Před dvěma lety, když jsem poprvé začal pracovat na multikoptérách, jsem si musel vyrobit malou. Vzhledem k tomu, že kvadrokoptéra byla zamýšlena jako čistě autonomní, bylo od tohoto dálkového ovládání vyžadováno pouze ovládání dronu během testování a nastavení.
Dálkové ovládání se v zásadě celkem úspěšně vypořádalo se všemi úkoly, které mu byly přiděleny . Ale byly tam i vážné nedostatky.
- Baterie se do pouzdra nevešly, tak jsem je musel k pouzdru přilepit elektrickou páskou :)
- Parametry se upravovaly pomocí čtyř potenciometrů, které se ukázaly jako velmi citlivé na teplotu. Některé hodnoty nastavíte uvnitř, jdete ven - a už jsou jiné, odplavaly.
- Arduino Nano, které jsem použil v dálkovém ovladači, má pouze 8 analogových vstupů. Čtyři obsadily ladicí potenciometry. Jeden potenciometr sloužil jako plyn. K joysticku byly připojeny dva vstupy. Volný zůstal pouze jeden výstup a bylo potřeba konfigurovat mnohem více parametrů.
- Jediný joystick nebyl vůbec pilotní. Poměrně frustrující bylo i ovládání plynu potenciometrem.
- A dálkové ovládání nevydávalo žádné zvuky, což je někdy velmi užitečné.
Abych odstranil všechny tyto nedostatky, rozhodl jsem se radikálně předělat dálkové ovládání. Jak hardwarová část, tak i software. Zde je to, co jsem chtěl udělat:
- Udělejte si velké pouzdro, abyste do něj mohli nacpat vše, co chcete nyní (včetně baterií), a co budete chtít později.
- Nějak vyřešit problém s nastavením, ne zvýšením počtu potenciometrů. Navíc přidejte možnost ukládat parametry do dálkového ovládání.
- Vytvořte dva joysticky, jako na normálních pilotních konzolách. No, dejte joysticky sami ortodoxní.
Nová budova
Myšlenka je velmi jednoduchá a efektivní. Vyřezáno z plexiskla nebo jiného tenký materiál dvě desky a spojte je stojany. Celý obsah pouzdra je připevněn buď k horní nebo spodní desce.
Ovládací prvky a nabídky
Chcete-li ovládat spoustu parametrů, musíte buď umístit spoustu potenciometrů na dálkové ovládání a přidat ADC, nebo provést všechna nastavení prostřednictvím nabídky. Jak jsem již řekl, nastavení potenciometry není vždy dobrý nápad, ale také byste to neměli vzdávat. Bylo tedy rozhodnuto ponechat v dálkovém ovladači čtyři potenciometry a přidat kompletní menu.
Pro pohyb v menu a změnu parametrů se obvykle používají tlačítka. Doleva, doprava, nahoru, dolů. Ale místo tlačítek jsem chtěl použít kodér. Tento nápad jsem dostal z ovladače 3D tiskárny.
Samozřejmě díky přidání menu se kód dálkového ovládání několikrát rozšířil. Pro začátek jsem přidal pouze tři položky nabídky: „Telemetrie“, „Parametry“ a „Parametry úložiště“. První okno zobrazuje až osm různých indikátorů. Zatím používám jen tři: napájení z baterie, kompas a nadmořskou výšku.
Ve druhém okně je k dispozici šest parametrů: koeficienty PID regulátoru pro osy X/Y, Z a korekční úhly akcelerometru.
Třetí položka umožňuje uložit parametry do EEPROM.
Joysticky
O výběru pilotních joysticků jsem dlouho nepřemýšlel. Stalo se, že jsem dostal první joystick Turnigy 9XR od kolegy z oboru kvadrokoptér - Alexandra Vasiljeva, majitele známého webu alex-exe.ru. Druhý jsem si objednal přímo z Hobbykingu.
První joystick byl odpružený v obou souřadnicích – pro ovládání stáčení a náklonu. Druhý, který jsem vzal, byl stejný, takže jsem ho mohl přeměnit na joystick pro ovládání trakce a rotace.
