Șasiu universal pe șenile pentru robot. Robot pe roți sau șenile

Din cauza numeroaselor solicitări, am decis să descriu procesul de creare a unui astfel de robot cu o cameră pe un șasiu pe șenile și control prin bluetooth cu ajutorul unui joystick.

Întotdeauna am visat să creez un robot care să poată fi controlat de un computer și să-i urmăresc mișcările de la persoana întâi.
Am împărțit condiționat întregul proces în trei părți:
1. Asamblarea robotului
2. Programarea microcontrolerului la bord
3. Programare control PC

Cred că acest subiect va fi cel mai interesant pentru cei care ar dori să construiască un astfel de robot, dar le lipsesc cunoștințele în anumite puncte. (Pentru cei care sunt bine versați în robotică, electronică și programare, nu voi descoperi nimic nou). Prin urmare, vă voi spune cât mai detaliat și cât mai simplu.
În general, un robot poate fi cumpărat gata făcut, dar
- în primul rând, nu este atât de interesant - chiar procesul de a crea un robot cu propriile mâini este o mare plăcere
-al doilea la cumpărare robot terminat a-l reface pentru a se potrivi intereselor tale este adesea destul de dificil, dacă nu imposibil
- și în sfârșit, cu abordarea corectă, poate fi mai ieftin să faci un robot pe cont propriu.
Vom folosi cele mai ieftine, dar ansambluri gata făcute, pentru că nu toată lumea este interesată să monteze de la zero, este mai complicată și riscă să ne plictisim de un proces care a durat luni de zile :).
Dacă vrei nu doar să aduci un robot cu care să te joci, ci să o faci singur, atunci hai să mergem!
Robotul nu ia decizii singur, adică este un șasiu controlat de PC care execută comenzi și transmite un semnal video. Cu toate acestea, nu este dificil să îl modificați într-un robot independent - trebuie doar să adăugați senzori și să adăugați logică Computer de bord... Platforma este concepută pentru asta.
Avem nevoie:
Pentru șasiu pe șenile
1. Cutie de viteze cu motor dublu - Cutie de viteze cu motor dublu Tamiya (TAM70097)

2. Senile și rolele cu axe - Set de șenile și roți Tamiya (TAM70100)

3. Platforme și elemente de fixare - Set de plăci universale Tamiya (2) (TAM70157)

Dintre acestea, doar articolul 2 este deficit în Rusia.
Restul îl puteți cumpăra în Terraelectronics (70097 - 520 ruble, 70157 - 385 ruble)
Sau la Magazinul Oficial Tamiya. Dacă cumpărați în el, atunci luați un șasiu pe șenile (630r) și o cutie (390r). Vei avea o cutie cu un motor de rezerva.
Cert este că avem nevoie de o cutie cu două motoare, astfel încât robotul să poată merge nu numai drept, ci și să se întoarcă, controlând șinele separat.
Deoarece nu a fost posibil să cumpăr totul într-un singur loc în Moscova și nu am vrut să alerg și să caut, am comandat toate acestea pe ebay de la singurul vânzător care livrează în Rusia la un preț normal. Kitul a costat aproximativ 37,5 USD cu livrare.
Puteți găsi aceste piese și pe pololu.com. Există mai scumpe și nu întotdeauna disponibile.
În loc de o platformă cu găuri, este foarte posibil să folosiți o bucată de placaj și pentru elemente de fixare constructor metalic, care se vinde în lumea copiilor cu aproximativ 200-400 de ruble (există mai multe seturi).

În general, cel mai important lucru sunt șenile și motoarele.

Electronica de bord
1. Arduino Duemillanove / Freeduino 2009 - creierul robotului nostru -


pe ebay de la 17,60 USD.
L-am luat pe freeduino.ru, cu destul de mult timp în urmă și pentru 950r.
Pentru un robot, este destul de bazat pe Atmega168 (mai ieftin decât Atmega328P), dacă nu veți scrie o logică robotică foarte elegantă sau nu veți folosi Arduino ca mine pentru alte experimente, pentru care 16 kB de memorie flash ar putea să nu fie de ajuns.
2. Modul de putere Scut motor V2 sau V3 pentru controlul motorului


