Сделать робота трансформера из подручных средств. Сделать робота в домашних условиях самостоятельно? Легко! Этапы изготовления домашнего робота

Сделать самый простой робот под силу даже тем, кто только взял в руки паяльник.

Преимущественно наш робот (в зависимости от конструкции) будет бегать на свет либо наоборот убегать от него, бежать вперед в поисках луча света или же пятиться как крот назад.

Для нашего будущего «искусственного интеллекта» понадобятся:

Микросхема L293D
Маленький электромотор М1 (его можно вытащить из игрушечных автомобилей)
Фототранзистор и резистор с номиналом 200 Ом.
Провода, батарейка и, конечно же, сама платформа, где это все будет размещаться.

Если в конструкцию добавить еще парочку ярких светодиодов, то легко можно добиться, того, что робот просто будет бегать за рукой или даже следовать по светлой или темной линии. Наше создание будет типичным представителем роботов класса BEAM. Принцип поведения таких роботов заключается на «фоторецепции», то есть свет, в данном случае, будет выступать в качестве источника информации.

Наш робот будет двигаться вперед, при попадании на него луча света. Такое поведение устройства называется «фотокинезисом» – ненаправленное увеличение или уменьшение подвижности в ответ на изменение уровня освещенности.

В нашем устройстве, как было сказано выше, использовался фототранзистор n-p-n структуры – PTR-1 в качестве фотосенсора. Здесь можно использовать не только фототранзистор, но и фоторезистор или фотодиод, так как принцип работы у всех элементов одинаковый.

На рисунке сразу приведена монтажная схема робота. Если Вы еще не достаточно хорошо знакомы с техническими условными обозначениями, то, здесь исходя из этой схемы, несложно будет понять принципы обозначения и подсоединения элементов друг к другу.

GND . Провода, соединяющие различные элементы схемы с «землей» (отрицательный полюс источника питания), обычно на схемах не отображают полностью. Вместо этого рисуют маленькую черточку, обозначающую соединение с «землей». Иногда, рядом с черточкой пишут «GND» – от анг. слова «ground» – земля.

Vcc . Данное обозначение показывает, что через эту часть схема соединена с источником питания – Положительный полюс! Иногда на схемах вместо этих букв часто пишут номинал тока. В данном случае +5V.

Принцип действия робота.

При попадании на фототранзистор (на схеме он указан как PRT1) луча света, на выходе микросхемы INPUT1 появляется положительный сигнал, который заставляет мотор М1 – работать. И наоборот, когда луч света перестает освещать фототранзистор – сигнал на выходе микросхемы INPUT1 исчезает, следовательно, и мотор останавливается.

Резистор R1 в данной схеме предназначен компенсации, проходящего тока через фототранзистор. Номинал резистора 200 Ом – конечно можно сюда припаять резисторы и с другими показателями номиналов, но следует помнить, что от номинала будет зависеть чувствительность фототранзистора, а значит и работоспособность самого робота.

Если номинал резистора будет большим, то робот станет реагировать только на очень яркий луч света, а если небольшим – то и чувствительность будет намного выше.

Коротко говоря – не следует использовать в данной схеме резисторы с сопротивлением менее 100 Ом, иначе фототранзистор может просто-напросто перегреться и выйти из строя.

Цифровой и аналоговый мультиметры Проведение замеров Чтение схем: экранирование, заземление Чтение схем: лампы и фотоэлементы Ремонт электрического чайника Часы с проецированием изображения своими руками

Кому не хотелось бы иметь универсального помощника, готового выполнить любое поручение: помыть посуду, закупить продуктов, поменять колесо в автомобиле, да и отвезти детей в сад, а родителей на работу? Идея создания механизированных ассистентов занимает инженерные умы ещё с древних времён. А Карел Чапек даже придумал слово, обозначающее механического слугу – робота, выполняющего обязанности вместо человека.

К счастью, в нынешнем цифровом веке, такие помощники наверняка вскоре станут реальностью. На самом деле, интеллектуальные механизмы уже помогают человеку в выполнении домашних дел: робот-пылесос уберётся, пока хозяева на работе, мультиварка поможет приготовить еду, не хуже скатерти-самобранки, а игривый щенок Айбо радостно принесёт тапочки или мяч. Сложные роботы используются на производстве, в медицине и космосе. Они позволяют частично, а то и полностью, заменить труд человека в сложных или опасных условиях. Андроиды при этом пытаются внешне походить на людей, тогда как промышленные роботы обычно создаются из экономических и технологических соображений и внешний декор у них отнюдь не в приоритете.

