Shasi vemje universale për robotin. Robot me rrota ose zvarritës

Sipas kërkesës popullore, vendosa të përshkruaj procesin e krijimit të një roboti të tillë me një aparat fotografik në një shasi vemje dhe kontroll bluetooth duke përdorur një levë.

Gjithmonë kam ëndërruar të krijoj një robot që mund të kontrollohet nga një kompjuter dhe të shikojë lëvizjet e tij në vetën e parë.
E ndava të gjithë procesin në tre pjesë:
1. Montimi i robotit
2. Programimi i mikrokontrolluesit në bord
3. Programimi i kontrollit të PC

Besoj se kjo temë do të jetë më interesante për ata që dëshirojnë të ndërtojnë një robot të tillë, por nuk ka njohuri të mjaftueshme në momente të caktuara. (Për ata që janë të aftë për robotikë, elektronikë dhe programim, nuk do të zbuloj asgjë të re). Prandaj, do të tregoj sa më shumë në detaje dhe thjesht.
Në përgjithësi, mund të blini një robot të gatshëm, por
- së pari, nuk është aq interesante - procesi i krijimit të një roboti me duart tuaja është një kënaqësi e madhe
- së dyti kur blini robot i përfunduar shpesh është mjaft e vështirë, nëse jo e pamundur, ta ribëni atë për t'iu përshtatur interesave tuaja
- dhe së fundi, me një qasje kompetente, mund të jetë më e lirë të bësh një robot vetë.
Ne do të përdorim nyjet më të lira, por të gatshme, sepse jo të gjithë janë të interesuar të ndërtojnë nga e para, është më e ndërlikuar dhe rrezikon të mërzitet me një proces që është zvarritur prej muajsh :).
Nëse doni që jo vetëm të merrni një robot për të luajtur, por ta bëni vetë, atëherë le të shkojmë!
Roboti nuk merr vendime vetë, domethënë është një shasi e kontrolluar nga PC që ekzekuton komanda dhe transmeton një sinjal video. Sidoqoftë, nuk është e vështirë ta modifikoni atë në një robot të pavarur - thjesht duhet të shtoni sensorë dhe të shtoni logjikë kompjuter në bord. Platforma është krijuar për këtë.
Do të na duhen:
Për shasinë e zvarritësit
1. Kuti ingranazhesh me dy motorë Tamiya (TAM70097)

2. Gjurmët dhe rrotullat me boshte - Kompleti i gjurmëve dhe rrotave Tamiya (TAM70100)

3. Platformat dhe mbërthyesit - Set Universal i Pllakave Tamiya (2) (TAM70157)

Nga kjo, vetëm pika 2 është një deficit në Rusi.
Ju mund të blini pjesën tjetër në Terraelectronics (70097 - 520r, 70157 - 385r)
Ose në dyqanin zyrtar Tamiya. Nëse blini në të, atëherë merrni një shasi vemje (630r) dhe një kuti (390r). Do t'ju mbetet një kuti me një motor në rezervë.
Fakti është se na duhet një kuti me dy motorë në mënyrë që roboti jo vetëm të mund të shkojë drejt, por edhe të kthehet, duke kontrolluar veçmas gjurmët.
Meqenëse nuk ishte e mundur të blija gjithçka në një vend në Moskë, dhe nuk doja të vrapoja dhe të shikoja, i porosita të gjitha këto në ebay nga i vetmi shitës që dërgon në Rusi me një çmim normal. Kompleti kushtoi rreth 37,5 dollarë me dorëzim.
Këto pjesë mund t'i gjeni edhe në pololu.com. Është më e shtrenjtë dhe jo gjithmonë e disponueshme.
Në vend të një platforme me vrima, është mjaft e mundur të përdoret një copë kompensatë, dhe për mbërthyes konstruktor metalik, e cila shitet në botën e fëmijëve për rreth 200-400 rubla (ka disa grupe).

Në përgjithësi, gjëja më e rëndësishme janë gjurmët dhe motorët e marsheve.

