¿Hacer tú mismo un robot en casa? ¡Fácilmente! Pequeño robot casero El robot más sencillo de casa

hacer un robot muy simple Averigüemos qué se necesita para crear un robot en casa, para comprender los conceptos básicos de la robótica.

Seguramente, después de ver suficientes películas sobre robots, muchas veces has querido construir tu propio compañero de batalla, pero no sabías por dónde empezar. Por supuesto, no podrás construir un Terminator bípedo, pero eso no es lo que intentamos lograr. Cualquiera que sepa sujetar correctamente un soldador en sus manos puede montar un robot sencillo y esto no requiere conocimientos profundos, aunque no le hará daño. La robótica amateur no se diferencia mucho del diseño de circuitos, sólo que es mucho más interesante, porque también abarca áreas como la mecánica y la programación. Todos los componentes están fácilmente disponibles y no son tan caros. Por lo tanto, el progreso no se detiene y lo utilizaremos a nuestro favor.

Introducción

Entonces. ¿Qué es un robot? En la mayoría de los casos esto dispositivo automático, que reacciona a cualquier acción. ambiente. Los robots pueden ser controlados por humanos o realizar acciones preprogramadas. Normalmente, el robot está equipado con una variedad de sensores (distancia, ángulo de rotación, aceleración), cámaras de video y manipuladores. La parte electrónica del robot consta de un microcontrolador (MC), un microcircuito que contiene un procesador, un generador de reloj, varios periféricos, RAM y memoria permanente. Hay una gran cantidad de microcontroladores diferentes en el mundo para diferentes aplicaciones y, a partir de ellos, se pueden ensamblar robots potentes. Los microcontroladores AVR se utilizan ampliamente en edificios de aficionados. Son, con diferencia, los más accesibles y en Internet puedes encontrar muchos ejemplos basados ​​en estos MK. Para trabajar con microcontroladores es necesario saber programar en ensamblador o C y tener conocimientos básicos de electrónica digital y analógica. En nuestro proyecto usaremos C. Programar en MK no es muy diferente de programar en una computadora, la sintaxis del lenguaje es la misma, la mayoría de las funciones prácticamente no son diferentes y las nuevas son bastante fáciles de aprender y cómodas de usar.

Qué necesitamos

Para empezar, nuestro robot podrá simplemente evitar obstáculos, es decir, repetir el comportamiento normal de la mayoría de los animales en la naturaleza. Todo lo que necesitamos para construir un robot de este tipo lo podemos encontrar en las tiendas de radio. Decidamos cómo se moverá nuestro robot. Creo que las más exitosas son las orugas que se utilizan en los tanques; esta es la solución más conveniente, porque las orugas tienen mayor maniobrabilidad que las ruedas de un vehículo y son más cómodas de controlar (para girar basta con girar las orugas; en lados diferentes). Por lo tanto, necesitarás cualquier tanque de juguete cuyas orugas giren independientemente unas de otras, puedes comprar uno en cualquier juguetería a un precio razonable. De este tanque solo necesitas una plataforma con orugas y motores con cajas de cambios, el resto lo puedes desenroscar y tirar con seguridad. También necesitamos un microcontrolador, mi elección recayó en ATmega16: tiene suficientes puertos para conectar sensores y periféricos y, en general, es bastante conveniente. También necesitarás comprar algunos componentes de radio, un soldador y un multímetro.

Hacer un tablero con MK

En nuestro caso, el microcontrolador realizará las funciones del cerebro, pero no empezaremos por él, sino por alimentar el cerebro del robot. Nutrición apropiada- una garantía de salud, por lo que comenzaremos con cómo alimentar adecuadamente a nuestro robot, porque aquí es donde los constructores de robots novatos suelen cometer errores. Y para que nuestro robot funcione normalmente, necesitamos utilizar un estabilizador de voltaje. Prefiero el chip L7805: está diseñado para producir un voltaje de salida estable de 5 V, que es lo que necesita nuestro microcontrolador. Pero debido al hecho de que la caída de voltaje en este microcircuito es de aproximadamente 2,5 V, se le debe suministrar un mínimo de 7,5 V. Junto con este estabilizador, se utilizan condensadores electrolíticos para suavizar las ondulaciones de voltaje y se debe incluir un diodo en el circuito para proteger contra la inversión de polaridad.

Ahora podemos pasar a nuestro microcontrolador. La carcasa del MK es DIP (es más conveniente soldar) y tiene cuarenta pines. A bordo hay ADC, PWM, USART y mucho más que no usaremos por ahora. Veamos algunos nodos importantes. La resistencia R1 levanta el pin RESET (novena pata del MK) hacia el "más" de la fuente de alimentación; ¡esto debe hacerse! De lo contrario, su MK podría reiniciarse involuntariamente o, más simplemente, fallar. Otra medida deseable, pero no obligatoria, es conectar RESET a través del condensador cerámico C1 a tierra. En el diagrama también puedes ver un electrolito de 1000 uF; te salva de caídas de voltaje cuando los motores están en marcha, lo que también tendrá un efecto beneficioso en el funcionamiento del microcontrolador. El resonador de cuarzo X1 y los condensadores C2, C3 deben ubicarse lo más cerca posible de los pines XTAL1 y XTAL2.

No hablaré sobre cómo flashear MK, ya que puedes leer sobre esto en Internet. Escribiremos el programa en C; elegí CodeVisionAVR como entorno de programación. Este es un entorno bastante fácil de usar y útil para principiantes porque tiene un asistente de creación de código incorporado.

