Fabriquer soi-même un robot à la maison ? Facilement! Petit robot fait maison Le robot le plus simple à la maison
Fabriquer un robot très simple Voyons ce qu'il faut pour créer un robotà la maison, afin de comprendre les bases de la robotique.
Après avoir regardé suffisamment de films sur les robots, vous avez sûrement souvent voulu construire votre propre camarade de combat, mais vous ne saviez pas par où commencer. Bien sûr, vous ne pourrez pas construire un Terminator bipède, mais ce n'est pas ce que nous essayons de réaliser. Quiconque sait tenir correctement un fer à souder dans ses mains peut assembler un robot simple et cela ne nécessite pas de connaissances approfondies, même si cela ne fera pas de mal. La robotique amateur n'est pas très différente de la conception de circuits, mais elle est seulement beaucoup plus intéressante, car elle implique également des domaines tels que la mécanique et la programmation. Tous les composants sont facilement disponibles et ne sont pas si chers. Les progrès ne s’arrêtent donc pas et nous les utiliserons à notre avantage.
Introduction
Donc. Qu'est-ce qu'un robot ? Dans la plupart des cas, ceci appareil automatique, qui réagit à toute action environnement. Les robots peuvent être contrôlés par des humains ou effectuer des actions préprogrammées. Généralement, le robot est équipé de divers capteurs (distance, angle de rotation, accélération), de caméras vidéo et de manipulateurs. La partie électronique du robot est constituée d'un microcontrôleur (MC) - un microcircuit qui contient un processeur, un générateur d'horloge, divers périphériques, de la RAM et une mémoire permanente. Il existe un grand nombre de microcontrôleurs différents dans le monde pour différentes applications, et sur leur base, vous pouvez assembler des robots puissants. Les microcontrôleurs AVR sont largement utilisés pour les bâtiments amateurs. Ce sont de loin les plus accessibles et sur Internet vous pouvez trouver de nombreux exemples basés sur ces MK. Pour travailler avec des microcontrôleurs, il faut être capable de programmer en assembleur ou en C et avoir des connaissances de base en électronique numérique et analogique. Dans notre projet, nous utiliserons C. La programmation pour MK n'est pas très différente de la programmation sur un ordinateur, la syntaxe du langage est la même, la plupart des fonctions ne sont pratiquement pas différentes et les nouvelles sont assez faciles à apprendre et pratiques à utiliser.
De quoi avons nous besoin
Pour commencer, notre robot pourra simplement éviter les obstacles, c'est-à-dire répéter le comportement normal de la plupart des animaux dans la nature. Tout ce dont nous avons besoin pour construire un tel robot se trouve dans les magasins de radio. Décidons comment notre robot se déplacera. Je pense que les chenilles qui ont le plus de succès sont celles utilisées dans les chars ; c'est la solution la plus pratique, car les chenilles ont une plus grande maniabilité que les roues d'un véhicule et sont plus pratiques à contrôler (pour tourner, il suffit de faire pivoter les chenilles). dans différents côtés). Par conséquent, vous aurez besoin de n'importe quel char jouet dont les chenilles tournent indépendamment les unes des autres, vous pouvez en acheter un dans n'importe quel magasin de jouets à un prix raisonnable. De ce réservoir, vous n'avez besoin que d'une plate-forme avec des chenilles et des moteurs avec boîtes de vitesses, le reste peut être dévissé et jeté en toute sécurité. Nous avons également besoin d'un microcontrôleur, mon choix s'est porté sur l'ATmega16 - il dispose de suffisamment de ports pour connecter des capteurs et des périphériques et en général, il est assez pratique. Vous devrez également acheter des composants radio, un fer à souder et un multimètre.
Fabriquer une planche avec MK
Dans notre cas, le microcontrôleur remplira les fonctions du cerveau, mais nous ne commencerons pas par lui, mais par alimenter le cerveau du robot. Nutrition adéquat- un gage de santé, nous allons donc commencer par comment bien nourrir notre robot, car c'est là que les constructeurs de robots débutants commettent généralement des erreurs. Et pour que notre robot fonctionne normalement, nous devons utiliser un stabilisateur de tension. Je préfère la puce L7805 - elle est conçue pour produire une tension de sortie stable de 5 V, ce dont notre microcontrôleur a besoin. Mais du fait que la chute de tension sur ce microcircuit est d'environ 2,5 V, un minimum de 7,5 V doit lui être fourni. Avec ce stabilisateur, des condensateurs électrolytiques sont utilisés pour lisser les ondulations de tension et une diode est nécessairement incluse dans le circuit pour se protéger contre l'inversion de polarité.
Nous pouvons maintenant passer à notre microcontrôleur. Le boîtier du MK est DIP (c’est plus pratique à souder) et comporte quarante broches. A bord il y a un ADC, PWM, USART et bien plus encore que nous n'utiliserons pas pour l'instant. Examinons quelques nœuds importants. La broche RESET (9ème branche du MK) est tirée vers le haut par la résistance R1 jusqu'au « plus » de la source d'alimentation - cela doit être fait ! Sinon, votre MK pourrait se réinitialiser involontairement ou, plus simplement, avoir un problème. Une autre mesure souhaitable, mais non obligatoire, consiste à connecter RESET à la masse via le condensateur céramique C1. Sur le schéma, vous pouvez également voir un électrolyte de 1000 uF ; il vous évite les chutes de tension lorsque les moteurs tournent, ce qui aura également un effet bénéfique sur le fonctionnement du microcontrôleur. Le résonateur à quartz X1 et les condensateurs C2, C3 doivent être situés le plus près possible des broches XTAL1 et XTAL2.
Je ne parlerai pas de la façon de flasher MK, puisque vous pouvez en savoir plus sur Internet. Nous allons écrire le programme en C ; j'ai choisi CodeVisionAVR comme environnement de programmation. Il s'agit d'un environnement assez convivial et utile pour les débutants car il dispose d'un assistant de création de code intégré.