Elektronikë në bord
1. Arduino Duemillanove / Freeduino 2009 - truri i robotit tonë -


në ebay nga 17,60 dollarë.
E mora në freeduino.ru, shumë kohë më parë dhe për 950 rubla.
Për një robot, Atmega168 (më i lirë se Atmega328P) është i mjaftueshëm, përveç nëse do të shkruani logjikë robotike shumë të sofistikuara ose do të përdorni Arduino si unë për eksperimente të tjera që 16 kB memorie flash mund të mos mjaftojnë.
2. Moduli i fuqisë Mburoja e motorit V2 ose V3 për kontrollin e motorit


Në ebay nga 10,5 dollarë, version i vjeter dhe pa krehër për të instaluar nivelin tjetër të mburojave.
në Freeduino.ru nga 600 rubla në formën e një projektuesi në 900 rubla në formë të montuar. Unë këshilloj v3 - është më fleksibël.
3. Mburoja e sensorit V4 është një modul i përshtatshëm për lidhjen e sensorëve dhe servove. Nëse nuk keni frikë nga një tufë telash, atëherë nuk keni nevojë për të. E bleva për eksperimente, kështu që e ngjita për lehtësi.

rreth 8 dollarë në ebay
4. Moduli i zgjuar bluetooth. Do t'ju duhet të lidheni me një kompjuter ose laptop.

në ebay nga 9,9 dollarë. E kam marrë shumë kohë më parë dhe më ka kushtuar 23 dollarë
5. Dongle Bluetooth - nëse kontrolloni nga një PC dhe nuk ka ndërfaqe Bluetooth në të, atëherë duhet ta blini atë.
çmimi - 2,7 dollarë
Gjithsej 40,7 dollarë nëse veproni pa mburojën e sensorit, por me dongle Bluetooth për PC.

Ne gjithashtu do të kemi nevojë për energji për Arduino dhe motorët. Ju mund të përdorni bateri të zakonshme AA në këtë ndarje, duke e blerë atë në treg ose në ChipIDip, nëse është shumë urgjente.


« »
ose bateri 9V tip “Krona”.
Unë preferoj bateritë LiPoly kompakte dhe më të përshtatshme:


ose 2 qeliza LiIon 18650 të lidhura në seri.

Ky komplet është i mjaftueshëm për të bërë një robot me funksionalitet bazë, kështu që unë do të sugjeroja të bëni një pushim në këtë pikë, të zgjidhni se ku dhe çfarë do të porosisni, të bëni porosi ose të bëni pazar dhe ndërsa porosia është duke u dorëzuar, kujdesuni për videon. nënsistem.
Kur porosisni kryesisht nga Kina, do t'i merrni të gjithë përbërësit në rreth 2-3 javë dhe gjithçka do të kushtojë 80-100 dollarë, në varësi të shitësit të zgjedhur ose dëshirës tuaj për të bërë pazare dhe kursime, mund të jetë më e lirë. Nëse blini disa artikuj nga i njëjti shitës, kërkoni transport të kombinuar, mund të kurseni në këtë. e ashtuquajtura " Transport falas» (transporti falas) është vetëm i përfshirë në çmim dhe është i mirë nëse blini një artikull.

