Как сделать робота своими руками: схемы, проекты и подробная инструкция как создать робота (115 фото и видео)

Введение

Итак. Что же такое робот? В большинстве случаев это автоматическое устройство, которое реагирует на какие-либо действия окружающей среды. Роботы могут управляться человеком или выполнять заранее запрограммированные действия. Обычно на роботе располагают разнообразные датчики (расстояния, угла поворота, ускорения), видеокамеры, манипуляторы. Электронная часть робота состоит из микроконтроллера (МК) – микросхема, в которую заключён процессор, тактовый генератор, различная периферия, оперативная и постоянная память. В мире существует огромное количество разнообразных микроконтроллеров для разных областей применения и на их основе можно собирать мощных роботов. Для любительских построек широкое применение нашли микроконтроллеры AVR. Они, на сегодняшний день, самые доступные и в интернете можно найти много примеров на основе этих МК. Чтобы работать с микроконтроллерами тебе нужно уметь программировать на ассемблере или на Cи и иметь начальные знания в цифровой и аналоговой электронике. В нашем проекте мы будем использовать Cи. Программирование для МК мало чем отличается от программирования на компьютере, синтаксис языка такой же, большинство функций практически ничем не отличаются, а новые довольно легко освоить и ими удобно пользоваться.

Роботы-водители

Британская компания AB Dynamics своего первого робота для управления автомобилем изготовила еще в 1997 году. Роботы-водители хорошо себя зарекомендовали во время тестирования транспортных средств. Их применение позволяет с высокой воспроизводимостью и точностью применять широкий диапазон прилагаемых усилий к системе рулевого управления.

Роботы ABD могут использовать разные системы сбора данных: либо собственную внешнюю, либо единую мультиканальную. По желанию заказчика контроллер дорабатывается для одновременного управления теми или иными приводами. При помощи джойстика можно полноценно манипулировать транспортным средством (рулить, разгоняться и тормозить).

Техника потихоньку осваивает новые рабочие места. И по-видимому, совсем скоро людям придется всерьез задумываться о том, как выбрать еще более «человечную» профессию, ведь для современныхроботов остается гораздо меньше невозможного, тогда как живая сила стремительно теряет свою конкурентоспособность на рынке труда.

SolarSpeeder. Быстрее скорости света

Самым простым набором Solarbotics является SolarSpeeder — миниатюрный автомобиль, работающий от солнечных батарей. Тут бы логично возразить, что никаким роботом тут и не пахнет, но с чего-то же нужно начать. А в SolarSpeeder есть практически все, что затем можно встретить и в более серьезном роботе. Сервоприводы для вращения колес, солнечная батарея для получения энергии и контроллер для управления сервоприводами и батареей.

На крыше SolarSpeeder расположена солнечная батарея, которая делает эту машинку полностью автономной.

Соберите SolarSpeeder — и вы увидите, какой он шустрый. Стоит попасть на его спину солнечным лучам, как он ринется вперед. Три метра за сорок секунд безо всяких батареек.

В наборе SolarSpeeder есть монтажная плата, являющаяся по совместительству и шасси, сервомотор для передачи мощности колесам, солнечная батарея, пара транзисторов, диодов и конденсаторов. Конечно, с непривычки придется попотеть, чтобы собрать воедино «сложную» схему SolarSpeeder. Зато после успешной сборки можно устраивать с друзьями настоящие гонки с этими шустрыми солнечными машинками.

PumLatern. Днем и ночью с фонарем

В совершенстве освоили паяльник и отвертку, собирая SolarSpeeder? Прекрасно. Если вам не чуждо чувство прекрасного, соберите PumLatern — робофонарь.

C виду PumLatern выглядит как обыкновенный ночник. На самом деле — это робот-фонарь.

Роботизированный ночник весь день будет заряжать себя от установленной на его макушке солнечной батареи, а ночью порадует вас диковинной игрой света четырех ярких светодиодов, которые, включаясь хаотически, создадут на стенах вашей комнаты невиданные узоры.

В комплекте PumLatern имеются разнообразные трафареты.

