สร้างหุ่นยนต์จากเศษวัสดุ แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการสร้างหุ่นยนต์ด้วยมือของคุณเอง

สร้างหุ่นยนต์ง่ายมาก เรามาดูกันว่าต้องใช้อะไรบ้าง สร้างหุ่นยนต์ที่บ้านเพื่อทำความเข้าใจพื้นฐานของหุ่นยนต์

แน่นอนว่าหลังจากดูภาพยนตร์เกี่ยวกับหุ่นยนต์มามากพอแล้ว คุณมักจะอยากสร้างเพื่อนร่วมรบของคุณเอง แต่คุณไม่รู้ว่าจะเริ่มต้นจากตรงไหน แน่นอนว่าคุณจะไม่สามารถสร้างเทอร์มิเนเตอร์แบบสองขาได้ แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่เรากำลังพยายามทำให้สำเร็จ ใครก็ตามที่รู้วิธีจับหัวแร้งอย่างถูกต้องในมือสามารถประกอบหุ่นยนต์ธรรมดา ๆ ได้และไม่จำเป็นต้องมีความรู้เชิงลึกถึงแม้ว่ามันจะไม่เจ็บก็ตาม หุ่นยนต์สมัครเล่นไม่ได้แตกต่างจากการออกแบบวงจรมากนัก แต่น่าสนใจมากกว่ามาก เพราะมันเกี่ยวข้องกับด้านต่างๆ เช่น กลไกและการเขียนโปรแกรมด้วย ส่วนประกอบทั้งหมดหาได้ง่ายและไม่แพงมากนัก ดังนั้นความก้าวหน้าไม่หยุดนิ่ง และเราจะใช้มันให้เป็นประโยชน์

การแนะนำ

ดังนั้น. หุ่นยนต์คืออะไร? ในกรณีส่วนใหญ่นี้ อุปกรณ์อัตโนมัติซึ่งตอบสนองต่อการกระทำใดๆ สิ่งแวดล้อม. หุ่นยนต์สามารถควบคุมโดยมนุษย์หรือดำเนินการตามที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไป หุ่นยนต์จะติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ (ระยะทาง มุมการหมุน ความเร่ง) กล้องวิดีโอ และอุปกรณ์ควบคุม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของหุ่นยนต์ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MC) ซึ่งเป็นวงจรขนาดเล็กที่ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ RAM และหน่วยความจำถาวร มีโลกหนึ่ง เป็นจำนวนมากไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ สำหรับ พื้นที่ที่แตกต่างกันแอปพลิเคชันและคุณสามารถประกอบหุ่นยนต์ที่ทรงพลังได้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอาคารสมัครเล่น สิ่งเหล่านี้เข้าถึงได้ง่ายที่สุดและบนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาตัวอย่างมากมายตาม MK เหล่านี้ หากต้องการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์ คุณต้องสามารถเขียนโปรแกรมในแอสเซมเบลอร์หรือ C และมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและแอนะล็อก ในโครงการของเราเราจะใช้ C การเขียนโปรแกรมสำหรับ MK ไม่แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์มากนักไวยากรณ์ของภาษาเหมือนกันฟังก์ชันส่วนใหญ่แทบไม่แตกต่างกันและฟังก์ชันใหม่ ๆ นั้นค่อนข้างง่ายต่อการเรียนรู้และสะดวกในการใช้งาน

เราต้องการอะไร

ประการแรก หุ่นยนต์ของเราจะสามารถหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางได้ นั่นก็คือ ทำซ้ำพฤติกรรมปกติของสัตว์ส่วนใหญ่ในธรรมชาติ ทุกสิ่งที่เราต้องการในการสร้างหุ่นยนต์มีอยู่ในร้านวิทยุ เรามาตัดสินใจว่าหุ่นยนต์ของเราจะเคลื่อนที่อย่างไร ฉันถือว่าเส้นทางที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือเส้นทางที่ใช้ในรถถัง เหล่านี้คือเส้นทางส่วนใหญ่ ทางออกที่สะดวกเนื่องจากรางมีความคล่องตัวมากกว่าล้อรถและควบคุมได้สะดวกกว่า (ในการเลี้ยวก็เพียงพอที่จะหมุนรางไปในทิศทางที่ต่างกัน) ดังนั้นคุณจะต้องมีรถถังของเล่นที่มีรางหมุนแยกจากกันคุณสามารถซื้อได้ที่ร้านขายของเล่นในราคาที่เหมาะสม จากถังนี้คุณเพียงต้องการแพลตฟอร์มที่มีรางและมอเตอร์พร้อมกระปุกเกียร์ ส่วนที่เหลือคุณสามารถคลายเกลียวและทิ้งได้อย่างปลอดภัย เราต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยตัวเลือกของฉันตกอยู่ที่ ATmega16 - มีพอร์ตเพียงพอสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงและโดยทั่วไปแล้วค่อนข้างสะดวก คุณจะต้องซื้อส่วนประกอบวิทยุ หัวแร้ง และมัลติมิเตอร์ด้วย

ทำบอร์ดกับเอ็มเค

ในกรณีของเรา ไมโครคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่ของสมอง แต่เราจะไม่เริ่มต้นด้วยมัน แต่ด้วยการขับเคลื่อนสมองของหุ่นยนต์ โภชนาการที่เหมาะสม- รับประกันสุขภาพ ดังนั้นเราจะเริ่มต้นด้วยวิธีการให้อาหารหุ่นยนต์ของเราอย่างเหมาะสม เพราะนี่คือจุดที่ผู้สร้างหุ่นยนต์มือใหม่มักจะทำผิดพลาด และเพื่อให้หุ่นยนต์ของเราทำงานได้ตามปกติ เราจำเป็นต้องใช้เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฉันชอบชิป L7805 มากกว่า - มันถูกออกแบบมาเพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุต 5V ที่เสถียร ซึ่งเป็นสิ่งที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราต้องการ แต่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกบนไมโครวงจรนี้อยู่ที่ประมาณ 2.5V จึงต้องจ่ายไฟขั้นต่ำ 7.5V เมื่อใช้ร่วมกับโคลงนี้ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมเรียบ และจำเป็นต้องรวมไดโอดไว้ในวงจรเพื่อป้องกันการกลับขั้ว

ตอนนี้เราสามารถไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราได้แล้ว กรณีของ MK เป็นแบบ DIP (สะดวกกว่าในการบัดกรี) และมีหมุดสี่สิบอัน บนเครื่องมี ADC, PWM, USART และอื่นๆ อีกมากมายที่เราจะไม่ใช้ในตอนนี้ ลองดูบางส่วน โหนดที่สำคัญ. พิน RESET (ขาที่ 9 ของ MK) ถูกดึงขึ้นโดยตัวต้านทาน R1 ไปที่ "บวก" ของแหล่งพลังงาน - ต้องทำสิ่งนี้! มิฉะนั้น MK ของคุณอาจรีเซ็ตโดยไม่ได้ตั้งใจหรือพูดง่ายๆ ก็คือเกิดข้อผิดพลาด มาตรการที่พึงประสงค์อีกประการหนึ่ง แต่ไม่บังคับคือเชื่อมต่อ RESET ผ่านตัวเก็บประจุเซรามิก C1 เข้ากับกราวด์ ในแผนภาพคุณยังสามารถเห็นอิเล็กโทรไลต์ 1,000 uF ซึ่งช่วยให้คุณประหยัดจากแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงานซึ่งจะส่งผลดีต่อการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วย ตัวสะท้อนเสียงควอตซ์ X1 และตัวเก็บประจุ C2, C3 ควรตั้งอยู่ใกล้กับหมุด XTAL1 และ XTAL2 มากที่สุด