Montimi i shasisë
Kompleti Tamiya 70100 vjen me udhëzim të detajuar. Pritini me kujdes me prerëse teli ose një thikë klerikale gjurmët e gomës dhe rulat, që ndahen nga sprucat, montohen dhe fiksohen me vida M3x10 në platformën e kompensatës, ose nëse keni blerë një grup pllakash universale Tamiya, atëherë me pykë të plotë, ato janë të ripërdorshme, kështu që është në rregull nëse së pari ngjitni diçka në vend i gabuar.
Pastaj ne montojmë një kuti motorësh me kuti ingranazhesh TAM70097. Ajo ka 2 opsione për raportet e ingranazheve. 58:1 drejton shumë, shumë shpejt, por motorët nuk tërhiqen me shpejtësi të ulët dhe rënkojnë keq, dhe pasi ngarkojmë platformën, ata vështirë se mund të kthehen fare. Unë rekomandoj mbledhjen në opsionin 201:1, kështu që "tanku" ynë nuk do të largohet nga fusha e shikimit dhe do të lëvizë më pa probleme. Vërtetë, zhurma nga ingranazhet që rrotullohen furishëm do të jetë më shumë. Ingranazhet e drejtimit të shasisë i vendosim në boshtet gjashtëkëndore të kutisë.
Për të kontrolluar performancën, mjafton të furnizoni motorët me energji nga 2 bateri, thjesht duke prekur kontaktet e motorit me telat. Tani ju duhet të bashkoni një palë tela me motorët. 10-15 centimetra do të jenë të mjaftueshme.
Më pas, me ndihmën e pjesëve të projektuesit, sigurova platformën e dytë për montimin e elektronikës. Në parim, është e mundur ta bëni atë në një kat, thjesht nuk ka hapësirë ​​të mjaftueshme atje dhe nuk është shumë i përshtatshëm për të punuar, por është mjaft e mundur.
Ne e lidhim Arduino / Freeduino në katin e dytë me vida M3x10 (nuk përputhet plotësisht me vrimat dhe bëhet pak diagonal). Fusni MotorShield në katin e dytë. Ne i kalojmë telat nga motorët përmes vrimave në platformë dhe i lidhim telat në portat M3 dhe M4 - vidhat ekstreme, e mesme mbetet e papërdorur (është për motorët stepper). Polariteti i lidhjes së motorëve nuk ka ende rëndësi, ai më pas mund të ndryshohet ose vendoset në mënyrë programore, kështu që mos kini frikë ta përzieni.
Tani për tani, thjesht kuptoni se ku të ngjitni modulin Bluetooth ose lidhni atë në katin e fundit me një brez gome. Unë as nuk e shpaketova - paketimi i shkumës do ta shërbejë mbrojtje mekanike, dhe në të njëjtën kohë nuk do t'ju lejojë të mbyllni kontaktet rastësisht.

Ju merrni diçka si ky sanduiç:


« »
Hapni figurën me madhësi të plotë për të parë më mirë se çfarë është lidhur dhe si, nëse keni ndonjë vështirësi me montimin dhe lidhjen. Lidheni Arduino me një port USB në skajin e platformës, në mënyrë që të jetë më i përshtatshëm për të lidhur kabllon më vonë dhe programuar pa e hequr atë nga roboti.
Vetëm disa orë punë nëse bëhet ngadalë.

Nënsistem video
Për të hipur me një imazh të personit të parë, na duhet një videokamerë në miniaturë, një transmetues radio (transmetues) dhe një marrës (marrës).
Ka një numër të madh opsionesh. Përfshirë arritjen në treg dhe blerjen e një kamere radioje kineze në një dyqan me sende spiunazhi ose pajisje video survejimi. Me shumë mundësi do të kushtojë 2-4 sput së bashku me marrësin.
Por shumë më lirë për të porositur nga Kina.
Unë rekomandoj marrjen e 1.2 GHz, jo 2.4 GHz, për të shmangur ndërhyrjen me modulin Bluetooth dhe WiFi që funksionon në 2.4 GHz
Për shembull, këtu është një grup:


do të kushtojë pak më shumë se 30 dollarë. Ka edhe më të lira, në varësi të kamerës së përfshirë.
Në ebay mund të blini saktësisht të njëjtën ose me një aparat fotografik në një kuti metalike si në foto nga kutia.
Cilësia e imazhit të të gjitha këtyre kamerave CMOS është shumë e dobët (380TVL dhe ato janë mjaft të sapunit dhe kanë gamë të ulët dinamike dhe zhurmë të lartë në dritë të ulët). Prandaj, porosita një kamerë Sony CCD nga hobbyking.com me rezolucion 420TVL dhe ndjeshmëri më të mirë, e cila lejon edhe nën tavolinë pa ndriçim shtesë shikoni se çfarë po ndodh.


