Робот-жук: как сделать самодельного таракана из конденсатора и вибромотора

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).

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.

Плата-аналог Arduino DFRobot Beetle (жук)

Аналог Arduino — плата DFRobot Beetle

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

Спецификация платы DFRobot Beetle:

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.

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.

Другие детали робота-насекомого

9-ти граммовый микро-сервопривод

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:

В завершение

Теперь для вас не является секретом, как сделать из телефона жучок и что для этого необходимо. Представленные в данном информационном обзоре варианты GSM и радиоизделий — лишь часть из множества имеющихся электронных образцов, посредством которых можно наладить качественный акустический контроль. Тем не менее следует отметить, что практичность и качество достигаются благодаря применению вышеизложенных рекомендаций. Впрочем, возможно, найдется «народный умелец», который придумает более рациональный способ реализовать превосходные рабочие показатели своих изобретений прослушивающего типа. Ну а пока будем использовать то, что имеем. Слушайте внимательно!

Для того чтобы организовать прослушку, можно прибегнуть к нескольким способам реализации задуманного. Устройства электронного слежения можно приобрести в магазине или заказать через сеть интернет. Однако качественный промышленный образец обойдется потребителю «в копеечку». Как правило, дешевые китайские девайсы быстро выходят из строя, да и практичностью особо не выделяются. Остается одно — сделать жучок своими руками, тем более что это вполне осуществимо, а затраты на комплектующие (для того чтобы изготовить тот или иной прибор аудионаблюдения) по сути являются символическими. Впрочем, давайте займемся делом.

В завершение

Теперь для вас не является секретом, как сделать из телефона жучок и что для этого необходимо. Представленные в данном информационном обзоре варианты GSM и радиоизделий — лишь часть из множества имеющихся электронных образцов, посредством которых можно наладить качественный акустический контроль. Тем не менее следует отметить, что практичность и качество достигаются благодаря применению вышеизложенных рекомендаций. Впрочем, возможно, найдется «народный умелец», который придумает более рациональный способ реализовать превосходные рабочие показатели своих изобретений прослушивающего типа. Ну а пока будем использовать то, что имеем. Слушайте внимательно!

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:

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.

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

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.

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.

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.

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.

Принципиальная схема

Картинка кликабельна, а в конце статьи можно найти ссылку для скачивания в формате pdf.

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.

Робот жучок

а вот и все детали

1. режим эл. провод на 13 кусочков по 6см и снимаем с них изоляцию (с двух сторон) по 1 см.

2. Припаеваем провода к каждому из компонентов (кроме батареек) см. рисунок.

припаеваем провод к бат. держателю (синий)(third connection)

3. Переверните держатель батареек и приклейте переключатели к нему «в форме V» (см. фото)

4. Приклейте 2 моторчика между переключателями так, чтобы сама ходовая часть моторчика касалась земли

5. Из большой скрепки и шарика делаем стабилизатор ( колесо, чтоб проще передвигатся по поверхности)

вот так всё это должно смотрется

7. берем 2 мал. скрепочки и делаем из них усы для жука

8. осторожно приклеиваем усы к переключателям (используйте немного клея для этого, чтоб не заклеить сам переключатель)

9. наматываем немного изоляции на ходовую часть моторчика (для лучшего сцепления)

10. Вставляем батарейки

Это не очень сложно. Сам недавно делал.

Прикол в том, что когда он дотрагивается до препятствия правым усиком, то провое колесо останавливается и он поварачивает влево, и наоборот. ( Объезжает препятствия )

Перечень элементов

Можно скачать отдельным документом по ссылке в конце статьи.