Pe ebay de la 10,5 USD, versiune vecheși fără piepteni pentru instalarea următorului etaj de scuturi.
pe Freeduino.ru de la 600 de ruble sub formă de constructor la 900 de ruble în formă asamblată. Recomand v3 - este mai flexibil.
3. Scutul senzorului V4 este un modul convenabil pentru conectarea senzorilor și a servomotorizării. Dacă nu ești intimidat de un mănunchi de fire, atunci nu ai nevoie de el nafig. L-am cumpărat pentru experimentare, așa că l-am înfipt pentru comoditate.

aproximativ 8 dolari pe ebay
4. Modul SmartBluetooth. Va fi necesar pentru a comunica cu un PC sau laptop.

pe ebay de la 9,9 USD. Am luat mult timp și m-a costat până la 23 de dolari
5. Dongle Bluetooth - dacă îl controlați de pe un computer și nu există interfață Bluetooth în el, atunci trebuie să îl cumpărați.
preț - 2,7 USD
În total, 40,7 dolari dacă nu aveți scut senzor, dar cu dongle bluetooth pentru computer.

Vom avea nevoie și de energie pentru Arduino și motoare. Puteți folosi baterii AA obișnuite în acest compartiment cumpărându-le de pe piață sau de la ChipIDip, dacă este foarte urgent.


« »
sau baterie de 9V „Krona”.
Prefer bateriile LiPoly mai mici și mai convenabile:


sau 2 celule LiIon 18650 conectate în serie.

Acest kit este suficient pentru a face un robot cu funcționalitate de bază, așa că aș sugera să faceți o pauză în acest loc, să alegeți unde și ce veți comanda, să plasați comenzi sau să mergeți la cumpărături și, în timp ce comanda este livrată, să preluați subsistemul video.
Când comandați în principal din China, veți primi toate componentele în aproximativ 2-3 săptămâni și totul va costa 80-100 USD, în funcție de vânzătorul ales sau de dorința dvs. de a negocia și de a economisi, poate fi mai ieftin. Dacă cumpărați mai multe produse de la un singur vânzător, cereți să combinați transportul, puteți economisi pe aceasta. Așa-zisul " transport gratuit„(Livrare gratuită) este doar inclusă și este bună dacă cumpărați un articol.

Colectăm șasiul
Setul Tamiya 70100 vine cu instrucțiuni detaliate... Tăiați cu grijă cu tăietori de sârmă sau cu un cuțit de birou senile de cauciuc iar rolele, care le separă de coloane, sunt asamblate și fixate cu șuruburi M3x10 pe platforma din placaj, sau dacă ați cumpărat un set de plăci universale Tamiya, apoi cu pene complete, sunt reutilizabile, așa că e în regulă dacă mai întâi lipiți ceva în locul greșit.
Apoi asamblam o cutie de motoare cu cutii de viteze TAM70097. Ea are 2 opțiuni pentru rapoartele de transmisie. 58: 1 conduce foarte, foarte repede, dar motoarele nu trag la turații mici și geme plângător, iar după ce încărcăm platforma, abia se mai pot arunca și se rotesc. Recomand asamblarea in varianta 201: 1, astfel incat „tancul” nostru sa nu scape din vedere si se va misca mai lin. Adevărat, zgomotul de la angrenajele care se rotesc furios va fi mai mult. Punem angrenajele de antrenare ale șasiului pe axele hexagonale ale cutiei.
Pentru a verifica performanța, este suficient să furnizați energie de la 2 baterii către motoare prin simpla atingere a cablurilor contactelor motorului. Acum trebuie să lipiți câteva fire de motoare. 10-15 centimetri vor fi de ajuns.
Apoi, folosind piese de la proiectant, am asigurat a doua platformă pentru atașarea electronicelor. În principiu, este posibil să o faci pe un singur etaj, doar că nu este suficient spațiu și nu este foarte convenabil să lucrezi, dar este destul de posibil.
Fixăm Arduino / Freeduino la etajul doi cu șuruburi M3x10 (nu prea coincide în găuri și devine ușor în diagonală). Introduceți MotorShield la etajul doi. Trecem firele de la motoare prin orificiile din site și atașăm firele la porturile M3 și M4 - șuruburi extreme, cel din mijloc rămâne nefolosit (este pt. motoare pas cu pas). Polaritatea conexiunii motoarelor nu contează încă, aceasta poate fi apoi schimbată sau setată programatic, așa că nu vă fie teamă să o amestecați.
Deocamdată, trebuie doar să descoperiți unde să conectați modulul Bluetooth sau să-l atașați la ultimul etaj cu o bandă de cauciuc. Nici nu l-am despachetat - ii va servi ambalajul din spuma protectie mecanicași, în același timp, nu vă va permite să închideți contactele accidental.