Si dhe një montim për të me një kthesë dhe anim:


Siç thotë mbishkrimi në foto - servot nuk janë të përfshira në komplet, kështu që ne porosisim servo të lira 9g. Do të na duhen 2 copë, e treta do të mbetet në rezervë nëse thyejmë.
Kamera ime nuk dëshiron të punojë nga 9 V, kështu që duhet ta fuqizoj nga një bateri e veçantë 11.1 V.
Marrësi dhe transmetuesi i përdorur nga kompleti i lirë i treguar më sipër. (Transmetuesi provoi një më të fuqishëm - në 800 mW, por nxehet mirë, është i rëndë me radiator dhe fuqia është e tillë që shkakton ndërhyrje në servot e kamerës).
Mund ta lidhni marrësin me një televizor, por ta kontrolloni atë nga një kompjuter, dhe shikimi i televizorit nuk është shumë i përshtatshëm (përveç nëse blini një portativ). Prandaj, na duhet një pajisje për kapjen e videos.
Fatmirësisht ia vlen

Një nga opsionet për krijimin e robotëve të bazuar në Arduino dhe bordet e tjera kompjuterike është të përdorni kuti të gatshme dhe të zhvilloni mbushjen tuaj. Një numër i mjaftueshëm i kornizave të tilla mund të gjenden në treg, të cilat përfshijnë edhe një bazë mekanike (rrota, binarët, menteshat, etj.). Pasi të keni marrë trupin e përfunduar, mund të përqendroheni plotësisht në programimin e robotit. Ne ofrojme rishikim i vogël trup-skelete të tilla robotësh.

Pse nevojiten trupat dhe skeletet e robotëve?

Krijimi i një roboti është një proces me shumë faza, duke përfshirë projektimin, montimin dhe programimin. Njohja e robotikës kufizohet në fizikë, mekanikë dhe algoritmizim. Robotistët e rinj aspirantë gravitojnë ndryshe drejt secilës prej fazave të krijimit të robotëve. Dikush e ka më të lehtë të krijojë pjesë mekanike robot, por programimi është i vështirë. Dikush, përkundrazi, programon lehtësisht logjikën e sjelljes së robotit, por procesi i krijimit të një modeli mekanik është i vështirë.

Për ata të cilëve procesi i projektimit të mekanikës është i vështirë, dhe është procesi i përzgjedhjes që ndizet më shumë sensorë të ndryshëm dhe duke projektuar logjikën e robotit, ia vlen t'i kushtohet vëmendje bazave të ndryshme mekanike për ndërtimin e robotëve. Ato shiten pa elektronikë, në fakt, ky është trupi ose skeleti i robotit të ardhshëm. Mbetet vetëm për të shtuar një "tru" atyre (për shembull, një tarifë Arduino), nervat dhe muskujt (sensorët dhe aktivizuesit) dhe i sjellin ato në jetë (programi). Ndonjëherë raste të tilla përmbajnë edhe motorë ose sensorë.

Platformat me 4 rrota - baza e makinës Arduino

Një platformë mbi rrota është deri tani baza më e thjeshtë dhe më efektive për ndërtimin e një roboti. Në shitje ka shumë boshllëqe të ndryshme të këtij lloji. Disa prej tyre:

Platforma për krijimin e një roboti në Arduino, bërë nga aliazh alumini. Platforma është e pajisur me 4 rrota, secila prej të cilave është e lidhur me një motor të veçantë. Motorët janë të përfshirë. Platforma mund të përdoret si bazë e një makine ose çdo roboti tjetër drejtues. Madhësia e platformës është rreth 20 me 20 cm. Gjithashtu janë të përfshira vida, dado dhe tela për lidhjen e motorëve.

Një bazë e tillë për robotin tuaj të ardhshëm mund të blihet për rreth 75 dollarë në dyqanin online DX.com.