1. Резистор, R1, MF-0.125-68k, 1шт
2. Резистор подстроечный, R2, CA9MV 100k, 1шт
3. Резистор подстроечный, R8, CA9MV 50k, 1шт
4. Резистор, R3,R16,R17,R19-R24,R66, MF-0.125-1k, 10шт
5. Резистор, R18,R68,R78, MF-0.125-10k, 3шт
6. Резистор, R27-R29,R31,R35,R36,R38-R42,R44,R47,R50-R52,R56,R59,R62-R64,R74-R76, 0805, 10k, 24шт
7. Резистор, R4-R7,R9-R13,R69, 0805, 20k, 10шт
8. Резистор, R14, 0805,1M, 1шт
9. Резистор, R60,R61, 0805, 470k, 2шт
10. Резистор, R15,R25,R26,R30,R32-R34,R37,R43,R45,R46,R48,R49,R53-R55,R57,R58,R67,R70-R73,R77, 0805, 1k, 24шт
11. Резистор, 1Вт, 1Ом, R65, MF-1-1, 1шт
12. Конденсатор, C1, X7R, 0.01uF, 10%, 50V, 1шт
13. Конденсатор, C4-C6,C15-C18,C20,C22,C24-C30, C34-C37, 0805, 0.1uF, 20шт
14. Конденсатор электролитический, C2,C31, 10uF-16V, 2шт
15. Конденсатор выводной, C3,C7-C14,C32, X7R, 0.1uF, 10%, 50V, 10шт
16. Конденсатор электролитический, C19,C21,C33, 470uF-16V, 3шт
17. SO-8, DA1, LM358DT, 1шт
18. DIP-8, DD1, NE555P, 1шт
19. DIP-14, DD2,DD8, CD4013BE, 2шт
20. DIP-14, DD3,DD5,DD6,DD7, CD4001BE, 4шт
21. DIP-16, DD4, CD4017BE, 1шт
22. Диод, VD1-VD5, 1N4001, 5шт
23. Диод, SMA, VD6-VD9, S1M, 4шт
24. Транзистор, TO-92, VT1,VT23, BC547BTA, 2шт
25. Сборка транзисторов, SOIC-8, VT2,VT3,VT12,VT13,VT24, IFR7105, 5шт
26. Транзистор, SOT-23, VT4-VT7,VT17,VT17,VT19,VT21, BC817-40, 8шт
27. Транзистор, TO-92, VT22, BC557BTA, 1шт
28. Светодиод, 3мм, HL1,HL3-HL8,HL13, FYL-3014ED1A, 8шт
29. Светодиод, 0805, HL2,HL9-HL12, KP-2012SGC, 5шт
30. Микрофон электретный, BM1, EM-6050(p), 1шт
31. Вилка на плату, XP1,XP2,XP3, PLS-40, 0,3шт
32. Клемма, XS1-XS5, DG340-3.81-02P, 5шт
33. Переключатель, SOIC-8, SA1,SA2, DMR-06-V, 2шт
34. Держатель батареи, E1,E2, LiIon, 18650, 2шт
35. Микропереключатель, , KMSW-14, 2шт
36. Джампер, 2.54, 3шт
37. Панелька DIP-8, SCS-8, 1шт
38. Панелька DIP-14, SCS-14, 6шт
39. Панелька DIP-16, SCS-16, 1шт
40. Ручка к CA9V, CA9MA5, 2шт
41. Колесо, 2шт
42. Двигатель с редкутором, 2шт
43. Печатная плата, 1шт (файлы для изготовления в конце статьи)
44. М3х30 винт цинк, 4шт
45. М3х10 винт цинк, 4шт
46. Гайка М3, 8шт
47. М3х10 стойка мама-папа, 1шт
48. Гайка М3 пластик, 1шт
49. Термоусадочная трубка
50. Монтажный провод
51. Кабельные стяжки
52. Скоба, напечатанная на 3D-принтере (ссылка для скачивания модели в конце статьи)

Вот так выглядит полный набор компонентов на это устройство:

Инструкция по сборке

С одной стороны можно собрать все устройство целиком и рассчитывать, что оно будет нормально функционировать. Мы рекомендуем запускать блоки изделия по частям, но даже если вы не собираетесь собирать устройство в предложенной последовательности, все равно изучите этот раздел

:

1. Установите клемму XS5 и резистор R65. Для проверки всех блоков на клемму XS5 подается питающее напряжение 7В с соблюдением полярности, указанной на плате
2. Собрать и проверить блок “Clock Source”. При включении питания светодиод HL1 должен мигать с частотой, зависящей от установки R2
3. Собрать и проверить блок “Clap Switch” (микрофон BM1 также входит в его состав). Под воздействием громкого звука (хлопок, щелчок пальцами) светодиод HL13 должен изменять свое состояние
4. Собрать блок “PWM” и проверить блок “PWM”. При его правильной работе, яркость свечения светодиода HL2 должна задаваться сопротивлением резистора R8
5. Собрать и проверить блок “Trigger”. Микропереключатели-датчики следует подключить, но не закреплять на плате. Подключение производится монтажным проводом к клеммам XS1, XS2. При замыкании микропереключателей светодиод HL4 должен включаться и выключаться
6. Собрать и проверить блоки “Left Driver” и “Right Driver”. Для проверки потребуется установить перемычки на разъемы XP1-XP3. XP1 и XP2 позволяют подать на разрешающий вход драйвера ШМ-сигнал или логическую единицу. XP3 находится в блоке “Clap Switch” и подает питание на драйвер через выключатель или напрямую. Имитировать входные сигналы можно при помощи переключателей SA1 и SA2. Оба переключателя разделены на две условные группы. В каждой группе три сигнала: VCC, SIG и GND. Возможные варианты положения переключателей показаны на рисунке. а) – не корректно (на вход драйвера не подано ничего), б) – не корректно (подано одновременно два сигнала), в) – не корректно (два нуля – запрещенное состояние), г) – корректно (двигатель вращается), д) – корректно (на вход поданы логические сигналы схемы)



7. Собрать и проверить блок “Direction Selector”. Этот блок можно проверить только если блоки “Clock Source” и “Trigger” уже собраны. Светодиоды HL5-HL8 условно показывают направление движения. При включении питания они должны показывать, что жук едет вперед, а при обнаружении препятствия – демонстрировать работу алгоритма
8. Установите оставшиеся детали на печатную плату. На этом этапе можно промыть изделие
9. Подключите и закрепите микропереключатели на плате при помощи кабельных хомутов
10. Установите и подключите двигатели. Подключение производится к клеммам XS3, XS4. Полярность и порядок подключения определите экспериментально таким образом, чтобы движение жука соответствовало описанию
11. Установите заднюю опору в виде латунной стойки

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.