Výživa
Ve starém dálkovém ovladači jsem použil jednoduchý regulátor napětí LM7805, který byl napájen hromadou 8 AA baterií. Strašně neefektivní možnost, ve které bylo vynaloženo 7 voltů na ohřev regulátoru. 8 baterií - protože po ruce byla jen taková přihrádka a LM7805 - protože v té době se mi tato možnost zdála nejjednodušší a hlavně nejrychlejší.
Nyní jsem se rozhodl jednat moudřeji a nainstaloval jsem na LM2596S poměrně účinný regulátor. A místo 8 AA baterií jsem nainstaloval přihrádku na dvě LiIon 18650 baterie.
Výsledek
Když jsme dali všechno dohromady, dostali jsme toto zařízení. Pohled zevnitř.
Ale se zavřeným víkem.
Chybí krytka na jednom potenciometru a krytky na joysticky.
Nakonec video o tom, jak se konfigurují nastavení prostřednictvím nabídky.
Sečteno a podtrženo
Dálkový ovladač je fyzicky sestaven. Nyní pracuji na dokončení kódu pro dálkové ovládání a kvadrokoptéru, abych je vrátil k jejich bývalému silnému přátelství.
Při nastavování dálkového ovládání byly zjištěny nedostatky. Zaprvé spodní rohy dálkového ovladače spočívají ve vašich rukou: (Platíčky asi trochu předělám, rohy vyhladím. Za druhé ani displej 16x4 na krásný telemetrický displej nestačí - musím zkrátit názvy parametrů na dvě písmena V další verzi zařízení nainstaluji bodový displej , nebo rovnou TFT matici.
Akční člen je mechanismus pro ovládání ovládacího zařízení technologických postupů pomocí elektrických, pneumatických nebo hydraulických signálů. To je důležitá součást robotiky. Pohony používané v robotech ovlivňují jejich proveditelnost a výkon. Proto se v tomto článku podíváme na 7 nejčastějších pohonů, kterými lze vybavit roboty pro různé účely.
Bezkomutátorový DC motor
Začněme elektromotory. Brushless nebo brushless je jedním z typů pohonů, které získávají na popularitě v robotice. Jak název napovídá, tento typ motoru nepoužívá ke komutaci kartáče, ale je komutován elektronicky. Princip činnosti tohoto pohonu je založen na interakci magnetických polí mezi elektromagnetem a permanentním magnetem. Když je cívka pod napětím, opačné póly rotoru a statoru se k sobě přitahují. Tyto aktuátory se používají téměř v každém robotu.
Výhody BDP jsou následující:
- Rychlost odezvy vzhledem k charakteristice točivého momentu;
- Vyšší rychlost otáčení;
- Vysoké dynamické vlastnosti;
- Dlouhodobě služby;
- Tichý provoz.
nedostatky:
- Složitý a drahý regulátor rychlosti;
- Bez elektroniky to nejde.
Synchronní pohon
Tento motor obsahuje rotor, který se otáčí synchronně s oscilujícím polem nebo proudem. Synchronní pohony mají oproti jiným motorům mnoho výhod. Především se to týká energetických ukazatelů. Tyto pohony se používají u vyráběných průmyslových robotů s průměrnou nosností a počtem stupňů volnosti od 3 do 6. Přesnost polohování elektropohonu dosahuje hodnot až ± 0,05 mm. Používají se v polohovém i obrysovém provozním režimu.
výhody:
- Vysoká účinnost;
- Snadná montáž a dobré seřizovací vlastnosti;
- Schůdnost použití synchronního pohonu u mechanismů, které nevyžadují regulaci otáček, je zřejmá.
nedostatky:
- Použití synchronního motoru je obtížné, pokud mají mechanismy velké setrvačníkové hmoty, kde je nutné mít nastavitelný nebo dvojitý pohon;
- Nemá žádný počáteční točivý moment. V důsledku toho je pro jeho spuštění nutné zrychlit rotor pomocí vnějšího krouticího momentu na rychlost otáčení blízkou synchronní.
