Простейший робот своими руками

Сделать робота можно, используя лишь одну микросхему драйвера моторов и пару фотоэлементов. В зависимости от способа соединения моторов, микросхемы и фотоэлементов робот будет двигаться на свет или, наоборот, прятаться в темноту, бежать вперед в поисках света или пятиться, как крот, назад. Если добавить в схему робота пару ярких светодиодов, то можно добиться, чтобы он бегал за рукой и даже следовал по темной или светлой линии.

Простейший робот своими руками


Принцип поведения робота основывается на "фоторецепции" и является типичным для целого класса BEAM-роботов. В живой природе, которой будет подражать наш робот, фоторецепция - одно из основных фотобиологических явлений, в котором свет выступает как источник информации.

В качестве первого опыта обратимся к устройству BEAM-робота, двигающегося вперед, когда на него падает луч света, и останавливающегося, когда свет перестает его освещать. Поведение такого робота называется фотокинезисом - ненаправленным увеличением или уменьшением подвижности в ответ на изменения уровня освещённости.

В устройстве робота, кроме микросхемы драйвера моторов L293D, будет использоваться только один фотоэлемент и один электромотор. В качестве фотоэлемента можно применить не только фототранзистор, но и фотодиод или фоторезистор.
В конструкции робота мы используем фототранзистор n-p-n структуры в качестве фотосенсора. Фототранзисторы на сегодняшний день являются, пожалуй, одним из самых распространенных видов оптоэлектронных приборов и отличаются хорошей чувствительностью и вполне приемлемой ценой.


Схема робота с одним фототранзистором


На рисунке приведены монтажная и принципиальная схемы робота, и если Вы еще не очень хорошо знакомы с условными обозначениями, то, исходя из двух схем, несложно понять принцип обозначения и соединения элементов. Провод, соединяющий различные части схемы с "землей" (отрицательным полюсом источника питания), обычно не изображают полностью, а на схеме рисуют небольшую черточку, обозначающую, что это место соединяется с "землей". Иногда рядом с такой черточкой пишут три буквы "GND", что означает "землю" (ground). Vcc обозначает соединение с положительным полюсом источника питания. Вместо букв Vcc часто пишут +5V, показывая тем самым напряжение источника питания.

Простейший робот своими руками

У фототранзистора эмиттер
(на схеме со стрелкой)
длиннее коллектора.


Принцип действия схемы робота очень простой. Когда на фототранзистор PTR1 упадет луч света, то на входе INPUT1 микросхемы драйвера двигателей появится положительный сигнал и мотор M1 начнет вращаться. Когда фототранзистор перестанут освещать, сигнал на входе INPUT1 исчезнет, мотор перестанет вращаться и робот остановится.

Чтобы скомпенсировать проходящий через фототранзистор ток, в схему введен резистор R1, номинал которого можно выбрать около 200 Ом. От номинала резистора R1 будет зависеть не только нормальная работа фототранзистора, но и чувствительность робота. Если сопротивление резистора будет большим, то робот будет реагировать только на очень яркий свет, если - небольшим, то чувствительность будет более высокой. В любом случае не следует использовать резистор с сопротивлением менее 100 Ом, чтобы предохранить фототранзистор от перегрева и выхода из строя.

Простейший робот своими руками


Сделать робота, реализующего реакцию фототаксиса (направленного движения к свету или от света), можно с использованием двух фотосенсоров.

Когда на один из фотосенсоров такого робота попадает свет, включается соответствующий сенсору электромотор и робот поворачивает в сторону света до тех пор, пока свет не осветит оба фотосенсора и не включится второй мотор. Когда оба сенсора освещены, робот движется навстречу источнику света. Если один из сенсоров перестает освещаться, то робот снова поворачивает в сторону источника света и, достигнув положения, при котором свет падает на оба сенсора, продолжает свое движение на свет. Если свет перестает падать на фотосенсоры, робот останавливается.