Control del motor

Un componente igualmente importante de nuestro robot es el controlador del motor, que nos facilita su control. ¡Nunca y bajo ninguna circunstancia se deben conectar motores directamente al MK! En general, las cargas potentes no se pueden controlar directamente desde el microcontrolador, de lo contrario se quemará. Utilice transistores clave. Para nuestro caso, existe un chip especial: L293D. En proyectos tan simples, intente siempre utilizar este chip en particular con el índice "D", ya que tiene diodos incorporados para protección contra sobrecargas. Este microcircuito es muy fácil de controlar y se puede conseguir fácilmente en tiendas de radio. Está disponible en dos paquetes: DIP y SOIC. Usaremos DIP en el paquete debido a la facilidad de montaje en el tablero. L293D tiene comidas separadas motores y lógica. Por tanto, alimentaremos el propio microcircuito desde el estabilizador (entrada VSS) y los motores directamente desde las baterías (entrada VS). El L293D puede soportar una carga de 600 mA por canal y tiene dos de estos canales, es decir, se pueden conectar dos motores a un chip. Pero para estar seguros, combinaremos los canales y luego necesitaremos una micra para cada motor. De ello se deduce que el L293D podrá soportar 1,2 A. Para lograr esto, es necesario combinar las patas de micra, como se muestra en el diagrama. El microcircuito funciona de la siguiente manera: cuando se aplica un "0" lógico a IN1 e IN2, y uno lógico a IN3 e IN4, el motor gira en una dirección, y si las señales se invierten, se aplica un cero lógico, entonces el motor comenzará a girar en la otra dirección. Los pines EN1 y EN2 son responsables de encender cada canal. Los conectamos y los conectamos al “plus” de la fuente de alimentación del estabilizador. Dado que el microcircuito se calienta durante el funcionamiento y la instalación de radiadores en este tipo de carcasa es problemática, las patas GND proporcionan la disipación de calor; es mejor soldarlas en una plataforma de contacto ancha. Eso es todo lo que necesitas saber sobre los controladores de motor por primera vez.

Sensores de obstáculos

Para que nuestro robot pueda navegar y no chocar con todo instalaremos dos sensor infrarojo. El sensor más simple consta de un diodo IR que emite en el espectro infrarrojo y un fototransistor que recibirá la señal del diodo IR. El principio es el siguiente: cuando no hay ningún obstáculo delante del sensor, los rayos IR no inciden en el fototransistor y este no se abre. Si hay un obstáculo frente al sensor, los rayos se reflejan en él y golpean el transistor: se abre y la corriente comienza a fluir. La desventaja de estos sensores es que pueden reaccionar de forma diferente a varias superficies y no están protegidos contra interferencias: el sensor puede activarse accidentalmente debido a señales extrañas de otros dispositivos. Modular la señal puede protegerte de interferencias, pero no nos ocuparemos de eso por ahora. Para empezar, eso es suficiente.


firmware del robot

Para darle vida al robot, es necesario escribirle firmware, es decir, un programa que tomaría lecturas de los sensores y controlaría los motores. Mi programa es el más simple, no contiene estructuras complejas y todos lo entenderán. Las siguientes dos líneas incluyen archivos de encabezado para nuestro microcontrolador y comandos para generar retrasos:

#incluir
#incluir

Las siguientes líneas son condicionales porque los valores de PORTC dependen de cómo conectó el controlador del motor a su microcontrolador:

PUERTO.0 = 1; PUERTO.1 = 0; PUERTO.2 = 1; PORTC.3 = 0; El valor 0xFF significa que la salida será registrada. "1" y 0x00 es el registro. "0". Con la siguiente construcción comprobamos si hay algún obstáculo delante del robot y de qué lado está: if (!(PINB & (1<

Si la luz de un diodo IR incide en el fototransistor, entonces se instala un registro en la pata del microcontrolador. “0” y el robot comienza a retroceder para alejarse del obstáculo, luego gira para no volver a chocar con el obstáculo y luego avanza nuevamente. Como tenemos dos sensores, verificamos la presencia de un obstáculo dos veces: a la derecha y a la izquierda, y por lo tanto podemos saber de qué lado está el obstáculo. El comando "delay_ms(1000)" indica que pasará un segundo antes de que comience a ejecutarse el siguiente comando.

Conclusión

He cubierto la mayoría de los aspectos que te ayudarán a construir tu primer robot. Pero la robótica no termina ahí. Si montas este robot, tendrás muchas oportunidades de ampliarlo. Puede mejorar el algoritmo del robot, por ejemplo, qué hacer si el obstáculo no está en algún lado, sino justo en frente del robot. Tampoco estaría de más instalar un codificador, un dispositivo sencillo que le ayudará a posicionar y conocer con precisión la ubicación de su robot en el espacio. Para mayor claridad, es posible instalar una pantalla a color o monocromática que puede mostrar información útil: nivel de carga de la batería, distancia a obstáculos e información diversa de depuración. No estaría de más mejorar los sensores instalando TSOP (estos son receptores de infrarrojos que perciben una señal solo de una determinada frecuencia) en lugar de fototransistores convencionales. Además de los sensores infrarrojos, existen sensores ultrasónicos, que son más caros y también tienen sus inconvenientes, pero que últimamente han ido ganando popularidad entre los fabricantes de robots. Para que el robot responda al sonido, sería una buena idea instalar micrófonos con amplificador. Pero lo que creo que es realmente interesante es instalar la cámara y programar la visión artificial basada en ella. Hay un conjunto de bibliotecas especiales OpenCV con las que puedes programar el reconocimiento facial, el movimiento según balizas de colores y muchas otras cosas interesantes. Todo depende sólo de tu imaginación y habilidades.