Primești ceva ca acest sandviș:


« »
Deschideți imaginea la dimensiune completă pentru a vedea mai bine ce și cum este conectat dacă aveți dificultăți cu asamblarea și conectarea. Atașați Arduino cu un port USB la marginea platformei, astfel încât să fie mai ușor să conectați cablul mai târziu și să programați fără a-l scoate din robot.
Funcționează doar câteva ore dacă este făcut lent.

Subsistemul video
Pentru a călători cu o imagine la persoana întâi, avem nevoie de o cameră video în miniatură, un transmițător radio (emițător) și un receptor (receptor).
Există o mulțime de opțiuni. Inclusiv mersul pe jos la piață și cumpărarea unei camere radio chinezești într-un magazin de gadgeturi de spionaj sau echipamente de supraveghere video. Cel mai probabil va costa 2-4 tyr împreună cu receptorul.
Dar este mult mai ieftin să comandați din China.
Recomand să luați la 1,2 GHz, nu la 2,4 GHz, pentru a evita interferențele cu modulul bluetooth și WiFi care funcționează la 2,4 GHz
De exemplu, iată un astfel de kit:


va costa puțin mai mult de 30 USD. Există și altele mai ieftine, în funcție de camera inclusă.
Pe ebay, poti cumpara exact la fel sau cu o camera in carcasa metalica ca in poza din cutie.
Calitatea imaginii tuturor acestor camere CMOS este destul de așa-așa (380TVL și acelea sunt destul de săpunoase și cu o gamă dinamică scăzută și zgomot ridicat la lumină scăzută). Prin urmare, am comandat o cameră pe o matrice Sony CCD cu o rezoluție de 420TVL și o sensibilitate mai bună pe hobbyking.com, care permite chiar și sub o masă fără iluminare suplimentară vezi ce se intampla.


Și, de asemenea, o montură pentru el cu o rotire și înclinare:


După cum spune inscripția de pe imagine - servo nu sunt incluse în kit, așa că comandăm servo 9g ieftine. Vom avea nevoie de 2 bucăți, a 3-a va rămâne în rezervă dacă o rupem.
Camera mea nu vrea să funcționeze de la 9V, așa că trebuie să o alimentez de la o baterie separată de 11,1V.
Receptorul și transmițătorul utilizate din trusa ieftină prezentată mai sus. (Am incercat un emitator mai puternic - la 800mW, dar se incalzeste decent, voluminos cu un calorifer si puterea este de asa natura incat provoaca interferente la servo-urile camerei).
Puteți conecta receptorul la un televizor, dar îl controlați de la un computer, iar vizionarea la televizor nu este foarte convenabilă (cu excepția cazului în care cumpărați unul portabil). Prin urmare, avem nevoie de un dispozitiv de captură video.
Binecuvântarea merită

Una dintre opțiunile pentru crearea roboților bazați pe Arduino și alte plăci de computer este să folosiți carcase gata făcute și să vă dezvoltați propria umplutură. Puteți găsi pe piață un număr suficient de astfel de rame, care includ și o bază mecanică (roți, șenile, balamale etc.). Luând o carcasă gata făcută, vă puteți concentra pe deplin pe programarea robotului. Noi oferim mica privire de ansamblu asemenea corpuri scheletice ale roboților.

De ce sunt necesare corpuri și schelete de robot?

Crearea unui robot este un proces în mai multe etape, care include proiectarea, asamblarea și programarea. Cunoștințele de robotică se limitează la fizică, mecanică, algoritmizare. Tinerii începători în robotică gravitează către fiecare dintre etapele roboticii în moduri diferite. Crearea este mai ușoară pentru cineva Componente mecanice robot, dar programarea este dificilă. Cineva, dimpotrivă, programează cu ușurință logica comportamentului robotului, dar procesul de creare a unui model mecanic este dificil.