Но, оказывается, можно попытаться сделать робота с помощью подручных средств. Так, можно сконструировать оригинальный механизм из телефонной трубки, компьютерной мышки, зубной щётки, старого фотоаппарата или вездесущей пластиковой бутылки. Разместив на платформе несколько датчиков, можно запрограммировать такого робота на выполнение простых операций: регулировку освещённости, подачу сигналов, движение по комнате. Конечно, это далеко не многофункциональный помощник из фантастических фильмов, зато такое занятие развивает изобретательность и творческое инженерное мышление, и безоговорочно вызывает восхищение у тех, кто считает роботостроение абсолютно не кустарным делом.

Киборг из коробки

Одно из самых простых решений на пути к тому, чтобы сделать робота – приобрести готовый набор для робототехники с пошаговым руководством. Этот вариант подойдёт также тем, кто собирается серьёзно заниматься техническим творчеством, ведь в одном пакете находятся все необходимые детали для механики: от электронных плат и специализированных датчиков, до запаса болтиков и наклеек. Вместе с инструкциями, позволяющими создать довольно сложный механизм. Благодаря множеству аксессуаров такой робот может послужить отличной базой для творчества.

Основных школьных знаний по физике и навыков с уроков труда вполне достаточно для сборки первого робота. Разнообразные сенсоры и моторы подчиняются пультам управления, а специальные среды программирования позволяют создать настоящих киборгов, умеющих выполнять команды.

Например, датчик механического робота может фиксировать наличие или отсутствие поверхности перед прибором, а программный код указывать, в какую сторону следует поворачивать колёсную базу. Такой робот ни за что не упадёт со стола! Кстати, по схожему принципу работают настоящие роботы-пылесосы. Помимо проведения уборки по заданному расписанию и умения вовремя возвращаться на базу для подзарядки, этот интеллектуальный помощник может самостоятельно строить траектории уборки помещения. Поскольку на полу могут располагаться разнообразные препятствия, такие как стулья и провода, роботу приходится постоянно сканировать предлежащий путь и огибать такие помехи.

Для того чтобы собственноручно созданный робот умел выполнять различные команды, производители предусматривают возможность его программирования. Составив алгоритм поведения робота в различных условиях, следует создать код взаимодействия датчиков с окружающим миром. Это осуществимо благодаря наличию микрокомпьютера, являющегося мозговым центром такого механического робота.

Мобильный механизм собственного изготовления

Даже без специализированных, и обычно дорогостоящих, наборов, вполне возможно сделать механический манипулятор подручными средствами. Итак, загоревшись замыслом создания робота, следует внимательно проанализировать запасы домашних закромов на предмет наличия невостребованных запчастей, которые могут быть использованы в этой творческой затее. В ход пойдут:

моторчик (например, от старой игрушки);
колёса от игрушечных автомобилей;
детали конструкторов;
картонные коробки;
стержни авторучек;
скотч разных видов;
клей;
пуговицы, бусинки;
винтики, гайки, скрепки;
всевозможные провода;
лампочки;
батарейка (подходящая моторчику по напряжению).

Совет: «Нелишним навыком при создании робота будет умение обращаться с паяльником, ведь он поможет надёжно скрепить механизм, в особенности электрические компоненты».

С помощью этих общедоступных составляющих можно сотворить настоящее техническое чудо.

Итак, для того чтобы сделать собственного робота из доступных в домашних условиях материалов, следует:

подготовить найденные детали для механизма, проверить их работоспособность;
нарисовать макет будущего робота, учитывая наличное оборудование;
сложить корпус для робота из конструктора или картонных деталей;
приклеить или спаять запчасти, отвечающие за движение механизма (например, скрепить моторчик робота с колёсной базой);
обеспечить электропитание мотора, присоединив его проводником к соответствующим контактам батарейки;
дополнить тематический декор прибора.

Совет: «Бусинки глаз для робота, декоративные рожки-усики из проволоки, ножки-пружинки, диодные лампочки помогут одушевить даже самый скучный механизм. Эти элементы можно крепить при помощи клея или скотча».

Сделать механизм такого робота можно за несколько часов, после чего остаётся придумать роботу имя и представить восхищенным зрителям. Наверняка некоторые из них подхватят новаторскую задумку и смогут смастерить собственных механических персонажей.

Известные умные автоматы

Милый робот Валл-И располагает к себе зрителя одноимённого фильма, заставляя сопереживать его драматическим приключениям, тогда как Терминатор демонстрирует мощь бездушной непобедимой машины. Персонажи Звёздных войн – верные дроиды R2D2 и C3PO, сопровождают в путешествиях по далёкой-далёкой Галактике, а романтический Вертер даже жертвует собой в схватке с космическими пиратами.