Contrôle moteur
Un composant tout aussi important de notre robot est le moteur, qui nous permet de le contrôler plus facilement. En aucun cas et en aucun cas les moteurs ne doivent être connectés directement au MK ! En général, les charges puissantes ne peuvent pas être contrôlées directement depuis le microcontrôleur, sinon celui-ci grillerait. Utilisez des transistors clés. Pour notre cas, il existe une puce spéciale - L293D. Dans des projets aussi simples, essayez toujours d'utiliser cette puce particulière avec l'indice « D », car elle possède des diodes intégrées pour la protection contre les surcharges. Ce microcircuit est très simple à contrôler et facile à se procurer dans les magasins de radio. Il est disponible en deux packages : DIP et SOIC. Nous utiliserons DIP dans l'emballage en raison de la facilité de montage sur la carte. L293D a repas séparés moteurs et logique. Par conséquent, nous alimenterons le microcircuit lui-même à partir du stabilisateur (entrée VSS) et les moteurs directement à partir des batteries (entrée VS). Le L293D peut supporter une charge de 600 mA par canal et dispose de deux de ces canaux, c'est-à-dire que deux moteurs peuvent être connectés à une seule puce. Mais par mesure de sécurité, nous combinerons les canaux, et nous aurons alors besoin d'un micro pour chaque moteur. Il s'ensuit que le L293D sera capable de supporter 1,2 A. Pour y parvenir, vous devez combiner les pattes micra, comme indiqué sur le schéma. Le microcircuit fonctionne comme suit : lorsqu'un « 0 » logique est appliqué à IN1 et IN2, et un « 0 » logique est appliqué à IN3 et IN4, le moteur tourne dans un sens, et si les signaux sont inversés, un zéro logique est appliqué, alors le moteur commencera à tourner dans l’autre sens. Les broches EN1 et EN2 sont responsables de l'activation de chaque canal. Nous les connectons et les connectons au «plus» de l'alimentation du stabilisateur. Étant donné que le microcircuit chauffe pendant le fonctionnement et que l'installation de radiateurs sur ce type de boîtier est problématique, la dissipation thermique est assurée par les pattes GND - il est préférable de les souder sur une large plage de contact. C'est tout ce que vous devez savoir sur les pilotes de moteur pour la première fois.
Capteurs d'obstacles
Pour que notre robot puisse naviguer et ne pas percuter tout, nous allons installer deux Capteur infrarouge. Le capteur le plus simple est constitué d'une diode IR qui émet dans le spectre infrarouge et d'un phototransistor qui recevra le signal de la diode IR. Le principe est le suivant : lorsqu'il n'y a aucun obstacle devant le capteur, les rayons IR n'atteignent pas le phototransistor et celui-ci ne s'ouvre pas. S'il y a un obstacle devant le capteur, les rayons en sont réfléchis et frappent le transistor - il s'ouvre et le courant commence à circuler. L'inconvénient de ces capteurs est qu'ils peuvent réagir différemment aux diverses surfaces et ne sont pas protégés contre les interférences - le capteur peut se déclencher accidentellement à partir de signaux parasites provenant d'autres appareils. La modulation du signal peut vous protéger des interférences, mais nous ne nous en soucierons pas pour l’instant. Pour commencer, cela suffit.
Micrologiciel du robot
Pour donner vie au robot, vous devez écrire un firmware pour celui-ci, c'est-à-dire un programme qui prendrait les lectures des capteurs et contrôlerait les moteurs. Mon programme est le plus simple, il ne contient pas structures complexes et tout le monde comprendra. Les deux lignes suivantes incluent les fichiers d'en-tête de notre microcontrôleur et les commandes permettant de générer des délais :
#inclure
#inclure
Les lignes suivantes sont conditionnelles car les valeurs PORTC dépendent de la façon dont vous avez connecté le pilote de moteur à votre microcontrôleur :
PORTC.0 = 1 ; PORTC.1 = 0 ; PORTC.2 = 1 ; PORTC.3 = 0 ; La valeur 0xFF signifie que la sortie sera un journal. "1" et 0x00 est un journal. "0". Avec la construction suivante, nous vérifions s'il y a un obstacle devant le robot et de quel côté il se trouve : si (!(PINB & (1< Si la lumière d'une diode IR frappe le phototransistor, un journal est installé sur la jambe du microcontrôleur. « 0 » et le robot commence à reculer pour s'éloigner de l'obstacle, puis se retourne pour ne plus heurter l'obstacle puis avance à nouveau. Comme nous disposons de deux capteurs, nous vérifions deux fois la présence d'un obstacle - à droite et à gauche, et nous pouvons ainsi savoir de quel côté se trouve l'obstacle. La commande "delay_ms(1000)" indique qu'une seconde s'écoulera avant que la commande suivante ne commence à s'exécuter. J'ai couvert la plupart des aspects qui vous aideront à construire votre premier robot. Mais la robotique ne s'arrête pas là. Si vous assemblez ce robot, vous aurez de nombreuses possibilités de l'étendre. Vous pouvez améliorer l'algorithme du robot, par exemple que faire si l'obstacle n'est pas d'un côté, mais juste devant le robot. Cela ne ferait pas de mal non plus d'installer un encodeur - un appareil simple qui vous aidera à positionner et à connaître avec précision l'emplacement de votre robot dans l'espace. Pour plus de clarté, il est possible d'installer un écran couleur ou monochrome pouvant afficher des informations utiles - niveau de charge de la batterie, distance aux obstacles, diverses informations de débogage. Cela ne ferait pas de mal d'améliorer les capteurs - en installant des TSOP (ce sont des récepteurs IR qui perçoivent un signal uniquement d'une certaine fréquence) au lieu de phototransistors