Pentru cei cărora le este dificil să proiecteze mecanici și sunt mai încântați de procesul de selecție diverși senzoriși designul logic al robotului, merită să acordați atenție diferitelor baze mecanice pentru construirea roboților. Se vând fără electronică; de fapt, sunt corpul sau scheletul viitorului robot. Rămâne doar să le adăugați un „creier” (de exemplu, o taxă Arduino), nervii și mușchii (senzori și actuatori) și animați-i (program). Uneori, aceste carcase conțin chiar și motoare sau senzori.

Platforme pe 4 roți - baza Arduino

O platformă pe roți este de departe cea mai simplă și mai eficientă bază pentru construirea unui robot. Există multe tipuri diferite de semifabricate pe piață. Unii dintre ei sunt:

O platformă pentru crearea unui robot pe Arduino, realizat din aliaj de aluminiu. Platforma este echipată cu 4 roți, fiecare fiind conectată la un motor separat. Motoarele sunt incluse. Platforma poate fi folosită ca bază a unei mașini sau a oricărui alt robot de conducere. Dimensiunea platformei este de aproximativ 20 x 20 cm.Sunt incluse și șuruburi, piulițe și fire pentru conectarea motoarelor.

Puteți cumpăra o astfel de bază pentru viitorul dvs. robot pentru aproximativ 75 USD pe site-ul web DX.com.

Încă una platformă cu patru roți pentru construirea unui robot bazat pe Arduino atrage atenția cu roțile sale. Au un diametru de 80 mm, o lățime de 60 mm, arată elegant și fiabil. Această platformă are o bază acrilică de 1,5 mm. Corpul are stabilitate bunăși este potrivit pentru crearea unui robot cu mișcare rapidă. Aliexpress vinde acest robot schelet cu 60 USD. Setul complet este similar cu cel anterior - roțile, motoarele, firele și șuruburile sunt deja incluse în set.

Șasiu cu două și trei roți pentru a crea roboți de călărie

În urmatoarele o platformă cu trei roți pentru construirea unui robot bazat pe Arduino motoarele sunt conectate doar la două roți și acest lucru reduce costul. Pe magazinul online DX.com, acest șasiu se vinde cu 20,5 USD. Baza este din acril transparent. Include 2 motoare, șuruburi, piulițe, fire, pachet de baterii pentru 4 baterii AA. Dimensiuni aprox 20 x 10 cm.

O platformă cu trei roți pentru un robot Arduino. Fotografie dx.com

Baza cu doua roti pentru robot. Fotografie dx.com

Șasiu pe șenile pentru rezervoare pe Arduino

Șasiu pe șenile mai stabile decât cele pe roți. În plus, în acest design, doar două motoare sunt suficiente pentru a pune sistemul în mișcare, ceea ce înseamnă că prețul va fi mai mic decât cel al platformelor cu patru roți. Cel mai comun model pe șenile este, desigur, un rezervor, dar o astfel de bază poate deveni o platformă pentru un robot de orice formă.

Șasiu pe șenile pentru a crea un rezervor robotbazat pe Arduino. Include 2 motoare, transmisie pe șenile, șuruburi, piulițe. Acest șasiu măsoară 18,7 cm x 11,5 cm x 4,3 cm. Acest șasiu pe șenile costă 42 USD la DX.com.

Șasiu pe șenile pentru robot. Fotografie dx.com

Carcasa robot Arduino Spider

Păianjen- o formă destul de populară de roboți, prin urmare, astfel de corpuri scheletice sunt de asemenea la vânzare.Construcția unui păianjen, spre deosebire de roboții pe roți, asigură mișcarea în orice direcție.

Primul Păianjen iar în recenzia noastră costă aproximativ 100 USD pe Aliexpress.

Carcasă robot păianjen. Foto: aliexpress.com

Această carcasă nu include electronice, servo-uri, acestea trebuie achiziționate separat. Este recomandat să utilizați Servo MG 995 cu acest model spider. Este amuzant că o astfel de unitate de pe site-ul Aliexpress poate fi cumpărată atât cu 33 USD, cât și cu 5 USD (deși în acest caz va trebui să cumpărați 10 bucăți). Este nevoie de o unitate pentru fiecare labă.