Lista de componentes:

    ATmega16 en paquete DIP-40>

    L7805 en paquete TO-220

    L293D en carcasa DIP-16 x2 uds.

    Resistencias con una potencia de 0,25 W con clasificaciones: 10 kOhm x 1 ud., 220 Ohm x 4 uds.

    Condensadores cerámicos: 0,1 µF, 1 µF, 22 pF

    Condensadores electrolíticos: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 uds.

    diodo 1N4001 o 1N4004

    Resonador de cuarzo de 16 MHz

    Diodos IR: dos de ellos servirán.

    Fototransistores, también cualquiera, pero que responden solo a la longitud de onda de los rayos infrarrojos.

Código de firmware:

/************************************************ * *** Firmware para el robot Tipo MK: ATmega16 Frecuencia de reloj: 16.000000 MHz Si su frecuencia de cuarzo es diferente, entonces esto debe especificarse en la configuración del entorno: Proyecto -> Configurar -> Pestaña "Compilador C" ****** ***********************************************/ #incluir #incluir void main(void) ( //Configura los puertos de entrada //A través de estos puertos recibimos señales de los sensores DDRB=0x00; //Enciende las resistencias pull-up PORTB=0xFF; //Configura los puertos de salida //A través de estos puertos controlamos los motores DDRC =0xFF; //Lazo principal del programa Aquí leemos los valores de los sensores //y controlamos los motores mientras (1) ( //Avanzar PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PUERTO.2 = 1; PUERTO.3 = 0 si (!(PINB y (1;<Acerca de mi robot

Por el momento mi robot está casi completo.


Está equipado con una cámara inalámbrica, un sensor de distancia (tanto la cámara como este sensor están instalados en una torre giratoria), un sensor de obstáculos, un codificador, un receptor de señal del control remoto y una interfaz RS-232 para conectarse a un computadora. Funciona en dos modos: autónomo y manual (recibe señales de control del mando a distancia), la cámara también se puede encender/apagar de forma remota o por el propio robot para ahorrar batería. Estoy escribiendo firmware para la seguridad de apartamentos (transfiriendo imágenes a una computadora, detectando movimientos, caminando por las instalaciones).

Solemos hablar de robots creados por diversos centros de investigación o empresas. Sin embargo, personas comunes y corrientes de todo el mundo están ensamblando robots con distintos grados de éxito. Por eso hoy os presentamos diez robots caseros.

Adán

Un estudiante de neurobiología alemán montó un androide llamado Adam. Su nombre significa Manipulador avanzado de doble brazo o “manipulador avanzado a dos manos”. Los brazos del robot tienen cinco grados de libertad. Funcionan con articulaciones Robolink de la empresa alemana Igus. Se utilizan cables externos para rotar las articulaciones de Adam. Además, la cabeza de Adam está equipada con dos cámaras de vídeo, un altavoz, un sintetizador de voz y un panel LCD que imita los movimientos de los labios del robot.

MPR-1

El robot MPR-1 destaca por el hecho de que no está construido con hierro o plástico, como la mayoría de sus homólogos, sino con papel. Según el creador del robot, el artista Kikousya, los materiales para el MPR-1 son papel, varios tacos y un par de gomas. Al mismo tiempo, el robot se mueve con seguridad, aunque sus elementos mecánicos también están hechos de papel. El mecanismo de manivela asegura el movimiento de las piernas del robot y sus pies están diseñados de manera que su superficie esté siempre paralela al suelo.

Robot Paparazzi Boxie

El robot Boxie fue creado por el ingeniero estadounidense Alexander Reben del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Boxie, algo similar al famoso personaje de dibujos animados Wall-E, debería ayudar a los trabajadores de los medios. El pequeño y ágil paparazzi está hecho enteramente de cartón, se mueve mediante orugas y recorre la calle mediante ultrasonidos, lo que le ayuda a superar diversos obstáculos. El robot realiza las entrevistas con una voz divertida e infantil y el encuestado puede interrumpir la conversación en cualquier momento presionando un botón especial. Boxie puede grabar unas seis horas de vídeo y enviárselo a su propietario utilizando el punto Wi-Fi más cercano.

Morfex

El ingeniero noruego Kare Halvorsen creó un robot de seis patas llamado Morphex, que puede transformarse en una pelota y volver. Además, el robot puede moverse. El movimiento del robot se produce gracias a los motores que lo empujan hacia adelante. El robot se mueve en arco en lugar de en línea recta. Debido a su diseño, Morphex no puede corregir su trayectoria de forma independiente. Halvorsen está trabajando actualmente para resolver este problema. Se espera una actualización interesante: el creador del robot quiere agregar 36 LED que permitirían a Morphex cambiar de color.

camión robot

Los estadounidenses Tim Heath y Ryan Hickman decidieron crear un pequeño robot basado en un teléfono Android. El robot que crearon, Truckbot, es bastante sencillo en cuanto a su diseño: el teléfono HTC G1 se sitúa encima del robot, siendo su “cerebro”. Por el momento, el robot puede moverse sobre una superficie plana, elegir direcciones de movimiento y acompañar todo tipo de frases con colisiones con obstáculos.

accionista robot

Un día, el estadounidense Brian Dorey, que estaba desarrollando placas de expansión, se enfrentó al siguiente problema: es muy difícil soldar un peine de dos hileras con sus propias manos. Brian necesitaba un asistente, así que decidió crear un robot que pudiera soldar. Brian tardó dos meses en desarrollar el robot. El robot terminado está equipado con dos soldadores que pueden soldar dos filas de contactos al mismo tiempo. Puedes controlar el robot a través de una PC y una tableta.

