На полках современных магазинов для детей можно найти большое количество разнообразных игрушек. И каждый ребенок просит родителей купить ему ту или иную игрушечную "обновку". А если в планирование семейного бюджета не входит это? В целях экономии можно попробовать сделать новую игрушку самостоятельно. К примеру, как сделать робота в домашних условиях, возможно ли это? Да вполне возможно, достаточно подготовить необходимые материалы.

Можно ли собрать робота самостоятельно?

Сейчас сложно кого-то удивить игрушкой-роботом. Современная технологическая и компьютерная индустрия шагнула далеко вперед. Но все же вас может удивить информация о том, как сделать простого робота в домашних условиях.

Бесспорно, сложно понять принцип работы различных микросхем, электроники, программ и конструкций. Сложно обойтись в данном случае без базовых знаний в области физики, программирования и электроники. Даже несмотря на это, каждому человеку по силам собрать робота самостоятельно.

Роботом называется автоматизированная машина, которая способна выполнять различные действия. В случае с самодельным роботом достаточно и того, что машина просто передвигается.

Облегчить сборку помогут подручные средства: телефонная трубка, пластиковая бутылка или тарелка, зубная щетка, старый фотоаппарат или компьютерная мышь.

Вибрирующий жучок

Как сделать маленького робота? В домашних условиях можно изготовить наипростейший вариант вибрирующего жучка. Необходимо запастись следующими материалами:

  • мотором от старой детской машинки;
  • литиевой батарейкой серии CR-2032, похожей на таблетку;
  • держателем для этой самой таблетки;
  • скрепками;
  • изолентой;
  • паяльником;
  • светодиодом.

Сначала необходимо обмотать светодиод изолентой, оставив при этом свободные кончики. Паяльником спаиваем один светодиодный конец с задней стенкой держателя для батарейки. Оставшийся кончик спаиваем с контактом моторчика от машинки. Скрепки будут служить лапками для вибрирующего жучка. Проводки от держателя для батарейки соединяются с проводами моторчика. Жучок будет вибрировать и двигаться после контакта держателя с самой батарейкой.

Щеткабот - детская забава

Итак, как сделать мини-робота в домашних условиях? Забавную машину можно собрать из подручных материалов, таких как зубная щетка (головка), двусторонний скотч и вибромоторчик от старого мобильника. Достаточно приклеить моторчик к головке щетки, и все - робот готов.

Электропитание появится благодаря плоской батарейке. Для дистанционного управления придется что-нибудь придумать.

Картонный робот

Как сделать робота в домашних условиях, если его требует ребенок? Можно придумать интересную игрушку из простого картона.

Необходимо запастись:

  • двумя картонными коробками;
  • 20 крышками от пластиковых бутылок;
  • проволокой;
  • скотчем.

Бывает, что папа хочет смастерить этакую диковину для малыша, но в голову не приходит ничего толкового. Поэтому можно подумать, как сделать настоящего робота в домашних условиях.

Для начала необходимо использовать коробку в качестве туловища для робота и вырезать у нее дно. Затем нужно сделать 5 отверстий: под голову, для рук и ног. В коробке, предназначенной для головы, нужно сделать одно отверстие, которое поможет соединить ее с туловищем. Для скрепления частей робота используется проволока.

После присоединения головы нужно подумать, как сделать руку робота в домашних условиях. Для этого в боковые отверстия просовывается проволока, на которую надеваются пластиковые крышки. Получаем подвижные руки. Так же поступаем и с ногами. Сделать отверстия в крышках можно шилом.

Для устойчивости картонного робота необходимо пристальное внимание уделить срезам. Именно они придают игрушке хороший внешний вид. Сложно соединить все части при неправильной линии среза.

Если вы решили склеить между собой коробки, то не переусердствуйте с количеством клея. Лучше пользоваться прочным картоном или бумагой.

Простейший робот

Как сделать легкого робота в домашних условиях? Сложно создать полноценную автоматизированную машину, а вот минимальную конструкцию собрать все-таки можно. Рассмотрим простейший механизм, который, к примеру, сможет совершать определенные действия в одной зоне. Понадобятся следующие материалы:

    Пластиковая тарелка.

    Пара щеток среднего размера для чистки обуви.

    Компьютерные вентиляторы в количестве двух штук.

    Разъем для батарейки 9-в и сама батарея.

    Хомут и стяжка с функцией защелкивания.

Просверливаем в тарелке для щеток два отверстия с одинаковым расстоянием. Крепим их. Щетки должны располагаться на одинаковом расстоянии от друг друга и середины тарелки. С помощью гаек прикрепляем к щеткам регулировочное крепление. В среднее расположение устанавливаем ползунки от креплений. Для движений робота необходимо использовать компьютерные вентиляторы. Они подключаются к батарейке и параллельно размещаются, чтобы обеспечить вращение машины. Это будет некий вибрационный моторчик. В завершение необходимо накинуть клеммы.

В данном случае не потребуется больших финансовых затрат или какого-либо технического или компьютерного опыта, ведь здесь подробно описано, как сделать робота в домашних условиях. Достать необходимые детали нетрудно. Для улучшения двигательных функций конструкции можно использовать микроконтроллеры или дополнительные моторчики.

Робот, как в рекламе

Наверно, многим знаком рекламный ролик браузера, в котором главным героем является небольшой робот, крутящийся и рисующий фломастерами фигуры на бумаге. Как сделать робота в домашних условиях из этой рекламы? Да очень просто. Для создания такой автоматизированной милой игрушки необходимо запастись:

  • тремя фломастерами;
  • плотным картоном или пластиком;
  • моторчиком;
  • круглой батарейкой;
  • фольгой или изолентой;
  • клеем.

Итак, создаем форму для робота из пластика или картона (точнее, вырезаем). Необходимо сделать треугольную форму с закругленными углами. В каждом уголке проделываем небольшое отверстие, в которое сможет пролезть фломастер. Одно отверстие делаем вблизи центра треугольника для моторчика. Получаем 4 отверстия по всему периметру треугольной формы.