conventionnels. Outre les capteurs infrarouges, il existe des capteurs à ultrasons, plus chers et présentant également des inconvénients, mais qui gagnent récemment en popularité parmi les constructeurs de robots. Pour que le robot réagisse au son, ce serait une bonne idée d'installer des microphones avec un amplificateur. Mais ce que je trouve vraiment intéressant, c'est d'installer la caméra et de programmer la vision industrielle en fonction de celle-ci. Il existe un ensemble de bibliothèques OpenCV spéciales avec lesquelles vous pouvez programmer la reconnaissance faciale, les mouvements selon des balises colorées et bien d'autres choses intéressantes. Tout dépend uniquement de votre imagination et de vos compétences. Liste des composants : ATmega16 en boîtier DIP-40> L7805 en boîtier TO-220 L293D dans un boîtier DIP-16 x2 pcs. résistances d'une puissance de 0,25 W avec des valeurs nominales : 10 kOhm x 1 pc., 220 Ohm x 4 pcs. condensateurs céramiques : 0,1 µF, 1 µF, 22 pF condensateurs électrolytiques : 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 pcs. diode 1N4001 ou 1N4004 Résonateur à quartz 16 MHz Diodes IR : deux d’entre elles feront l’affaire. phototransistors, également n'importe lesquels, mais répondant uniquement à la longueur d'onde des rayons infrarouges Code du micrologiciel : Pour le moment, mon robot est presque terminé. Il est équipé d'une caméra sans fil, d'un capteur de distance (la caméra et ce capteur sont installés sur une tour rotative), d'un capteur d'obstacles, d'un encodeur, d'un récepteur de signal de la télécommande et d'une interface RS-232 pour la connexion à un ordinateur. Il fonctionne selon deux modes : autonome et manuel (reçoit les signaux de commande de la télécommande), la caméra peut également être allumée/éteinte à distance ou par le robot lui-même pour économiser la batterie. J'écris un firmware pour la sécurité des appartements (transfert d'images vers un ordinateur, détection de mouvements, promenade dans les locaux). On parle généralement de robots créés par divers centres de recherche ou entreprises. Cependant, des robots sont assemblés par des gens ordinaires partout dans le monde, avec plus ou moins de succès. Alors aujourd’hui nous vous présentons dix robots faits maison.
Un étudiant allemand en neurobiologie a assemblé un androïde nommé Adam. Son nom signifie Advanced Dual Arm Manipulator ou « manipulateur avancé à deux mains ». Les bras du robot disposent de cinq degrés de liberté. Ils sont alimentés par des joints Robolink de la société allemande Igus. Des câbles externes sont utilisés pour faire pivoter les articulations d'Adam. De plus, la tête d'Adam est équipée de deux caméras vidéo, d'un haut-parleur, d'un synthétiseur vocal et d'un panneau LCD qui imite les mouvements des lèvres du robot.
Le robot MPR-1 se distingue par le fait qu'il n'est pas construit en fer ou en plastique, comme la plupart de ses homologues, mais en papier. Selon le créateur du robot, l'artiste Kikousya, les matériaux pour le MPR-1 sont du papier, plusieurs chevilles et quelques élastiques. Dans le même temps, le robot se déplace en toute confiance, même si ses éléments mécaniques sont également en papier. Le mécanisme à manivelle assure le mouvement des jambes du robot, et ses pieds sont conçus pour que leur surface soit toujours parallèle au sol.
Le robot Boxie a été créé par l'ingénieur américain Alexander Reben du Massachusetts Institute of Technology. Boxie, qui ressemble un peu au célèbre personnage de dessin animé Wall-E, devrait aider les professionnels des médias. Le petit et agile paparazzi est entièrement fait de carton, il se déplace à l'aide de chenilles et navigue dans la rue grâce aux ultrasons, ce qui l'aide à surmonter divers obstacles. Le robot mène les entretiens avec une voix drôle et enfantine, et le répondant peut à tout moment interrompre la conversation en appuyant sur un bouton spécial. Boxie peut enregistrer environ six heures de vidéo et l'envoyer à son propriétaire en utilisant le point Wi-Fi le plus proche.
L'ingénieur norvégien Kare Halvorsen a créé un robot à six pattes appelé Morphex, qui peut se transformer en balle et inversement. De plus, le robot est capable de se déplacer. Le mouvement du robot se produit grâce aux moteurs qui le poussent vers l'avant. Le robot se déplace en arc de cercle plutôt qu'en ligne droite. En raison de sa conception, Morphex ne peut pas corriger sa trajectoire de manière indépendante. Halvorsen travaille actuellement à résoudre ce problème. Une mise à jour intéressante est attendue : le créateur du robot souhaite ajouter 36 LED qui permettraient à Morphex de changer de couleur.
Les Américains Tim Heath et Ryan Hickman ont décidé de créer un petit robot basé sur un téléphone Android. Le robot qu'ils ont créé, Truckbot, est assez simple en termes de conception : le téléphone HTC G1 est situé au-dessus du robot, étant son « cerveau ». À l'heure actuelle, le robot peut se déplacer sur une surface plane, choisir des directions de mouvement et accompagner toutes sortes de phrases avec des collisions avec des obstacles.
Un jour, l'Américain Brian Dorey, qui développait des cartes d'extension, a été confronté au problème suivant : il est très difficile de souder un peigne à broches à double rangée de ses propres mains. Brian avait besoin d'un assistant, alors il a décidé de créer un robot capable de souder. Il a fallu deux mois à Brian pour développer le robot. Le robot terminé est équipé de deux fers à souder capables de souder deux rangées de contacts en même temps. Vous pouvez contrôler le robot via un PC et une tablette.