А еще можно выбрать один их многих вариантов декора боковин PumLatern или создать свой собственный вариант. Микросхема-контроллер внутри робота-ночника заведует работой блока зарядки аккумуляторов от солнечной батареи и управлением, включением светодиодов. Собирая PumLatern, придется поработать побольше, чем с машинкой SolarSpeeder, но результат стоит того.

Семейство MouseBot: Herbie и другие робогрызуны

Хотите сказать, что SolarSpeeder и PumLatern — не настоящие роботы? Так, роботизированные вещи. Возможно. Но зато их сборка позволит вам набить руку для действительно серьезного проекта.

Обвинить семейство MouseBot в том, что они — не роботы, сложно. Ведь эти шустрые «мыши» имеют в воем составе датчики, которые позволяют им двигаться за лучом света и не заезжать под препятствия, куда путеводный луч попасть не может.

«Мышиное» семейство MouseBot.

В дружную мышиную робосемью входит красный Herbie, черный Horatio, синий Hamlet и белая Harriet. Инфракрасные датчики на их мордочках способны отличить свет от тьмы и сигнализировать об этом сервомоторам с колесами. А датчик-хвост, почувствовав, что мышь заезжает под препятствие, тут же даст команду на задний ход.

Зачем нужны роботы

В планах Boston Dynamics — добавить к роботу искусственный интеллект, а там и до возможности реагировать на команды недалеко. Конечно, можно записать набор фраз и встроить их, но это какие-то «инновации ради инноваций», такое сейчас есть даже в вашей умной колонке. Здесь же масштабы совсем другие.

Изначально Altas создавался для проведения спасательных операций после техногенных или природных катастроф. К примеру, для ликвидации последствий после цунами и взрыва АЭС, как это случилось в 2011 году в Японии. Но с каждым годом сфер его применения становится все больше, и кто знает — может через 20 лет такие «Алтасы» будут встречать вас на ресешпен в отеле. Или использоваться в качестве замены солдат в армии. Хотя… лучше первый вариант.

Поддержать беседу

Первоначально ученые думали, что повторить это будет так же просто, как подключить правила грамматики к памяти машины. Но попытка запрограммировать грамматические примеры для каждого отдельного языка попросту провалилась. Даже определить значения отдельных слов оказалось весьма сложно (ведь есть такое явление, как омонимы — ключ от двери и ключ скрипичный, например). Люди научились определять значения этих слов в контексте, опираясь на свои умственные способности, развитые за многие годы эволюции, но разбить их снова на строгие правила, которые можно положить на код, оказалось просто невозможно.

В результате многие роботы сегодня обрабатывают язык, основываясь на статистике. Ученые скармливают им огромные тексты, известные как корпусы, а затем позволяют компьютерам разбивать длинные тексты на куски, чтобы выяснить, какие слова часто идут вместе и в каком порядке. Это позволяет роботу «учить» язык, основываясь на статистическом анализе.

Как работает робот Atlas от Boston Dynamics?

Как Boston Dynamics удалось научить робота Atlas бегать, прыгать, делать сальто и танцевальные па? О секретах робота рассказали основатель Boston Dynamics Марк Райберт и инженер компании Скотт Куиндерсма. Это статья подготовлена по материалам их выступления. Но как говорится, лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз прочитать, поэтому смотрите наше видео:

Говоря об умных роботах, первое, что надо понимать, что у машин, как и у людей, есть два типа интеллекта: двигательный и когнитивный. Когнитивный интеллект позволяет осознать проблему и понять, как ее решить. Двигательный интеллект позволяет управлять телом, не задумываясь о том, как ходить или прыгать, управлять своей энергией, рассчитывая силы на то или иное действие, а также воспринять информацию в реальном времени для взаимодействия с окружающей средой.

Подход Boston Dynamics к своим роботам заключается в том, чтобы сначала создать надежный и работоспособный в любых обстоятельствах двигательный интеллект. Далее приступать к созданию когнитивного, которому будет проще планировать действия робота, опираясь на развитый двигательный интеллект. И затем инженеры должны наладить взаимодействие двигательного и когнитивного интеллектов.

Военные роботы

Уже давно стоят на службе безопасности в США, России, Израиле, Китае.

В России первым таким примером можно считать танки ТТ-26 на дистанционном управлении, которые применялись в Финской войне.