Nje tjeter platformë me katër rrota për krijimin e një roboti të bazuar në Arduino tërheq vëmendjen me rrotat e saj. Ata kanë një diametër prej 80 mm, një gjerësi prej 60 mm, duken elegante dhe të besueshme. Kjo platformë ka një bazë akrilike 1,5 mm të trashë. Rasti ka stabilitet të mirë dhe është i përshtatshëm për ndërtimin e një roboti që lëviz shpejt. aliexpress e shet këtë robot me skelet për 60 dollarë. Kompleti është i ngjashëm me atë të mëparshëm - rrotat, motorët, telat dhe vidhat janë tashmë në komplet.

Shasi me dy dhe tre rrota për ndërtimin e robotëve në këmbë

Tjetra platformë me tre rrota për krijimin e një roboti të bazuar në Arduino motorët janë të lidhur vetëm me dy rrota dhe kjo ul koston. Në dyqanin online DX.com, një shasi e tillë shitet për 20,5 dollarë. Baza është bërë nga akrilik i qartë. Përfshin 2 motorë, vida, dado, tela, paketë baterish për 4 bateri AA. Dimensionet rreth 20 me 10 cm.

Platforma me tri rrota për robotin Arduino. Foto dx.com

Baza me dy rrota për robotin. Foto dx.com

Shasia e gjurmuar për tanke në Arduino

Shasi e gjurmuar më të qëndrueshme se ato me rrota. Plus, në këtë dizajn, mjaftojnë vetëm dy motorë për të vënë në lëvizje sistemin, që do të thotë se çmimi do të jetë më i ulët se ai i platformave me katër rrota. Modeli më i zakonshëm në pista është, natyrisht, një tank, por një bazë e tillë mund të bëhet një platformë për një robot të çdo forme.

Shasi Caterpillar për të krijuar një tank robotbazuar në Arduino. Përfshin 2 motorë, makinë vemje, vida, dado. Dimensionet e kësaj shasie janë 18.7 cm x 11.5 cm x 4.3 cm Në dyqanin online të DX.com kjo shasi e gjurmuar kushton 42 dollarë.

Shasia Caterpillar për robotin. Foto dx.com

Mbyllja e robotit Arduino Spider

Merimanga- një formë mjaft e popullarizuar e robotëve, kështu që në shitje ka edhe kuti të tilla skeletore.Dizajni i merimangës, ndryshe nga robotët në rrota, parashikon lëvizje në çdo drejtim.

Së pari merimangë dhe në rishikimin tonë kushton rreth 100 dollarë në Aliexpress.

Strehimi për robotin merimangë. Foto: aliexpress.com

Kjo këllëf nuk vjen me elektronikë, servo, duhet të blihen veçmas. Rekomandohet të përdorni servo MG 995 me këtë model merimangë. Është qesharake që një makinë e tillë në faqen e internetit Aliexpress mund të blihet për 33 dollarë dhe 5 dollarë (megjithëse në këtë rast do të duhet të blini 10 copë). Ngasja është e nevojshme nën çdo puthë.

Përveç kësaj, për të menaxhuar sasi e madhe Servos do të kërkojnë një servo kontrollues me shumë kanale. Kostoja totale e merimangës mund të jetë mjaft e lartë.

Një tjetër skelet me gjashtë këmbë robot merimangë apo edhe robot kacabu tërhoqi vëmendjen time me çmimin e tij prej 42,5 dollarë. Një robot me gjashtë putra metalike duhet të dalë i qëndrueshëm, megjithëse jo shumë i manovrueshëm. Skeleti i këtij kacabu është 24 cm i gjatë, 18 cm i gjerë dhe 12 cm i lartë.Këtë kacabu robot të zi mund ta blini në faqen e internetit Aliexpress.