Затем вставляем по очереди фломастеры в проделанные отверстия. К моторчику необходимо прикрепить батарейку. Сделать это можно с помощью клея и фольги или изоленты. Для того чтобы моторчик крепко держался на роботе, необходимо зафиксировать его небольшим количеством клея.

Робот будет двигаться лишь после присоединения второго проводка к закрепленной батарейке.

Робот из "Лего"

"Лего" - серия игрушек для детей, которая состоит в основном из деталей конструктора, соединяющихся в один элемент. Детали можно комбинировать, при этом создавая все новые и новые предметы для игр.

Собирать подобный конструктор любят практически все дети от 3 до 10 лет. В особенности детский интерес увеличивается, если из деталей можно собрать робота. Итак, чтобы собрать двигающиегося робота из "Лего", необходимо приготовить детали, а также миниатюрный мотор и блок управления.

К тому же сейчас продаются готовые наборы с деталями, позволяющие собрать самостоятельно любого робота. Главное - освоить приложенную инструкцию. К примеру:

  • готовим детали, как указано в инструкции;
  • прикручиваем колеса, если они есть;
  • собираем крепления, которые будут служить поддержкой для моторчика;
  • вставляем в специальный блок батарейку или даже несколько;
  • устанавливаем двигатель;
  • подключаем его к мотору;
  • загружаем в память конструкции специальную программу, которая позволяет управлять игрушкой.

Казалось бы, робота собрать довольно сложно, а уж человеку без определенных знаний это вообще не удастся. Но это не так. Конечно трудно соорудить полноценную автоматизированную машину, но простейший вариант сделать может каждый. Достаточно прочитать нашу статью о том, как сделать робота в домашних условиях.

Хотели ли вы когда-нибудь построить боевого робота? Вы вероятно думали, что это слишком дорого и опасно. Тем не менее, большинство соревнований боевых роботов имеют весовую категорию 150 грамм, включая RobotWars. Этот класс в большинстве стран называется "Antweight" (англ. – муравьиный вес) и "FairyWeight" (англ. – вес как у феи) – в США. Они намного дешевле больших боевых роботов и не такие опасные. Поэтому они идеально подходят для новичков в деле боевых роботов. Эта статья расскажет вам как спроектировать и построить боевого робота класса Antweight.


ПРИМЕЧАНИЕ : Эта статья подразумевает, что вы уже читали и строили простого радиоуправляемого робота. Если нет, вернитесь исначала сделайте его. Следует отметить, что эта статья не является рекомендацией использования определенной части вашего робота. Это необходимо для поощрения творчества и разнообразия среди роботов.

Шаги

    Разберитесь в правилах. До того, как проектировать робота для соревнований, вы должны понимать все правила. Их можно найти Наиболее важное правило сборки, за которым нужно следить, это требования к размеру/весу (4"X4"X4" 150 грамм), и правило металлической брони, в котором говорится, что нельзя иметь броню больше 1 мм толщиной.

    Какое оружие вы будете использовать? Важной частью боевого робота является оружие. Придумайте идею оружия, но удостоверьтесь, что не выйдете за рамки правил. Для вашего первого бота класса antweight настоятельно рекомендуется использовать "flipper" (англ. – переворачиватель) или даже "pusher" (англ. – тот, кто толкает). Переворачивающее оружие, если правильно разработано, может быть наиболее эффективным оружием в классе Antweight. Толкающее оружие – самое простое, так как не является двигающимся оружием. Весь робот действует, как оружие, и сталкивает роботов вокруг. Это эффективно, так как правила гласят, что половина арены должна быть без стен. Вы сможете вытолкнуть другого робота из арены.

    Выберите ваши детали. Да, вам нужно выбрать ваши детали до проектирования. Тем не менее, не покупайте их. Пока. Просто выберите детали и соответствующий проект. Если что-нибудь не подойдет или не будет работать, пока вы проектируете, вы сохраните деньги, так как ещё сможете заменить детали. И снова, не покупайте пока что детали!

