полюса батареї до негативного контакту, за всієї електричної схемою. Беремо шматок витої пари, і починаємо йти - припаюємо позитивний контакт обох фотодатчиків до плюса батарейок, в те ж місце запаюють емітери транзисторів. Другу ніжку фотоелемента припаюємо невеликим шматком дроту до бази транзистора. Залишилися останні ніжки транзюка припаюємо відповідно до двигунів. Другий контакт моторчиків можна через вимикач підпаяти до батарейці.

Але як справжні джедаї, ми вирішили включати нашого робота подпаиванием і отпаиванием дроти, так як вимикача відповідного розміру в моїх засіках не виявилося.

Налагодження електрики

Все, електричну частину ми зібрали, тепер приступимо до тестування схеми. Включаємо нашу схему, і підносимо її до запаленою настільній лампі. По черзі, повертаючи то одним, то іншим фотоелементом. І смимося, що відбувається. Якщо у нас двигуни починають по черзі обертатися з різною швидкістю, залежно від освітлення, то значить все в порядку. Якщо ні, то шукай косяки в збірці. Електроніка - наука про контакти, а це означає, що якщо щось не працює, то де-то немає контакту. Важливий момент: правий фотодатчик відповідає за ліве колесо, і лівий відповідно за праве. Тепер, прикидаємо, в який бік обертається правий і лівий двигун. Вони повинні обидва крутитися вперед. Якщо цього не відбувається, то треба поміняти полярність включення двигуна, який крутиться не в ту сторону, просто перепаяв проводів на клемах моторчика навпаки. Оцінюємо ще раз розташування моторчиків на шасі і перевіряємо напрямок руху в сторону, де встановлені наші датчики. Якщо все в порядку, то поїдемо далі. У будь-якому випадку, це можна виправити, навіть після того, як все зібрано остаточно.

Збірка девайса

З марудною електричною частиною ми розібралися, тепер приступимо до механіки. Коліщатка ми будемо виготовляти з кришок від пластикових пляшок. Для виготовлення переднього колеса, візьмемо дві кришки, і склеим їх між собою.

Найпростіший робот своїми руками


Ми склеювали по периметру порожнистої частиною всередину, для більшої стійкості колеса. Далі, точно по центру кришки просвердлюємо отвір у першій і другій кришці. Для свердління і всяких домашніх виробів дуже зручно користуватися дремелем, - така собі маленька дриль з уймищей насадок, фрезерувальних, відрізних та багатьох інших. Їй дуже зручно користуватися для свердління отворів менше одного міліметра, де вже звичайна дриль не справляється.

Найпростіший робот своїми руками


Після того як ми просвердлимо кришки, втягає в отвір попередньо розігнуту скріпку.

Найпростіший робот своїми руками


Згинаємо скріпку у формі букви «П», де на верхній планці нашої буковки бовтається колесо.

Найпростіший робот своїми руками


Тепер закріплюємо цю скріпку між фотодатчиками, попереду нашої машини. Скріпка зручна тим, що можна легко відрегулювати висоту переднього колеса, і цієї юстировкою ми займемося пізніше.

Перейдемо до рушійним колесам. Їх теж будемо робити з кришок. Аналогічно - просвердлюємо кожне колесо строго по центру. Найкраще щоб свердло було розміром з вісь моторчика, а ідеально - на частки міліметра менше, щоб вісь туди вставлялася, але з працею. Одягаємо обидва колеса на вал движків, і щоб вони не соскакивали, закріплюємо їх термоклеєм.

Найпростіший робот своїми руками

Найпростіший робот своїми руками


Це важливо зробити не тільки для того, щоб колеса не злітали при русі, та ще й не проверталися в місці кріплення.

Найвідповідальніша частина - кріплення електродвигунів. Ми їх ставили в самому кінці нашого шасі, з протилежного боку монтажної плати, щодо всієї іншої електроніки. Треба пам'ятати, що керований двигун ставиться з навпроти своєї керуючої фотосистеми. Це зроблено для того, щоб робот міг повертати на світло. Праворуч фотодатчик, зліва двигун і навпаки. Для початку ми їх перехватим движки шматочками витої пари, протягнутими крізь отвори в монтажці і скрученими зверху.

Найпростіший робот своїми руками


Подаємо харчування, і смимося куди у нас обертаються движки. У темній кімнаті двигуни обертатися вони не будуть, бажано спрямувати на лампу. Перевіряємо - всі двигуни працюють. Повертаємо робот, і стежимо, як двигуни змінюють свою швидкість обертання в залежності від освітлення. Повернемо правим фотодатчиком, і лівий двигун повинен скоренько закрутитися, а інший - навпаки пригальмується. Наостанок, перевіряємо напрямок обертання коліс, щоб робот їхав вперед. Якщо все працює, як ми описали, то можна акуратно закріплювати движки термоклеєм.