Asynchronní motor
Tento elektrický pohon pro přeměnu střídavé elektrické energie na mechanickou energii je také výhodný z řady důvodů. Samotný termín „asynchronní“ znamená ne simultánní. To znamená, že tyto motory mají rychlost otáčení magnetické pole Stator je vždy větší než otáčky rotoru. Asynchronní motory pracují na střídavý proud.
Tento typ motoru se používá především k pohonu hnacích kol automobilu, a proto si najde místo v kolové robotice. Díky dostupnosti vysoce výkonných polovodičů je praktické používat jednodušší AC indukční motory.
výhody:
- Jednoduchost a spolehlivost díky absenci kolektoru;
- Nízká cena;
- Výrazně nízká hmotnost;
- Menší rozměry.
nedostatky:
- Může se přehřát, zejména při zatížení;
- Neschopnost udržet stabilní rychlost otáčení;
- Poměrně malý spoušťový mechanismus.
Krokový motor
Krokový motor - pohon, in v poslední doběčasto používané v robotice. Hlavním rozdílem mezi ním a všemi ostatními typy motorů je způsob otáčení. Jak víte, dříve uvedené motory se točí nepřetržitě. Krokové pohony se však otáčejí v „krocích“. Každý krok představuje část úplné rotace. Tato část závisí na mechanickém provedení motoru a způsobu ovládání.
Použití krokových motorů je jedním z nejjednodušších, nejlevnějších a nejjednodušších řešení pro provoz přesných polohovacích systémů. Proto se tyto motory velmi často používají v CNC strojích a robotech.
výhody:
- Hlavní výhodou je přesnost práce. Když jsou potenciály aplikovány na vinutí, motor se bude otáčet přísně pod určitým úhlem;
- Nízká cena;
- Vhodné pro automatizaci jednotlivých mechanismů a systémů, kde není potřeba vysoká dynamika.
nedostatky:
- Vzniká problém „prokluzování“ rotoru se zvýšeným zatížením hřídele;
- Limit kroku (maximálně 1000 ot./min).
Servo
Jedná se o typ elektromechanického motoru, který se neotáčí nepřetržitě, jako krokové motory, ale pohybuje se na základě signálu do určité polohy a udržuje ji až do dalšího signálu. Nalézt široké uplatnění v různých odvětvích robotiky – od podomácku vyrobených mechanismů až po složité androidy.
Servopohony používají zpětnovazební mechanismus pro zpracování a opravu chyb v polohování. Takový systém se nazývá sledovací systém. Pokud nějaká síla vyvine tlak na aktuátor, aby změnil svou polohu, motor vyvine sílu v opačném směru, aby napravil výslednou chybu. Tím je dosaženo vysoké přesnosti polohování.
výhody:
- Více vysoká rychlost otáčení;
- Vysoký výkon;
- Poloha mechanismu je vždy viditelná a dostupná pro nastavení.
nedostatky:
- Komplexní spojovací a řídicí systém;
- Vyžaduje kvalifikovaný servis;
- Vysoká cena.
Pneumatický pohon
Motor, který pohání strojní zařízení využívající energii stlačeného vzduchu. Hlavním prvkem je zde kompresor. Vzduch stlačený kompresorem vstupuje do pneumatických potrubí a poté do pneumatického motoru. Díky absenci viskózního média mohou takové motory pracovat s vyšší frekvencí - rychlost otáčení pneumatického motoru může dosahovat desítek tisíc otáček za minutu.
Tento typ pohonu se stále více používá v robotice, protože má nízkou plynulost a přesnost provozu. Nejracionálnější je použití u mechanismů se dvěma stavy – zatažení a vysunutí nebo zavírání a otevírání.
výhody:
- Jednoduchost a hospodárnost;
- Pracovní kapalina není omezena na daný objem a lze ji v případě úniku doplnit;
- Místo kompresoru můžete použít tlakovou láhev na stlačený plyn, což zjednodušuje konstrukci pneumatického systému;
- Méně citlivé na změny teploty prostředí.
nedostatky:
- Nižší účinnost;
- Vysoká cena pneumatické energie ve srovnání s elektrickou energií;
- Ohřev a chlazení pracovního plynu v kompresorech, což může vést k možnosti zamrznutí systémů nebo naopak kondenzaci vodní páry z pracovního plynu.