    • Выберите сервопривод. Обычно для начинающих классаAntweight рекомендуется использовать сервопривод вместо мотора, так как с помощью сервопривода вам не потребуется контроллер скорости, который сохранит вам деньги и немного веса для вашего робота. Вам стоит искать "микро" сервоприводы, так как они сохранят вам много веса. Удостоверьтесь, что сервопривод "является" 360-модифицируемым. Для боевых роботов рекомендуется брать сервопривод с высоким моментом вращения вместо высокой скорости, чтобы было легче сталкивать других роботов, даже если у вас другое оружие. Сервопривод можно купить
      • Если вы не можете найти сервопривод, идеально подходящий вашим требованиям, просмотрите другой раздел сайта, в котором продаются сервоприводы "Futaba". Futaba – это другая торговая марка, выпускающая сервоприводы. Иногда они имеют другие размеры, чем сервоприводы торговой марки HiTec.
    • Выберите мотор для оружия. Если у вас активное оружие (к примеру, не "pusher"), тогда вам, вероятно, понадобится мотор, чтобы оружие двигалось. Если у вас есть оружие, которое должно двигаться действительно быстро (к примеру, вращающееся оружие), тогда вам стоит экипироваться мотором DC (бесщеточный обычно работает лучше, но со щетками тоже будет работать) с контроллером скорости. Не рекомендуется использовать вращающееся оружие для вашего первого робота класса antweight, так как его сложно построить и правильно сбалансировать. Тем не менее, если вы хотите сделать переворачивающее оружие, то вам понадобится сервопривод. Рекомендуется приобрести микросервопривод с особенно высоким моментом вращения, чтобы он мог с легкостью перевернуть другого робота. Ещё она вещь, на которую стоит обратить внимание при выборе сервопривода для оружия – это тип шестеренок. Если вы используете нейлоновые шестерни, а мотор испытывает большие нагрузки, шестерни могут растянуться со временем. Потарайтесь выбрать более выносливые шестерни из металла.
    • Выберите колеса. Кода выбираете колеса, помните правило, что робот должен вмещаться в куб 4"X4"X4". Это значит, что у вашего робота должны быть колеса меньшего диаметра. Рекомендуется использовать колеса диаметром 2". Удостоверьтесь, что колеса могут быть легко установлены к сервоприводу и защищены. Ещё одна отличная техника, используемая у боевых роботов любого размера, возможность ездить вверх ногами. Да, управление будет немного обратным, но вы можете предотвратить проигрыш в соревновании за обездвиживание. Для этого сделайте вашего робота ниже ваших колес, чтобы он мог ездить вверх ногами. Вы можете приобрести колеса
    • Выберите приемник/передатчик. При покупке приемника, убедитесь в том, что он "отказоустойчив". Это обязательное правило в большинстве соревнований и безопасности. Приемник AR500не имеет этой черты. Вам нужно будет купить приемник для бота BR6000, или другой приемник с отказоустойчивостью. В качестве передатчика рекомендуется использовать SpektrumDX5e. Если вы построили робота на дистанционном управлении из предыдущей статьи на wikiHow, вы можете снова использовать этот передатчик, но вам придется купить новый приемник.
    • Выберите батарею. Настоятельно рекомендуется приобрести LiPo-батарею вместо NiHM-батареи. LiPo-батареи легче. Тем не менее, они более опасны, дороги и требуют особое зарядное устройство. Вложите деньги в LiPo-батарею и зарядное устройство, чтобы сэкономить в весе.
    • Выберите материал. Материал, из которого сделаны шасси и броня боевого робота, очень важен, так как он укрывает от проколов вражеским оружием ваши электрические компоненты. Существует три варианта выбора: (заметка: вариантов больше, но эти три наиболее подходят для этой весовой категории) алюминий, титан и поликарбонат. Алюминий легкий и прочный, но может быть дорогим и тяжелым в резке. Плюс, он может быть совсем не 1 мм в толщину. Титан легкий и очень прочный, но его тяжело разрезать, и он очень дорог. И к нему также относится правило 1 мм толщины. Поликарбонат, или лексан, легкий, недорогой, легко режущийся, безосколочный, прочный пластик, который иногда используют в защите от пуль. Поликарбонат ещё и пластик, поэтому может быть любой толщины, но рекомендуется использовать толщиной в 1 мм. Настоятельно рекомендуется использовать поликарбонат. Он настолько же прочен, как и пластик, из которого изготовлены стены на арене соревнований класса antweight. Во время покупки удостоверьтесь, что взяли чуть больше, на случай, если вы промахнулись с расчетами. Все эти материалы можно купить

  1. Соберите характеристики. Теперь, когда вы выбрали все детали, вам нужно снять размеры и вес. Они должны быть указаны на вебсайте, на котором вы их покупали. Переведите все значения в дюймах в миллиметры, используя конвертер. Запишите характеристики (в мм) всех ваших деталей на лист бумаги. Теперь, переведите значения веса (унции, фунты) в граммы, используя конвертер. Запишите весовые характеристики на бумаге.

    Запроектируйте . Вы хотите, чтобы проект был точным, насколько это возможно. Это значит, что вам стоит попробовать сделать 3D-проект на компьютере, чем 2D-проект на бумаге. Тем не менее, 3D-проект не должен выглядеть сложно. Простой проект из призм и цилиндров подойдет.

    1. Суммируйте вес всех деталей (в граммах) и убедитесь, что сумма будет меньше 150 грамм.
    2. Если у вас нет САПР, скачайте бесплатную версию Sketchup.
    3. Изучите основы Sketchup с помощью бесплатных уроков.
    4. Создайте все детали, которые будете использовать, в Sketchup с записанными ранее размерами.
    5. Разработайте ваш шасси и броню. Удостоверьтесь, что сделали её меньше 4X4X4 дюймов.
    6. Поместите все компоненты в 3D-модельшасси/брони, чтобы увидеть, подходят ли они. Это поможет вам решить, где будут расположены компоненты.

  2. Закажите ваши детали. Если все ваши компоненты безупречно подошли к вашему дизайну, заказывайте детали. Если нет, выберите новые детали.

    Соберите его. Теперь вам нужно собрать ваши шасси/броню. Поставьте все ваши компоненты на места, предусмотренные в вашем проекте. Подсоедините все и протестируйте. Вы должны попробовать собрать все так, чтобы можно было легко вынуть компоненты, если им потребуется замена. А компонентам будет требоваться замена чаще, чем у обычного робота, так как этот робот будет сражаться. Атакующие роботы могут повредить вашего. Рекомендуется использовать липучую ленту (Velcro), чтобы хранить детали.

    Практикуйтесь в управлении. Неважно, насколько хорош ваш робот, если вы упадете, вы проиграли. Прежде чем даже думать о соревнованиях, вам нужно попрактиковаться в управлении. Используйте перевернутые чашки как конусы и объезжайте их.Используйте пенопласт в качестве целей и атакуйте его (попробуйте сделать это на маленьком столе, чтобы попрактиковаться в сталкивании, и попытаться не упасть самому). Можете даже купить дешевую радиоуправляемую машину (на другой частоте с вашим роботом), попросить другого человека управлять ей, и попытаться столкнуть или уничтожить машину, не свалившись. Если вы знаете другого человека с роботом класса Antweight, устройте дружественные поединки вместе с ним (если возможно, замените вращающееся оружие на менее деструктивное пластиковое).

  3. Соревнуйтесь. Найдите соревнования в вашей зоне и развлекайтесь, разрушая других роботов! Помните, что если вы собираетесь соревноваться в США, вам стоит искать соревнования класса Fairyweight, а не Antweight.