Chaque famille a son passe-temps favori. Par exemple, la famille de l’ingénieur américain Robert Beatty conçoit des robots. Robert est aidé par ses filles adolescentes, et sa femme et sa fille nouveau-née leur apportent un soutien moral. Leur création la plus impressionnante est le char mécatronique automoteur. Grâce à son armure de 20 kg, ce robot de sécurité constitue une menace pour tout criminel. Huit écholocateurs montés sur la tourelle du robot lui permettent de calculer la distance aux objets dans son champ de vision avec une précision d'un pouce. Le robot tire également des balles métalliques à une vitesse de mille coups par minute.
Un Américain nommé Max a créé une mini-copie du célèbre. Max a fabriqué la structure de support du robot à partir de morceaux de verre acrylique de cinq millimètres et, pour fixer toutes les pièces ensemble, il a utilisé des boulons filetés ordinaires. De plus, lors de la création du robot, des servos miniatures ont été utilisés, responsables du mouvement de ses membres, ainsi que des pièces du kit Arduino Mega, qui coordonnent le processus moteur du chien mécanique.
Le chignon robotisé a été conçu par Jérôme Demers et fonctionne grâce à des piles solaires. Il y a un condensateur à l'intérieur du robot qui est connecté aux pièces d'énergie solaire. Il est nécessaire d'accumuler de l'énergie par mauvais temps. Lorsqu’il y a suffisamment d’énergie solaire, la balle commence à avancer.
Initialement, Gil Weinberg, professeur à Georgia Tech, a conçu un bras robotique pour un batteur dont le bras avait été amputé. Gil a ensuite créé une technologie de synchronisation automatisée qui permettrait à un batteur à deux bras d'utiliser un bras robotique comme bras supplémentaire. Le bras robotique réagit au style de jeu du batteur en créant son propre rythme. Le bras robotique peut également improviser, tout en analysant le rythme dans lequel joue le batteur. Comment fabriquer un robot à partir de différents matériaux à la maison sans le matériel approprié ? Des questions similaires ont commencé à apparaître de plus en plus sur divers blogs et forums consacrés à la fabrication de toutes sortes d’appareils de ses propres mains et à la robotique. Bien entendu, fabriquer un robot moderne et multifonctionnel est une tâche presque impossible à la maison. Mais il est tout à fait possible de réaliser un robot simple en utilisant une seule puce pilote et plusieurs photocellules. Aujourd'hui, il n'est pas difficile de trouver sur Internet des schémas décrivant en détail les étapes de fabrication de mini-robots capables de réagir aux sources lumineuses et aux obstacles. Le résultat sera un robot très agile et mobile qui se cachera dans l'obscurité, ou se dirigera vers la lumière, ou fuira la lumière, ou se déplacera à la recherche de lumière, selon la manière dont le microcircuit est connecté aux moteurs et aux photocellules. En fait, même un débutant qui commence tout juste à maîtriser ce métier peut fabriquer un simple robot de ses propres mains. Dans cet article, nous examinerons une version d'un robot fait maison qui réagit aux obstacles et les contourne. Allons droit au but. Afin de fabriquer un robot domestique, nous aurons besoin des pièces suivantes, que vous pourrez facilement trouver sous la main : 1. 2ème batteries et un boîtier pour elles ; 2. Deux moteurs (1,5 volts chacun) ; 3. 2 commutateurs SPDT ; 4. 3 trombones ; 4. Boule en plastique avec un trou ; 5. Un petit morceau de fil solide. Étapes de fabrication d'un robot domestique : 1. Coupez un morceau de fil en 13 morceaux de six centimètres chacun et exposez 1 cm des deux côtés. A l'aide d'un fer à souder, on connecte 3 fils aux interrupteurs SPDT, et 2 fils aux moteurs ; 2. Nous prenons maintenant le boîtier des piles, d'un côté duquel partent deux fils multicolores (très probablement noirs et rouges). Nous devons souder un autre fil de l'autre côté du boîtier. Vous devez maintenant déplier le boîtier de la batterie et coller les deux commutateurs SPDT sur le côté avec le fil soudé en forme de V ; 3. Après cela, les moteurs doivent être collés des deux côtés du corps afin qu'ils tournent vers l'avant. Ensuite, nous prenons un gros trombone et le déplions. Nous faisons glisser le trombone redressé à travers le trou traversant de la boule en plastique et redressons les extrémités du trombone parallèlement les unes aux autres. Nous collons les extrémités du trombone à notre structure ; 4. Comment fabriquer un robot domestique pour qu'il puisse réellement éviter les obstacles ? Il est important de souder tous les fils installés comme indiqué sur la photo ; 5. Nous fabriquons des antennes à partir de trombones dépliés et les collons aux commutateurs SPDT ; 6. Il ne reste plus qu'à insérer les piles dans le corps et le robot domestique commencera à bouger en évitant les obstacles sur son chemin. Vous savez maintenant comment fabriquer un robot domestique capable de réagir aux obstacles. Comment fabriquer soi-même un robot avec certains principes de comportement ? Toute une classe de robots similaires est créée à l'aide de la technologie BEAM, dont les principes de comportement typiques sont basés sur ce que l'on appelle la « photoréception ». Réagissant aux changements d'intensité lumineuse, un tel mini-robot se déplace plus lentement ou, au contraire, plus vite (photokinèse). Pour réaliser un robot dont le mouvement est dirigé de la lumière ou vers la lumière et est déterminé par la réaction de phototaxie, nous aurons besoin de deux photocapteurs. La réaction de phototaxie se manifestera de la manière suivante : si la lumière frappe l’un des photocapteurs du robot BEAM, alors le moteur électrique correspondant se met en marche et le robot se tourne vers la source lumineuse. Et puis la lumière atteint le deuxième capteur, puis le deuxième moteur électrique se met en marche. Le mini-robot commence maintenant à se déplacer vers la source lumineuse. Si la lumière frappe à nouveau un seul capteur photo, le