ฉันจะไม่พูดถึงวิธีแฟลช MK เนื่องจากคุณสามารถอ่านได้บนอินเทอร์เน็ต เราจะเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C ฉันเลือก CodeVisionAVR เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม นี่เป็นสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างเป็นมิตรต่อผู้ใช้และมีประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นเนื่องจากมีวิซาร์ดการสร้างโค้ดในตัว

การควบคุมมอเตอร์

ไม่น้อย องค์ประกอบที่สำคัญหุ่นยนต์ของเรามีตัวขับมอเตอร์ที่ช่วยให้เราควบคุมมันได้ง่ายขึ้น ไม่ควรเชื่อมต่อมอเตอร์เข้ากับ MK โดยตรงและไม่ว่าในกรณีใด! โดยทั่วไปโหลดที่ทรงพลังไม่สามารถควบคุมได้โดยตรงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ไม่เช่นนั้นมันจะไหม้ ใช้ทรานซิสเตอร์ที่สำคัญ ในกรณีของเรามีชิปพิเศษ - L293D ในโครงการง่ายๆ เช่นนี้ ให้ลองใช้ชิปตัวนี้กับดัชนี "D" เสมอ เนื่องจากมีไดโอดในตัวเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลด ไมโครวงจรนี้ควบคุมได้ง่ายมากและหาซื้อได้ง่ายจากร้านวิทยุ มีให้เลือกสองแพ็คเกจ: DIP และ SOIC เราจะใช้ DIP ในแพ็คเกจเนื่องจากติดตั้งบนบอร์ดได้ง่าย L293D มี แยกมื้ออาหารเครื่องยนต์และตรรกะ ดังนั้นเราจะจ่ายไฟให้กับวงจรไมโครเองจากโคลง (อินพุต VSS) และมอเตอร์โดยตรงจากแบตเตอรี่ (อินพุต VS) L293D สามารถทนต่อโหลด 600 mA ต่อช่องสัญญาณและมีสองช่องสัญญาณเหล่านี้นั่นคือมอเตอร์สองตัวสามารถเชื่อมต่อกับชิปตัวเดียวได้ แต่เพื่อความปลอดภัย เราจะรวมช่องสัญญาณต่างๆ เข้าด้วยกัน จากนั้นเราจะต้องใช้ไมร่าหนึ่งช่องสำหรับเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง ตามมาว่า L293D จะสามารถทนต่อกระแสไฟ 1.2 A ได้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้คุณต้องรวมขาไมคราเข้าด้วยกันดังแสดงในแผนภาพ ไมโครวงจรทำงานดังต่อไปนี้: เมื่อใช้ตรรกะ "0" กับ IN1 และ IN2 และใช้ตรรกะกับ IN3 และ IN4 มอเตอร์จะหมุนในทิศทางเดียวและหากสัญญาณกลับด้าน - จะใช้ศูนย์ตรรกะ จากนั้นมอเตอร์จะเริ่มหมุนไปในทิศทางอื่น พิน EN1 และ EN2 มีหน้าที่เปิดแต่ละช่อง เราเชื่อมต่อพวกมันและเชื่อมต่อกับ "บวก" ของแหล่งจ่ายไฟจากโคลง เนื่องจากไมโครเซอร์กิตร้อนขึ้นระหว่างการทำงานและการติดตั้งหม้อน้ำบนเคสประเภทนี้เป็นปัญหา ขา GND จึงกระจายความร้อน - ควรบัดกรีไว้บนแผ่นสัมผัสแบบกว้าง นั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับไดรเวอร์เครื่องยนต์ในครั้งแรก

เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง

เพื่อให้หุ่นยนต์ของเราสามารถนำทางได้และไม่ชนกับทุกสิ่ง เราจะติดตั้งสองตัว เซ็นเซอร์อินฟราเรด. เซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยไดโอด IR ที่ปล่อยสเปกตรัมอินฟราเรดและโฟโตทรานซิสเตอร์ที่จะรับสัญญาณจากไดโอด IR หลักการคือ: เมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางด้านหน้าเซนเซอร์ รังสีอินฟราเรดจะไม่กระทบกับโฟโต้ทรานซิสเตอร์และจะไม่เปิดออก หากมีสิ่งกีดขวางด้านหน้าเซ็นเซอร์ รังสีจะสะท้อนออกมาและชนกับทรานซิสเตอร์ - เซ็นเซอร์จะเปิดขึ้นและกระแสเริ่มไหล ข้อเสียของเซ็นเซอร์ดังกล่าวคือสามารถตอบสนองต่อความแตกต่างได้ พื้นผิวต่างๆและไม่ได้รับการปกป้องจากการรบกวน - เซ็นเซอร์อาจกระตุ้นสัญญาณภายนอกจากอุปกรณ์อื่นโดยไม่ตั้งใจ การปรับสัญญาณสามารถป้องกันคุณจากการรบกวนได้ แต่เราจะไม่กังวลกับเรื่องนั้นในตอนนี้ สำหรับผู้เริ่มต้นนั่นก็เพียงพอแล้ว


เฟิร์มแวร์หุ่นยนต์

ในการทำให้หุ่นยนต์มีชีวิต คุณต้องเขียนเฟิร์มแวร์สำหรับหุ่นยนต์ ซึ่งก็คือโปรแกรมที่จะอ่านค่าจากเซ็นเซอร์และควบคุมมอเตอร์ โปรแกรมของฉันง่ายที่สุดก็ไม่มี โครงสร้างที่ซับซ้อนและทุกคนจะเข้าใจ สองบรรทัดถัดไปประกอบด้วยไฟล์ส่วนหัวสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราและคำสั่งสำหรับสร้างความล่าช้า:

#รวม
#รวม

บรรทัดต่อไปนี้มีเงื่อนไขเนื่องจากค่า PORTC ขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณเชื่อมต่อไดรเวอร์มอเตอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ:

พอร์ตซี.0 = 1; พอร์ตซี.1 = 0; พอร์ตซี.2 = 1; พอร์ตซี.3 = 0; ค่า 0xFF หมายความว่าเอาต์พุตจะถูกบันทึก "1" และ 0x00 เป็นบันทึก "0" ด้วยโครงสร้างต่อไปนี้ เราจะตรวจสอบว่ามีสิ่งกีดขวางด้านหน้าหุ่นยนต์หรือไม่และอยู่ด้านใด: if (!(PINB & (1<