    • Если вы хотите, чтобы ваш робот мог бить, желательно присоединить сервопривод к сферическому "плечу", и иметь руку, установленную под углом 90 градусов, чтобы делать апперкоты.
    • Ваш робот будет более оборонительным или нападающим? Так как вес ограничен, вы можете захотеть использовать большую его часть на оружие или броню. Постарайтесь сбалансировать эти характеристики на вашем первом роботе.
    • Любого робота можно улучшить. Просто потому, что ваша первая модель робота не работает, не стоит её полностью выбрасывать. Возможно вам просто нужно заменить мотор. Даже если у вас полностью функционирующий робот, вы все ещё можете его улучшить. Посмотрите на моторы, которые больше подходят вашим целям, если новый мотор не используется в проекте, просто оставьте его и у вас будет возможность собрать другого робота. Постарайтесь улучшить некоторые части (обычно перед, зад и оружие) брони в алюминий, или даже титан, для большей "защиты от вертушек".
    • Помните, что вы можете поместить вашего робота в куб по диагонали.
    • Закажите запасные детали для вашего робота. Так как это боевой робот, ваши детали могут повредится в сражении. Если у вас есть запасные на руках, вы сможете быстрее заменить детали.

    В правилах говорится, что робот должен поместится в куб 4X4X4 дюйма, тем не менее он может расширятся с помощью дистанционного управления. Вы можете извлечь из этого выгоду. К примеру, ваше переворачивающее оружие слишком выпирает. Постарайтесь разработать его так, чтобы flipper мог подняться прямо вверх и быть меньше четырех дюймов в высоту. Но когда flipper опускается (после того как куб поднят), длина станет больше четырех дюймов.

    • После постройки своего первого робота и четкого понимания боевых роботов, постарайтесь построить ещё одного. Но, на этот раз, будьте уникальным . Постарайтесь сделать его не таким, как роботы у других людей в этой весовой категории. Если вы действительно амбициозны, вы можете попробовать сделать летающего робота! Летающие роботы допускаются правилами, но их редко строят.
    • Если вы используете SketchUp, вы можете найти идеальные модели сервоприводов и других компонентов на Warehouse. Просто ищите название сервопривода (или компонента, который хотите) и смотрите, если что-то подойдет. Там есть не все, но то что вы найдете, обычно выглядит лучше и даст вам более аккуратную модель. Удостоверьтесь, что модель, которую вы нашли, того же размера, что и настоящая деталь
    • Если вы опытны в механике и боевых роботах, вы можете попробовать построить шагающего робота. Если вы сделаете боевого робота, который ходит, вы получите дополнительный вес для работы.

    Предупреждения

    • LiPo-батареиочень опасны. Не заряжайте их, используя зарядное устройство для NiHM или Nicad батарей.
    • Даже микропневматика опасна. Если вы используете пневматику, следуйте технике безопасности.
    • Боевые роботы даже такой величин могут быть опасными. Если вы используете вращающееся оружие, отходите, когда оперируете с ним. Выключайте его, когда работаете над оружием.
    • Всегда носите защитные очки, когда режете материал или оперируете с роботом.
    • Некоторые арены считаются небезопасными для вращающегося оружия. Не пытайтесь использовать вращающееся оружие на таких аренах.
    • LiPo-батареи могут воспламенится, если будут пробиты. Когда проектируете робота, постарайтесь расположить батарею в то место, которое не проткнут. Если батарея загорелась, правила гласят, что вы не можете касаться робота, пока он горит. У вас не будет возможности достать его, что значит все другие компоненты могут быть разрушены. Защищайте батарею, как будто это сердце робота!

Сделать робота очень просто Давайте разберемся, что же потребуется чтобы создать робота в домашних условиях, для того чтобы понять основы робототехники .

Наверняка, насмотревшись фильмов про роботов, тебе не раз хотелось построить своего боевого товарища, но ты не знал с чего начать. Конечно, у тебя не получится построить двуногого терминатора, но мы и не стремимся к этому. Собрать простого робота может любой, кто умеет правильно держать паяльник в руках и для этого не нужно глубоких знаний, хотя они и не помешают. Любительское роботостроение мало чем отличается от схемотехники, только гораздо интереснее, потому что тут так же затронуты такие области, как механика и программирование. Все компоненты легкодоступны и стоят не так уж и дорого. Так что прогресс не стоит на месте, и мы будем его использовать в свою пользу.

Введение

Итак. Что же такое робот? В большинстве случаев это автоматическое устройство, которое реагирует на какие-либо действия окружающей среды. Роботы могут управляться человеком или выполнять заранее запрограммированные действия. Обычно на роботе располагают разнообразные датчики (расстояния, угла поворота, ускорения), видеокамеры, манипуляторы. Электронная часть робота состоит из микроконтроллера (МК) - микросхема, в которую заключён процессор, тактовый генератор, различная периферия, оперативная и постоянная память. В мире существует огромное количество разнообразных микроконтроллеров для разных областей применения и на их основе можно собирать мощных роботов. Для любительских построек широкое применение нашли микроконтроллеры AVR. Они, на сегодняшний день, самые доступные и в интернете можно найти много примеров на основе этих МК. Чтобы работать с микроконтроллерами тебе нужно уметь программировать на ассемблере или на Cи и иметь начальные знания в цифровой и аналоговой электронике. В нашем проекте мы будем использовать Cи. Программирование для МК мало чем отличается от программирования на компьютере, синтаксис языка такой же, большинство функций практически ничем не отличаются, а новые довольно легко освоить и ими удобно пользоваться.

Что нам нужно

Для начала наш робот будет уметь просто объезжать препятствия, то есть повторять нормальное поведение большинства животных в природе. Всё что нам потребуется для постройки такого робота можно будет найти в радиотехнических магазинах. Решим, как наш робот будет передвигаться. Самым удачным я считаю гусеницы, которые применяются в танках, это наиболее удобное решение, потому что гусеницы имеют большую проходимость, чем колёса машины и ими удобнее управлять (для поворота достаточно вращать гусеницы в разные стороны). Поэтому тебе понадобится любой игрушечный танк, у которого гусеницы вращаются независимо друг от друга, такой можно купить в любом магазине игрушек по разумной цене. От этого танка тебе понадобится только платформа с гусеницами и моторы с редукторами, остальное ты можешь смело открутить и выкинуть. Так же нам потребуется микроконтроллер, мой выбор пал на ATmega16 - у него достаточно портов для подключения датчиков и периферии и вообще он довольно удобный. Ещё тебе потребуется закупить немного радиодеталей, паяльник, мультиметр.