Hydraulický pohon
Pokud musí robot pracovat se zátěží větší než 100 kg, měli byste zvážit použití hydraulického pohonu. Tento typ motoru se používá k pohonu výkonný orgán používá kapalinu. Princip činnosti hydraulického pohonu spočívá v čerpadle, které vytváří tlak pracovní kapaliny v tlakovém potrubí připojeném k hydromotoru. Motor převádí tlak kapaliny na tlak mechanický. Regulátory zároveň řídí rychlost a směr pohybu hydromotoru.
Tyto pohony se používají především v průmyslové robotice. Existují ale případy jejich použití i v jiných prototypech, například u slavného duchovního dítěte DARPA – robota BigDog.
výhody:
- Malá velikost a hmotnost;
- Vysoký výkon – vyvine 25krát větší sílu než podobně velký pneumatický pohon;
- plynulá regulace síly;
- Provozní teplota- od -50 do +100 С.
nedostatky:
- Na vysoký krevní tlak možné úniky kapaliny;
- Vysoké náklady na vybavení a údržbu;
- Trvalá spotřeba energie;
- Je obtížné sledovat přesnost práce.
Jednalo se o nejzákladnější typy akčních členů, které se v moderní robotice nejvíce používají.
Charakteristickým rysem robotických pohonů je přítomnost ovládání. To znamená, že řídicí systém musí poskytovat výstup se zadaným parametrem co nejpřesněji: točivý moment, otáčky, poloha, zrychlení. Někdy jsou možné jejich kombinace, běžné jsou například řídicí systémy s průběhem rychlosti a polohy, některé mají schopnost omezovat krouticí moment a také nastavit akceleraci (obvykle rozjezd a dojezd).
U nás se pohony zabývají tyto firmy:
Nepovažuji mnoho společností, které prodávají indukční motory. Nejdostupnější pohony jsou od NPF Elektroprivod, ale tento sortiment, jak uvidíme dále, nepokrývá potřeby mobilní robotiky. Nejprve se podívejme na typy dostupných pohonů (na příkladu produktů NPF Elektroprivod):
1. Krokový motor. Jedná se o nejsnáze ovladatelný, vysoce kroutící, dostupný a levný typ pohonu, který v nejjednodušším případě nevyžaduje zpětnou vazbu. Jeho hlavní nevýhody jsou:
Možné přeskakování kroků pod zátěží
Rezonanční frekvence a doprovodné kroky přeskakování
Omezená dynamika, při překročení dochází k narušení synchronního pohybu.
S tímto typem pohonů byste měli začít, protože mají jednoduché ovládání a jsou k dispozici jako hotové ovladače a řídicí systémy, stejně jako vyvinuté obvody driver + spínač, které na desce nezaberou mnoho místa.
Za zmínku stojí vznik „chytrých“ krokových pohonů, kde je řízení již integrováno (a někdy je zpětná vazba, což zvyšuje dynamiku). Jsou ale naprosto nesmyslně drahé.
1.FL20STh, FL28STH
- Točivý moment: od 0,18 do 1,2 kg (připomínám, 9,88 kg = 1 Nm)
Cena: asi 1000 rublů.
Fázové proudy od 0,6A do 0,95A
Příruba 20 nebo 28 mm (V označení motoru jsou první čísla velikost příruby, STH znamená vysoký kroutící moment, pak následuje délka motoru, přes pomlčku pak označení 2804, kde 280 je 2,8 A, fázový proud , 4 počet kolíků, příklad FL57STH56-2804 )
Délka od 30 mm do 51 mm
4 a 6 pinů
Tato jednotka je jedním z nejkompaktnějších krokových motorů. Takové motory jsou stěží vhodné pro pohyb robotů, ale jsou velmi dobré pro akční členy. Použili jsme to k přesunu dopravníků. Měli jsme problém s tímto přehříváním motoru, který byl vyřešen přesnějším nastavením proudu ovladače. (Více o tom trochu později).
2. FL35ST, FL39ST
- Statický moment 0,5 -2,9 kgf*cm
Cena: asi 900 rublů.