หากแสงจากไดโอด IR ตกกระทบโฟโตทรานซิสเตอร์ จะมีการติดตั้งบันทึกที่ขาไมโครคอนโทรลเลอร์ “0” และหุ่นยนต์เริ่มเคลื่อนที่ถอยหลังเพื่อเคลื่อนตัวออกห่างจากสิ่งกีดขวาง จากนั้นจึงหมุนกลับเพื่อไม่ให้ชนกับสิ่งกีดขวางอีกครั้งแล้วจึงเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกครั้ง เนื่องจากเรามีเซ็นเซอร์สองตัว เราจึงตรวจสอบสิ่งกีดขวางสองครั้ง - ทางด้านขวาและด้านซ้าย ดังนั้นเราจึงสามารถค้นหาได้ว่ามีสิ่งกีดขวางด้านใด คำสั่ง "delay_ms(1000)" ระบุว่าหนึ่งวินาทีจะผ่านไปก่อนที่คำสั่งถัดไปจะเริ่มดำเนินการ

บทสรุป

ฉันได้กล่าวถึงแง่มุมส่วนใหญ่ที่จะช่วยคุณสร้างหุ่นยนต์ตัวแรกของคุณแล้ว แต่วิทยาการหุ่นยนต์ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น หากคุณประกอบหุ่นยนต์ตัวนี้ คุณจะมีโอกาสมากมายที่จะขยายมัน คุณสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมของหุ่นยนต์ได้ เช่น จะทำอย่างไรถ้าสิ่งกีดขวางไม่ได้อยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่ง แต่อยู่ตรงหน้าหุ่นยนต์ การติดตั้งตัวเข้ารหัสก็ไม่เสียหายอะไร ซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่จะช่วยให้คุณวางตำแหน่งและทราบตำแหน่งของหุ่นยนต์ในอวกาศได้อย่างแม่นยำ เพื่อความชัดเจน สามารถติดตั้งจอแสดงผลสีหรือขาวดำที่สามารถแสดงข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้ เช่น ระดับประจุแบตเตอรี่ ระยะทางถึงสิ่งกีดขวาง ข้อมูลการแก้ไขจุดบกพร่องต่างๆ การปรับปรุงเซ็นเซอร์จะไม่เสียหาย - การติดตั้ง TSOP (นี่คือตัวรับ IR ที่รับรู้สัญญาณเฉพาะความถี่ที่แน่นอน) แทนที่จะเป็นโฟโตทรานซิสเตอร์ทั่วไป นอกจากเซ็นเซอร์อินฟราเรดแล้ว ยังมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกซึ่งมีราคาแพงกว่าและมีข้อเสียด้วย แต่เพิ่งได้รับความนิยมในหมู่ผู้สร้างหุ่นยนต์ เพื่อให้หุ่นยนต์ตอบสนองต่อเสียง เป็นความคิดที่ดีที่จะติดตั้งไมโครโฟนพร้อมเครื่องขยายเสียง แต่สิ่งที่ฉันคิดว่าน่าสนใจจริงๆ ก็คือการติดตั้งกล้องและการเขียนโปรแกรมแมชชีนวิชันตามนั้น มีชุดไลบรารี OpenCV พิเศษที่คุณสามารถตั้งโปรแกรมการจดจำใบหน้า การเคลื่อนไหวตามบีคอนสี และสิ่งที่น่าสนใจอื่น ๆ อีกมากมาย ทุกอย่างขึ้นอยู่กับจินตนาการและทักษะของคุณเท่านั้น

รายการส่วนประกอบ:

    ATmega16 ในแพ็คเกจ DIP-40>

    L7805 ในแพ็คเกจ TO-220

    L293D ในตัวเรือน DIP-16 x2 ชิ้น

    ตัวต้านทานที่มีกำลัง 0.25 W ที่มีพิกัด: 10 kOhm x 1 pc., 220 Ohm x 4 pcs.

    ตัวเก็บประจุเซรามิก: 0.1 µF, 1 µF, 22 pF

    ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 ชิ้น

    ไดโอด 1N4001 หรือ 1N4004

    เครื่องสะท้อนเสียงควอทซ์ 16 MHz

    ไดโอด IR: สองตัวใดตัวหนึ่งจะทำ

    โฟโตทรานซิสเตอร์ก็มีเช่นกัน แต่ตอบสนองเฉพาะความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดเท่านั้น

รหัสเฟิร์มแวร์:

/************************************************ * *** เฟิร์มแวร์สำหรับหุ่นยนต์ประเภท MK: ATmega16 ความถี่สัญญาณนาฬิกา: 16.000000 MHz หากความถี่ควอตซ์ของคุณแตกต่างกัน จะต้องระบุสิ่งนี้ในการตั้งค่าสภาพแวดล้อม: โครงการ -> กำหนดค่า -> แท็บ "C Compiler" ****** ***********************************************/ #รวม #รวม เป็นโมฆะหลัก (เป็นโมฆะ) ( // กำหนดค่าพอร์ตอินพุต // ผ่านพอร์ตเหล่านี้เรารับสัญญาณจากเซ็นเซอร์ DDRB = 0x00; // เปิดตัวต้านทานแบบดึงขึ้น PORTB = 0xFF; // กำหนดค่าพอร์ตเอาต์พุต // ผ่านพอร์ตเหล่านี้ เราควบคุมมอเตอร์ DDRC =0xFF; //Main loop ของโปรแกรม ที่นี่เราอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ // และควบคุมเครื่องยนต์ในขณะที่ (1) ( //เลื่อนไปข้างหน้า PORTC.0 = 1; PORTC. 1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; ถ้า (!(PINB & (1<เกี่ยวกับหุ่นยนต์ของฉัน

ขณะนี้หุ่นยนต์ของฉันเกือบจะเสร็จสมบูรณ์แล้ว


ประกอบด้วยกล้องไร้สาย เซ็นเซอร์วัดระยะ (ทั้งกล้องและเซ็นเซอร์นี้ติดตั้งอยู่บนหอหมุน) เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง ตัวเข้ารหัส ตัวรับสัญญาณจากรีโมทคอนโทรล และอินเทอร์เฟซ RS-232 สำหรับเชื่อมต่อกับ คอมพิวเตอร์. โดยทำงานในสองโหมด: อัตโนมัติและแบบแมนนวล (รับสัญญาณควบคุมจากรีโมทคอนโทรล) กล้องยังสามารถเปิด/ปิดจากระยะไกลหรือโดยหุ่นยนต์เองเพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ ฉันกำลังเขียนเฟิร์มแวร์เพื่อความปลอดภัยของอพาร์ทเมนต์ (ถ่ายโอนภาพไปยังคอมพิวเตอร์ ตรวจจับการเคลื่อนไหว เดินไปรอบๆ สถานที่)

จะสร้างหุ่นยนต์ที่บ้านได้อย่างไรเพื่อให้ทุกอย่างออกมาดี? คุณต้องเริ่มง่ายๆ และค่อยๆ ทำให้มันซับซ้อน! คำแนะนำในการสร้างหุ่นยนต์ด้วยมือของคุณเองที่บ้านทำให้อินเทอร์เน็ตท่วมท้นอย่างแท้จริง ผู้เขียนบทความจะไม่อยู่ห่างจากสิ่งนี้ โดยทั่วไป กระบวนการนี้สามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน: เชิงทฤษฎี การเตรียมการ และการประกอบจริง ภายในกรอบของบทความทั้งหมดจะได้รับการพิจารณาและจะอธิบายโครงร่างทั่วไปสำหรับการพัฒนาน้ำยาทำความสะอาด