Делаем плату с МК

В нашем случае микроконтроллер будет выполнять функции мозга, но начнём мы не с него, а с питания мозга робота. Правильное питание - залог здоровья, поэтому мы начнём с того, как правильно кормить нашего робота, потому что на этом обычно ошибаются начинающие роботостроители. А для того, чтобы наш робот работал нормально нужно использовать стабилизатор напряжения. Я предпочитаю микросхему L7805 - она предназначена, чтобы на выходе выдавать стабильное напряжение 5В, которое и нужно нашему микроконтроллеру. Но из-за того, что падение напряжения на этой микросхеме составляет порядка 2,5В к нему нужно подавать минимум 7,5В. Вместе с этим стабилизатором используются электролитические конденсаторы, чтобы сгладить пульсации напряжения и в цепь обязательно включают диод, для защиты от переполюсовки.

Теперь мы можем заняться нашим микроконтроллером. Корпус у МК — DIP (так удобнее паять) и имеет сорок выводов. На борту имеется АЦП, ШИМ, USART и много другого, что мы пока использовать не будем. Рассмотрим несколько важных узлов. Вывод RESET (9-ая нога МК) подтянут резистором R1 к «плюсу» источника питания - это нужно делать обязательно! Иначе твой МК может непреднамеренно сбрасываться или, проще говоря - глючить. Так же желательной мерой, но не обязательной является подключение RESET’а через керамический конденсатор C1 к «земле». На схеме ты так же можешь увидеть электролит на 1000 мкФ, он спасает от провалов напряжения при работе двигателей, что тоже благоприятно скажется на работе микроконтроллера. Кварцевый резонатор X1 и конденсаторы C2, C3 нужно располагать как можно ближе к выводам XTAL1 и XTAL2.

О том, как прошивать МК, я рассказывать не буду, так как об этом можно прочитать в интернете. Писать программу мы будем на Cи, в качестве среды программирования я выбрал CodeVisionAVR. Это довольно удобная среда и полезна новичкам, потому что имеет встроенный мастер создания кода.

Управление двигателями

Не менее важным компонентом в нашем роботе является драйвер двигателей, который облегчает нам задачу в управлении им. Никогда и ни в коем случае нельзя подключать двигатели напрямую к МК! Вообще мощными нагрузками нельзя управлять с микроконтроллера напрямую, иначе он сгорит. Пользуйтесь ключевыми транзисторами. Для нашего случая есть специальная микросхема - L293D. В подобных несложных проектах всегда старайтесь использовать именно эту микросхему с индексом «D», так как она имеет встроенные диоды для защиты от перегрузок. Этой микросхемой очень легко управлять и её просто достать в радиотехнических магазинах. Она выпускается в двух корпусах DIP и SOIC. Мы будем использовать в корпусе DIP из-за удобства монтажа на плате. L293D имеет раздельное питание двигателей и логики. Поэтому саму микросхему мы будем питать от стабилизатора (вход VSS), а двигатели напрямую от аккумуляторов (вход VS). L293D выдерживает нагрузку 600 мА на каждый канал, а этих каналов у неё два, то есть к одной микросхеме можно подключить два двигателя. Но, чтобы перестраховаться, мы объединим каналы, и тогда потребуется по одной микре на каждый двигатель. Отсюда следует, что L293D сможет выдержать 1.2 А. Чтобы этого добиться нужно объединить ноги микры, как показано на схеме. Микросхема работает следующим образом: когда на IN1 и IN2 подаётся логический «0», а на IN3 и IN4 логическая единица, то двигатель вращается в одну сторону, а если инвертировать сигналы - подать логический ноль, тогда двигатель начнёт вращаться в другую сторону. Выводы EN1 и EN2 отвечают за включение каждого канала. Их мы соединяем и подключаем к «плюсу» питания от стабилизатора. Так как микросхема греется во время работы, а установка радиаторов проблематична на этот тип корпуса, то отвод тепла обеспечивается ногами GND — их лучше распаивать на широкой контактной площадке. Вот и всё, что на первое время тебе нужно знать о драйверах двигателей.

Датчики препятствий

Чтобы наш робот мог ориентироваться и не врезался во всё, мы установим на него два инфракрасных датчика. Самый простейший датчик состоит из ик-диода, который излучает в инфракрасном спектре и фототранзистор, который будет принимать сигнал с ик-диода. Принцип такой: когда перед датчиком нет преграды, то ик-лучи не попадают на фототранзистор и он не открывается. Если перед датчиком препятствие, тогда лучи от него отражаются и попадают на транзистор - он открывается и начинает течь ток. Недостаток таких датчиков в том, что они могут по-разному реагировать на различные поверхности и не защищены от помех — от посторонних сигналов других устройств датчик, случайно, может сработать. От помех может защитить модулирование сигнала, но пока мы этим заморачиватся не будем. Для начала, и этого хватит.


Прошивка робота

Чтобы оживить робота, для него нужно написать прошивку, то есть программу, которая бы снимала показания с датчиков и управляла двигателями. Моя программа наиболее проста, она не содержит сложных конструкций и всем будет понятна. Следующие две строки подключают заголовочные файлы для нашего микроконтроллера и команды для формирования задержек:

#include
#include

Следующие строки условные, потому что значения PORTC зависят от того, как ты подключил драйвер двигателей к своему микроконтроллеру:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Значение 0xFF означает, что на выходе будет лог. «1», а 0x00 - лог. «0». Следующей конструкцией мы проверяем, есть ли перед роботом препятствие и с какой оно стороны: if (!(PINB & (1<

Если на фототранзистор попадает свет от ик-диода, то на ноге микроконтроллера устанавливается лог. «0» и робот начинает движение назад, чтобы отъехать от препятствия, потом разворачивается, чтобы снова не столкнуться с преградой и затем опять едет вперёд. Так как у нас два датчика, то мы проверяем наличие преграды два раза - справа и слева и потому можем узнать с какой стороны препятствие. Команда «delay_ms(1000)» указывает на то, что пройдёт одна секунда, прежде чем начнёт выполняться следующая команда.