Сейчас робототехника военного назначения всё ещё требует контроля со стороны человека, поскольку не оснащена полноценным искусственным интеллектом. Она не отличает мирное население от военных.

Сапёр «Богомол-3»

Российская разработка «Богомол-3» нейтрализует заряды. С такой машиной специалист обезвреживает взрывное устройство на безопасном расстоянии. Он работает даже с днищем автомобиля и подниматься по ступенькам высотой до 20 см.

Разведчик Dogo

Миниатюрная машина израильского производства имеет отличную проходимость и умеет забираться на лестницы. Это не только инструмент для изучения вражеской территории, а тактический боевой робот, действующий внутри зданий, тоннелей или бункеров. Dogo – оснащён пистолетом Glock-26.

Инженер для разминирования MarkV-A1

Инновация американской компании Northrop Grumman Corporation. Боевая телеуправляемая система имеет несколько видеокамер, водяную пушку или дробовик для уничтожения бомб. Он применяется в разных подразделениях США, Канады, Израиля.

105 фото инструкций по изготовлению роботов

Современные дети всегда имеют возможность выбирать различные игрушки, и их разнообразие с каждым днем возрастает. Очень часто детки любят играть с разнообразными конструкторами. Особенно популярны конструкторы с множеством мелких деталей, которые называются лего или их аналоги.

Каждый набор имеет схему по сборке того или иного предмета и все детали точно рассчитаны на сборку по схеме. Но вот в том случае, когда конструктор уже был собран и с ним достаточно наигрались, он становится уже не так интересен.

Особенно такое происходит, если некоторые детальки теряются и сборка набора уже невозможна.

В том случае, когда много наборов остается без использования, детали из них можно объединить во что-то новенькое. К примеру, если ваши детки или вы сами любите роботов, то сделать его именно из лего проще всего.

Для вашего удобства, о том, как можно сделать из лего робота, мы опишем подробнее в данной статье.

Содержимое обзора:

Все о роботах из лего

Конструкторы лего, как уже говорилось, предоставлены в виде готовых наборов для сборки того или иного предмета или героя.

Такие наборы готового типа стоят очень не дешево, и покупать их для ребенка каждый раз, когда ему захочется что-то новое — это не совсем целесообразно. Есть, конечно, и многочисленные аналоги, которые будут дешевле, но это тоже не всегда выгодно.

Так же существуют и наборы, которые уже предполагают изготовление роботов различного вида.

Рекомендуем посмотреть еще тут

Даже электрическая схема для управляемого робота может быть изготовлена самостоятельно. Но для такого робота уже потребуется подробнейший мастер-класс и специализированные инструменты и материалы.

Куда легче будет сделать простого робота из лего, с которым ребенку будет интересно играть. Ну или просто добавьте такое изделие в свою коллекцию, которую вы пожете и начать именно с данного робота.

Алгоритм создания робота

Первым делом потребуется подобрать все необходимые детали для сборки робота. Если вы пока не решили, что может понадобиться, смешайте несколько наборов и выбирайте то, что может потребоваться.

Итак, приступим к выполнению инструкции по изготовлению робота из лего. Для начала следует сделать из двух прямоугольников ступни для робота, с которых и будет подниматься все тело.

Далее крепим к прямоугольникам по три квадрата, поднимая ноги. Делаем коленки из прямоугольников, или округлых деталей, которые подойдут в качестве коленей.

Рекомендуем посмотреть еще тут

Теперь присоединяем к уже готовым ногам по паре кубиков и соединяем ноги прямоугольной деталькой. С этого места можно начинать изготавливать туловище.Таким образом можно сделать и мини-робота из лего.

До грудной части туловище не обязательно делать широким, даже лучше, если оно будет уже, чем грудь.

Кроме того, чтобы сделать грудь более похожей на часть робота, ее делают не только широкой, но и плотной.

К груди крепится голова, которую вы соберете сами или найдете в каком-либо наборе. Далее следует закрепить руки в виде прямоугольников. Если вы хотите сделать боевого робота из лего, то потребуется приделать к рукам пушки.