robot recommence à se tourner vers la lumière et continue de se déplacer vers la source lorsque la lumière éclaire les deux capteurs. Lorsque la lumière n’atteint aucun capteur, le mini-robot s’arrête. Comment fabriquer un robot qui suit votre main ? Pour ce faire, notre mini-robot doit être équipé non seulement de capteurs, mais également de LED. Les LED émettront de la lumière et le robot réagira à la lumière réfléchie. Si nous plaçons notre paume devant l’un des capteurs, le mini-robot tournera dans sa direction. Si vous éloignez légèrement votre paume du capteur correspondant, le robot suivra « docilement » votre paume. Pour garantir que la lumière réfléchie est clairement capturée par les phototransistors, choisissez des LED orange ou rouge vif (plus de 1 000 mCd) pour concevoir le robot. Ce n'est un secret pour personne que le montant des investissements dans le domaine de la robotique augmente chaque année, de nombreuses nouvelles générations de robots sont créées, avec le développement des technologies de production, de nouvelles opportunités de création et d'utilisation de robots apparaissent, et des artisans autodidactes talentueux continuent de surprendre les monde avec leurs nouvelles inventions dans le domaine de la robotique. Les photocapteurs intégrés réagissent à la lumière et sont dirigés vers la source, et les capteurs reconnaissent un obstacle sur le chemin et le robot change la direction du mouvement. Pour fabriquer un robot aussi simple de vos propres mains, vous n'avez pas besoin d'avoir un « seul cerveau » ou une formation technique supérieure. Il suffit d'acheter (et certaines pièces peuvent être trouvées à portée de main) toutes les pièces nécessaires pour créer un robot et connecter étape par étape toutes les puces, capteurs, capteurs, fils et moteurs. Collez un morceau de ruban adhésif double face sur le dessus de la tête de brosse à dents et placez un moteur vibrant dessus. Il ne reste plus qu'à alimenter le mini-robot en installant une batterie déchargée à côté du moteur vibrant. Tous! Notre robot est prêt - grâce aux vibrations, le robot avancera sur les poils. ♦ MASTER CLASS POUR LE « DIY AVANCÉ » :
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Les amateurs d'électronique et les personnes intéressées par la robotique ne manquent pas l'occasion de concevoir indépendamment un robot simple ou complexe, d'apprécier le processus d'assemblage lui-même et le résultat. Parfois, les idées pour créer un robot surviennent de manière complètement inattendue. Si l’on réfléchit à la manière de faire bouger un robot à l’aide de moyens improvisés, l’idée des batteries nous vient à l’esprit. Et si tout était beaucoup plus simple et accessible ? Essayons de fabriquer un robot de nos propres mains en utilisant un téléphone portable comme pièce principale. Pour créer un robot vibrant de vos propres mains, vous aurez besoin du matériel suivant. Beaucoup d’entre nous qui ont découvert la technologie informatique ont rêvé d’assembler leur propre robot. Pour que cet appareil effectue certaines tâches dans la maison, par exemple apporter de la bière. Tout le monde se met immédiatement à créer le robot le plus complexe, mais décompose souvent rapidement les résultats. Nous n’avons jamais réalisé notre premier robot, censé fabriquer beaucoup de chips. Par conséquent, vous devez commencer simplement, en compliquant progressivement votre bête. Nous allons maintenant vous expliquer comment créer de vos propres mains un robot simple qui se déplacera de manière indépendante dans votre appartement. Concept Nous nous sommes fixé une tâche simple : fabriquer un robot simple. Pour l’avenir, je dirai que, bien sûr, nous nous en sommes sortis non pas en quinze minutes, mais en beaucoup plus de temps. Mais cela peut quand même se faire en une soirée. En règle générale, ces métiers prennent des années. Les gens passent plusieurs mois à parcourir les magasins à la recherche du matériel dont ils ont besoin. Mais nous avons tout de suite réalisé que ce n’était pas notre voie ! Par conséquent, nous utiliserons dans la conception des pièces qui peuvent être facilement trouvées à portée de main ou déracinées d’anciens équipements. En dernier recours, achetez pour quelques centimes dans n'importe quel magasin de radio ou marché. Une autre idée était de rendre notre métier aussi bon marché que possible. Un robot similaire coûte entre 800 et 1 500 roubles dans les magasins de radioélectronique ! De plus, il est vendu sous forme de pièces détachées, mais il doit encore être assemblé, et ce n'est pas un fait qu'après cela il fonctionnera également. Les fabricants de tels kits oublient souvent d’inclure certaines pièces et c’est tout : le robot est perdu avec l’argent ! Pourquoi avons-nous besoin d’un tel bonheur ? Notre robot ne devrait pas coûter plus de 100 à 150 roubles en pièces détachées, moteurs et batteries compris. Dans le même temps, si vous choisissez les moteurs d'une vieille voiture pour enfants, son prix sera généralement d'environ 20 à 30 roubles ! Vous ressentez les économies réalisées et en même temps vous obtenez un excellent ami. La partie suivante était ce que ferait notre bel homme. Nous avons décidé de fabriquer un robot qui recherchera des sources lumineuses. Si la source lumineuse tourne, notre voiture la suivra. Ce concept s’appelle « un robot essayant de vivre ». Il sera possible de remplacer ses batteries par des cellules solaires et il cherchera alors de la lumière pour rouler. Pièces et outils requis De quoi avons-nous besoin pour fabriquer notre enfant ? Puisque le concept est réalisé à partir de moyens improvisés, nous aurons besoin d'un circuit imprimé, voire d'un carton épais ordinaire. Vous pouvez utiliser un poinçon pour faire des trous dans le carton afin de fixer toutes les pièces. Nous utiliserons le montage, car il était à portée de main, et vous ne trouverez pas de carton chez moi pendant la journée. Ce sera le châssis sur lequel nous monterons