Если вы умеете паять, то этот небольшой проект отнимет у вас около 20 минут. Самодельный робот-таракан использует вибромотор в качестве своей головы, мотор питается от конденсатора, который также является и брюшком насекомого, в спецификации указаны следующие параметры конденсатора: 2.8V 5F, вы можете купить такой за 100-150 рублей.
В качестве лапок и усиков можно использовать диоды или резисторы. Все эти компоненты спаиваются вместе на одной небольшой печатной плате, которая также является и грудной клеткой насекомого.
Так как в качестве источника питания микроробота используется суперконденсатор, то для питания нам понадобятся две батарейки AA (как показано в видео выше).
Пчела
Эти неутомимые труженицы ежегодно облетают свыше триллиона цветов, опыляя их и собирая целебный нектар. Один улей в сезон способен принести своему владельцу до 150 кг мёда. Запах медоносов пчёлы «чуют», в прямом смысле слова, за километр. Сами же они синтезируют особые ароматические вещества – феромоны, с помощью которых общаются друг с другом.
Далеко не все знают, что у пчёл 5 глаз – 3 обычных и 2 фасеточных. Такой сложный зрительный аппарат позволяет безошибочно ориентироваться в пространстве и своевременно замечать препятствия. Однако больше всего помогает пчёлам острое чутьё. Оно настолько тонкое, что полезных насекомых используют для поиска взрывчатки, причём более эффективно, чем служебных собак.
Сложить классическое оригами-пчелу можно по следующей схеме:
А это – модульная модель:
Необходимое оборудование
Рекомендуем заранее приготовить возле себя все необходимое – так вы не будете отвлекаться от работы, что повысит скорость. Вы можете использовать бисер любого цвета – главное, чтобы оттенки хорошо сочетались между собой.
Итак, понадобится основание для вышивания – жесткого фетра будет достаточно. Проволока с такой толщиной, чтобы она смогла хорошо держать форму.Немного картона, фатина, узкого кружева. Трехмиллиметровые паетки, бисер и бусинки. Они могут быть различных форм и цветов – главное заранее предусмотреть, чтобы они хорошо совмещались.
Стоит позаботиться об основе для жучка, а также инструментах, вроде игры, нити, ножниц, плоскогубец.
Сборочный чертеж
Все компоненты размещены на двухсторонней плате размером 170х80мм. Ее вполне можно изготовить в домашних условиях и весь верхний слой проводников выполнить перемычками. Все выводные компоненты размещены на лицевой стороне печатной платы.
Печатная плата с лицевой стороны
На обратной стороне расположены SMD-компоненты драйвера, ШИМ-генератора и хлопкового выключателя.
Печатная плата с обратной стороны
К собранной плате винтами крепится скоба-держатель двигателей. Микропереключатели устанавливаются в передней части жука на пластиковых стяжках.
Другие варианты броши из бисера
Помимо вышеописанного мастер-класса о том, как изготовить брошь под названием «Жучок» из бисера своими руками, можно также сделать другие броши насекомых из бисера.
Брошь жук из бисера Брошь жук из бисера Брошь жук из бисера Брошь жук из бисера Брошь жук из бисера Брошь жук из бисера
В интернете можно найти видео, как сделать брошь из бисера насекомые самые разнообразные. Стоит отметить украшение в виде божьей коровки (есть несколько вариантов ее изготовления), скарабея, множество фантазийных насекомых. Есть и различные животные, например, симпатичный ежик, веселый лягушонок и другие.
Структурная схема
В начальном состоянии жук всегда едет вперед. Это задается сочетаем сигналов двигателей. Если срабатывает один из датчиков, то блок триггеров (TRIGGER) разрешает работу тактового генератора (CLOCK SOURCE) и счетчика, который входит в блок DIRECTION SELECTOR. Во время счета жук выполняет последовательность действий для объезда препятствия. Сначала он останавливается, затем делает паузу, отъезжает назад, делает паузу, поворачивает налево или направо, снова делает паузу и возобновляет движение. На пятый такт работы происходит сброс триггера.
В зависимости от сработавшего датчика жук поворачивает налево или направо. Блок выбора направления движения формирует четыре сигнала управления двигателями – по два на каждый драйвер. Сочетания логических уровней этих сигналов позволяет вращать двигатель вперед или назад, либо остановить двигатель. Поворачивает жук за счет того, что колеса вращаются в противоположные стороны.