การสร้างหุ่นยนต์ที่บ้าน

ในการพัฒนาตั้งแต่เริ่มต้น คุณต้องมีความรู้เกี่ยวกับกระแส แรงดันไฟฟ้า และการทำงานขององค์ประกอบต่างๆ เช่น ทริกเกอร์ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ทรานซิสเตอร์ คุณควรเรียนรู้วิธีการบัดกรีทั้งหมดนี้ในวงจรและใช้สายเชื่อมต่อ มีความจำเป็นต้องออกกำลังกายทุกด้านและดำเนินการเพื่อให้ได้รายละเอียดสูงสุดในการดำเนินการเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย และความรู้นี้จำเป็นหากคุณสนใจจริงๆ ในการสร้างหุ่นยนต์ที่บ้าน ไม่ใช่แค่ความอยากรู้อยากเห็นเท่านั้น

กระบวนการเตรียมการ

ก่อนที่คุณจะเริ่มหาวิธีสร้างหุ่นยนต์ที่บ้าน คุณต้องดูแลเงื่อนไขในการประกอบหุ่นยนต์ให้ดีเสียก่อน ก่อนอื่นคุณต้องเตรียมสถานที่ทำงานที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ต้องการ จำเป็นต้องวางโครงสร้างและส่วนประกอบไว้ที่ไหนสักแห่ง คุณควรพิจารณาถึงประเด็นของการจัดวางหัวแร้งขัดสนและบัดกรีที่สะดวก สถานที่ทำงานควรได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้สะดวกในการโต้ตอบกับโครงสร้าง

การประกอบ

จำเป็นต้องคิดถึง "กระดูกสันหลัง" ของโครงสร้างที่ทุกสิ่งจะถูกสร้างขึ้น โดยปกติจะเลือกส่วนหนึ่งส่วนและส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดจะถูกบัดกรี เมื่อพูดถึงคุณภาพของการบัดกรีก็ควรกล่าวว่าจะต้องทำความสะอาดสถานที่ที่จะดำเนินการ นอกจากนี้ขึ้นอยู่กับความหนาของสายไฟและขาที่ใช้จำเป็นต้องเลือกบัดกรีในปริมาณที่เพียงพอเพื่อไม่ให้องค์ประกอบหลุดระหว่างการทำงาน เพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการส่งสัญญาณและป้องกันความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร จากนั้นนำองค์ประกอบที่จำเป็นทั้งหมดไปใช้โครงสร้างผลลัพธ์จะเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานและหากจำเป็นอุปกรณ์จะถูกดัดแปลง

หุ่นยนต์ธรรมดา

วิธีทำอะไรง่ายๆที่บ้าน? และยังมีประโยชน์? คุณต้องรักษาบ้านของคุณให้สะอาด และแนะนำให้ทำกระบวนการนี้เป็นแบบอัตโนมัติ แน่นอนว่าการสร้างหุ่นยนต์ทำความสะอาดที่มีคุณสมบัติครบถ้วนนั้นเป็นเรื่องยาก แต่การออกแบบที่เรียบง่ายซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการสะสมฝุ่นจากพื้นห้องเป็นไปได้ค่อนข้างมาก พูดตามตรงเราจะพิจารณาสิ่งที่ใช้งานได้ในที่เดียวและในขณะเดียวกันก็กำจัดเศษเล็กเศษน้อยที่อยู่ในโซนความคลาดเคลื่อน ในการสร้างการออกแบบคุณต้องมีวัสดุดังต่อไปนี้:

  1. แผ่นพลาสติก.
  2. แปรงขนาดเล็กสามอันที่ใช้ทำความสะอาดรองเท้าหรือพื้น
  3. พัดลมสองตัวที่สามารถนำมาจากคอมพิวเตอร์ที่ล้าสมัย
  4. แบตเตอรี่ 9V และขั้วต่อสำหรับมัน
  5. เน็คไทหรือที่หนีบที่สามารถล็อคเข้าที่ได้
  6. สลักเกลียวและถั่ว

เจาะรูสำหรับแปรงในระยะห่างที่เท่ากัน แนบพวกเขา ขอแนะนำให้วางแปรงทั้งหมดไว้ในระยะห่างเท่ากันจากแปรงอื่นและศูนย์กลางของแผ่น เมื่อใช้สลักเกลียวและน็อตควรติดตัวยึดแบบปรับได้เข้ากับแต่ละอันและยึดด้วยความช่วยเหลือ ควรตั้งแถบเลื่อนตัวยึดแบบปรับได้ไว้ที่ตำแหน่งตรงกลาง เราจะใช้พัดลมในการเคลื่อนไหว เราเชื่อมต่อพวกมันเข้ากับแบตเตอรี่และวางขนานกันเพื่อให้แน่ใจว่าหุ่นยนต์หมุนเป็นวงกลม การออกแบบนี้จะใช้เป็นมอเตอร์สั่น โยนขั้วและโครงสร้างก็พร้อมใช้งาน หากหุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปด้านข้างในระหว่างกระบวนการทำความสะอาด ให้ใช้งานตัวยึดแบบปรับได้ การออกแบบที่นำเสนอในบทความไม่จำเป็นต้องมีต้นทุนทางการเงินหรือทักษะและประสบการณ์จำนวนมาก เมื่อสร้างหุ่นยนต์ จะใช้วัสดุราคาไม่แพง ซึ่งได้มาซึ่งไม่ใช่ปัญหาสำคัญ หากคุณต้องการทำให้การออกแบบซับซ้อนและเคลื่อนไหวอย่างมีจุดมุ่งหมาย คุณจะต้องได้รับการปรับปรุงในรูปแบบของมอเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์เพิ่มเติม ต่อไปนี้เป็นวิธีสร้างหุ่นยนต์ที่บ้าน แค่คิดว่าคุณสามารถปรับปรุงได้มากแค่ไหนที่นี่! สาขาที่กว้างที่สุดสำหรับกิจกรรมการออกแบบ

วันนี้เราจะมาบอกวิธีสร้างหุ่นยนต์จากวัสดุที่มีอยู่ ผลลัพธ์ที่ได้คือ "หุ่นยนต์ไฮเทค" แม้ว่าจะมีขนาดเล็กและไม่น่าจะช่วยคุณทำงานบ้านได้ แต่ก็จะทำให้ทั้งเด็กและผู้ใหญ่สนุกสนานอย่างแน่นอน

วัสดุที่จำเป็น

ในการสร้างหุ่นยนต์ คุณไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์นิวเคลียร์ คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์ที่บ้านได้จากวัสดุธรรมดาที่คุณมีอยู่เสมอ ดังนั้นสิ่งที่เราต้องการ:
  • ลวด2ชิ้น
  • มอเตอร์ 1 ตัว
  • แบตเตอรี่ AA 1 ก้อน
  • หมุด 3 อัน
  • โฟมบอร์ด 2 ชิ้นหรือวัสดุที่คล้ายกัน
  • แปรงสีฟันเก่าๆ 2-3 หัวหรือคลิปหนีบกระดาษสองสามอัน