Робот-трансформер

Многие дети и взрослые хорошо знакомы с героями вселенной трансформеров. Это инопланетные существа, которые имеют особенность превращаться из роботов в средства передвижения и обратно.

Рекомендуем посмотреть еще тут

Сделать такого робота из лего проще простого. Однако, если вы хотите, чтобы он функционировал и складывался, например, в автомобиль, нужно продумать тщательно конструкцию и подобрать под нее детали.

Такие детальки называются шарнирными и они должны непосредственно при переделках поворачиваться и прокручиваться. Это действие происходит за счет соединения шарнирных деталей с выемками, предназначенными для вращений.

Вот так вот и получается сделать робота трансформера из лего.

Фото робота из лего

https://youtube.com/watch?v=rK5pEnmhDuE

Всего посмотрели
455

Промышленные роботы

Роботы последнего поколения подвижны и эффективны. Они упаковывают товары, наклеивают этикетки, сортируют товары на складе. Некоторые могут обрабатывать деревянные и металлические изделия.

KUKA KR QUANTEC PA

Образцовый укладчик, похожий на большую механическую руку. Он работает при низкой температуре и поэтому востребован в пищевой промышленности, где нужно хранить грузы в морозильной камере.

Машине не нужен подогрев или защита от холода. Это обеспечивает минимальный износ оборудования. Kuka также занимается упаковкой товаров, выборочным комплектованием и другими операциями манипулирования.

FANUC M-2000iА

Японские роботы этой серии захватывают и перевозят тяжести. Они исполняют роль погрузчика, причём без участия оператора. FANUC – прочный шестиосный аппарат с самой большой грузоподъёмностью в мире (до 1,2 тонны).

Работа ведётся от 0 до +45 градусов, а длинная механическая рука может дотянуться к объекту так же, как это делает подъёмный кран.

Universal Robots

Это серия универсальных манипуляторов. Модель UR10 становится «третьей рукой» человека и помогает проводить литьевые или сварочные работы быстрее.

Другие версии Universal Robots завинчивают детали, подготавливают материалы для 3D-печати, складируют товары.

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.

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.

База

Базой любого робота является его подвижная часть. База может быть колёсной или гусеничной, но мы рекомендуем именно гусеничную. Такая база имеет лучшую проходимость, нежели колёсная, может поворачиваться на месте, а также более устойчива на неровной поверхности. Некоторые при сборке робота на гусеничной базе покупают игрушечный танк, разбирают и оставляют только базу, на которую крепят плату и другие детали. Это вариант неплохой, но затратный. Проще и дешевле купить гусеничную базу. Пример такой базы — пластина для Rover. Ссылка на неё ниже. Плюс этой базы в том, что на ней закреплено пластиковое основание, которое позволяет легко закрепить плату микроконтроллера Arduino, драйвер двигателей, элементы питания и датчики. Это делает возможным быстро собрать робота без необходимости разметки и сверления.

Собрать робота в мастерской или лаборатории

Есть несколько возможных сценария для оснащения роботизированной лаборатории. Выбор приборов и инструментов, которые нужно добавить в вашу лабораторию, зависит от того, сколько роботов вы планируете сделать. И в первую очередь от того, как вы занимаетесь робототехникой и какой результат вы хотели бы получить.

В мире есть много конструкторов робототехники, у которых есть инструменты из нескольких типов лабораторий. И у них может быть свой набор приборов и инструментов, который они считают необходимым для того чтобы собрать робота.

1. Первый тип мастерской предназначен для начинающих разработчиков роботов.  Скорее всего они будут создавать несколько недорогих роботов для развлечения. Возможно будут заниматься каким-нибудь одним несложным проектом. Это мастерская с небольшим количеством недорогих инструментов. Но при правильном подходе и в правильных руках такая мастерская может быть использована для создания профессиональных роботов.
2. Следующий тип мастерской является промежуточным типом между простой и профессиональной мастерской. Такая лаборатория подойдет для разработчиков, которые не являются «профессиональными». При этом они готовы вкладывать немного больше средств в оборудование, чтобы облегчить изготовление, сборку, тестирование и устранение неполадок. В результате здесь собрать робота будет намного проще.
3. Профессиональная мастерская предназначена для пользователей, которые планируют создавать множество продвинутых роботов и прототипов.Они используют различные детали и материалы. Этот тип конструкторов робототехники хочет, чтобы готовый прототип выглядел настолько профессиональным, насколько возможно. Наконец они могут даже хотеть произвести небольшие производственные прогоны готового дизайна.