Tanque mecatrónico

Cada familia tiene su pasatiempo favorito. Por ejemplo, la familia del ingeniero estadounidense Robert Beatty diseña robots. Robert recibe ayuda de sus hijas adolescentes, y su esposa y su hija recién nacida les brindan apoyo moral. Su creación más impresionante es el tanque mecatrónico autopropulsado. Gracias a su armadura de 20 kg, este robot de seguridad supone una amenaza para cualquier delincuente. Ocho ecolocalizadores montados en la torreta del robot le permiten calcular la distancia a los objetos en su campo de visión con una precisión de una pulgada. El robot también dispara balas de metal a una velocidad de mil disparos por minuto.

perro robo

Un estadounidense llamado Max creó una minicopia del famoso. Max hizo la estructura de soporte del robot a partir de trozos de vidrio acrílico de cinco milímetros y para unir todas las piezas utilizó pernos roscados comunes. Además, en la creación del robot se utilizaron servos en miniatura, que se encargan del movimiento de sus extremidades, así como piezas del kit Arduino Mega, que coordinan el proceso motor del perro mecánico.

bola robótica

El bollo robótico fue diseñado por Jerome Demers y funciona con baterías solares. Hay un condensador dentro del robot que está conectado a las partes de energía solar. Es necesario para acumular energía cuando hace mal tiempo. Cuando hay suficiente energía solar, la bola comienza a rodar hacia adelante.

Roboruk

Inicialmente, el profesor de Georgia Tech, Gil Weinberg, diseñó un brazo robótico para un baterista cuyo brazo fue amputado. Luego, Gil creó una tecnología de sincronización automatizada que permitiría a un baterista de dos brazos usar un brazo robótico como brazo adicional. El brazo robótico reacciona al estilo de tocar del baterista, creando su propio ritmo. El brazo robótico también puede improvisar, mientras analiza el ritmo con el que toca el baterista.

Cómo hacer un robot con diferentes materiales en casa. sin el equipo adecuado? Preguntas similares comenzaron a aparecer cada vez más en varios blogs y foros dedicados a la fabricación de todo tipo de dispositivos con sus propias manos y robótica. Por supuesto, fabricar un robot moderno y multifuncional es una tarea casi imposible en casa. Pero es muy posible fabricar un robot sencillo utilizando un chip controlador y varias fotocélulas. Hoy en día no es difícil encontrar en Internet diagramas con una descripción detallada de las etapas de fabricación de minirobots que pueden responder a fuentes de luz y obstáculos.

El resultado será un robot muy ágil y móvil que se esconderá en la oscuridad, se moverá hacia la luz, huirá de la luz o se moverá en busca de la luz, dependiendo de cómo esté conectado el microcircuito a los motores y fotocélulas.

Incluso puedes asegurarte de que tu robot inteligente siga solo una línea clara o, por el contrario, una línea oscura, o puedes hacer que un minirobot siga tu mano: ¡solo agrega algunos LED brillantes a su circuito!

De hecho, incluso un principiante que recién comienza a dominar este oficio puede hacer un robot simple con sus propias manos. En este artículo veremos una versión de un robot casero que reacciona ante los obstáculos y los sortea.

Vayamos directo al grano. Para hacer un robot doméstico, necesitaremos las siguientes piezas, que podrás encontrar fácilmente a mano:

1. Segundas baterías y carcasa para ellas;

2. Dos motores (de 1,5 voltios cada uno);

3. 2 interruptores SPDT;

4. 3 sujetapapeles;

4. Bola de plástico con agujero;

5. Un pequeño trozo de alambre macizo.

Etapas para hacer un robot doméstico:

1. Cortar un trozo de alambre en 13 trozos de seis centímetros cada uno y exponer 1 cm en ambos lados.

Con un soldador, conectamos 3 cables a los interruptores SPDT y 2 cables a los motores;

2. Ahora tomamos el estuche de las baterías, de un lado del cual salen dos cables multicolores (probablemente negro y rojo). Necesitamos soldar otro cable al otro lado de la caja.

Ahora necesitas desplegar la caja de la batería y pegar ambos interruptores SPDT al lado con el cable soldado en forma de V;

3. Después de esto, se deben pegar los motores a ambos lados del cuerpo para que giren hacia adelante.

Luego tomamos un clip grande y lo doblamos. Arrastramos el clip enderezado a través del orificio pasante de la bola de plástico y enderezamos los extremos del clip paralelos entre sí. Pegamos los extremos del clip a nuestra estructura;

4. ¿Cómo hacer un robot doméstico que realmente pueda evitar obstáculos? Es importante soldar todos los cables instalados como se muestra en la foto;

5. Hacemos antenas con clips enderezados y las pegamos a interruptores SPDT;

6. Ya solo queda introducir las pilas en el cuerpo y el robot doméstico comenzará a moverse evitando los obstáculos a su paso.

Ahora ya sabes cómo hacer un robot doméstico que pueda reaccionar ante los obstáculos.

¿Cómo puedes crear tú mismo un robot con ciertos principios de comportamiento? Toda una clase de robots similares se crea utilizando la tecnología BEAM, cuyos principios de comportamiento típicos se basan en la llamada "fotorrecepción". Al reaccionar a los cambios en la intensidad de la luz, un minirobot de este tipo se mueve más lento o, por el contrario, más rápido (fotocinesis).