1. ใส่แบตเตอรี่เข้ากับมอเตอร์

ใช้ปืนกาวติดแผ่นกระดาษแข็งโฟมเข้ากับตัวเรือนมอเตอร์ จากนั้นเราก็ติดแบตเตอรี่เข้ากับมัน

ขั้นตอนนี้อาจดูน่าสับสน อย่างไรก็ตาม ในการสร้างหุ่นยนต์ คุณต้องทำให้มันเคลื่อนไหวก่อน เราวางกระดาษแข็งโฟมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าชิ้นเล็ก ๆ ไว้บนแกนมอเตอร์แล้วยึดให้แน่นด้วยปืนกาว การออกแบบนี้จะทำให้มอเตอร์ไม่สมดุลซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่

วางกาวสองสามหยดที่ส่วนท้ายสุดของตัวลดการสั่นไหวหรือติดองค์ประกอบตกแต่งบางส่วนซึ่งจะเป็นการเพิ่มบุคลิกให้กับหุ่นยนต์และเพิ่มความกว้างของการเคลื่อนไหวของมัน

3. ขา

ตอนนี้คุณต้องติดตั้งหุ่นยนต์ด้วยแขนขาที่ต่ำกว่า หากคุณใช้หัวแปรงสีฟันสำหรับสิ่งนี้ ให้ทากาวไว้ที่ด้านล่างของมอเตอร์ คุณสามารถใช้โฟมบอร์ดเดียวกับชั้นได้

ขั้นตอนต่อไปคือการต่อสายไฟสองชิ้นของเราเข้ากับหน้าสัมผัสมอเตอร์ คุณสามารถขันสกรูได้ แต่จะดีกว่าถ้าบัดกรีมันซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์มีความทนทานมากขึ้น

5. การเชื่อมต่อแบตเตอรี่

ใช้ปืนความร้อนติดลวดไว้ที่ปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ คุณสามารถเลือกสายไฟสองเส้นและด้านใดด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ก็ได้ ในกรณีนี้ขั้วจะไม่สำคัญ หากคุณเก่งเรื่องการบัดกรี คุณสามารถใช้การบัดกรีแทนกาวในขั้นตอนนี้ได้

6. ดวงตา

ลูกปัดคู่หนึ่งซึ่งเราติดด้วยกาวร้อนที่ปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ ค่อนข้างเหมาะที่จะเป็นดวงตาของหุ่นยนต์ ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถแสดงจินตนาการและสร้างรูปลักษณ์ของดวงตาได้ตามดุลยพินิจของคุณ

สร้างหุ่นยนต์ง่ายมาก เรามาดูกันว่าต้องใช้อะไรบ้าง สร้างหุ่นยนต์ที่บ้านเพื่อทำความเข้าใจพื้นฐานของหุ่นยนต์

แน่นอนว่าหลังจากดูภาพยนตร์เกี่ยวกับหุ่นยนต์มามากพอแล้ว คุณมักจะอยากสร้างเพื่อนร่วมรบของคุณเอง แต่คุณไม่รู้ว่าจะเริ่มต้นจากตรงไหน แน่นอนว่าคุณจะไม่สามารถสร้างเทอร์มิเนเตอร์แบบสองขาได้ แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่เรากำลังพยายามทำให้สำเร็จ ใครก็ตามที่รู้วิธีจับหัวแร้งอย่างถูกต้องในมือสามารถประกอบหุ่นยนต์ธรรมดา ๆ ได้และไม่จำเป็นต้องมีความรู้เชิงลึกถึงแม้ว่ามันจะไม่เจ็บก็ตาม หุ่นยนต์สมัครเล่นไม่ได้แตกต่างจากการออกแบบวงจรมากนัก แต่น่าสนใจมากกว่ามาก เพราะมันเกี่ยวข้องกับด้านต่างๆ เช่น กลไกและการเขียนโปรแกรมด้วย ส่วนประกอบทั้งหมดหาได้ง่ายและไม่แพงมากนัก ดังนั้นความก้าวหน้าไม่หยุดนิ่ง และเราจะใช้มันให้เป็นประโยชน์

การแนะนำ

ดังนั้น. หุ่นยนต์คืออะไร? ในกรณีส่วนใหญ่ นี่เป็นอุปกรณ์อัตโนมัติที่ตอบสนองต่อการดำเนินการด้านสิ่งแวดล้อม หุ่นยนต์สามารถควบคุมโดยมนุษย์หรือดำเนินการตามที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไป หุ่นยนต์จะติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ (ระยะทาง มุมการหมุน ความเร่ง) กล้องวิดีโอ และอุปกรณ์ควบคุม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของหุ่นยนต์ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MC) ซึ่งเป็นวงจรขนาดเล็กที่ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ RAM และหน่วยความจำถาวร มีไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมากในโลกสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน และคุณสามารถประกอบหุ่นยนต์ที่ทรงพลังได้บนพื้นฐานของพวกมัน ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอาคารสมัครเล่น สิ่งเหล่านี้เข้าถึงได้ง่ายที่สุดและบนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาตัวอย่างมากมายตาม MK เหล่านี้ หากต้องการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์ คุณต้องสามารถเขียนโปรแกรมในแอสเซมเบลอร์หรือ C และมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและแอนะล็อก ในโครงการของเราเราจะใช้ C การเขียนโปรแกรมสำหรับ MK ไม่แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์มากนักไวยากรณ์ของภาษาเหมือนกันฟังก์ชันส่วนใหญ่แทบไม่แตกต่างกันและฟังก์ชันใหม่ ๆ นั้นค่อนข้างง่ายต่อการเรียนรู้และสะดวกในการใช้งาน

เราต้องการอะไร

ประการแรก หุ่นยนต์ของเราจะสามารถหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางได้ นั่นก็คือ ทำซ้ำพฤติกรรมปกติของสัตว์ส่วนใหญ่ในธรรมชาติ ทุกสิ่งที่เราต้องการในการสร้างหุ่นยนต์มีอยู่ในร้านวิทยุ เรามาตัดสินใจว่าหุ่นยนต์ของเราจะเคลื่อนที่อย่างไร ฉันคิดว่าสิ่งที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือรางที่ใช้ในรถถัง นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่สะดวกที่สุดเพราะรางรถไฟมีความคล่องตัวมากกว่าล้อยานพาหนะและควบคุมได้สะดวกกว่า (เมื่อจะเลี้ยวก็เพียงพอที่จะหมุนรางรถไฟได้ ไปในทิศทางที่ต่างกัน) ดังนั้นคุณจะต้องมีรถถังของเล่นที่มีรางหมุนแยกจากกันคุณสามารถซื้อได้ที่ร้านขายของเล่นในราคาที่เหมาะสม จากถังนี้คุณเพียงต้องการแพลตฟอร์มที่มีรางและมอเตอร์พร้อมกระปุกเกียร์ ส่วนที่เหลือคุณสามารถคลายเกลียวและทิ้งได้อย่างปลอดภัย เราต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยตัวเลือกของฉันตกอยู่ที่ ATmega16 - มีพอร์ตเพียงพอสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงและโดยทั่วไปแล้วค่อนข้างสะดวก คุณจะต้องซื้อส่วนประกอบวิทยุ หัวแร้ง และมัลติมิเตอร์ด้วย