Собрать робота в профессиональной лаборатории намного проще, хотя нужны определённые навыки.Это тип мастерской или лаборатории, скорее всего, будет необходим в небольшой компании по производству робототехники. Трудно описать все инструменты, необходимые на этом уровне, но можно дать некоторые общие рекомендации.

Ниже вы найдете небольшой обзор инструментов и материалов для вашей мастерской, с классификацией по уровню и типу.

Я в ужасе и собираюсь передумать. Нельзя попроще?

Можно. Специально для тех, кто никогда не держал в руках паяльник, но очень хочет попробовать себя в робототехнике, существуют специальные наборы-конструкторы, позволяющие сделать всё то же самое, но быстрее. Самый известный и популярный — Arduino. Его главное преимущество в том, что это не просто игрушка, а целая экосистема: множество обучающих материалов и инструкций, видеокурсы, огромное пользовательское комьюнити — можно задать любой вопрос от новичкового до самого продвинутого. Есть и другие платформы — например, совсем простой конструктор Mindstorms от Lego.

Составы наборов могут быть очень разными, но в каждом есть готовая печатная плата с уже установленным микроконтроллером и всеми дополнительными деталями, которые нужны для решения простых типовых задач. Обычно плату можно напрямую подключить к компьютеру через USB. А дальше среда разработки от производителя поможет сразу же сделать первые шаги в программировании роботов. Например, заставить мигать лампочку на плате.

Теперь всё зависит от вас. Можно, используя готовую плату, реализовать собственный несложный проект: например, сделать машинку, которая движется и останавливается по команде, или гирлянду для новогодней елки. Можно купить набор, уже включающий в себя всё, что нужно для постройки робота определенного типа, и потренироваться на нем. Плюс этого варианта: все детали в наборе подготовлены так, чтобы вы могли соединить их без паяльника или других инструментов.

Рынок тепловизоров развивается и на него выходит компания Owl

Перевод

Teledyne объявила о приобретении Flir Systems, занимающейся тепловизорами. Сумма сделки составила 8 миллиардов долларов наличными и акциями, и она дала четкий сигнал всем автопроизводителям: тепловидение набирает обороты.
Этот шаг со стороны Teledyne хоть и несколько внезапен, не должен вызывать удивления.
2020 год научил нас тому, что ни в беспилотных автомобилях (многие из которых сейчас тестируются на публичных дорогах), ни в ADAS-решениях пока нет систем «зрения», которые работали бы в любых погодных условиях, в любой местности, на протяжении всего дня и в темноте.
С одной стороны, разработчикам беспилотных автомобилей удалось собрать объемные логи о поездках беспилотных автомобилей с посадкой и высадкой пассажиров в солнечной Аризоне, тест-драйвах в Флориде и круизах по центру Сан-Франциско (как правило машины заезжали только в определенные районы и только в определенное время). С другой стороны, никто не показывает роликов, в которых машины-роботы ездят в условиях тумана, дождя, снега, метели, низкой освещенности и в полной темноте.
Именно поэтому на рынке сейчас есть большие возможности для компаний, занимающихся датчиками – включая тепловизоры.

А программировать надо уметь?

Если умеете, создание первого робота окажется, возможно, даже слишком легким делом. Если не умеете — отличный повод научиться. Дело в том, что программирование робота — штука очень наглядная: вот вы написали код и сразу же загорелась лампочка. Вам нужно, чтобы ваш робот разворачивался, когда до стены осталось меньше 5 см, значит, в программе надо прописать такое условие, всё логично. Именно поэтому детей часто начинают учить программированию на примере робототехники: здесь вместо скучных абстракций сразу получается осязаемый результат в реальном мире. На этом принципе строится обучение по программе «Робототехника». Все участники сразу же могут применить полученные знания на практике.

Программное обеспечение

Минимальный набор:

Программное обеспечение для программирования.