Para hacer un robot cuyo movimiento se dirija desde la luz o hacia la luz y esté determinado por la reacción de fototaxis, necesitaremos dos fotosensores. La reacción de fototaxis se manifestará de la siguiente manera: si la luz incide en uno de los fotosensores del robot BEAM, el motor eléctrico correspondiente se enciende y el robot gira hacia la fuente de luz.

Y luego la luz incide en el segundo sensor y luego se enciende el segundo motor eléctrico. Ahora el minirobot comienza a moverse hacia la fuente de luz. Si la luz vuelve a incidir solo en un fotosensor, entonces el robot nuevamente comienza a girar hacia la luz y continúa moviéndose hacia la fuente cuando la luz ilumina ambos sensores. Cuando la luz no llega a ningún sensor, el minirobot se detiene.

¿Cómo hacer un robot que siga tu mano? Para ello, nuestro minirobot debe estar equipado no solo con sensores, sino también con LED. Los LED emitirán luz y el robot reaccionará a la luz reflejada. Si colocamos la palma de la mano delante de uno de los sensores, el minirobot girará en su dirección.

Si aleja ligeramente la palma del sensor correspondiente, el robot seguirá "obedientemente" su palma. Para asegurarse de que los fototransistores capturen claramente la luz reflejada, elija LED de color naranja o rojo brillante (más de 1000 mCd) para diseñar el robot.

No es ningún secreto que la inversión en el campo de la robótica aumenta cada año, se crean muchas nuevas generaciones de robots, con el desarrollo de las tecnologías de producción aparecen nuevas oportunidades para la creación y el uso de robots y los talentosos artesanos autodidactas continúan sorprendiendo a los mundo con sus nuevos inventos en el campo de la robótica.

Los fotosensores incorporados reaccionan a la luz y se dirigen a la fuente, los sensores reconocen un obstáculo en el camino y el robot cambia la dirección del movimiento. Para hacer un robot tan simple con sus propias manos, no es necesario tener un "cerebro único" ni una educación técnica superior. Basta con comprar (y algunas piezas se pueden encontrar a mano) todas las piezas necesarias para crear un robot y conectar paso a paso todos los chips, sensores, sensores, cables y motores.

Consideremos una opción de robot hecha a partir de un motor de vibración de un teléfono móvil, una batería de tipo botón, cinta adhesiva de doble cara y... un cepillo de dientes. Para comenzar a fabricar este sencillo robot con los materiales disponibles, tome su teléfono móvil viejo e innecesario y quítele el motor de vibración. Después de eso, toma un cepillo de dientes viejo y corta la cabeza con una sierra de calar.

Pegue un trozo de cinta adhesiva de doble cara en la parte superior del cabezal del cepillo de dientes y coloque un motor vibratorio encima. Todo lo que queda es proporcionar energía al minirobot instalando una batería descargada al lado del motor de vibración. ¡Todo! Nuestro robot está listo: debido a la vibración, el robot avanzará sobre las cerdas.

♦ CLASE MAESTRA DE “DIY AVANZADO”: Haga clic en la foto

♦ CLASES EN VIDEO PARA PRINCIPIANTES:

Los amantes de la electrónica y las personas interesadas en la robótica no pierden la oportunidad de diseñar de forma independiente un robot simple o complejo, disfrutar del proceso de montaje en sí y del resultado.

No siempre hay tiempo o ganas de limpiar la casa, pero la tecnología moderna permite crear robots de limpieza. Estos incluyen una aspiradora robótica que viaja por las habitaciones durante horas y acumula polvo.

¿Por dónde empezar si quieres crear un robot con tus propias manos? Por supuesto, los primeros robots deberían ser fáciles de crear. El robot del que hablaremos en el artículo de hoy no llevará mucho tiempo y no requiere habilidades especiales.

Continuando con el tema de la creación de robots con tus propias manos, te propongo intentar hacer un robot bailarín con materiales improvisados. Para crear un robot con sus propias manos, necesitará materiales simples que probablemente se puedan encontrar en casi todos los hogares.

La variedad de robots no se limita a los patrones específicos mediante los cuales se crean. A la gente constantemente se le ocurren ideas originales e interesantes sobre cómo hacer un robot. Algunos crean esculturas estáticas de robots, otros crean esculturas dinámicas de robots, que es lo que discutiremos en el artículo de hoy.

Cualquiera puede hacer un robot con sus propias manos, incluso un niño. El robot, que se describirá a continuación, es fácil de crear y no requiere mucho tiempo. Intentaré describir las etapas de la creación de un robot con mis propias manos.

A veces, las ideas para crear un robot surgen de forma completamente inesperada. Si piensas en cómo hacer que un robot se mueva utilizando medios improvisados, te viene a la mente la idea de las baterías. Pero ¿y si todo fuera mucho más sencillo y accesible? Intentemos hacer un robot con nuestras propias manos usando un teléfono móvil como parte principal. Para crear un robot vibratorio con sus propias manos, necesitará los siguientes materiales.

Muchos de los que nos hemos topado con la tecnología informática hemos soñado con montar nuestro propio robot. Para que este dispositivo realice algunas tareas en la casa, por ejemplo, llevar cerveza. Todos se ponen inmediatamente a crear el robot más complejo, pero a menudo analizan rápidamente los resultados. Nunca hicimos realidad nuestro primer robot, que se suponía que produciría muchos chips. Por lo tanto, debes comenzar de manera simple, complicando gradualmente a tu bestia. Ahora le diremos cómo puede crear un robot simple con sus propias manos que se moverá de forma independiente por su apartamento.