За пределами кинематографа также существуют механические роботы. Так, мир восхищается умениями робота-гуманоида Асимо, который умеет ходить по лестнице, играть в футбол, подавать напитки и вежливо здороваться. Марсоходы Спирит и Кьюриосити оборудованы автономными химическими лабораториями, позволившими сделать анализ образцов марсианских почв. Беспилотные автомобили-роботы могут передвигаться без участия человека, даже по сложным городским улицам с высокими рисками непредвиденных событий.

Возможно, именно из домашних проб создания первых интеллектуальных механизмов, вырастут изобретения, которые изменят техническую панораму будущего и жизнь человечества.

Робот – самостоятельное и, часто, автономное устройство, работающее по внутренней программе. Почти живое существо, только с электронными мозгами. Роботы могут многое, но, все-таки не более того, что в них заложено их создателем.

Насмотревшись видео про роботов, решил сам попробовать сделать робота из простой игрушки. Что для этого нужно? Для начала сама игрушка. (отберите у вашего ребенка, пока не сломал). От самой игрушки зависит то, как будет выглядеть робот и что он сможет делать. Я взял простой трактор с дистанционным управлением King Force 300 ( при изготовлении робота ни один ребенок не пострадал)

Конечно, это будет не человеко-подобный робот, но трактор все-таки должен самостоятельно ездить и еще радостно пищать по поводу и без повода. Видео в конце.
При выборе игрушки для роботизации важно уточнить сколько у нее двигателей на колесах. У некоторых дешевых моделей обе гусеницы управляются одним мотором, что не позволит трактору маневрировать, а езда вперед-назад – не интересна. Китайцы как всегда сделали одноразовую вещь, поэтому для нормальной работы игрушку пришлось пришлось немного после чего не страшно уже ее роботизировать. Есть уверенность, что она не отбросит колеса прямо сразу, а немного поездит на радость мне и детям.

Рожденный ездить – летать не может. Т.е. наш робот будет перемещаться вперед-назад, вправо-влево. И еще дрыгать ковшом в качестве бонуса. Изначально у King Force 300 есть еще и плуг, но он управляется тем же мотором, что и ковш и к тому же занимает ценное пространство сзади, куда я планировал поставить инфракрасный бампер, поэтому плуг пришлось зверски ампутировать. Но шурупы пошли на прикручивание выключателя, что тоже хорошо.

Т.е в машинке всег три мотора и и нам нужно управлять двумя двигателями на движение, каждый из которых должен вращаться вперед и назад и одним двигателем на подъем ковша, который должен вращаться только в одну сторону.
Если нужно включить-выключить двигатель – это реализуется просто на мощном транзисторе, но если нужно менять его полярность, то здесь без специальной схемы не обойтись. Либо реализовывать самому так называемый H-bridge, либо купить готовый драйвер двигателей.
Магазины деталей для роботов изобилуют разными готовыми платами (шилдами), который можно купить и быстро собрать в единое устройство, но здесь нужно соблюдать баланс между ценой и трудоемкостью изготовления такой платы.

Вместо покупки инфракрасного датчика рублей эдак за 500 можно спаять на простейшей макетной плате пару транзисторов и светодиодов и получить тоже самое только в десять раз дешевле, особенно, если датчиков хотите сделать несколько. В итоге я купил этот драйвер двигателей и этот ультразвуковой дальномер HC-SR04, а материнскую плату робота и инфракрасный бампер спаял на простой макетной плате просто проводками без использования травления хлорным железом и т.п. радостей. Единственное, что паяльник должен быть с тонким жалом, чтобы паять колодки микросхемы. Сначала хотел использовать беспаечную макетную плату, но все-таки решил запаять, чтобы меньше отваливались провода.
Кстати, отлично для разводки такой платы подходят провода от витой пары. Медные, в меру жесткие и хороши для пайки. Думаю, у каждого найдется метр-другой остатков витой пары для такого рода развлечений. Материнскую плату готовую не брал, чтобы сэкономить место внутри трактора. Туда много не поместится, поэтому максимально неаккуратно распаял сам. Душераздирающее зрелище перепутанных проводов можно посмотреть на видео. В последствие оказалось, что провода еще и помехи друг другу дают, особенно те, которые идут к двигателям.
Чтобы можно было собирать-разбирать устройство пришлось сделать все датчики на разъемах.