Fázové proudy od 0,16A do 0,65A
Délka od 20 mm do 38 mm
4 a 6 pinů
Další typ kompaktních stepperů. Tento model je charakteristický svou krátkou délkou 20mm - jedná se o nejkratší pojezdové motory v sortimentu. Tento model jsem nepoužil. Ale to je přesně ta možnost, když je pro pomocné operace potřeba krátká délka motoru.
-
Točivý moment až 4,4 kgf*cm,
Cena od 900 do 1100 rublů
Délka od 25 do 61 mm
Fázové proudy: od 0,3A do 1,68A
4 a 6 pinů
Jeden z nejoblíbenějších modelů motorů. Tímto způsobem je docela možné jak řídit auto, tak provádět pomocné operace. Rozsah fázových proudů umožňuje použití ve spojení s levnou kombinací L293+L298, pokud se bavíme o ovládání zabudovaném v desce (a nic dalšího zde není potřeba).
4. FL57ST a FL57STH. Hybridní krokové motory. Jmenují se tak kvůli přísadám v magnetech, které zvyšují točivý moment. Připomínám, že točivý moment závisí na proudu ve vinutí a na síle permanentních magnetů.
- Analogy DSHI-200, kr. moment 2,88-18,9 kgf*cm
Je možné určit rychlost zpětným EMF. Může být užitečné pro nízkonákladová řešení s otevřenou smyčkou.
PID regulátor otáček.
Ve verzi s obrysem polohy je k dispozici nastavení rychlostní charakteristiky (lichoběžník).
Na této nástěnce bude velký článek s kódem a diskusí o výhodách a nevýhodách. Za zmínku stojí, že verze speed loop má svůj vlastní protokol, takže jsme pro něj museli napsat implementaci.
Závěr: DPT umožňují zvýšit dynamiku mobilního robota. Spolu s tím roste i cena emise. Praxe ukazuje, že úspora na motoru je nejhorší varianta.
Serva:
Další celek z kategorie modelářství. Uvnitř mají zpravidla stejný DPT, zpětná vazba je provedena ve formě proměnného odporu. Používá se pro přesné pohyby aktuátorů robota. Problematiku řízení podrobně popsal ve svém článku soudruh DiHalt. Perfektně také popsal, jak ovládat několik serv najednou pomocí jednoho časovače. Podívejme se na příklad MG995 (k dispozici na dealextreme.com za 290 rublů).
- Napájecí napětí - od 4,5 do 6 voltů
Točivý moment až 1 Nm.
Kovová převodovka.
Úhel natočení je 180 stupňů.
Spotřební proudy - až 400 mA.
Koupili jsme několik těchto věcí najednou, protože byly levné. Chodili jsme asi měsíc. Nevýhodou je rozložení parametrů. Při stejné hodnotě pracovního cyklu mohou mít různá serva různé úhly natočení. Pro napájení obvykle instaluji samostatný zdroj 5V až 3A, například takto:
- Vstup 18-36 voltů, výstup 5 voltů
Proud až 3A
Ochrana proti zkratu, přepólování
Filtrujte podle potravin
Cena 400 rublů.
Montáž desky
Testoval jsem to na 8 servech MG995 bez zátěže a 4 s plnou zátěží. Proudový výstup je dostatečný.
Servo MG995 patří do střední výkonové třídy, pro zvláštní příležitosti, Myslím, že následující model bude užitečný:
- Velikost: 67,9 x 30,2 x 56 mm
- Rychlost (4,8V): 0,20s/60 stupňů
- Rychlost (6V): 0,16s/60 stupňů
- Minimální točivý moment (4,8V): 22 kg*cm
- Maximální točivý moment (6V):25kg*cm
- Napětí: 4,8 - 6 Voltů
- Cena asi 1200 rublů.
- Výkonnější servo jsem ještě neviděl, používali jsme ho v , má plastovou převodovku.
Nabídka serv je velmi široká. Hlavní výrobci: Hitec, Futaba, Robo, TowerPro. Futaba je dražší a kvalitnější typ pohonu. Nejdostupnější a nejlevnější jsou Hitec a TowerPro.