Первое программное обеспечение для программирования должно соответствовать любому выбранному микроконтроллеру. Если вы выбрали микроконтроллер Arduino, то вы должны выбрать программное обеспечение Arduino. Программное обеспечение должно соответствовать выбранному микроконтроллеру.

Если вы выбрали линейку Lego, то вы должны выбрать программное обеспечение для Lego.

программное обеспечение LabView

Чтобы использовать различные микроконтроллеры, вы можете изучить более фундаментальный язык программирования, такой как BASIC или C.

Схемы и печатные платы. На них я не буду подробно останавливаться. На рынке доступно множество популярных бесплатных программ. Они включают обширную библиотеку деталей и помогают преобразовать вашу схему в печатную плату.

Для профессиональных лабораторий существует множество платных программ САПР и 3-D моделирования, но это отдельная большая тема и ее лучше изучать отдельно, не в рамках этого обзора.

Изготавливаем корпус

Если сразу же захотелось сделать все правильно, то без корпуса для нашего пылесоса не обойтись. Для этого нам понадобится пластик – полистирол, поливинилхлорид.

Предварительно нужно прикинуть, как начинка разместится внутри корпуса. Если пойти по пути наименьшего сопротивления, то можно взять за основу эргономику любого готового пылесоса. Обычно они дисковой формы, примерно одинаковые по размерам. Значит, понадобится вырезать (изготовить) 2 круга одинакового диаметра и боковую стенку (сплошная полоса) пылесоса.

В зависимости от питания выделяется батарейный отсек. Лучше всего использовать широко распространенные АКБ 18650 – такие есть в ноутбуках, применяются в игрушках и пауэрбанках. Датчики движения размещаются впереди, они отвечают за «поведение» пылесоса. Непременно нужно учесть размещение колес, их приводов, центральной платы (Arduino) и турбины с пылесборником.

От правильности расчета, тщательности компоновки деталей зависит, придется в скором времени кардинально переделывать конструкцию пылесоса или ограничиться небольшой модернизацией. Размеры корпуса привязаны к типу микроконтроллера, дополнительных плат.

В оригинальном Arduino предусмотрено 3 градации: «Uno», «Pro», «Leonardo», а также платы с дополнительными разъемами («Mega», «Due»). Есть также и более компактные варианты – «Nano», «Micro». И это не считая многочисленных китайских клонов, которые ничуть не хуже по функционалу. Зато зачастую гораздо дешевле.

Поэтому лучше заранее предусмотреть указанные факторы. А уже потом начинать реализацию своей идеи, изготавливать корпус пылесоса. Меньше 30 сантиметров диаметр делать не стоит. Иначе ничего не поместится. Лучше затем использовать свободное пространство для добавления АКБ или расширения пылесборника.

Также конструкция корпуса должна учитывать возможность разборки, ремонта пылесоса. Поэтому рекомендуется сделать съемные крышки или лючки для обеспечения доступа к внутреннему пространству. Это займет чуть больше времени, чем просто изготовление пластиковых деталей. Возможно, даже придется сначала сделать макет пылесоса, нарисовать робота на бумаге.

Зато такой тактический ход избавит от множества проблем, связанных с перекомпоновкой, переделкой пылесоса. Зачастую устранение таких сложностей требует больших усилий, чем первоначальный расчет, размещение узлов с учетом перечисленных требований.

Не помешает также учесть, что микроконтроллер Arduino потребует прошивки, смены ПО. Для этого обязательно нужно вывести разъем, через который «мозг» робота станет подключаться к большому ПК. А уже после того, как определены все главные моменты, можно приступать к воплощению идеи пылесоса в реальность.

При выборе корпуса из ПВХ, полистирола для сборки используют соответствующий по составу клей. Он не подойдет для склейки деталей, отлитых из эпоксидной смолы. И для плит, изготовленных из «эпоксидки», клей тоже должен быть свой

Это важно понимать

Можно собрать корпус пылесоса даже и из тонкой (до 5 миллиметров) фанеры. Большая толщина приведет к увеличению веса. Меньшая не обеспечит требуемую жесткость. Работа с древесиной не представляется сложным занятием: детали выпиливаются лобзиком, ошкуриваются, подгоняются по размерам и склеиваются.