Питание всей схемы осуществляется от двух LiIon-аккумуляторов типоразмера 18650, включенных последовательно, либо внешнего источника питания с напряжением 7-9В. Питание на драйверы двигателей подается через “хлопковый выключатель” (CLAP SWITCH). Это позволяет остановить или возобновить движение хлопком в ладоши.
Для регулировки скорости движения жука используется регулируемый генератор ШИМ-сигнала (PWM).
Структурная схема и сигналы
Прототип:
Прежде чем приступить к сборке робота, проверим работоспособность железа и программы. Загрузите скетч в микроконтроллер, измените в программе коды в соответствии с таблицей, которую вы составили. Нажимайте на управляющие кнопки пульта, проверьте реагируют ли серводвигатели, все ли работает. Проверьте работоспособность модели не только с питанием по USB, но и с питанием от аккумулятора.
Подготовка
Отлично, если вы знакомы с платформой Arduino. Если нет — не проблема. Построение робота Ringo — отличный способ это исправить. Начните с наших онлайн уроков Arduino для начинающих.
Компоненты, необходимые для разработки робота-жука
Инструменты, которые понадобятся
Необходимые для проекта компоненты: Arduino Uno с кабелем USB, коробочка для одной 9В батареи, батарейка 9В (или аккумулятор 7,2-8,4В), три небольших аналоговых сервоприводов, один инфракрасный (ИК) приемник, мини-бредбоард, соединительные провода, стальная проволока (диаметр 1,5 — 2 мм), 2-3 обычных металлических скрепки. Также пригодятся инструменты.
Настройка
Для нормальной работы все клавишные переключатели должны находиться в положении SIGNAL. На разъем XP3 надо установить в положение SWITCH, чтобы работало управление питанием драйвера через хлопковый выключатель. Если он не функционирует, то можно установить переключатель в положение V_BAT. Тогда драйвер будет всегда активен. Джамперы XP1, XP2 отвечают за управление скоростью движения двигателей. В положении PWM будет возможность регулировать ШИМ резистором R8. Если установить джампер в положение Enable, двигатели будут всегда работать на максимальной скорости. Резистором R2 можно регулировать длительности остановок и движения при объезде препятствий.
Как подключить ИК-приемник к Arduino
В проекте используется ИК-приемник и ИК-передатчик (это может быть пульт от вашего телевизора).
Давайте научимся получить команды с ИК-пульта дистанционного управления. Нужно считать и запомнить код сигнала, чтобы позже использовать его для управления роботом. Возьмите Arduino Uno, бредбоард, соединительные провода и ИК-приемник. Соберите схему как на фотографии.
Подключение ИК-приемника к Arduino UNO
Схема подключения ИК-приемника к Arduino UNO
Эта схема подключения ИК-приемника TSOP2136. Если будете использовать другой приемник — смотрите его спецификацию.
Теперь кода с GitHub. Откройте Arduino IDE и проект /ir_receiver/ir_receiver.ino. Первая строка кода:
Это означает, что скетч использует специальную библиотеку IRremote.h, в которой реализован функционал приема и отправки ИК-сигналов.
IRremote.h не является частью Arduino IDE, ее потребуется установить. Это open source проект с лицензией GNU, поэтому мы можем использовать этот код для своего робота. Откройте Serial Monitor и проверьте скорость передачи. Установите скорость 9600. Возьмите ИК пульт и начните нажимать на кнопки. Если собранная модель работает — вы видите коды в Serial Monitor.
Разные производители — разные коды, также коды могут отличаться для разных моделей ИК-пультов. Чтобы не разбираться в этих кодах и упростить задачу — просто выпишем соответствия кодов, нажатым кнопкам, которые мы будем использовать. Некоторые коды соответствуют повторному нажатию и удержанию кнопки — их не будем использовать.
Наш робот может выполнять 13 команд:
- Двигаться вперед.
- Двигаться Назад.
- Повернуть налево.
- Повернуть направо.
- Движение вперед с левым поворотом.
- Движение вперед с правым поворотом.
- Движение назад с левым поворотом.
- Движение назад с правым поворотом.
- Остановка.
- Установка 1-й скорости (медленная).
- Установка 2-й скорости.
- Установка 3-й скорости.
- Установка 4-й скорости (быстрая).
Выберите кнопки на пульте дистанционного управления для соответствующих команд. Например, кнопки 1-9 для первых девяти команд и цветные кнопки (красная, зеленая, желтая и синяя) — для последних четырех.