Заключение

Я рассмотрел большинство аспектов, которые помогут тебе собрать твоего первого робота. Но на этом робототехника не заканчивается. Если ты соберёшь этого робота, то у тебя появится куча возможностей для его расширения. Можно усовершенствовать алгоритм робота, как например, что делать, если препятствие не с какой-то стороны, а прямо перед роботом. Так же не помешает установить энкодер - простое устройство, которое поможет точно располагать и знать расположение твоего робота в пространстве. Для наглядности возможна установка цветного или монохромного дисплея, который может показывать полезную информацию - уровень заряда аккумулятора, расстояние до препятствия, различную отладочную информацию. Не помешает и усовершенствование датчиков - установка TSOP (это ик-приёмники, которые воспринимают сигнал только определённой частоты) вместо обычных фототранзисторов. Помимо инфракрасных датчиков существуют ультразвуковые, стоят подороже, и тоже не лишены недостатков, но в последнее время набирают популярность у роботостроителей. Для того, чтобы робот мог реагировать на звук, было бы неплохо установить микрофоны с усилителем. Но по-настоящему интересным, я считаю, установка камеры и программирование на её основе машинного зрения. Есть набор специальных библиотек OpenCV, с помощью которых можно запрограммировать распознавание лиц, движения по цветным маякам и много всего интересного. Всё зависит только от твоей фантазии и умений.

Список компонентов:

    ATmega16 в корпусе DIP-40>

    L7805 в корпусе TO-220

    L293D в корпусе DIP-16 х2 шт.

    резисторы мощностью 0,25 Вт номиналами: 10 кОм х1 шт., 220 Ом х4 шт.

    конденсаторы керамические: 0.1 мкФ, 1 мкФ, 22 пФ

    конденсаторы электролитические: 1000 мкФ х 16 В, 220 мкФ х 16В х2 шт.

    диод 1N4001 или 1N4004

    кварцевый резонатор на 16 МГц

    ИК-диоды: подойдут любые в количестве двух штук.

    фототранзисторы, тоже любые, но реагирующие только на длину волны ик-лучей

Код прошивки:

/***************************************************** Прошивка для робота Тип МК: ATmega16 Тактовая частота: 16,000000 MHz Если у тебя частота кварца другая, то это нужно указать в настройках среды: Project -> Configure -> Закладка "C Compiler" *****************************************************/ #include #include void main(void) { //Настраиваем порты на вход //Через эти порты мы получаем сигналы от датчиков DDRB=0x00; //Включаем подтягивающие резисторы PORTB=0xFF; //Настраиваем порты на выход //Через эти порты мы управляем двигателями DDRC=0xFF; //Главный цикл программы. Здесь мы считываем значения с датчиков //и управляем двигателями while (1) { //Едем вперёд PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; if (!(PINB & (1<О моём роботе

В данный момент мой робот практически завершён.


На нём установлена беспроводная камера, датчик расстояния (и камера и этот датчик установлены на поворотной башне), датчик препятствия, энкодер, приёмник сигналов с пульта и интерфейс RS-232 для соединения с компьютером. Работает в двух режимах: автономном и ручном (принимает сигналы управления с пульта ДУ), камера также может включаться/выключаться дистанционно или самим роботом для экономии заряда батарей. Пишу прошивку для охраны квартиры (передача изображения на компьютер, обнаружение движений, объезд помещения).

Мы с командой делаем робота для участия в Битве Роботов . Наш робот называется «Большой Брат», и он смотрит на тебя! Смотрит, настигает и разносит вдребезги. Хищный нрав и мощные кинетические орудия делают его идеальной машиной для убийства. Он уже здесь, он рядом - беги!

Это краткая история разработки боевого робота в домашних условиях. Осторожно трафик! Много изображений.



Описание конкурса

Мы принимаем участие в конкурсе "Бронебот 2015: Осенний разогрев " (http://www.bronebot.ru/). Бои роботов - это популярное шоу в Великобритании и США уже более 25 лет. В Москве будет проводиться в первый раз. Приезжает судить Питер Редмонд, президент Ирландской Федерации Боев Роботов, Вице-президент Английской Федерации Боев Роботов, создатель спецэффектов «Top Gear» и «Игр Престолов». Когда нам предложили участвовать в конкурсе мы согласились без вопросов, хотя зря…

Времени очень мало, но мы стараемся изо всех сил.

Регламент конкурса

Ниже представлена информация для конструкторов по созданию роботов-участников боёв Бронебот.

1. Конструкция

1.1. Вес. Роботы представлены в трех весовых категориях. В зависимости от выбранной участником категории, максимальный вес роботов составляет:

  • Тяжелый класс: 100 кг.
  • Средний класс: 50 кг.
  • Легкий класс: 17 кг.

Для ходящих роботов предельный вес составляет на 30% больше во всех классах. Ходящие роботы не должны использовать коленвал для перемещения.

1.2. Максимальные размеры конструкции зависят от категории:

  • Тяжелый класс: 1.5 х 1 метров в длину и ширину.
  • Средний класс: 1 х 0.75 метров в длину и ширину.
  • Легкий класс: 0.5 х 0.5 метров в длину и ширину.
  • Высота не ограничена.

1.3. Разрешено использование кластерных роботов (способных разделяться на несколько независимых роботов). При начале боя робот должен быть единым целым. При повреждении 50% ботов и более, робот считается проигравшим.

1.4. Роботы должны быть оснащены тумблерами ВКЛВЫКЛ в части, отдаленной от оружия, полностью отключающими питание всех подсистем робота. Если тумблеров несколько, они должны находиться рядом. Тумблеры могут быть спрятаны под оболочкой, но должны быть доступными без переворачивания робота или разборки с помощью инструментов.

1.5. Летающие роботы запрещены.

2. Электричество

2.2. Все электрические соединения должны сделаны качественно и на должном уровне изолированы. Кабели должны быть проложены с минимальным шансом быть разорванными.