Concepto

Nos propusimos una tarea sencilla: hacer un robot sencillo. De cara al futuro, diré que, por supuesto, no nos las arreglamos en quince minutos, sino en un período mucho más largo. Pero aún así, esto se puede hacer en una noche.

Por lo general, estas manualidades tardan años en completarse. La gente pasa varios meses recorriendo las tiendas en busca del equipo que necesita. ¡Pero inmediatamente nos dimos cuenta de que ese no era nuestro camino! Por lo tanto, utilizaremos en el diseño piezas que se puedan encontrar fácilmente a mano o arrancar de equipos viejos. Como último recurso, compre por unos centavos en cualquier tienda o mercado de radio.

Otra idea era hacer que nuestra nave fuera lo más barata posible. ¡Un robot similar cuesta de 800 a 1500 rublos en tiendas de radioelectrónica! Además, se vende en forma de piezas, pero aún hay que montarlo, y no es un hecho que después también funcione. Los fabricantes de estos kits a menudo se olvidan de incluir algunas piezas y listo: ¡el robot se pierde junto con el dinero! ¿Por qué necesitamos tanta felicidad? Nuestro robot no debería costar más de 100-150 rublos en piezas, incluidos motores y baterías. Al mismo tiempo, si elige los motores de un automóvil para niños viejo, ¡su precio generalmente será de 20 a 30 rublos! Sientes los ahorros y al mismo tiempo obtienes un excelente amigo.

La siguiente parte era lo que haría nuestro apuesto hombre. Decidimos hacer un robot que buscará fuentes de luz. Si la fuente de luz gira, nuestro automóvil girará tras ella. Este concepto se llama "un robot que intenta vivir". Será posible sustituir sus baterías por células solares y luego buscará luz para conducir.

Piezas y herramientas necesarias

¿Qué necesitamos para hacer a nuestro hijo? Dado que el concepto está hecho con medios improvisados, necesitaremos una placa de circuito impreso o incluso cartón grueso común y corriente. Puedes utilizar un punzón para hacer agujeros en el cartón para fijar todas las piezas. Usaremos el ensamblaje, porque estaba a la mano y no encontrarás cartón en mi casa durante el día. Este será el chasis sobre el que montaremos el resto del arnés del robot, acoplaremos motores y sensores. Como fuerza motriz utilizaremos motores de tres o cinco voltios que se pueden sacar de una máquina vieja. Las ruedas las haremos con tapones de botellas de plástico, por ejemplo de Coca-Cola.

Como sensores se utilizan fototransistores o fotodiodos de tres voltios. Incluso se pueden sacar de un viejo ratón optomecánico. Contiene sensores de infrarrojos (en nuestro caso eran negros). Allí están emparejados, es decir, dos fotocélulas en una botella. Con un probador, nada le impide saber qué pierna está destinada a qué. Nuestro elemento de control serán los transistores domésticos 816G. Usamos tres baterías AA soldadas entre sí como fuentes de energía. O puedes coger el compartimento de la batería de una máquina vieja, como hicimos nosotros. Se requerirá cableado para la instalación. Los cables de par trenzado son ideales para estos fines; cualquier hacker que se precie debería tener muchos de ellos en su casa. Para fijar todas las piezas es conveniente utilizar adhesivo termofusible con pistola termofusible. Este maravilloso invento se derrite rápidamente y fragua con la misma rapidez, lo que le permite trabajar rápidamente con él e instalar elementos simples. Es ideal para este tipo de manualidades y lo he usado más de una vez en mis artículos. También necesitamos un alambre rígido; un clip común y corriente servirá.

Montamos el circuito.

Entonces, sacamos todas las piezas y las apilamos sobre nuestra mesa. El soldador ya está ardiendo con colofonia y te estás frotando las manos, ansioso por montarlo, bueno, entonces comencemos. Cogemos una pieza del conjunto y la cortamos al tamaño del futuro robot. Para cortar PCB utilizamos tijeras para metal. Hicimos un cuadrado con un lado de unos 4-5 cm. Lo principal es que en él encajamos nuestro pequeño circuito, baterías, dos motores y sujetadores para la rueda delantera. Para que la tabla no se vuelva peluda y quede uniforme, puede procesarla con una lima y también quitar los bordes afilados. Nuestro siguiente paso será sellar los sensores. Los fototransistores y fotodiodos tienen un más y un menos, es decir, un ánodo y un cátodo. Es necesario observar la polaridad de su inclusión, que es fácil de determinar con el probador más simple. Si te equivocas, nada se quemará, pero el robot no se moverá. Los sensores están soldados en las esquinas de la placa de circuito por un lado, de modo que miren hacia los lados. No deben soldarse completamente en la placa, sino dejar aproximadamente un centímetro y medio de cables para que se puedan doblar fácilmente en cualquier dirección; lo necesitaremos más adelante cuando configuremos nuestro robot. Estos serán nuestros ojos, deberían estar en un lateral de nuestro chasis, que en un futuro será la parte frontal del robot. Se puede notar inmediatamente que estamos ensamblando dos circuitos de control: uno para controlar los motores derecho y el segundo izquierdo.

