Робот – жук – Своими Руками

Робот-жук Arduino. Купить или сделать своими руками?

В сегодняшней статье разбираем устройство робота-жука, собранного на основе платы DFRobot Beetle — аналога Arduino, а также приводим обзор других готовых роботов-насекомых.

Набор для сборки робота-насекомого мы упоминали в обзоре готовых Arduino-роботов. Купить его можно в интернет-магазине DealExtreme или Aliexpress примерно за $47.

Робот-насекомое. Фото DX.com

Собрать своими руками такого миниатюрного робота и ознакомится с его устройством — увлекательное занятие для детей от 6 лет и взрослых, позволяющее ознакомится с основами робототехники, начать изучать Arduino и программирование, узнать как компоненты взаимодействуют и работают вместе, научиться создавать своих роботов-жуков.

Плата-аналог Arduino DFRobot Beetle (жук)

Основой робота является плата-аналог Arduino DFRobot Beetle (жук). Купить такую плату можно примерно за $11 в Aliexpress.

Аналог Arduino — плата DFRobot Beetle

Это аналог Arduino Leonardo -уменьшенная версия, имеющая те же мощные функциональные возможности. Идеально подходит для DIY проектов. Такой же функционал и размер имеет плата DFRobot NOVA, не имеющая USB-порта. Основной особенностью является компактный размер 20 X 22 мм. Это меньше чем размер Arduino Nano.

Слева направо: Arduino-совместимые платы DFRobot Leonardo, Nano, Nova, Beetle

Спецификация платы DFRobot Beetle:

• Микроконтроллер: ATmega32u4 (16 MHz)
• Рабочее напряжение: 5 В
• Цифровые входы/выходы: 10 (из них 4 с ШИМ)
• Аналоговые порты: 5
• UART-разьем: 1
• разъем Micro-USB
• Порты для подключения питания: 2
• Флэш-память: 32 KB, из которых 4KB используются для загрузчика
• ОЗУ: 2.5 KB
• EEPROM: 1 KB

Для простого подключения сервоприводов и датчиков используется плата расширения (шилд) DFRobot Beetle shield, купить которую можно в Aliexpress примерно за $10. Плату с микроконтроллером следует присоединить к плате расширения и припаять как показано на рисунке.

Плата DFRobot Beetle (аналог Arduino) на плате расширения

Схема пинов на плате расширения:

Схема пинов DFRobot Beetle shield

Рабочее напряжение DFRobot Beetle shield 3-5 Вольт.

Другие детали робота-насекомого

Лапы робота изготовлены из проволоки и приводятся в движение двумя девяти граммовыми микро-сервоприводами. Купить их можно в DealExtreme примерно за $3.

9-ти граммовый микро-сервопривод

Для обнаружения препятствий используется инфракрасный датчик расстояния Sharp GP2Y0A21, купить который можно в Aliexpress за $5,8.

Инфракрасный датчик расстояния. Фото с Aliexpress

В комплекте также подробная инструкция, необходимые соединительные провода и литиевая батарея 3.7 Вольт/ 180 мА*ч с зарядным устройством.

Для сборки потребуются паяльник, ножницы, отвертка, плоскогубцы, которых нет в комплекте.

Видео-инструкция сборки робота-насекомого:

Программирование Arduino-робота-жука

Начинающим можно использовать визуальные среды программирования, например, Ardublock, позволяющие запрограммировать робота путем простого перетаскивания предварительно разработанных блоков.

Визуальное программирование в ArduBlock

И, конечно, можно использовать Arduino IDE. Пример кода можно взять на сайте производителя.

Обзор готовых роботов-жуков

В китайских интернет-магазинах продается много готовых роботов-жуков в ценовом диапазоне $12-$40. Примеры:

Робот-жук, управляемый с I-Phone. Фото с DX.com

Жук с инфракрасным пультом дистанционного управления. Фото DX.com

Жук с пультом д/у. Фото Aliexpress

Еще одно насекомое с датчиком обнаружения препятствий за $13.

Насекомое с датчиком обнаружения препятствий.Фото Aliexpress

Такие забавные и недорогие готовые роботы являются игрушками с ограниченным функционалом. Если же хочется не просто поиграть, а самому сконструировать и запрограммировать миниатюрного робота, то подойдет рассмотренный в сегодняшней статье комплект. После сборки и программированию по инструкции можно заняться дальнейшим развитием робота, например сделать ему крылья, усовершенствовать программный код. Или полностью с нуля создать Arduino-робота-жука своими руками. Для этого потребуются:

Если хочется сделать управление насекомым с телефона, можно попробовать снабдить робота модулем Bluetooth. Удачного жукостроения!