Остался главный вопрос – насчет мозгов робота. Всеми этими моторчиками нужно как-то управлять. Компьютер великоват, да и не влезет он в трактор. Поэтому берем максимально простой вариант. Один из клонов Ардуино. Их много разных по цене и размеру. Это хотя это и не лучший контроллер, не самый быстрый и в нем не слишком много возможностей, но программируется легко, много примеров как что сделать, есть готовые библиотеки работы с дальномером и инфракрасным приемником, поэтому для нашей задачи Ардуино вполне достаточен.
Arduino Nano очень даже компактный вариант, чтобы поставить внутрь трактора. У меня был клон Carduino Nano V.7 поэтому использовал его, кстати, у этой платки есть особенность – выход SPK, куда можно подключить наш ковш прямо без всяких драйверов двигателей и дополнительных транзисторов. При этом он завязан внутри через транзистор на 11 цифровой порт. Так что посмотрите по схеме транзистор нарисован снаружи, а на самом деле двигатель подключен к выходу SPK и использует внутренний транзистор.

Питание. Ардуино питается от +5 вольт. У нас двигатели воспринимают что-то около 6 вольт, если быть абсолютно точными, то в пульте у нас четыре батарейки AA, они по 1.5 вольта, никаких дополнительных схем не увидел, следовательно на двигатели подается прямиком 6 вольт – это радует, поскольку не нужно уменьшать-увеличивать напряжение с батареек. Я планирую питать схему от четырех аккумуляторов. Они 1.2 вольта, следовательно в итоге на схему пойдет 4.8 – достаточно для нормального питания Ардуино без дополнительных стабилизаторов и ограничителей, для двигателей тоже пойдет.

Для простого управления подключил приемник инфракрасного излучения фактически теперь у трактора есть инфракрасный пульт дистанционного управления и куча кнопок.

Всякие гребенки, батарейные отсеки, конденсаторы-резисторы покупал в чип-дипе Если заказывать через Интернет, то цена в общем нормальная, но в розницу там совершенно безумные цены. Но можно купить практически все детали в одном месте. А вот здесь купил макетную плату.
И еще несколько деталек.

После распайки основная проблема была в том, что Ардуина очень чувствительна к помехам. Поскольку двигатели явно щеточные, то создают сильные помехи при работе, пришлось дополнительно паять большое количество конденсаторов 0.1 мкф везде, где только можно. При этом двигатель ковша сильно влиял на дальномер, пришлось даже ставить дополнительную катушку-фильтр на двигатель ковша (выпаял из сгоревшей энергосберегающей лампы), а на дальномер кроме конденсаторов поставить ферритовый фильтр на питающий провод. У меня изначально была идея использовать дальномер как датчик поднятия и опускания ковша. Поскольку ковш заслоняет дальномер в нижнем состоянии и открывает в поднятом, то можно останавливать подъем когда дальномер резко изменил показатели. Поэтому пришлось бороться с помехами. Дальномер уж слишком близко стоит рядом с двигателем, да и разводка проводами способствует наводкам проводов друг на друга.

Двигатели колес сильно влияли вообще на все. При старте вперед Ардуина зависала. Кстати, назад ехала нормально. Что очень похоже на помеху по питанию в одну сторону двигатели мало влияли, а в другую все зависало. Пришлось в итоге от двигателей к драйверу двигателей провода заменить на экранированные, экран присоединить к минусу питания. Питание и землю сделать звездой и дополнительно на питание инфракрасного датчика поставить резистор 100 ом, который тоже немного экранирует помехи, конечно, не так как катушка, но все-таки. По хорошему каждый вывод двигателя нужно через конденсатор выводить на землю, чтобы сбрасывать помехи, но у меня просто места небыло для дополнительных конденсаторов, просто стоят параллельно. Но экранированный провод значительно уменьшил влияние двигателей на схему. Ниже схема того что получилось. Как это все работает можно посмотреть на видео.

Обычно мы рассказываем о роботах, созданных различными научно-исследовательскими центрами или компаниями. Однако роботов с разной степенью успеха по всему миру собирают обычные люди. Итак, сегодня мы представляем вам десять самодельных роботов.

Адам

Немецкий студент-нейробиолог собрал андроида по имени Адам. Его имя расшифровывается как Advanced Dual Arm Manipulator или «усовершенствованный двуручный манипулятор». Руки робота обладают пятью степенями свободы. Их приводят в действие суставы Robolink немецкой компании Igus. Для вращения суставов Адама используются внешние тросы. Кроме того, на голове Адама установлено две видеокамеры, громкоговоритель, синтезатор речи, а также ЖК-панель, имитирующая движения губ робота.