Un poco más lejos del borde frontal del chasis, al lado de nuestros sensores, necesitamos soldar los transistores. Para facilitar la soldadura y el ensamblaje del circuito adicional, soldamos ambos transistores con sus marcas "mirando" hacia la rueda derecha. Inmediatamente debes notar la ubicación de las patas del transistor. Si toma el transistor en sus manos y gira el sustrato metálico hacia usted y la marca hacia el bosque (como en un cuento de hadas), y las patas se dirigen hacia abajo, entonces de izquierda a derecha las patas serán, respectivamente: base , colector y emisor. Si miras el diagrama que muestra nuestro transistor, la base será un palo perpendicular al segmento grueso del círculo, el emisor será un palo con una flecha, el colector será el mismo palo, solo que sin la flecha. Aquí todo parece claro. Preparemos las baterías y procedamos al montaje propiamente dicho del circuito eléctrico. Inicialmente, simplemente tomamos tres baterías AA y las soldamos en serie. Puedes insertarlos inmediatamente en un soporte especial para baterías, que, como ya dijimos, se saca de un viejo coche para niños. Ahora soldamos los cables a las baterías y determinamos dos puntos clave en nuestra placa donde convergerán todos los cables. Esto será un plus y un menos. Lo hicimos simplemente: enhebramos un par trenzado en los bordes de la placa, soldamos los extremos a los transistores y fotosensores, hicimos un bucle retorcido y soldamos las baterías allí. Quizás no sea la mejor opción, pero sí la más cómoda. Bueno, ahora preparamos los cables y comenzamos a ensamblar la electricidad. Iremos desde el polo positivo de la batería hasta el contacto negativo, a lo largo de todo el circuito eléctrico. Tomamos un trozo de par trenzado y comenzamos a caminar: soldamos el contacto positivo de ambos fotosensores al plus de las baterías y soldamos los emisores de los transistores en el mismo lugar. Soldamos la segunda pata de la fotocélula con un pequeño trozo de cable a la base del transistor. Soldamos las últimas patas restantes del transyuk a los motores respectivamente. El segundo contacto de los motores se puede soldar a la batería mediante un interruptor.

Pero como verdaderos Jedi, decidimos encender nuestro robot soldando y desoldando el cable, ya que no había ningún interruptor del tamaño adecuado en mis contenedores.

Depuración eléctrica

Eso es todo, hemos ensamblado la parte eléctrica, ahora comencemos a probar el circuito. Encendemos nuestro circuito y lo acercamos a la lámpara de mesa encendida. Por turnos, girando primero una u otra fotocélula. Y veamos qué pasa. Si nuestros motores comienzan a girar por turnos a diferentes velocidades, dependiendo de la iluminación, entonces todo está en orden. De lo contrario, busque jambas en el ensamblaje. La electrónica es la ciencia de los contactos, lo que significa que si algo no funciona, entonces no hay contacto en alguna parte. Un punto importante: el fotosensor derecho es responsable de la rueda izquierda y el izquierdo, respectivamente, de la derecha. Ahora, averigüemos en qué dirección giran los motores derecho e izquierdo. Ambos deberían girar hacia adelante. Si esto no sucede, entonces es necesario cambiar la polaridad de encendido del motor, que gira en la dirección incorrecta, simplemente volviendo a soldar los cables en los terminales del motor al revés. Una vez más evaluamos la ubicación de los motores en el chasis y verificamos la dirección del movimiento en la dirección donde están instalados nuestros sensores. Si todo está en orden, seguiremos adelante. En cualquier caso, esto se puede solucionar, incluso después de que todo esté finalmente montado.

Montaje del dispositivo

Nos hemos ocupado de la tediosa parte eléctrica, pasemos ahora a la mecánica. Las ruedas las haremos con tapones de botellas de plástico. Para hacer la rueda delantera, toma dos cubiertas y pégalas.

La pegamos por todo el perímetro con la parte hueca mirando hacia dentro para mayor estabilidad de la rueda. A continuación, taladre un agujero en la primera y segunda tapa exactamente en el centro de la tapa. Para taladrar y todo tipo de manualidades domésticas, es muy conveniente utilizar una Dremel, una especie de taladro pequeño con muchos accesorios, fresado, corte y muchos otros. Es muy conveniente utilizarlo para perforar agujeros de menos de un milímetro, donde un taladro convencional no puede hacer frente.

Después de perforar las cubiertas, insertamos un clip predoblado en el agujero.

Doblamos el clip hasta darle la forma de la letra “P”, donde la rueda cuelga de la barra superior de nuestra letra.

Ahora fijamos este clip entre los fotosensores, delante de nuestro coche. El clip es conveniente porque puede ajustar fácilmente la altura de la rueda delantera y nos ocuparemos de este ajuste más adelante.

Pasemos a las ruedas motrices. También los haremos con tapas. De manera similar, perforamos cada rueda estrictamente en el centro. Lo mejor es que el taladro tenga el tamaño del eje del motor, e idealmente una fracción de milímetro más pequeño, para poder introducir el eje allí, pero con dificultad. Colocamos ambas ruedas en el eje del motor, y para que no salten las fijamos con pegamento termofusible.

Es importante hacer esto no solo para que las ruedas no salgan despedidas al moverse, sino que tampoco giren en el punto de fijación.

La parte más importante es el montaje de los motores eléctricos. Los colocamos al final de nuestro chasis, en el lado opuesto de la placa de circuito de todos los demás componentes electrónicos. Debemos recordar que el motor controlado se sitúa frente a su fotosistema de control. Esto se hace para que el robot pueda girar hacia la luz. A la derecha está el fotosensor, a la izquierda está el motor y viceversa. Para empezar, interceptaremos los motores con piezas de par trenzado, pasadas por los orificios de la instalación y retorcidas desde arriba.