Strehimi për robotin kacabu. Foto: aliexpress.com

Korniza robotike humanoide

Modelja duket mjaft interesante robot humanoid kushton rreth 105 dollarë. Këtu nuk ka as elektronikë, por ka shumë vend për kreativitet. Krijimi i një roboti humanoid dhe programimi i një ecjeje njerëzore nuk është një detyrë e lehtë dhe interesante. Ju mund të filloni të provoni vetë në krijimin e një roboti humanoid duke blerë një skelet të tillë në faqen e internetit të dyqanit online Aliexpress. Nëse besoni në përshkrimin e prodhuesit, atëherë në bazë të kësaj karska mund të bëni edhe një robot vallëzimi.

Një predhë për një robot humanoid. Foto: aliexpress.com

Një robot i gatshëm, një kuti e gatshme apo krijimi i një roboti Arduino nga e para?

Robotët e kompletuar të gatshëm bazuar në tabelën Arduinoi përshtatshëm për ata që qarqet elektrike jo veçanërisht tërheqëse. Duke blerë një model roboti pune, d.m.th. Lodra e përfunduar në të vërtetë e teknologjisë së lartë, ju mund të zgjoni interesin për vetë-dizajnimin dhe robotikën. Hapja e platformës Arduino lejon nga e njëjta gjë pjesë përbërëse bëni lodra të reja. Çmimi i robotëve të tillë luhatet rreth 100 dollarë, që në përgjithësi është relativisht i vogël.

Trupat e përfunduara, të cilin e shqyrtuam në këtë përmbledhje, sugjerojnë më shumë imagjinatë dhe një larmi më të madhe robotësh. Nuk kufizoheni në tabelat Arduino, mund të përdorni edhe "trurë" të tjerë. Avantazhi i kësaj metode ndaj krijimit të një roboti nga e para është se nuk mund të shpërqendroheni nga kërkimi i materialeve dhe zhvillimi i strukturave. Një robot i tillë duket mjaft serioz dhe duket si një industrial.

Më interesante, por edhe më e vështira, sipas mendimit tonë, është krijimi plotësisht i pavarur i një roboti. Zhvillimi i një trupi nga materiale të improvizuara, përshtatja e makinave lodrash për këto qëllime dhe pajisje të tjera të vjetëruara mund të bëhen jo më pak emocionuese sesa programimi i sjelljes së një roboti. Dhe rezultati do të jetë krejtësisht unik.

Nëse sapo keni filluar të mësoni robotikën Arduino, ju rekomandojmë kursin tonë.

Të gjitha çmimet janë me datë 22.05.14.

Në këtë projekt, ne do të ndërtojmë një robot lëvizës (një platformë zvarritëse) që mund të zbulojë dhe shmangë pengesat. Ai përdor 2 sensorë infra të kuqe, i cili është një palë LED që lëshon IR dhe marrës IR, të montuar në pjesën e përparme majtas dhe përpara. anët e djathta. Kontrolluesi PWM përdoret këtu për të kontrolluar shpejtësinë e motorëve.

Sensorët IR vendosen në 90° larg njëri-tjetrit për të minimizuar intensitetin e sinjaleve të reflektuara që vijnë në marrës nga çifti tjetër. Për të njëjtin qëllim, vendosni LED-të IR në tuba të zinj të shkurtër plastikë.

Fuqia dhe konverteri

Qarku i drejtuesit të motorit

Shofer motori elektrik SN754410, megjithëse jo i mjaftueshëm për aplikime me tension të ulët. Meqenëse përfshin transistorë bipolarë, ata kanë një rënie të tensionit prej të paktën 0.7 V secili. Kjo do të thotë që motorët në fakt do të marrin 1.4 volt më pak nga bateria, që është rreth 50% humbje në 3 volt. Një tjetër disavantazh i kësaj zgjidhjeje është se ajo ka nevojë për ftohje të gjerë. Secili nga motorët konsumon rreth 200 mA, dhe mikroqarku shpërndan 2 1.4 V x 200 mA = 0.56 W nxehtësi - nevojitet një lavaman i nxehtësisë, i cili gjithashtu nuk ndihmon në kursimin e baterisë.

Rregullimi i ndjeshmërisë së sensorëve IR