le reste du harnais du robot, fixerons les moteurs et les capteurs. Comme force motrice, nous utiliserons des moteurs de trois ou cinq volts pouvant être extraits d’une vieille machine. Nous fabriquerons les roues à partir de bouchons de bouteilles en plastique, par exemple de Coca-Cola. Des phototransistors ou photodiodes de trois volts sont utilisés comme capteurs. Ils peuvent même être retirés d'une vieille souris optomécanique. Il contient des capteurs infrarouges (dans notre cas ils étaient noirs). Là, ils sont appariés, c'est-à-dire deux photocellules dans une bouteille. Avec un testeur, rien ne vous empêche de savoir quelle jambe est destinée à quoi. Notre élément de contrôle sera constitué de transistors nationaux 816G. Nous utilisons trois piles AA soudées ensemble comme sources d'alimentation. Ou vous pouvez prendre le compartiment à piles d'une vieille machine, comme nous l'avons fait. Un câblage sera requis pour l’installation. Les fils à paires torsadées sont idéaux à ces fins ; tout hacker qui se respecte devrait en avoir en abondance chez lui. Pour fixer toutes les pièces, il est pratique d'utiliser de la colle chaude avec un pistolet thermofusible. Cette merveilleuse invention fond rapidement et durcit tout aussi rapidement, ce qui vous permet de travailler rapidement avec et d'installer des éléments simples. La chose est idéale pour de tels métiers et je l'ai utilisée plus d'une fois dans mes articles. Nous avons également besoin d'un fil rigide ; un trombone ordinaire fera très bien l'affaire. Nous montons le circuit Nous avons donc sorti toutes les pièces et les avons empilées sur notre table. Le fer à souder brûle déjà de colophane et vous vous frottez les mains, impatient de l'assembler, eh bien, alors commençons. Nous prenons une pièce d'assemblage et la découpons à la taille du futur robot. Pour couper les PCB, nous utilisons des ciseaux à métal. Nous avons fait un carré d'un côté d'environ 4 à 5 cm. L'essentiel est que notre petit circuit, nos batteries, nos deux moteurs et les fixations pour la roue avant y tiennent. Pour que la planche ne devienne pas hirsute et soit uniforme, vous pouvez la traiter avec une lime et également supprimer les arêtes vives. Notre prochaine étape consistera à sceller les capteurs. Les phototransistors et photodiodes ont un plus et un moins, c'est-à-dire une anode et une cathode. Il est nécessaire de respecter la polarité de leur inclusion, qui est facile à déterminer avec le testeur le plus simple. Si vous faites une erreur, rien ne brûlera, mais le robot ne bougera pas. Les capteurs sont soudés dans les coins du circuit imprimé d'un côté afin qu'ils regardent vers les côtés. Ils ne doivent pas être complètement soudés à la carte, mais laisser environ un centimètre et demi de fils afin qu'ils puissent être facilement pliés dans n'importe quelle direction - nous en aurons besoin plus tard lors de la configuration de notre robot. Ce seront nos yeux, ils devraient être sur un côté de notre châssis, qui sera à l'avenir l'avant du robot. On constate immédiatement que nous assemblons deux circuits de commande : un pour contrôler le moteur droit et le deuxième gauche. Un peu plus loin du bord avant du châssis, à côté de nos capteurs, nous devons souder des transistors. Pour faciliter le soudage et l'assemblage du circuit supplémentaire, nous avons soudé les deux transistors avec leurs marquages « tournés » vers la roue droite. Vous devez immédiatement noter l'emplacement des pattes du transistor. Si vous prenez le transistor dans vos mains et tournez le substrat métallique vers vous, et le marquage vers la forêt (comme dans un conte de fées), et que les pattes sont dirigées vers le bas, alors de gauche à droite les pattes seront respectivement : base , collecteur et émetteur. Si vous regardez le schéma montrant notre transistor, la base sera un bâton perpendiculaire au segment épais du cercle, l'émetteur sera un bâton avec une flèche, le collecteur sera le même bâton, mais sans la flèche. Tout semble clair ici. Préparons les batteries et procédons au montage proprement dit du circuit électrique. Au départ, nous prenions simplement trois piles AA et les soudions en série. Vous pouvez immédiatement les insérer dans un support spécial pour piles qui, comme nous l'avons déjà dit, est retiré d'une vieille voiture pour enfants. Maintenant, nous soudons les fils aux batteries et déterminons deux points clés sur notre carte où tous les fils convergeront. Ce sera un plus et un moins. Nous l'avons fait simplement - nous avons enfilé une paire torsadée dans les bords de la carte, soudé les extrémités aux transistors et aux photocapteurs, fait une boucle torsadée et y avons soudé les batteries. Ce n’est peut-être pas la meilleure option, mais c’est la plus pratique. Eh bien, maintenant nous préparons les fils et commençons à assembler le système électrique. On passera du pôle positif de la batterie au contact négatif, tout au long du circuit électrique. Nous prenons un morceau de paire torsadée et commençons à marcher - nous soudons le contact positif des deux capteurs photo au plus des piles et soudons les émetteurs des transistors au même endroit. Nous soudons la deuxième branche de la photocellule avec un petit morceau de fil à la base du transistor. Nous soudons respectivement les dernières pattes restantes du transyuk aux moteurs. Le deuxième contact des moteurs peut être soudé à la batterie via un interrupteur. Mais en vrais Jedi, nous avons décidé d'allumer notre robot en soudant et dessoudant le fil, puisqu'il n'y avait pas d'interrupteur de taille adaptée dans mes bacs. Débogage électrique Ça y est, nous avons assemblé la partie électrique, commençons maintenant à tester le circuit. Nous allumons notre circuit et l'amenons à la lampe de table allumée. A tour de rôle, en tournant d'abord l'une ou l'autre photocellule. Et voyons ce qui se passe. Si nos moteurs se mettent à tourner tour à tour à des vitesses différentes, en fonction