Suministramos energía y vemos dónde giran nuestros motores. Los motores no girarán en una habitación oscura; es aconsejable apuntarlos hacia la lámpara. Comprobamos que todos los motores estén funcionando. Giramos el robot y observamos cómo los motores cambian su velocidad de rotación en función de la iluminación. Girémoslo con el fotosensor derecho, y el motor izquierdo debería girar rápidamente, y el otro, por el contrario, disminuirá la velocidad. Por último, comprobamos el sentido de giro de las ruedas para que el robot avance. Si todo funciona como lo describimos, entonces puedes asegurar con cuidado los controles deslizantes con pegamento caliente.

Intentamos asegurarnos de que sus ruedas estén en el mismo eje. Eso es todo: fijamos las baterías en la plataforma superior del chasis y pasamos a configurar y jugar con el robot.

Errores y configuración

El primer obstáculo en nuestro oficio fue inesperado. Cuando montamos todo el circuito y la parte técnica, todos los motores respondieron perfectamente a la luz y todo parecía ir genial. Pero cuando pusimos nuestro robot en el suelo, no funcionó para nosotros. Resultó que la potencia de los motores simplemente no era suficiente. Tuve que desarmar urgentemente el coche de los niños para sacar de allí motores más potentes. Por cierto, si tomamos motores de juguetes, definitivamente no podemos equivocarnos con su potencia, ya que están diseñados para transportar muchos automóviles con baterías. Una vez que tuvimos los motores resueltos, pasamos al ajuste cosmético y a la conducción. En primer lugar debemos recoger las barbas de cables que se van arrastrando por el suelo y fijarlos al chasis con pegamento caliente.

Si el robot se arrastra en algún lugar sobre su vientre, puede levantar el chasis delantero doblando el cable de sujeción. Lo más importante son los fotosensores. Es mejor doblarlos mirando hacia un lado a treinta grados del plato principal. Luego recogerá las fuentes de luz y se dirigirá hacia ellas. El ángulo de flexión requerido deberá seleccionarse experimentalmente. Eso es todo, ármate con una lámpara de mesa, coloca el robot en el suelo, enciéndelo y empieza a comprobar y disfrutar de cómo tu hijo sigue claramente la fuente de luz y con qué habilidad la encuentra.

Mejoras

No hay límite para la perfección y puedes añadir un sinfín de funciones a nuestro robot. Incluso se pensó en instalar un controlador, pero entonces el costo y la complejidad de la fabricación aumentarían significativamente, y este no es nuestro método.

La primera mejora es crear un robot que pueda viajar a lo largo de una trayectoria determinada. Aquí todo es simple, tomas una franja negra y la imprimes en una impresora, o de manera similar la dibujas con un marcador permanente negro en una hoja de papel Whatman. Lo principal es que la tira es un poco más estrecha que el ancho de los fotosensores sellados. Bajamos las propias fotocélulas para que miren al suelo. Junto a cada uno de nuestros ojos instalamos en serie un LED superbrillante con una resistencia de 470 Ohmios. Soldamos el propio LED con resistencia directamente a la batería. La idea es sencilla: la luz se refleja perfectamente en una hoja de papel blanca, incide en nuestro sensor y el robot avanza recto. Tan pronto como el haz incide en la franja oscura, casi no llega luz a la fotocélula (el papel negro absorbe perfectamente la luz) y, por lo tanto, un motor comienza a girar más lentamente. Otro motor hace girar rápidamente el robot, nivelando su rumbo. Como resultado, el robot rueda a lo largo de la franja negra, como sobre rieles. Puedes dibujar esa raya en un piso blanco y enviar el robot a la cocina para sacar cerveza de tu computadora.

La segunda idea es complicar el circuito agregando dos transistores más y dos fotosensores y hacer que el robot busque luz no solo desde el frente, sino también desde todos los lados, y tan pronto como la encuentra, corre hacia ella. Todo dependerá simplemente de por qué lado llega la fuente de luz: si está delante, irá hacia delante, y si está detrás, retrocederá. Incluso en este caso, para simplificar el montaje, puede utilizar el chip LM293D, pero cuesta unos cien rublos. Pero con su ayuda se puede configurar fácilmente la activación diferencial del sentido de rotación de las ruedas o, más simplemente, el sentido de movimiento del robot: hacia adelante y hacia atrás.

Lo último que puedes hacer es quitar por completo las baterías que se agotan constantemente e instalar una batería solar, que ahora puedes comprar en una tienda de accesorios para móviles (o en dialextreme). Para que el robot no pierda completamente su funcionalidad en este modo, si accidentalmente cae en la sombra, puede conectar una batería solar en paralelo: un condensador electrolítico de muy gran capacidad (miles de microfaradios). Dado que nuestro voltaje allí no supera los cinco voltios, podemos tomar un condensador diseñado para 6,3 voltios. Con tal capacidad y voltaje será bastante miniatura. Los convertidores pueden comprarse o extraerse de fuentes de alimentación antiguas.
Creemos que usted mismo puede idear el resto de posibles variaciones. Si hay algo interesante, no dejes de escribir.

conclusiones

Así nos hemos unido a la mayor ciencia, el motor del progreso: la cibernética. En los años setenta del siglo pasado, era muy popular diseñar este tipo de robots. Cabe señalar que nuestra creación utiliza los rudimentos de la tecnología informática analógica, que desapareció con la llegada de las tecnologías digitales. Pero como mostré en este artículo, no todo está perdido. Espero que no nos detengamos en la construcción de un robot tan simple, sino que propongamos cada vez más diseños y que nos sorprendan con sus interesantes manualidades. ¡Buena suerte con la construcción!

27 de agosto de 2017 Gennadi