Теперь нажимайте соответствующую кнопку и записывайте соответствующие уникальные коды.
Перечень элементов
Можно скачать отдельным документом по ссылке в конце статьи.
- Резистор, R1, MF-0.125-68k, 1шт
- Резистор подстроечный, R2, CA9MV 100k, 1шт
- Резистор подстроечный, R8, CA9MV 50k, 1шт
- Резистор, R3,R16,R17,R19-R24,R66, MF-0.125-1k, 10шт
- Резистор, R18,R68,R78, MF-0.125-10k, 3шт
- Резистор, R27-R29,R31,R35,R36,R38-R42,R44,R47,R50-R52,R56,R59,R62-R64,R74-R76, 0805, 10k, 24шт
- Резистор, R4-R7,R9-R13,R69, 0805, 20k, 10шт
- Резистор, R14, 0805,1M, 1шт
- Резистор, R60,R61, 0805, 470k, 2шт
- Резистор, R15,R25,R26,R30,R32-R34,R37,R43,R45,R46,R48,R49,R53-R55,R57,R58,R67,R70-R73,R77, 0805, 1k, 24шт
- Резистор, 1Вт, 1Ом, R65, MF-1-1, 1шт
- Конденсатор, C1, X7R, 0.01uF, 10%, 50V, 1шт
- Конденсатор, C4-C6,C15-C18,C20,C22,C24-C30, C34-C37, 0805, 0.1uF, 20шт
- Конденсатор электролитический, C2,C31, 10uF-16V, 2шт
- Конденсатор выводной, C3,C7-C14,C32, X7R, 0.1uF, 10%, 50V, 10шт
- Конденсатор электролитический, C19,C21,C33, 470uF-16V, 3шт
- SO-8, DA1, LM358DT, 1шт
- DIP-8, DD1, NE555P, 1шт
- DIP-14, DD2,DD8, CD4013BE, 2шт
- DIP-14, DD3,DD5,DD6,DD7, CD4001BE, 4шт
- DIP-16, DD4, CD4017BE, 1шт
- Диод, VD1-VD5, 1N4001, 5шт
- Диод, SMA, VD6-VD9, S1M, 4шт
- Транзистор, TO-92, VT1,VT23, BC547BTA, 2шт
- Сборка транзисторов, SOIC-8, VT2,VT3,VT12,VT13,VT24, IFR7105, 5шт
- Транзистор, SOT-23, VT4-VT7,VT17,VT17,VT19,VT21, BC817-40, 8шт
- Транзистор, TO-92, VT22, BC557BTA, 1шт
- Светодиод, 3мм, HL1,HL3-HL8,HL13, FYL-3014ED1A, 8шт
- Светодиод, 0805, HL2,HL9-HL12, KP-2012SGC, 5шт
- Микрофон электретный, BM1, EM-6050(p), 1шт
- Вилка на плату, XP1,XP2,XP3, PLS-40, 0,3шт
- Клемма, XS1-XS5, DG340-3.81-02P, 5шт
- Переключатель, SOIC-8, SA1,SA2, DMR-06-V, 2шт
- Держатель батареи, E1,E2, LiIon, 18650, 2шт
- Микропереключатель, , KMSW-14, 2шт
- Джампер, 2.54, 3шт
- Панелька DIP-8, SCS-8, 1шт
- Панелька DIP-14, SCS-14, 6шт
- Панелька DIP-16, SCS-16, 1шт
- Ручка к CA9V, CA9MA5, 2шт
- Колесо, 2шт
- Двигатель с редкутором, 2шт
- Печатная плата, 1шт (файлы для изготовления в конце статьи)
- М3х30 винт цинк, 4шт
- М3х10 винт цинк, 4шт
- Гайка М3, 8шт
- М3х10 стойка мама-папа, 1шт
- Гайка М3 пластик, 1шт
- Термоусадочная трубка
- Монтажный провод
- Кабельные стяжки
- Скоба, напечатанная на 3D-принтере (ссылка для скачивания модели в конце статьи)
Вот так выглядит полный набор компонентов на это устройство:
Робот-жук. Набор компонентов
Принципиальная схема
Картинка кликабельна, а в конце статьи можно найти ссылку для скачивания в формате pdf.
Принципиальная схема
Обратите внимание, что все блоки устройства скомпонованы по блокам. Это позволяет им работать автономно и наглядно видеть функциональность кусков схемы. Дополнительные комментарии по работе схемы вы найдете в инструкции по сборке устройства.