ทำบอร์ดกับเอ็มเค

ในกรณีของเรา ไมโครคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่ของสมอง แต่เราจะไม่เริ่มต้นด้วยมัน แต่ด้วยการขับเคลื่อนสมองของหุ่นยนต์ โภชนาการที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญต่อสุขภาพ ดังนั้นเราจะเริ่มต้นด้วยวิธีการให้อาหารหุ่นยนต์ของเราอย่างเหมาะสม เพราะนี่คือจุดที่ผู้สร้างหุ่นยนต์มือใหม่มักทำผิดพลาด และเพื่อให้หุ่นยนต์ของเราทำงานได้ตามปกติ เราจำเป็นต้องใช้เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฉันชอบชิป L7805 มากกว่า - มันถูกออกแบบมาเพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุต 5V ที่เสถียร ซึ่งเป็นสิ่งที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราต้องการ แต่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกบนไมโครวงจรนี้อยู่ที่ประมาณ 2.5V จึงต้องจ่ายไฟขั้นต่ำ 7.5V เมื่อใช้ร่วมกับโคลงนี้ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมเรียบ และจำเป็นต้องรวมไดโอดไว้ในวงจรเพื่อป้องกันการกลับขั้ว

ตอนนี้เราสามารถไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราได้แล้ว กรณีของ MK เป็นแบบ DIP (สะดวกกว่าในการบัดกรี) และมีหมุดสี่สิบอัน บนเครื่องมี ADC, PWM, USART และอื่นๆ อีกมากมายที่เราจะไม่ใช้ในตอนนี้ ลองดูที่โหนดที่สำคัญบางประการ พิน RESET (ขาที่ 9 ของ MK) ถูกดึงขึ้นโดยตัวต้านทาน R1 ไปที่ "บวก" ของแหล่งพลังงาน - ต้องทำสิ่งนี้! มิฉะนั้น MK ของคุณอาจรีเซ็ตโดยไม่ได้ตั้งใจหรือพูดง่ายๆ ก็คือเกิดข้อผิดพลาด มาตรการที่พึงประสงค์อีกประการหนึ่ง แต่ไม่บังคับคือเชื่อมต่อ RESET ผ่านตัวเก็บประจุเซรามิก C1 เข้ากับกราวด์ ในแผนภาพคุณยังสามารถเห็นอิเล็กโทรไลต์ 1,000 uF ซึ่งช่วยให้คุณประหยัดจากแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงานซึ่งจะส่งผลดีต่อการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วย ตัวสะท้อนเสียงควอตซ์ X1 และตัวเก็บประจุ C2, C3 ควรตั้งอยู่ใกล้กับหมุด XTAL1 และ XTAL2 มากที่สุด

ฉันจะไม่พูดถึงวิธีแฟลช MK เนื่องจากคุณสามารถอ่านได้บนอินเทอร์เน็ต เราจะเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C ฉันเลือก CodeVisionAVR เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม นี่เป็นสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างเป็นมิตรต่อผู้ใช้และมีประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นเนื่องจากมีวิซาร์ดการสร้างโค้ดในตัว

การควบคุมมอเตอร์

ส่วนประกอบที่สำคัญไม่แพ้กันในหุ่นยนต์ของเราก็คือตัวขับมอเตอร์ ซึ่งทำให้เราควบคุมมันได้ง่ายขึ้น ไม่ควรเชื่อมต่อมอเตอร์เข้ากับ MK โดยตรงและไม่ว่าในกรณีใด! โดยทั่วไปโหลดที่ทรงพลังไม่สามารถควบคุมได้โดยตรงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ไม่เช่นนั้นมันจะไหม้ ใช้ทรานซิสเตอร์ที่สำคัญ ในกรณีของเรามีชิปพิเศษ - L293D ในโครงการง่ายๆ เช่นนี้ ให้ลองใช้ชิปตัวนี้กับดัชนี "D" เสมอ เนื่องจากมีไดโอดในตัวเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลด ไมโครวงจรนี้ควบคุมได้ง่ายมากและหาซื้อได้ง่ายจากร้านวิทยุ มีให้เลือกสองแพ็คเกจ: DIP และ SOIC เราจะใช้ DIP ในแพ็คเกจเนื่องจากติดตั้งบนบอร์ดได้ง่าย L293D มีแหล่งจ่ายไฟแยกสำหรับมอเตอร์และลอจิก ดังนั้นเราจะจ่ายไฟให้กับวงจรไมโครเองจากโคลง (อินพุต VSS) และมอเตอร์โดยตรงจากแบตเตอรี่ (อินพุต VS) L293D สามารถทนต่อโหลด 600 mA ต่อช่องสัญญาณและมีสองช่องสัญญาณเหล่านี้นั่นคือมอเตอร์สองตัวสามารถเชื่อมต่อกับชิปตัวเดียวได้ แต่เพื่อความปลอดภัย เราจะรวมช่องสัญญาณต่างๆ เข้าด้วยกัน จากนั้นเราจะต้องใช้ไมร่าหนึ่งช่องสำหรับเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง ตามมาว่า L293D จะสามารถทนต่อกระแสไฟ 1.2 A ได้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้คุณต้องรวมขาไมคราเข้าด้วยกันดังแสดงในแผนภาพ ไมโครวงจรทำงานดังต่อไปนี้: เมื่อใช้ตรรกะ "0" กับ IN1 และ IN2 และใช้ตรรกะกับ IN3 และ IN4 มอเตอร์จะหมุนในทิศทางเดียวและหากสัญญาณกลับด้าน - จะใช้ศูนย์ตรรกะ จากนั้นมอเตอร์จะเริ่มหมุนไปในทิศทางอื่น พิน EN1 และ EN2 มีหน้าที่เปิดแต่ละช่อง เราเชื่อมต่อพวกมันและเชื่อมต่อกับ "บวก" ของแหล่งจ่ายไฟจากโคลง เนื่องจากไมโครเซอร์กิตร้อนขึ้นระหว่างการทำงานและการติดตั้งหม้อน้ำบนเคสประเภทนี้เป็นปัญหา ขา GND จึงกระจายความร้อน - ควรบัดกรีไว้บนแผ่นสัมผัสแบบกว้าง นั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับไดรเวอร์เครื่องยนต์ในครั้งแรก

เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง

เพื่อให้หุ่นยนต์ของเราสามารถนำทางได้และไม่ชนกับทุกสิ่ง เราจะติดตั้งเซ็นเซอร์อินฟราเรดสองตัวไว้บนนั้น เซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยไดโอด IR ที่ปล่อยสเปกตรัมอินฟราเรดและโฟโตทรานซิสเตอร์ที่จะรับสัญญาณจากไดโอด IR หลักการคือ: เมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางด้านหน้าเซนเซอร์ รังสีอินฟราเรดจะไม่กระทบกับโฟโต้ทรานซิสเตอร์และจะไม่เปิดออก หากมีสิ่งกีดขวางด้านหน้าเซ็นเซอร์ รังสีจะสะท้อนออกมาและชนกับทรานซิสเตอร์ - เซ็นเซอร์จะเปิดขึ้นและกระแสเริ่มไหล ข้อเสียของเซ็นเซอร์ดังกล่าวคือสามารถตอบสนองต่อพื้นผิวที่แตกต่างกันได้แตกต่างกัน และไม่ได้รับการปกป้องจากการรบกวน - เซ็นเซอร์อาจถูกกระตุ้นโดยไม่ได้ตั้งใจจากสัญญาณภายนอกจากอุปกรณ์อื่น การปรับสัญญาณสามารถป้องกันคุณจากการรบกวนได้ แต่เราจะไม่กังวลกับเรื่องนั้นในตอนนี้ สำหรับผู้เริ่มต้นนั่นก็เพียงพอแล้ว


เฟิร์มแวร์หุ่นยนต์

ในการทำให้หุ่นยนต์มีชีวิต คุณต้องเขียนเฟิร์มแวร์สำหรับหุ่นยนต์ ซึ่งก็คือโปรแกรมที่จะอ่านค่าจากเซ็นเซอร์และควบคุมมอเตอร์ โปรแกรมของฉันง่ายที่สุด ไม่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและทุกคนจะเข้าใจได้ สองบรรทัดถัดไปประกอบด้วยไฟล์ส่วนหัวสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราและคำสั่งสำหรับสร้างความล่าช้า:

#รวม
#รวม

บรรทัดต่อไปนี้มีเงื่อนไขเนื่องจากค่า PORTC ขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณเชื่อมต่อไดรเวอร์มอเตอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ:

พอร์ตซี.0 = 1; พอร์ตซี.1 = 0; พอร์ตซี.2 = 1; พอร์ตซี.3 = 0; ค่า 0xFF หมายความว่าเอาต์พุตจะถูกบันทึก "1" และ 0x00 เป็นบันทึก "0" ด้วยโครงสร้างต่อไปนี้ เราจะตรวจสอบว่ามีสิ่งกีดขวางด้านหน้าหุ่นยนต์หรือไม่และอยู่ด้านใด: if (!(PINB & (1<

หากแสงจากไดโอด IR ตกกระทบโฟโตทรานซิสเตอร์ จะมีการติดตั้งบันทึกที่ขาไมโครคอนโทรลเลอร์ “0” และหุ่นยนต์เริ่มเคลื่อนที่ถอยหลังเพื่อเคลื่อนตัวออกห่างจากสิ่งกีดขวาง จากนั้นจึงหมุนกลับเพื่อไม่ให้ชนกับสิ่งกีดขวางอีกครั้งแล้วจึงเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกครั้ง เนื่องจากเรามีเซ็นเซอร์สองตัว เราจึงตรวจสอบสิ่งกีดขวางสองครั้ง - ทางด้านขวาและด้านซ้าย ดังนั้นเราจึงสามารถค้นหาได้ว่ามีสิ่งกีดขวางด้านใด คำสั่ง "delay_ms(1000)" ระบุว่าหนึ่งวินาทีจะผ่านไปก่อนที่คำสั่งถัดไปจะเริ่มดำเนินการ

บทสรุป

ฉันได้กล่าวถึงแง่มุมส่วนใหญ่ที่จะช่วยคุณสร้างหุ่นยนต์ตัวแรกของคุณแล้ว แต่วิทยาการหุ่นยนต์ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น หากคุณประกอบหุ่นยนต์ตัวนี้ คุณจะมีโอกาสมากมายที่จะขยายมัน คุณสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมของหุ่นยนต์ได้ เช่น จะทำอย่างไรถ้าสิ่งกีดขวางไม่ได้อยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่ง แต่อยู่ตรงหน้าหุ่นยนต์ การติดตั้งตัวเข้ารหัสก็ไม่เสียหายอะไร ซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่จะช่วยให้คุณวางตำแหน่งและทราบตำแหน่งของหุ่นยนต์ในอวกาศได้อย่างแม่นยำ เพื่อความชัดเจน สามารถติดตั้งจอแสดงผลสีหรือขาวดำที่สามารถแสดงข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้ เช่น ระดับประจุแบตเตอรี่ ระยะทางถึงสิ่งกีดขวาง ข้อมูลการแก้ไขจุดบกพร่องต่างๆ การปรับปรุงเซ็นเซอร์จะไม่เสียหาย - การติดตั้ง TSOP (นี่คือตัวรับ IR ที่รับรู้สัญญาณเฉพาะความถี่ที่แน่นอน) แทนที่จะเป็นโฟโตทรานซิสเตอร์ทั่วไป นอกจากเซ็นเซอร์อินฟราเรดแล้ว ยังมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกซึ่งมีราคาแพงกว่าและมีข้อเสียด้วย แต่เพิ่งได้รับความนิยมในหมู่ผู้สร้างหุ่นยนต์ เพื่อให้หุ่นยนต์ตอบสนองต่อเสียง เป็นความคิดที่ดีที่จะติดตั้งไมโครโฟนพร้อมเครื่องขยายเสียง แต่สิ่งที่ฉันคิดว่าน่าสนใจจริงๆ ก็คือการติดตั้งกล้องและการเขียนโปรแกรมแมชชีนวิชันตามนั้น มีชุดไลบรารี OpenCV พิเศษที่คุณสามารถตั้งโปรแกรมการจดจำใบหน้า การเคลื่อนไหวตามบีคอนสี และสิ่งที่น่าสนใจอื่น ๆ อีกมากมาย ทุกอย่างขึ้นอยู่กับจินตนาการและทักษะของคุณเท่านั้น

รายการส่วนประกอบ:

    ATmega16 ในแพ็คเกจ DIP-40>

    L7805 ในแพ็คเกจ TO-220

    L293D ในตัวเรือน DIP-16 x2 ชิ้น

    ตัวต้านทานที่มีกำลัง 0.25 W ที่มีพิกัด: 10 kOhm x 1 pc., 220 Ohm x 4 pcs.