Простейший робот своими руками

Принципиальная схема робота с двумя фототранзисторами


Схема робота симметричная и состоит из двух частей, каждая из которых управляет соответствующим электромотором. По сути, она является как бы удвоенной схемой предыдущего робота. Фотосенсоры следует располагать крест-накрест по отношению к электромоторам так, как показано на рисунке робота выше. Также можно расположить моторы крест-накрест относительно фотосенсоров так, как показано на монтажной схеме ниже.

Простейший робот своими руками

Монтажная схема простейшего робота с двумя фототранзисторами


Если мы расположим сенсоры в соответствии с левым рисунком, то робот будет избегать источников света и его реакции будут похожи на поведение крота, прячущегося от света.

Простейший робот своими руками


Сделать поведение робота более живым можно, подав на входы INPUT2 и INPUT3 положительный сигнал (подключить их к плюсу источника питания): робот будет двигаться при отсутствии падающего на фотосенсоры света, а "увидев" свет, будет поворачивать в сторону его источника.

Чтобы сделать робота, "бегающего" за рукой, нам понадобятся два ярких светодиода (на схеме LED1 и LED2). Подключим их через резисторы R1 и R4, чтобы скомпенсировать протекающий через них ток и предохранить от выхода из строя. Расположим светодиоды рядом с фотосенсорами, направив их свет в ту же сторону, в которую ориентированы фотосенсоры, и уберем сигнал с входов INPUT2 и INPUT3.


Схема робота, движущегося на отраженный свет


Задача получившегося робота - реагировать на отраженный свет, который излучают светодиоды. Включим робота и поставим ладонь перед одним из фотосенсоров. Робот повернет в сторону ладони. Переместим ладонь немного в сторону так, чтобы она скрылась из поля "зрения" одного из фотосенсоров, в ответ робот послушно, как собачка, повернет за ладонью.
Светодиоды следует подбирать достаточно яркие, чтобы отраженный свет устойчиво улавливался фототранзисторами. Хороших результатов можно достичь при использовании красных или оранжевых светодиодов с яркостью более 1000 мКд.

Если робот реагирует на вашу руку только тогда, когда она почти касается фотосенсора, то можно попробовать поэкспериментировать с листочком белой бумаги: отражающие способности белого листа намного выше, чем у человеческой руки, и реакция робота на белый листок будет намного лучше и устойчивее.

Белый цвет обладает самыми высокими отражающими свойствами, черный - наименьшими. Основываясь на этом, можно сделать робота, следующего по линии. Сенсоры при этом следует расположить так, чтобы они были направлены вниз. Расстояние между сенсорами должно быть немного больше, чем ширина линии.

Простейший робот своими руками


Cхема робота, следующего по черной линии, идентична предыдущей. Чтобы робот не терял черную линию, нарисованную на белом поле, ее ширина должна быть около 30 мм или шире. Алгоритм поведения робота достаточно прост. Когда оба фотосенсора улавливают отраженный от белого поля свет, робот движется вперед. Когда один из сеносоров заезжает на черную линию, соответствующий электромотор останавливается и робот начинает поворачиваться, выравнивая свое положение. После того как оба сенсора снова находятся над белым полем, робот продолжает свое движение вперед.

Простейший робот своими руками


Примечание:
На всех рисунках роботов микросхема драйвера двигателей L293D показана условно (только управляющие входы и выходы).