de l'éclairage, alors tout est en ordre. Sinon, recherchez les montants dans l'assemblage. L’électronique est la science des contacts, ce qui signifie que si quelque chose ne fonctionne pas, alors il n’y a aucun contact quelque part. Un point important : le capteur photo droit est respectivement responsable de la roue gauche, et celui de gauche, respectivement, de celle de droite. Voyons maintenant dans quel sens tournent les moteurs droit et gauche. Ils devraient tous les deux avancer. Si cela ne se produit pas, vous devez alors changer la polarité de mise en marche du moteur, qui tourne dans le mauvais sens, simplement en ressoudant les fils aux bornes du moteur dans l'autre sens. Nous évaluons à nouveau l'emplacement des moteurs sur le châssis et vérifions le sens de déplacement dans le sens où sont installés nos capteurs. Si tout est en ordre, nous passerons à autre chose. Dans tous les cas, cela peut être résolu, même une fois que tout est enfin assemblé. Assemblage de l'appareil Nous avons abordé la fastidieuse partie électrique, passons maintenant à la mécanique. Nous fabriquerons les roues à partir de bouchons de bouteilles en plastique. Pour réaliser la roue avant, prenez deux caches et collez-les ensemble. Nous l'avons collé sur le pourtour avec la partie creuse tournée vers l'intérieur pour une plus grande stabilité de la roue. Ensuite, percez un trou dans les premier et deuxième couvercles exactement au centre du couvercle. Pour le perçage et toutes sortes de travaux manuels, il est très pratique d'utiliser un Dremel - une sorte de petite perceuse avec de nombreux accessoires, fraisage, coupe et bien d'autres. Il est très pratique à utiliser pour percer des trous de moins d'un millimètre, là où une perceuse conventionnelle ne peut pas faire face. Après avoir percé les couvercles, nous insérons un trombone pré-courbé dans le trou. Nous plions le trombone en forme de lettre « P », là où la roue est suspendue à la barre supérieure de notre lettre. Maintenant, nous fixons ce trombone entre les capteurs photo, devant notre voiture. Le clip est pratique car on peut facilement régler la hauteur de la roue avant, et nous reviendrons sur ce réglage plus tard. Passons aux roues motrices. Nous les fabriquerons également à partir de couvercles. De même, nous perçons chaque roue strictement au centre. Il est préférable que la perceuse ait la taille de l'axe du moteur, et idéalement - une fraction de millimètre plus petite, afin que l'axe puisse y être inséré, mais avec difficulté. Nous mettons les deux roues sur l'arbre du moteur, et pour qu'elles ne sautent pas, nous les fixons avec de la colle chaude. Il est important de le faire non seulement pour que les roues ne s'envolent pas lors du déplacement, mais ne tournent pas non plus au point de fixation. La partie la plus importante est le montage des moteurs électriques. Nous les avons placés tout au bout de notre châssis, du côté opposé du circuit imprimé par rapport à tous les autres composants électroniques. Il faut rappeler que le moteur piloté est placé en face de son photosystème de contrôle. Ceci est fait pour que le robot puisse se tourner vers la lumière. A droite se trouve le capteur photo, à gauche se trouve le moteur et vice versa. Pour commencer, nous intercepterons les moteurs avec des morceaux de paires torsadées, enfilés dans les trous de l'installation et torsadés par le haut. Nous fournissons de l’électricité et voyons où tournent nos moteurs. Les moteurs ne tourneront pas dans une pièce sombre ; il est conseillé de les diriger vers une lampe. Nous vérifions que tous les moteurs fonctionnent. Nous faisons tourner le robot et observons comment les moteurs changent leur vitesse de rotation en fonction de l'éclairage. Tournons-le avec le capteur photo droit, et le moteur gauche devrait tourner rapidement, et l'autre, au contraire, ralentira. Enfin, on vérifie le sens de rotation des roues pour que le robot avance. Si tout fonctionne comme nous l'avons décrit, vous pouvez alors fixer soigneusement les curseurs avec de la colle chaude. Nous essayons de nous assurer que leurs roues sont sur le même essieu. C'est tout : nous attachons les batteries à la plate-forme supérieure du châssis et passons à l'installation et au jeu avec le robot. Pièges et configuration Le premier écueil de notre métier était inattendu. Lorsque nous avons assemblé l’ensemble du circuit et la partie technique, tous les moteurs répondaient parfaitement à la lumière et tout semblait se passer à merveille. Mais lorsque nous avons posé notre robot au sol, cela n’a pas fonctionné pour nous. Il s’est avéré que les moteurs n’avaient tout simplement pas assez de puissance. J'ai dû démonter de toute urgence la voiture des enfants afin d'en obtenir des moteurs plus puissants. À propos, si vous prenez les moteurs des jouets, vous ne pouvez certainement pas vous tromper avec leur puissance, car ils sont conçus pour transporter de nombreuses voitures équipées de batteries. Une fois les moteurs réglés, nous sommes passés au réglage esthétique et à la conduite. Nous devons d’abord récupérer les barbes de fils qui traînent sur le sol et les fixer au châssis avec de la colle chaude. Si le robot traîne son ventre quelque part, vous pouvez alors soulever le châssis avant en pliant le fil de fixation. Le plus important, ce sont les capteurs photo. Il est préférable de les plier en regardant sur le côté à trente degrés du plat principal. Ensuite, il captera les sources lumineuses et se dirigera vers elles. L'angle de courbure requis devra être choisi expérimentalement. Voilà, armez-vous d'une lampe de table, posez le robot sur le sol, allumez-le et commencez à vérifier et à apprécier la façon dont votre enfant suit clairement la source de lumière et avec quelle intelligence il la trouve. Améliorations Il n'y a pas de limite à la perfection et vous pouvez ajouter une infinité de fonctions à notre robot. On a même pensé à installer un contrôleur, mais le coût et la