Все цены приведены по состоянию на день выхода статьи.

Bristlebot – гоночный «жук» своими руками

Трудно сказать зачем, но ученые научной лаборатории Evil Mad снова создали нечто невероятное и удивительное простое. Их последняя новинка Bristlebot – это «робот» из головки зубной щётки. Заметив, что новомодные зубные щётки с наклоненными щетинками при вибрации перемещаются только в одном направлении, им в голову пришла идея прикрепить к такой зубной щётке небольшой мотор и батарейку. Так появился новый гоночный «жук», который двигается быстрее любой заводной игрушки.

Для создания такого «робота» своими руками нам понадобится зубная щётка, вибромотор от сотового телефона или пейджера, двухсторонний скотч, дисковая батарейка для часов, две проволочки и немного усердия.

Вначале кусачками, острым ножом или ножовкой отрезаем головку зубной щётки.

Обратите внимание на наклон щетинок щётки, представленной на фотографии. Если вы используете зубную щётку с прямыми щетинками, то вам нужно будет предварительно придать некоторый наклон щетинкам. Это можно сделать с помощью обыкновенного кипятка.

Далее припаиваем две проволоки к контактам вибромотора. Если теперь подсоединить мотор к батарее, он будет вибрировать благодаря быстрому вращению эксцентрика (груз со смещённым центром тяжести), закреплённого на оси.

Вибромотор приклеиваем с помощью двухстороннего скотча к основанию головки зубной щётки таким образом, чтобы ничто не мешало вращению эксцентрика на оси мотора. Следом за ним устанавливаем батарейку от часов.

Теперь осталось замкнуть электрическую цепь, чтобы Bristlebot — этот безумный гоночный «жучок» начал своё путешествие, батарейкой вперёд, с приличной скоростью.

Жук робот

Жук робот – очень простой и эффективный робот, которому не нужны электрические компоненты чтобы избегать препятствий на своем пути. Он использует два микро-переключателя, чтобы избежать столкновения с препятствием или освободиться. В нем нет интегральной микросхемы, транзистора, резистора, конденсатора и т.д. Собрать его будет очень просто и дешево!

Основой модификации является перекрестная антенна. Если она у вас есть, то препятствия вроде ножки стула не будут представлять для робота никакой трудности. Робот сможет обойти ее. В предыдущей модификации данной модели использовалась антенна формы V, и ножка стула могла попасться как раз в ее середину. В этой ситуацию роботу было сложно выбраться.

Перекрестная антенна так же проста при сборке робота. Переключатели находятся ближе друг к другу, и это помогает паять проволоку.

Вот вам наглядная видео-инструкция про робота-жука и его устройство:

Вот что нам нужно, чтобы построить такого робота-жука:

2 х 1,5V мотор
2 х SPDT (однополюсный с двумя направлениями) переключатели с металлическим рычагом
2 х АА или ААА батарейки
2 х концевых зажима
1 х пластмассовая или деревянная бусина
1 х 2,5 см х 7,5 см кусочек металла или алюминия
1 х тумблер для вкл/выкл
Скрепки большие и маленькие
60 см проволоки размера 0,5-0,6 мм
Термоусадочная пластиковая трубочка, которая будет соответствовать валу двигателя, и также трубочки, которая будет соответствовать соединителю.
Изоляционная лента и бумажный скотч.

Детали для оболочки жука:

Круглая пластиковая крышка для туловища робота
Краска-спрей (любой цвет)
Прозрачный лак
Авто шпатлевка или эпоксидный клей
2 х маленьких магнита для туловища.
Нужен мотор на 1,5 Вольта (не 3 и не 12 Вольт!) Для каждого мотора будет нужна АА батарейка. Если мотор будет более мощный, батарейка быстро разрядится. Мотор можно взять из маленькой машинки или вентилятора.

Было бы неплохо иметь при себе:

1 х защитные очки
1 х паяльник
1 х клеевой пистолет
1 х инструмент для зачистки проводов
1 х кусачки
1 х ножницы, нож и т.д.
Перед тем, как приступить к работе, прочтите внимательно всю пошаговую инструкцию!

Микро-переключатель для робота должен быть очень чувствительным! Можно найти его, разбирая старые железки.

Прикрепляем переключатели к держателю батарей. Нужно перекрестить антенны, чтобы наш робот не мог застрять в ножке стула. Склейте их так, как показано на картинке. Горячий клей подойдет.