De asemenea, să gestioneze cantitate mare Servoarele necesită un servocontroler cu mai multe canale. Costul final al păianjenului poate fi destul de mare.

Un alt schelet cu șase picioare robot păianjen sau chiar gandac robot Mi-a atras atenția cu prețul de 42,5 USD. Un robot cu șase picioare metalice ar trebui să iasă, deși nu foarte manevrabil, dar stabil. Scheletul acestui gândac are 24 cm lungime, 18 cm lățime și 12 cm înălțime. Puteți cumpăra acest gândac robot negru de pe site-ul magazinului online Aliexpress.

Corp pentru un gandac robot. Foto: aliexpress.com

Schelete de robot humanoid

Modelul pare a fi destul de interesant robot umanoid costă aproximativ 105 USD. Nu există nici electronică, ci mult loc pentru creativitate. Construirea unui robot umanoid și programarea unui mers uman sunt sarcini provocatoare și provocatoare. Puteți începe să vă încercați să creați singur un robot umanoid cumpărând un astfel de schelet de pe site-ul magazinului online Aliexpress. Dacă credeți descrierea producătorului, atunci pe baza acestui karskas puteți face chiar și un robot dansator.

O carcasă pentru un robot umanoid. Foto: aliexpress.com

Robot gata făcut, carcasă terminată sau construirea unui robot Arduino de la zero?

Roboți completi bazat pe placa Arduinopotrivit pentru cei care circuite electrice nu deosebit de atractiv. Prin achiziționarea unui model de robot funcțional, de ex. de fapt, o jucărie de înaltă tehnologie terminată, puteți trezi interesul pentru auto-design și robotică. Deschiderea platformei Arduino permite unul și același lucru părți componente fă-ți jucării noi. Prețul unor astfel de roboți fluctuează în jurul a 100 de dolari, care este în general relativ mic.

Incinte finisate pe care le-am analizat în această recenzie sugerează mai multă imaginație și o varietate mai mare de roboți care urmează să fie produși. Nu sunteți limitat la plăcile Arduino în ele, puteți folosi și alte „creiere”. Avantajul acestei metode față de crearea unui robot de la zero este că nu poți fi distras prin căutarea materialelor și dezvoltarea structurilor. Un astfel de robot arată destul de serios și arată ca unul industrial.

Cel mai interesant, dar și cel mai dificil, după părerea noastră, este crearea complet independentă a unui robot... Dezvoltarea unei carcase din materiale vechi, adaptarea mașinilor de jucărie în aceste scopuri și a altor echipamente vechi poate deveni nu mai puțin interesantă decât programarea comportamentului unui robot. Iar rezultatul va fi complet unic.

Dacă abia începi să înveți robotica Arduino, îți recomandăm cursul nostru

Toate prețurile sunt de la 22.05.14.

În acest proiect, vom construi un robot în mișcare (platformă pe șine) care poate detecta și evita obstacolele. Utilizează 2 senzori în infraroșu, care este o pereche de un LED IR care emite și un receptor IR montat în partea din față stânga și față laturile drepte... Controlerul PWM este folosit aici pentru a controla viteza motoarelor.

Senzorii IR sunt montați la 90 ° unul față de celălalt pentru a minimiza intensitatea semnalelor reflectate care sosesc la receptor de la cealaltă pereche. În același scop, puneți LED-urile IR în tuburi scurte de plastic negre.

Alimentare și convertor

Schema driverului motorului

Driver de motor electric pornit SN754410 deși nu este suficient pentru aplicații de joasă tensiune. Deoarece include tranzistoare bipolare, acestea au o cădere de tensiune de cel puțin 0,7 V fiecare. Aceasta înseamnă că motoarele vor primi de fapt cu 1,4 volți mai puțin de la baterie, ceea ce reprezintă aproximativ 50% din pierderea la 3 volți. Un alt dezavantaj al acestei soluții este că are nevoie de o răcire extinsă. Fiecare dintre motoare consumă aproximativ 200 mA, iar microcircuitul disipează 2 · 1,4 V x 200 mA = 0,56 W de căldură - este nevoie de un radiator, care nici nu ajută la economisirea bateriei.

Reglarea sensibilității senzorilor infraroșii