complexité de la fabrication augmenteraient alors considérablement, et ce n'est pas notre méthode. La première amélioration consiste à réaliser un robot capable de parcourir une trajectoire donnée. Tout est simple ici, vous prenez une bande noire et l'imprimez sur l'imprimante, ou de la même manière, vous la dessinez avec un marqueur permanent noir sur une feuille de papier Whatman. L'essentiel est que la bande soit légèrement plus étroite que la largeur des capteurs photo scellés. Nous abaissons les photocellules elles-mêmes pour qu'elles regardent le sol. À côté de chacun de nos yeux, nous installons une LED ultra lumineuse en série avec une résistance de 470 Ohms. Nous soudons la LED elle-même avec résistance directement à la batterie. L'idée est simple, la lumière se reflète parfaitement sur une feuille de papier blanche, frappe notre capteur et le robot roule tout droit. Dès que le faisceau atteint la bande sombre, presque aucune lumière n'atteint la photocellule (le papier noir absorbe parfaitement la lumière) et donc un moteur commence à tourner plus lentement. Un autre moteur fait rapidement tourner le robot, nivelant ainsi sa trajectoire. En conséquence, le robot roule le long de la bande noire, comme sur des rails. Vous pouvez dessiner une telle bande sur un sol blanc et envoyer le robot dans la cuisine chercher de la bière sur votre ordinateur. La deuxième idée est de compliquer le circuit en ajoutant deux transistors supplémentaires et deux photocapteurs et de faire en sorte que le robot recherche la lumière non seulement de face, mais aussi de tous les côtés, et dès qu'il la trouve, il se précipite vers elle. Tout dépendra simplement du côté d'où apparaît la source lumineuse : si elle est devant, elle avancera, et si elle est derrière, elle reculera. Même dans ce cas, pour simplifier le montage, vous pouvez utiliser la puce LM293D, mais cela coûte environ une centaine de roubles. Mais à l'aide de celui-ci, vous pouvez facilement configurer l'activation différentielle du sens de rotation des roues ou, plus simplement, le sens de déplacement du robot : avant et arrière. La dernière chose que vous puissiez faire est de retirer complètement les batteries qui s'épuisent constamment et d'installer une batterie solaire, que vous pouvez désormais acheter dans un magasin d'accessoires pour téléphones portables (ou sur dialextreme). Pour éviter que le robot ne perde complètement sa fonctionnalité dans ce mode, s'il entre accidentellement dans l'ombre, vous pouvez connecter en parallèle une batterie solaire - un condensateur électrolytique de très grande capacité (en milliers de microfarads). Puisque notre tension n'y dépasse pas cinq volts, nous pouvons prendre un condensateur conçu pour 6,3 volts. Avec une telle capacité et une telle tension, ce sera assez miniature. Les convertisseurs peuvent être achetés ou retirés des anciennes alimentations. conclusions Nous avons donc rejoint la plus grande science, moteur du progrès : la cybernétique. Dans les années 70 du siècle dernier, la conception de tels robots était très populaire. Il est à noter que notre création utilise les rudiments de la technologie informatique analogique, qui s'est éteinte avec l'avènement des technologies numériques. Mais comme je l’ai montré dans cet article, tout n’est pas perdu. J'espère que nous ne nous arrêterons pas à construire un robot aussi simple, mais que nous proposerons de plus en plus de designs nouveaux et que vous nous surprendrez avec vos créations intéressantes. Bonne chance avec la construction! 27 août 2017 GennadyConclusion
Adam
MPR-1
Robot Paparazzi Boxie
Morphex
Camionbot
Actionnaire de robots
Réservoir mécatronique
Chien robot
Boule robotisée
Roboruk
Vous pouvez même faire en sorte que votre robot intelligent suive uniquement une ligne lumineuse ou, à l'inverse, une ligne sombre, ou vous pouvez faire en sorte qu'un mini-robot suive votre main - ajoutez simplement quelques LED lumineuses à son circuit !
Considérons une option de robot composée d'un moteur vibrant provenant d'un téléphone portable, d'une pile bouton, d'un ruban adhésif double face et... d'une brosse à dents. Afin de commencer à fabriquer ce robot simple à partir des matériaux disponibles, prenez votre vieux téléphone portable inutile et retirez-en le moteur vibrant. Après cela, prenez une vieille brosse à dents et coupez la tête avec une scie sauteuse.
On n'a pas toujours le temps ni l'envie de nettoyer la maison, mais la technologie moderne permet de créer des robots de nettoyage. Il s’agit notamment d’un aspirateur robot qui parcourt les pièces pendant des heures et collecte la poussière.
Par où commencer si vous souhaitez créer un robot de vos propres mains ? Bien entendu, les premiers robots devraient être faciles à créer. Le robot dont il sera question dans l’article d’aujourd’hui ne prendra pas beaucoup de temps et ne nécessitera pas de compétences particulières.
Poursuivant le thème de la création de robots de vos propres mains, je suggère d'essayer de fabriquer un robot dansant à partir de matériaux improvisés. Pour créer un robot de vos propres mains, vous aurez besoin de matériaux simples que l'on trouve probablement dans presque tous les foyers.
La variété des robots ne se limite pas aux modèles spécifiques selon lesquels ces robots sont créés. Les gens proposent constamment des idées originales et intéressantes sur la façon de fabriquer un robot. Certains créent des sculptures statiques de robots, d'autres créent des sculptures dynamiques de robots, c'est ce dont nous discuterons dans l'article d'aujourd'hui.
Tout le monde peut fabriquer un robot de ses propres mains, même un enfant. Le robot, qui sera décrit ci-dessous, est facile à créer et ne nécessite pas beaucoup de temps. Je vais essayer de décrire les étapes de création d'un robot de mes propres mains.
Nous pensons que vous pouvez proposer vous-même le reste des variantes possibles. S'il y a quelque chose d'intéressant, assurez-vous d'écrire.