скачать datasheet на
Посмотреть онлайн файл: l293d.pdf У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера
Источник: myrobot.ru

28 комментариев

vaciliu1 18 октября 2010 19:23
описание супер . может надо написать, что он ездит за светом и т.д. winked
Kail 18 октября 2010 20:42
vaciliu1, так лучше ? :)
vaciliu1 18 октября 2010 22:30
на 100% лучше. и статья стала прикрасной
valcoder 20 октября 2010 11:11
Когда-нибуть эти роботы вышибут НАС с ЭТОЙ ПЛАНЕТЫ.
Макар 4 декабря 2010 18:15
а электромоторы именно такие нужны или можно другие?
Тоха 26 декабря 2010 22:29
А это правдоподобная схема.
Тоха 28 декабря 2010 01:19
А можно без платы. сделать.
master-uri 28 декабря 2010 19:53
Извените что не по теме,но если возможно ответте пожалуйста,
с помощью какой программы создавались схемы и рисунки данной конструкции.
Спасибо.
Тоха 28 декабря 2010 21:17
Программа Splan 6.0
master-uri 28 декабря 2010 22:59
Опять извеняюсь,уже давно применяю в построении схем ,
разные весии этой программы,но не в одноной не всречал,объёмного построения схемы.
Спасибо.
Тоха 31 декабря 2010 11:38
А кто та сделал этого робота..
Kail 23 февраля 2011 20:29
master-uri, вот программа в которой можно зделать что то подобное:
http://radiomaster.com.ua/index.php?newsid=1693
Veider 6 апреля 2011 14:33
А в чём может быть проблема!? Собрал полностью как нарисавно на схеме! А он не работает! В чём может быть проблема?

Собирал робота который убегает от Света! =)
zloy_xaker 6 апреля 2011 16:35
Veider, А вы уверены, что детали рабочие??
Veider 11 апреля 2011 11:57
zloy_xaker,
Уверен! Прозванивали тестером, всё нормально!!!
zloy_xaker 11 апреля 2011 14:56
Veider, а что происходит при подключении питания??
Если детали рабочие проверьте правильность пайки =)
Veider 12 апреля 2011 10:53
При подключении питания ничего не происходит!
Когда Драйвер двигателя вынят и подключить питание то моторчики двигаються! А когда всовываем Драйвер то ничего не двигаеться! =( Питание взял 5V на драйвер и 12V на два 2-хV моторчика!
Tin-Din 18 августа 2011 16:14
А если поставить ИК диод и ИК резистор, транзистор, вообщем то что ИК примет?
ericsun 4 января 2012 20:14
Собрал такого робота, вот только ничего не работает. Пробил тестером, на один резистор и один двигатель вообще не подаётся напряжение, а 2-й движок напряжение есть около 2.5 вольт, только он при этом вообще не работает, а на резистор идет 7 вольт. Питание: крона 9 В.
Что делать?
Любитель электроники 21 января 2012 23:11
А нужно ли его программировать?
Kail 23 января 2012 14:38
Любитель электроники, не нужно
Любитель электроники 23 января 2012 22:56
Подскажите, что нужно изменить, чтобы робот огибал припятствия??? И можно ли это сделать без написания программы???
вова клим 29 февраля 2012 11:27
народ подскажите пожалуйста можно ли вместо фоторезистора использовать фотодиод?? зарание спасибо))))))))))!
Sergey24 23 апреля 2012 19:01
вова клим , мне кажется можно, но не надо. Потому что фотодиод работает только в режиме ключа то есть свет попадает на п-н переход и происходит рекомбинация и ток пойдет через микросхему и к моторчику. А транзистор кроме того что он работает в режиме ключа ним можно управлять усилением электрического тока с помощью светового излучения.

Talgat 6 июня 2013 23:44
обязатен ли резистер и я разные пробовал но у меня на выходе на двигатели ничего нету как быть? подскажите люди добрые что да как если можно поподробнее буду очень признателен
yura81 23 июня 2013 13:34
Согласно даташиту, на 7 и 10 пин надо подать массу. Пробуйте, должен поехать.
donkey 1 августа 2016 10:54
Спасибо за статью, очень интересно!
Простите, а как сделать так, чтобы зациклить моторы, вперед-назад?
Д 12 января 2017 18:29
В чём нарисованы схемы спайки деталей 3D.
Очень надо, подсунуть ребёнку такую "наглядность".
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Войти через
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении:
© 2016 Все права соблюдены.