MPR-1

Робот MPR-1 примечателен тем, что он сконструирован не из железа или пластика, как большинство его собратьев, а из бумаги. Как утверждает создатель робота художник Kikousya, материалы для MPR-1 – бумага, несколько дюбелей и пара резиновых лент. При этом робот уверенно двигается, хотя его механические элементы также сделаны из бумаги. Кривошипно-шатунный механизм обеспечивает движение ног робота, а его ступни созданы так, что их поверхность всегда находится параллельно полу.

Робот-папарацци Boxie

Робот Boxie создан американским инженером Александром Ребеном из Массачусетского технологического института. Boxie, похожий чем-то на героя известного всем мультфильма Валл-И, должен помочь сотрудникам средств массовой информации. Маленький и юркий папарацци полностью сделан из картона, передвигается он при помощи гусениц, а ориентируется на улице посредством ультразвука, что помогает ему преодолевать разнообразные препятствия. Интервью робот берет забавным детским голосом, а респондент в любой момент может прервать беседу, нажав на специальную кнопку. Boxie может записать около шести часов видео и отправить снятое своему хозяину, используя ближайшую точку Wi-Fi.

Morphex

Норвежский инженер Каре Халворсен создал шестиногого робота Morphex, который умеет превращаться в мяч и обратно. Кроме того, робот способен передвигаться. Движение робота происходит за счет двигателей, толкающих его вперед. Робот движется по дуге, а не по прямой линии. В силу своего дизайна Morphex не может самостоятельно исправить траекторию своего движения. В данный момент Халворсен работает над тем, чтобы решить данный вопрос. Ожидается любопытное обновление: создатель робота хочет добавить 36 светодиодов, которые позволили бы Morphex менять цвета.

Truckbot

Американцы Тим Хис и Райан Хикмен решили создать небольшого робота, в основе которого находится телефон Android. Созданный ими робот Truckbot довольно прост в плане его конструкции: телефон HTC G1 находится на верхушке робота, являясь его «мозгом». На данный момент робот умеет передвигаться по плоской поверхности, выбирать направления движения и сопровождать всяческими фразами столкновения с препятствиями.

Робот-пайщик

Однажды американец Брайан Дори, занимающийся разработкой плат расширения, столкнулся со следующей проблемой: запаивать двухрядную гребенку пинов своими руками очень сложно. Брайану был необходим помощник, поэтому он решил создать робота, который умел бы паять. На разработку робота у Брайана ушло два месяца. Сделанный робот оборудован двумя паяльниками, которые могут запаивать два ряда контактов одновременно. Управлять роботом можно через ПК и планшет.

Mechatronic Tank

В каждой семье есть своё излюбленное хобби. Например, в семье американского инженера Роберта Битти конструируют роботов. Роберту помогают его дочери-подростки, а супруга и новорожденная дочь оказывают им моральную поддержку. Наиболее внушительное их творение – самоходная установка Mechatronic Tank. Благодаря 20-килограммовой броне этот робот-охранник – гроза любого преступника. Восемь эхолокаторов, установленных на башне робота, позволяют ему рассчитать дистанцию до объектов, находящихся в его поле зрения, с точностью до дюйма. Робот ещё стреляет металлическими пулями со скоростью в тысячу выстрелов в минуту.

Робособака

Американец по имени Макс создал мини-копию знаменитого . Несущую конструкцию робота Макс сделал из обрезков пятимиллиметрового акрилового стекла, а для скрепления всех частей воедино им были использованы обычные резьбовые болты. Кроме того, при создании робота были использованы миниатюрные сервоприводы, отвечающие за движение его конечностей, а также детали из набора Arduino Mega, координирующие двигательный процесс механического пса.

Робот-шар

Робот-колобок был сконструирован Джеромом Демерсом, работает он на солнечных батареях. Внутри робота есть конденсатор, который соединен с деталями питания от солнца. Он нужен для накапливания энергии в непогоду. Когда солнечной энергии достаточно, шар начинает катиться вперед.

Роборука

Изначально преподавателем Технологического института Джорджии Джилом Вайнбергом была сконструирована роборука для барабанщика, которому ампутировали руку. Затем Джил создал автоматизированную технологию синхронизации, благодаря которой двурукий барабанщик мог бы пользоваться роборукой в качестве дополнительной руки. Роборука реагирует на манеру игры барабанщика, создавая свой собственный ритм. Также роборука умеет импровизировать, анализируя при этом ритм, в котором играет барабанщик.