2.3. Аккумуляторы должны быть полностью изолированные и не содержать жидкостей. Соединения аккумуляторов должны быть полностью изолированными.

2.4. Двигатели внутреннего сгорания запрещены.

3. Гидравлика

3.1. Давление в гидравлических линиях не должно превышать 204 атм (3000 psi/20.4 mps).

3.2. Гидравлические жидкости должны находиться в надежных емкостях внутри робота. Все гидравлические линии должны быть проложены с минимальным шансом быть поврежденными.

4. Пневматика

4.1. Давление в пневматеческих линиях не должно превышать 68 атм (1000 psi/6.8 mps).

4.2. Пневматические емкости должны быть подлежащего качества, промышленного производства. Давление в них должно соответствовать спецификации производителя.

4.3. Пневматические емкости должны быть закреплены внутри робота и защищены от повреждений.

4.4. Газы для пневматики должны быть невоспламеняющимися или инертными, например, воздух, углекислый газ, аргон, азот.

4.5. Должна быть предусмотрена возможность спустить давление в системе без разбора конструкции.

5. Оружие
5.1. Каждый робот должен быть оснащен минимум одним активным оружием.

  • Пиротехника
  • Огнеметы
  • Жидкости
  • Едкие вещества
  • Неуправляемые снаряды
  • Электрошокеры
  • Радиоглушители
  • Тепловые пушки
  • Гауссганы
  • Любое оружие, использующее горящие или воспламеняющиеся газы

5.3. Скорость вращающегося оружия (циркулярные пилы, вращающиеся лезвия и т.п.) не должны превышать спецификации производителя. Спецификации должны быть доступны для проверки.

5.4. Вращающие диски из закаленной стали и лезвия, которые при поломке образовывают осколки, запрещены.

5.5. Длина лезвийштыков не должна превышать 20 см.

5.6. Все подвижные манипуляторы, даже не содержащие оружия, должны иметь фиксирующие крепежи. Крепежи должны быть закрытыми во всех случаях, кроме нахождения робота на арене или техобслуживании.

5.7. Все острые грани и элементы оружия должны иметь крышки или насадки. Эти элементы не учитываются при взвешивании.

6. Радиоуправление

6.1. Используемые частоты должны быть разрешены законодательством РФ.

6.2. Робот не должен обладать автономностью. Все управление должно осуществляться исключительно с пульта оператора.

6.3. Все системы роботов должны быть отключаться при потере управляющего сигнала.

6.4. Стабильность управления должна быть продемонстрирована Организаторам заранее для допуска к участию.

6.5. Для избежания конфликтов частоты между роботами участники должны иметь два набора “передатчик-приемник”, работающих на разных частотах.

Арена


Бои будут проходить на специальной пуленепробиваемой сцене 10х10 метров со скошенными углами, т.е. фактически это восьмиугольник.

Другие роботы

Большинство роботов имеют богатый опыт участия в соревнованиях, но это только делает задачу выиграть у них еще интересней.

Наша команда


Каждый член команды делает все от него зависящее для достижения светлого будущего, но особо хочется выделить работу Саши и Андрея. Они вкладывают в робота все свое свободное время. То, что наш робот уничтожит всех остальных - это именно их заслуга!

  • Вячеслав Голицын
  • Александр Егоров
  • Андрей Такташов
  • Дмитрий Елисеев
  • Павел Поздняков

Краткое описание робота


Просмотрев огромное количество видео соревнований роботов, мы поняли для себя основные характеристики робота, которые дают преимущества на поле брани:

  • Низкий центр масс
  • Низкий клиренс
  • Возможность повернуться в случае переворота
  • Возможность опрокинуть соперника
  • Геометрия корпуса как пассивная защита.

Так родилась идея создать робота в форме пирамиды с главным орудием в виде спаренного молота для возможности наносить удары в две стороны, двумя малыми молотами по бокам, и вилочным опрокидывателем.

Так же из фич: Отделяемая часть робота, и пилы.

Каркас, форма, сборка

Разрезаем профиль


Варим раму





Колеса со строительного рынка

Двигатели


У нас была очень большая надежда на шаговые двигатели Nema 43. По заявленным характеристикам они нам подходили, мы варили под них раму. При подключении оказалось, что справится с какой-либо нагрузкой они не смогут. В срочном порядке пришлось искать другое решение. Мы нашли двигатели 36В 500Вт и уже переделали раму под них.

Радиоуправление

Радиуправление происходит через 8-канальную радиоаппаратуру для основного оператора, 4 канальную аппаратура для оператора орудий и 2-канальную аппаратуру отделяемой части.

Обработкой ШИМ-сигнала с пульта занимается Arduino (Душа моего робота-газонокосилки). Проблема с обработкой заключалась в том, что на подсчет ШИМ-сигнала с 8 каналов уходит много времени. Выполняя это в основном цикле программы, оказывалось невозможно отправлять на драйверы двигателей адекватное количество пульсов для движения. Решением было выведение работы с шаговиками в функцию запускаемую по таймеру и изменением параметров таймера в основном цикле. Сейчас уже оказывается все это не нужно, коллекторными двигателями мы управляем через драйвер, на который будем подавать ШИМ, который смело можно изменять в основном цикле программы.


Пневмосистема

Пневмосистема в разборе:


Главной идеей было использовать для каждого двуходового цилиндра по 4 клапана, которые перекрестно соединены. Когда мы открываем клапан для наполнения цилиндра с одной стороны открываем для стравливания клапан с противоположной стороны.

Для управления клапанами решили использовать такой модуль с 8 реле, которых как раз хватает для 16 попарно-соединенных клапана, т.е. для 4 цилиндров.



Орудия

Главный молот. Над дизайном главного молота-кирки думаем и спорим.


В качестве пил мы решили использовать двигатели кошения и ножи от Robomow. Во-первых ножи сделаны из прочной стали, а двигатели дают хороший момент и количество оборотов. Во-вторых Robomow согласились нас спонсировать ими.