Вам нужны шины, без них далеко не уедешь! Наденьте термоусадочные пластиковые трубочки на вал двигателя, и используйте тепловой пистолет или паяльник.

Мы сделаем крепление для двигателя, вместо того, чтобы просто приклеить двигатель к держателю батареек. Это будет выглядеть более профессионально!

Берем нашу металлическую или алюминиевую пластину, отрежьте ее края до размеров примерно 2,5 см на 7,5 см ножницами по металлу.

Прикрепите мотор к готовому креплению, как показано на картинках. Будьте внимательны с правильным размещением + и -!

Крепление двигателя к держателю батареек. Просто склейте их, как показано на картинках.

Не совершайте ошибок:

– не используйте для этого эпоксидную смолу, иначе потом вы не сможете разобрать жука, если захотите,

– передняя часть робота слишком тяжелая и жук опрокидывается вперед. Чтобы этого не случилось, попытайтесь прикрепить держатель к передней части, а не к середине. Или прикрепите какой-нибудь груз к задней части робота.

Возьмите скрепку и деревянную бусину. Такую бусину можно позаимствовать из старых бус. И совсем не обязательно она должна быть абсолютно ровно круглой.

Приклейте скрепку к держателю батареек. Постарайтесь сделать это хорошо, а не так, как показано у меня на картинке!

Паяем переключатели так, как показано на картинках. Я использовал также скрепку для их соединения. Я обмотал алюминиевую пластину черной изолентой – с ней фотографии получились лучше!

Нужно припаять провод между двигателями.

В АА/ААА батарейках – 2 провода, дающие 3 Вольта. Нам же нужно только 1,5 Вольта для обоих двигателей.

Как мы можем уменьшить мощность вполовину? Очень просто, нужно припаять провод так, как показано на картинке.

Но нужно быть очень осторожным, т.к. при припаивании можно расплавить пластиковый держатель батареек!

Теперь надо подключить электричество к роботу. На держателе батареек есть красный (+) и черный (-) провод. Надо припаять провода, как на картинке, и можно тестировать!

Вставьте батарейки, включите оба двигателя. Нажав на левый переключатель, вы включите левый двигатель. Нажав на правый – включите правый двигатель.

Возьмите концевые зажимы и уберите пластмассовые части. Возьмите плоскогубцы и прижмите плотно к металлическому лепестку микро-переключателя.

Используйте скрепки, чтобы сделать антенны, сенсоры жука робота. Надо припаять антенны к туловищу. Я добавил термоусадочную пластиковую трубочку поверх спайки для лучшего крепления. Зажмите антенну в металлическом зажиме переключателя. Робот готов! Теперь надо придать ему более эстетичный вид.

Робот должен двигаться и избегать препятствий. Чтобы остановить робота, нужно вынуть батарейки. Чтобы вам не надоело постоянно этим заниматься, добавьте еще один дополнительный переключатель. Посмотрите на картинки, и вам станет понятно, как это сделать!

Чтобы изготовить панцирь жука, возьмите любой пластиковый контейнер. Вырежьте в нем отверстие для двигателя и переключателей.

Чтобы сделать поверхность крышки более ровной, я использовал шпатлевку. Будьте осторожны, она очень быстро сохнет. Можно также использовать эпоксидную смолу.

Теперь мы покрасим нашего жука. Я покрасил в черный цвет. Нанесите два слоя и дайте им высохнуть. Теперь наклейте круги, вырезанные из бумажного скотча. Я использовал монетку, чтобы круги получились ровными.

Заключительная стадия – нанесите несколько слоев краски спреем (красная в нашем случае). Удалите бумажные круги.

Теперь нужно приклеить панцирь к держателю батареек, можно использовать магниты. Можно так же покрасить антенны в черный цвет.

Поздравляю, ваш жук робот готов.

КОММЕНТАРИИ

Очень интересно, надо попробовать

по идее можно же использовать любую форму? хоть микро танк?))

ДмитрийБелов, можно и танк, только тут такая конструкция, что так с усами будет странно смотреться 🙂

Защита от котов, собак и всякой живности, чтобы не наделали в песочек в закрытом состоянии. В открытом появляются две скамеечки, чтобы было где сидеть и играть деткам.

Источники:

http://edurobots.ru/2014/10/robot-zhuk-arduino-kupit-ili-sdelat-svoimi-rukami/
http://www.prorobot.ru/myrobot/gonochniy_juk_bristlebot.php
http://modelmen.ru/p3121/zhuk-robot