И, наконец, вариант для самых ленивых – найти корпус от негодного робота-пылесоса или купить готовый в одном из сетевых магазинов. Но в этом случае следует заранее подобрать комплектующие с учетом габаритов. Иначе придется менять что-то одно: или корпус, или детали.

Идея №1: робот-пылесос из картона

Основа робота делается из плотного картона. Его лучше склеить в пару слоев, а волокна разместить перпендикулярно. Для его технической начинки нужен такой набор деталей:

1. Любая плата Arduino.
2. Breadboard или простая макетная плата, в принципе можно и без неё, всё просто спаять.
3. 2 ультразвуковых датчика расстояния (дальномер).
4. Турбина от пылесоса.
5. Небольшой двигатель или кулер от компьютера.
6. Двигатели с редукторами и колеса.
7. Контроллер для двигателя.
8. Провода для соединений схемы.
9. Аккумуляторы и контроллер заряда.

В качестве питания для робота нужно использовать 3 литиевых аккумулятора. Напряжение каждого из них 3,7 В. Для их заряда нужен контроллер. Например, такой как на фото:

Контроллер

Для управления двигателями привода робота удобно использовать модуль на L298-микросхеме. Схемотехнически это H-мост, вы можете его собрать своими руками из отдельных компонентов, но купить готовую плату будет надежнее. С его помощью вы можете задавать скорость движения робота-пылесоса и изменять направление вращения.

Модуль управления

Для регулировки скорости на пин ENA или ENB подаётся ШИМ сигнал, а для задания направления вращения подают разноименные сигналы на IN1 и IN2 для одного двигателя и IN3, IN4 для другого двигателя. При этом если на пине IN1 у нас логическая единица, а на пине IN2 – логический ноль, двигатель крутится в одну сторону, чтобы сменить направление нужно поменять местами 1 с 0. Его нужно собрать с ардуино по такой схеме (пины можно использовать любые, это вы укажете в скетче).

Схема на ардуино

Далее нужно делать основу из картона и закрепить на ней колеса, должно получиться что-то вроде этого:

Основа из картона

Вот вид с нижней стороны. Два ведущих колеса с угловым редуктором и поворотное колесо:

Колесная база

Теперь нужно собрать схему, которая монтируется на основание. Диаметр основания должен быть около 30 см, чтобы туда влезла и электроника и сам блок пылесоса.

Сборка корпуса

Вместо дальномеров можно использовать вариант с бамперами, которые соединены с концевыми выключателями. При столкновении с препятствием система управления даст сигнал о смене направления движения.

Бампер

Контактные бампера можно сделать и своими руками, для этого нужен тонкий, но жесткий провод, например от витой пары. Для этого формирует контактную площадку на внутренней стороне бампера из фольги, и закрепляем проводник как это показано ниже. При столкновениях робота-пылесоса с мебелью и стенами они будут соприкасаться. Вам остается отрегулировать расстояние от проволоки до фольги, чтобы добиться нужной чувствительности и исключить ложные срабатывания. На фольгу подается 5В, а провод идёт на вход Ардуино, подтянутый к минусу через резистор на несколько кОм.

Самодельный контактный бампер

Устройство питается от аккумуляторов, для питания системы управления можно применить линейные стабилизаторы типа l7805. Чтобы отрегулировать скорость вращения моторов подойдет понижающий преобразователь, например LM2596.

Самое сложное — это сконструировать и собрать пылесос. Вот его приблизительный чертеж:

Схема пылесоса

Отламываем родные лопасти от кулера, и закрепляем на его роторе турбину от пылесоса

Важно закрепить турбину точно в центре, иначе вы получите дисбаланс и вибрации

Турбина робота

Вот так выглядит обратная сторона турбины, закрепленной на роторе кулера. Закрепить её можно на термоклей или на суперклей

Вид турбины изнутри

Вот и вся пошаговая инструкция по сборке робота-пылесоса, сделанного из подручных материалов. Алгоритм его работы такой: робот-пылесос едет вперед, пока не встретит препятствие. После столкновения (или приближения, если вы используете УЗ дальномеры) останавливается, отъезжает назад на заданное расстояние, разворачивается на произвольный угол и едет дальше.