    ตัวเก็บประจุเซรามิก: 0.1 µF, 1 µF, 22 pF

    ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า: 1000 µF x 16 V, 220 µF x 16 V x 2 ชิ้น

    ไดโอด 1N4001 หรือ 1N4004

    เครื่องสะท้อนเสียงควอทซ์ 16 MHz

    ไดโอด IR: สองตัวใดตัวหนึ่งจะทำ

    โฟโตทรานซิสเตอร์ก็มีเช่นกัน แต่ตอบสนองเฉพาะความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดเท่านั้น

รหัสเฟิร์มแวร์:

/************************************************ * *** เฟิร์มแวร์สำหรับหุ่นยนต์ประเภท MK: ATmega16 ความถี่สัญญาณนาฬิกา: 16.000000 MHz หากความถี่ควอตซ์ของคุณแตกต่างกัน จะต้องระบุสิ่งนี้ในการตั้งค่าสภาพแวดล้อม: โครงการ -> กำหนดค่า -> แท็บ "C Compiler" ****** ***********************************************/ #รวม #รวม เป็นโมฆะหลัก (เป็นโมฆะ) ( // กำหนดค่าพอร์ตอินพุต // ผ่านพอร์ตเหล่านี้เรารับสัญญาณจากเซ็นเซอร์ DDRB = 0x00; // เปิดตัวต้านทานแบบดึงขึ้น PORTB = 0xFF; // กำหนดค่าพอร์ตเอาต์พุต // ผ่านพอร์ตเหล่านี้ เราควบคุมมอเตอร์ DDRC =0xFF; //Main loop ของโปรแกรม ที่นี่เราอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ // และควบคุมเครื่องยนต์ในขณะที่ (1) ( //เลื่อนไปข้างหน้า PORTC.0 = 1; PORTC. 1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; ถ้า (!(PINB & (1<เกี่ยวกับหุ่นยนต์ของฉัน

ขณะนี้หุ่นยนต์ของฉันเกือบจะเสร็จสมบูรณ์แล้ว


ประกอบด้วยกล้องไร้สาย เซ็นเซอร์วัดระยะ (ทั้งกล้องและเซ็นเซอร์นี้ติดตั้งอยู่บนหอหมุน) เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง ตัวเข้ารหัส ตัวรับสัญญาณจากรีโมทคอนโทรล และอินเทอร์เฟซ RS-232 สำหรับเชื่อมต่อกับ คอมพิวเตอร์. โดยทำงานในสองโหมด: อัตโนมัติและแบบแมนนวล (รับสัญญาณควบคุมจากรีโมทคอนโทรล) กล้องยังสามารถเปิด/ปิดจากระยะไกลหรือโดยหุ่นยนต์เองเพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ ฉันกำลังเขียนเฟิร์มแวร์เพื่อความปลอดภัยของอพาร์ทเมนต์ (ถ่ายโอนภาพไปยังคอมพิวเตอร์ ตรวจจับการเคลื่อนไหว เดินไปรอบๆ สถานที่)

จะสร้างหุ่นยนต์ได้อย่างไร?



เมื่อพูดถึงหุ่นยนต์ เราจินตนาการถึงเครื่องจักรขนาดยักษ์ที่มีปัญญาประดิษฐ์ เช่น ในหนัง RoboCop เป็นต้น อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์ไม่จำเป็นต้องเป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่และซับซ้อนทางเทคนิค ในบทความนี้ เราจะบอกวิธีสร้างหุ่นยนต์ที่บ้าน เมื่อสร้างมินิโรบ็อตของคุณเองแล้ว คุณจะมั่นใจได้ว่าไม่จำเป็นต้องมีความรู้หรือเครื่องมือพิเศษใด ๆ สำหรับสิ่งนี้

วัสดุสำหรับงาน

ดังนั้นเราจึงสร้างหุ่นยนต์ด้วยมือของเราเองโดยเตรียมวัสดุก่อสร้างดังต่อไปนี้:

  • ลวดเส้นเล็ก 2 ชิ้น
  • มอเตอร์ของเล่นขนาดเล็ก 1 ตัว 3 โวลต์
  • แบตเตอรี่ AA 1 ก้อน
  • 2 เม็ด
  • โฟมโพลีสไตรีนสี่เหลี่ยมเล็ก 2 ชิ้นที่มีขนาดต่างกัน
  • ปืนกาว.
  • วัสดุสำหรับขา (คลิปหนีบกระดาษ หัวแปรงสีฟัน ฯลฯ)

คำแนะนำในการสร้างหุ่นยนต์

ตอนนี้เรามาดูคำอธิบายทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีสร้างหุ่นยนต์:

  1. กาวโฟมชิ้นใหญ่เข้ากับมอเตอร์ของเล่นที่ด้านข้างโดยมีหน้าสัมผัสโลหะอยู่ด้านบน นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันหน้าสัมผัสจากความชื้น
  2. ติดแบตเตอรี่ไว้บนแผ่นโฟมโพลีสไตรีน
  3. ติดโฟมโพลีสไตรีนชิ้นที่สองไว้ที่ด้านหลังของเครื่องยนต์เพื่อสร้างความไม่สมดุลของน้ำหนักเล็กน้อย ต้องขอบคุณความไม่สมดุลที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้ ปล่อยให้กาวแห้ง
  4. กาวขาเข้ากับเครื่องยนต์ เพื่อให้ขายึดแน่นที่สุดเท่าที่จะทำได้ ก่อนอื่นคุณจะต้องติดโฟมโพลีสไตรีนชิ้นเล็ก ๆ เข้ากับเครื่องยนต์ก่อนแล้วจึงติดกาวที่ขา
  5. สายไฟที่ต่อกับมอเตอร์สามารถติดเทปหรือบัดกรีก็ได้ ตัวเลือกที่สองจะดีกว่า - วิธีนี้หุ่นยนต์จะมีอายุการใช้งานนานกว่ามาก ลวดทั้งสองชิ้นจะต้องบัดกรีเข้ากับหน้าสัมผัสโลหะของมอเตอร์ให้แน่นที่สุด
  6. ถัดไป คุณจะต้องติดสายไฟใดๆ เข้ากับด้านใดด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ ตรง "บวก" หรือ "ลบ" สามารถติดเข้ากับแบตเตอรี่ได้ด้วยเทปไฟฟ้าหรือปืนกาว การยึดด้วยกาวมีความน่าเชื่อถือมากกว่า แต่คุณต้องระมัดระวังให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เนื่องจากหากคุณใช้กาวมากเกินไปการสัมผัสระหว่างสายไฟกับแบตเตอรี่จะหายไป
  7. ติดลูกปัดเข้ากับแบตเตอรี่เพื่อจำลองดวงตา
  8. เชื่อมต่อสายไฟชิ้นที่สองเข้ากับปลายอีกด้านของแบตเตอรี่เพื่อจ่ายไฟให้หุ่นยนต์ ในกรณีนี้ควรใช้เทปพันสายไฟแทนกาว วิธีนี้ทำให้คุณสามารถเปิดหน้าสัมผัสและหยุดหุ่นยนต์ได้อย่างง่ายดายเมื่อคุณรู้สึกเบื่อ

หุ่นยนต์ดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานตราบเท่าที่การชาร์จแบตเตอรี่ยังคงอยู่ อย่างที่คุณเห็น การสร้างหุ่นยนต์ที่บ้านเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างน่าตื่นเต้นซึ่งไม่มีอะไรซับซ้อน แน่นอน คุณสามารถลองสร้างโมเดลที่ซับซ้อนและตั้งโปรแกรมได้ในภายหลัง อย่างไรก็ตามในการสร้างสิ่งเหล่านี้คุณจะต้องมีความรู้และวัสดุเพิ่มเติมซึ่งขายในร้านขายเครื่องใช้ไฟฟ้า มินิหุ่นยนต์ของเล่นชิ้นเดียวกันนี้สามารถสร้างร่วมกับลูกของคุณได้อย่างง่ายดายในเวลาไม่กี่นาที

กำลังโหลด...กำลังโหลด...