Найпростіший робот своїми руками


Намагаємося зробити так, щоб їх колеса перебували на одній осі. Все - закріплюємо батарейки на верхній площадці шасі і переходимо до налаштування та ігор з роботом.

Підводні камені та налаштування

Перший підводний камінь у нашій виробі був несподіваним. Коли ми зібрали всю схему і технічну частину, всі двигуни чудово реагували на світло, і начебто все йшло відмінно. Але коли ми поставили нашого робота на підлогу - він у нас не поїхав. Виявилося, що потужності моторчиків просто не вистачає. Довелося в терміновому порядку раскурочивать дитячу машинку, щоб дістати від туди движки потужніший. До речі, якщо брати моторчики з іграшок - точно не прогадаєш з його потужністю, так як вони розраховані на те, щоб возити масу машинки з батарейками. Коли ми розібралися з двигунами, перейшли до налаштування і приводу косметичного вигляду. Для початку потрібно зібрати бороди проводів, які у нас волочиться по підлозі, і зміцнити їх на шасі термоклеєм.

Найпростіший робот своїми руками


Якщо робот волочиться десь пузом, то можна підняти переднє шасі, зігнувши кріпить дріт. Найголовніше фотодатчики. Краще всього їх вигнути смляться в бік під тридцять градусів від основного курсу. Тоді він буде вловлювати джерела світла, і направлятися до них. Потрібний кут вигину доведеться підібрати експериментально. Все, озброюємося настільною лампою, кладемо робота на підлогу, включаємо і починай перевіряти і радіти тому, як твоє чадо чітко слід джерела світла, і як він вправно його знаходить.

Удосконалення

Немає межі досконалості і в нашого робота можна додавати функцій до нескінченності. Були думки навіть поставити контролер, але тоді вартість і складність виготовлення зросли б в рази, а це не наш метод.

Перше удосконалення - зробити робота, який би їзсм по заданій траєкторії. Тут все просто, береться і на принтері друкується чорна смуга, або аналогічно малюється чорним перманентним маркером на аркуші ватману. Головне, щоб смуга була трохи вже ширини запаяних фотодатчиків. Самі фотоелементи ми опускаємо вниз, щоб вони смилися на підлогу. Поруч з кожним нашим очком встановлюємо сверхяркий світлодіод послідовно з опором в 470 Ом. Сам світлодіод з опором запаюють безпосередньо до батарейці. Ідея проста, від білого аркуша паперу світло чудово відбивається, потрапляє на наш датчик і робот їде прямо. Як тільки промінь потрапляє на темну смугу, то на фотоелемент майже не потрапляє світла (чорна папір чудово поглинає світло), і отже один двигун починає обертатися повільніше. Інший моторчик жваво повертає робота, вирівнюючи курс. В результаті робот катається по смужці чорної, немов по рейках. Можна таку смугу накреслити на білому підлозі і робота посилати на кухню за пивом від твого компутера.

Друга ідея - це ускладнити схему, додавши ще два транзистори і два фотодатчика і зробити так, щоб робот шукав світло не тільки спереду, але і зі всіх сторін, і як тільки знахосм - кидався до нього. Все буде залежати з якого боку з'явиться джерело світла: якщо спереду, то поїде вперед, а коли ззаду, то покотиться назад. Можна навіть в цьому випадку для спрощення складання, використовувати мікросхему LM293D, проте вона коштує близько ста рублів. Але за допомогою неї можна легко налаштувати диференціальне включення напряму обертання коліс або, простіше кажучи, напрямок руху робота: вперед-назад.

Останнє, що можна зробити - взагалі прибрати постійно які сідають батарейки і поставити сонячну батарею, яку можна зараз купити в магазині аксесуарів до мобільних телефонів (або на диалэкстриме). Щоб виключити повної втрати дієздатності робота в цьому режимі, якщо він випадково завітає в тінь, можна підключити паралельно сонячної батареї - електролітичний конденсатор дуже великої ємності (тисячі микрофарад). Оскільки напруга у нас там не перевищує п'яти вольт, то конденсатор можна взяти розрахованим на 63 вольта. Такої ємності і такого напруження він буде досить мініатюрний. Кондери можна або купити, або викорчувати з старих блоків живлення.
Інші можливі варіації, ми думаємо, що можна придумати самому. Якщо буде щось цікаве - обов'язково напишіть.

Висновки

Ось ми і долучилися до найбільшої науці, рушію прогресу - кібернетики. У сімдесяті роки минулого століття було дуже популярно конструювати подібних роботів. Треба зазначити, що в нашому створенні застосовуються зачатки аналогової обчислювальної техніки, яка відмерла з появою цифрових технологій. Але як я показав у цій статті - не всі загубленим. Сподіваюся, ми не зупинимося на конструюванні такого простого робота, а будемо придумувати нові і нові конструкції, і зсмуєш нас своїми цікавими виробами. Удачі в збірці!

Джерело: habrahabr.ru
of your page -->

Популярні поради

загрузка...