Шта вам је потребно за изградњу сопственог аутономног робота

Да ли сте икада желели да направите сопственог робота? Није тако тешко као што можда мислите, било да користите комплет или низ стандардних електронских компоненти.

Главна препрека је кретање по збуњујућем броју опција доступних за изградњу робота на точковима, укључујући његов микроконтролер, шасију, моторе и сензоре. Најједноставнија опција је купити пуни комплет робота, али ако желите да креирате робота направљеног по мери, водићемо вас корак по корак кроз главне изборе.

1. Микроконтролер / СБЦ

Вашем роботу ће бити потребан електронски „мозак“ за контролу свих његових функција, укључујући кретање. Две најпопуларније опције су Распберри Пи и Ардуино.

Распберри Пи је рачунар са једном плочом (СБЦ) са микропроцесором Арм који може покретати пуни Линук оперативни систем. Главна корист за израду робота је та што је моћнији од микроконтролера попут Ардуина, омогућавајући вам покретање сложенијих програма. Ово је идеално за препознавање лица и друге облике АИ, тако да можете створити заиста паметног робота.

Још једна предност је што га можете програмирати на готово било ком језику. Један од најпопуларнијих за роботику у Питхону, који је мање застрашујући од Ц за почетнике у кодирању.

Ардуино је, с друге стране, идеалан за једноставније роботичке пројекте. Поред тога што је обично јефтинији, троши мање енергије, па је потребно више времена да се испразни преносна батерија или батерија.

Иако се обично програмира на Ц користећи Ардуино ИДЕ на рачунару, могуће је користити а графички ИДЕ под називом Ксод за контролу Ардуино робота.

Други микроконтролери су такође погодни за роботику, укључујући Теенси, БеаглеБоне, мицро: бит и Распберри Пи Пицо.

2. Шасија

За робота на точковима биће вам потребна шасија да бисте обликовали његово тело, поставили електронику и монтирали моторе (помоћу заграда).

Бројни су комплети шасије доступан у разним величинама и материјалима, обично за роботе на два или четири точка - понекад и шест точкова. Већина су једноставне платформе за монтирање електронике и мотора; скупље опције могу да укључују систем вешања.

Можете и да сами направите сопствену „уради сам“ шасију од материјала као што су пластика, метал, дрво, Лего коцкице или чак картон. Важно је узети у обзир колико робустан желите да буде ваш робот. Ако треба да се носите са тешким тереном, пожелећете издржљивију шасију.

3. Мотори

Да бисте покренули робота, требат ће вам мотори. За робота на точковима, то ће бити стандардни једносмерни мотори који се - за разлику од серво мотора или корачних мотора - слободно врте великом брзином.

Неки мотори имају уграђени мењач за повећање обртног момента и погон већих терета. Проверите однос брзине (или смањења брзине): што је већи, то је већи обртни моменат и смањује брзину. За почетнике се препоручују већи односи.

Ако вам је потребно тачно очитавање и контрола брзине мотора, постоји и могућност додавања а магнетни или оптички кодер брзине на сваку осовину мотора, који ће податке вратити на ваш микроконтролер.

Брзином сваког мотора обично управља ПВМ (модулација ширине импулса), што укључује слање тока дигиталних он-офф импулса: што више импулса у циклусу, брже се окреће.

4. Мотор Дривер

Не можете да повежете једносмерне моторе директно са рачунаром са једном плочом или плочом микроконтролера, јер ови други неће моћи да дају довољно снаге за моторе и можете оштетити плочу.

Уместо тога, биће вам потребна плоча управљачког програма мотора / контролера повезана између мотора и вашег микроконтролера, а такође и на извор напајања. Повољне управљачке плоче често се заснивају на двоканалном Х-бридге чипу Л298Н или ДРВ8833. Број канала одређује колико мотора може бити независно контролисано, па ће вам требати више канала (и управљачких програма) за погон на сва четири или 6 котача.

Иако је могуће да неко са знањем електронике направи сопствени возач мотора Х-моста, лакше је купити плочу возача. Постоје бројни ХАТ-ови доступни за монтирање на Распберри Пи и наменски Моторни штит за Ардуино.

Кључни фактор при одабиру покретача мотора је осигурати да може да поднесе напон потребан моторима, као и њихову непрекидну радну струју. Ако ово друго не можете да пронађете у спецификацијама мотора, оно је обично 20% до 25% ниже од стајаће струје. Максимална струја возача мотора треба да буде око двоструке трајне струје мотора.

5. Точкови

Природно, ово је неопходно за робота на точковима! Једноставни робот на два точка најлакши је за почетнике, обично има мали котачић, точак или клизач без погона како би му помогао да одржи равнотежу.

Робот на четири точка је следећи корак напред, пружајући додатну стабилност и контролу. Ако желите независну контролу над сваким мотором / точком за истински погон на сва четири точка, на плочи ће вам требати два двоканална чипа возача мотора. Као алтернативу, можете користити један покретачки програм за управљање два мотора на сваком каналу, под условом да има довољно максималног тренутног капацитета да рукује свим њима.

За теренске терене можда ћете желети и до шест точкова, али за њихово смештање биће вам потребна дужа шасија. Можете да додате гусеничне гусенице за додатно приањање, или чак систем клацкалице-постоља као што је приказано на НАСА-ином роверу Персеверанце Марс.

Иако је могуће имати управљиве точкове помоћу серво сервера за њихово ротирање и њихове моторе, најчешћи метод за управљање роботом је једноставно покретање точкова на једној страни брже од друге.

Још једна занимљива опција је коришћење точкова Мецанум, чији посебни ваљци омогућавају бочно кретање када се четири точка окрећу у одређеном обрасцу. Одлично за паралелно паркирање!

6. Снага

Повезивање робота са мрежном утичницом било би мало ограничено, па ће вам требати преносни извор напајања. Постоје две главне методе:

1. Користите одвојене изворе напајања за моторе и електронику.
2. Користите један извор напајања повезан на оба путем БЕЦ-а (круг елиминатора батерије). Ваша плоча возача мотора може садржавати БЕЦ.

Коју год опцију да одаберете, могући извори напајања укључују УСБ банке напајања, батерија (нпр. 4к АА) и ЛиПо батерије. Само се уверите да дајете тачне напоне и нивое струје. Многе моторне плоче нуде заштиту од прекомерне струје и обрнутог поларитета.

7. Сензори

Иако је могуће програмирати вашег робота да се креће по задатом обрасцу или га ручно управљати са удаљеног уређаја, додавање сензора ће му омогућити да делује самостално.

Ултразвучни сензор растојања, као што је ХЦ-СР04, омогућиће роботу да осети зид или другу препреку испред себе како би могао да предузме мере избегавања.

Навођење робота да прати стазу на поду је још једна популарна опција. Један или више сензора који прате ИР линију монтирани на предњој страни омогућавају му да детектује тамну линију на поду и управља њиме.

Можете чак и да свом роботу подарите „очи“ додавањем мале камере. Слике се могу интерпретирати помоћу библиотеке рачунарског вида као што је ОпенЦВ за откривање предмета или чак лица.

Изградите сопственог аутономног робота: успех

Сада имате преглед како да направите сопственог робота на точковима. Надамо се да вас је инспирисало да направите свој први улазак у чудесни свет роботике. Када направите свој први робот, можда ћете желети да направите другачији тип, на пример онај са ногама или роботску руку.

Најбољи мрачни веб прегледач за ваш уређај

Желите да приступите тамној мрежи? Морате да користите тамни веб прегледач који вас може одвести тамо и такође заштитити вашу приватност.

Прочитајте следеће

О аутору