Видео

P.S.: Готовлю вторую часть, так же готовимся к конкурсу автономных роботов-газонокосилок .

P.P.S. (для тех, кто считает, что времени мало):


Представляем вам простого, недорого и очень интересного робота Phoenix. Он относится к разряду боевых роботов, а значит, дожжен быть оснащен минимальным оружием. Робот популярный в Соединенных штатах, но, оказывается, принцип его действия и комплектация достаточно простые, чтобы построить в домашних условиях. В этой пошаговой инструкции мы ознакомим вас с особенностями создания этого робота и надеемся, что он вам понравится. Цена создания – около 700 долларов США. Максимальный вес робота – 30 фунтов

Видеодемонстрация работы:

Шаг 1. Основа:

Этот боевой робот относится к BattleBots, но этот термин является товарным знаком, так что, возможно, не стоит его так называть. Посвятим вас вкратце об этих роботах. Основная идея заключается в двух роботах, которые борются до смерти в закрытом пространстве с бронированным стеклом в течение 3 минут, или пока никто не сможет двигаться больше, когда объявлен нокаут. Существуют три группы, на которые могут быть разделены все роботы. Spinners, вероятно, являются наиболее распространенными. У них есть некоторая вращающаяся масса, что-то вроде лезвия, с помощью которой они пытаются подрезать другого робота.

Боевых ботов проще строить. Выигрывают те, кто доминируют в течение боя. Третья группа - это ласты или подъемники. Они разработаны, чтобы попасть в другого робота и перевернуть его, разбросав его по арене и не поломав ничего при ударе. Часто это делается с помощью пневматического оружия. Ласты не очень распространены, потому что введение дешевых импортных китайских бесщеточных двигателей вызывает трудности, связанные с пневматикой.

Цели для создания робота Phoenix могут быть следующие:

  • Мощное оружие
  • Развлечение
  • Возможность участвовать в соревнованиях самодельных боевых роботов.
Используемые материалы для робота:
  • рука-оружие (в виде ласты)
  • батареи
  • стальная рамка
  • два Harbor Freight двигателя по 18 Вольт
  • контроллер скорости Sabertooth 2X25
  • титановая пластина (для брони)
  • пневматический набор
  • RC-тумблер.
Шаг 2. Рука-оружие:

Для того, чтобы построить этого робота, не нужны схемы, макеты и планы. Нужно разложить на полу необходимее компоненты и придумать собственный дизайн устройства. В данном случае речь идет о нашем оружии для робота, которое может быть в виде руки-ласты.

Рука имеет толщину 25 дюймов и выполнена из алюминия. По своему принципу она полостью регулируемая. Титановая небольшая лопатка находится впереди, чтобы доставать противника.

Рука-оружие:

Пневматическая система без подъемного устройства и выпускного клапана

4-дюймовое орудие с 2,5 дюймовым отверстием

Шаг 3. Рамка и трансмиссия:

Когда у вас уже есть оружие, можете приступить к созданию рамки (каркаса) для корпуса робота.

Учтите, что каркас должен быть очень прочным, так как на нем будет держаться вся конструкция. Поэтому лучше для рамки использовать 1/2 х1/2 дюймовую стальную коробку. После сварки основных форм нужно еще раз проверить, соответствуют ли компоненты и их повторную работу, расположив их должным образом.

Трансмиссия для Phoenix – это два 18 вольтные бурильные моторы Harbor Freight с 4-дюймовыми колесами и с одной батареей для питания. Эта трансмиссия предлагает адекватную скорость и силу для робота, к тому же она недорогая. Для регулировки скорости можно использовать контроллер Sabertooth 2X25.

Сделав рамку и трансмиссию, можно выполнить первоначальное тестирование работы устройства. Если робот начинает работать абсолютно неуправляемо, значит, колесам не хватает необходимой нагрузки. Поэтому следует приварить ещё где-то 4 фунта стали на переднюю часть рамки, чтобы получился нормальный вес для колес. Дополнительным преимуществом здесь может быть 1/8 дюймовая стальная броня на передней части робота.

Приводные двигатели на рамке, аккумулятор, ESC и RC-переключатель

Шаг 4. Броня и сборка. Дополнительные тестирования:

Сочетая вес рамки, пневматику, трансмиссию и переднее оружие, броня должна быть легкой, но мощной. Для этого идеально подойдет материал титан. Он дорогой и, возможно, ударит по бюджету, но учитывая количество требуемого титана, стоимость выйдет в пределах нормы.

Чтобы установить броню, нужно увеличить рамку.

После расширения каркас сможет удерживать броню и защищать колеса. Броня для Phoenix состоит из трех частей. Стальная плата приваренная к передней части, а две титановые 1/16 дюймовые платы портативные и предоставляют доступ к внутренним деталям для зарядки батарей, заправки бака CО2 и ремонта робота в случае поломки.

Phoenix имеет только 29 шурупа, с помощью которых легко собирать и разбирать робота, что очень важно для соревнований роботов.

После сборки нужно снова проверить робота в действии, в основном из-за пневматики. Нужно найти оптимальный размер отверстия для того, чтобы робот смог перемещать тяжелые объекты. Здесь можно попробовать различные размеры, 1/16" и 1/32". 1/16" отверстие подойдет больше, потому что оно управляет оружием на протяжение длительного периода времени.

Рамка с броней и 4 фунтовая стальная плата на передней части робота

Шаг 5. Технические характеристики робота и проверка его в боевой деятельности:

  • Вес – 28 фунтов
  • Скорость – 10 м /ч
  • Оружие – рука-лопата, генерирует 2700 фунтов силы и 12 ударов за один раз
  • Броня – 1/8 дюймов стали и 1/16 дюймов титана
Phoenix является вторым по рангу 30-фунтовым боевым роботом в США и Канаде. Его боевой рекорд – 7 побед и 3 поражений.

Шаг 6. Заключение:

Таким образом, робот Phoenix является простой боевой машиной, которая не требует программирования и слишком дорогих материалов. Он может использоваться как дома для развлечения, так и принимать участие в различных соревнованиях между самодельными роботами.