Závěr: Serva jsou dostupný, relativně levný a snadno ovladatelný pohon. Jsou pro ně dostupné levné napájecí zdroje.
Závěr: Zkontroloval jsem většinu jednotek, se kterými jsem se setkal. Ale článek neobsahuje třídu bezkomutátorových motorů, se kterými nemám zkušenosti. BLDC jsou další krokřídit vývoj. Právě na ně se nyní aktivně přechází v automatizaci a robotice kvůli absenci kartáčové sestavy a v důsledku toho zvýšených zdrojů. Jejich zvládnutí je však již obtížnější. Myslím, že po nějaké době bude v článku popsán i tento typ pohonu.
Robotika a tvorba různé systémy automatizace se těší velkému zájmu nejen mezi profesionály, ale i mezi začínajícími radioamatéry.
Ovlivnil rychlý růst technologií moderní trh radioelektronické součástky. Obrovský výběr různých mikrokontrolérů, senzorů, relé, rozšiřujících desek umožňuje jako projektantovi vytvořit si doma komplexní technické řešení.
Pokud dříve bylo pro vytvoření a implementaci systému Smart Home nutné kontaktovat specializované firmy, nyní lze většinu prvků sestavit samostatně. Amatérská robotika nezůstává pozadu za průmyslovými vzory. Sestavený domácí robot bude cestovat po dané trajektorii, bude se nabíjet ze solárního panelu, měřit teplotu/vlhkost prostředí a pořizovat fotografie okolí. To je daleko od toho úplný seznam co lze dodat, ale tento model se již funkčností a logikou podobá např kosmická loď Curiosity, která zkoumá planetu Mars.
V dnešní době opět začaly ožívat radiotechnické kroužky, kde pod vedením zkušených pedagogů zvládá robotiku mladší generace. Nejde jen o zábavu, ale také o spoustu duševní práce, která vyžaduje znalosti matematiky, fyziky a informatiky.
Mnoho děl lze nalézt na internetu. Některé si zaslouží zvláštní pozornost:
Podívejme se na hlavní body, které budeme potřebovat při navrhování a sestavování robota.
Plánování rozpočtu
Práce na návrhu a sestavení robota začíná plánováním rozpočtu. V závislosti na funkčnosti a použití technická základna konečné náklady na robota mohou být vysoké.
Pro většinu projektů můžete použít nejen originální náhradní díly, ale také jejich analogy (kopie). Tím se výrazně sníží náklady na projekt. Mnoho lidí dává přednost objednání dílů z čínských internetových obchodů. Náklady na objednávku s doručením zdarma vypadají atraktivněji než nákup stejných dílů, ale s velkou přirážkou v Rusku.
Výběr robotické platformy
Nejběžnější a nejlevnější platformy jsou kolový A sledované. Pro tyto platformy je k dispozici mnoho hotových komponent, takže jsou ideální jako startovací projekt.
Kolová plošina může mít libovolný počet kol. Nejběžnější jsou tříkolové a čtyřkolové modely (2WD, 4WD). Díky malé kontaktní ploše s povrchem může kolová plošina sklouznout. 
Ke snížení ztráty trakce lze použít gumové pneumatiky.
Mají zvýšenou schopnost běžeckého lyžování pásové platformy. Zabraňují uklouznutí a dokážou překonat různé umělé i přírodní překážky. Nevýhodou platformy je složitá mechanická instalace.
Roboti s končetinami se může stabilně pohybovat po velmi nerovném povrchu. Ale hlavní nevýhodou této platformy je složitost kódování a vysoká konečná cena.
Moderní trh nabízí mnoho hotových řešení pro letecké roboty. Obzvláště oblíbené jsou kvadrokoptéry A vrtulníky. 
Vzdušné roboty jsou ideální pro pozorování a filmování povrchů shora a prozkoumávání těžko dostupných míst. Některé společnosti aktivně vyvíjejí a využívají letecké platformy k doručování zboží. Významnou nevýhodou letecké plošiny je částečná a ve většině případů úplná ztráta celé konstrukce při nehodě. 
Pro zvýšení funkčnosti existující druhy používají se platformy různé druhy manipulátory. Manipulátory mohou být vybaveny jedním nebo deseti jedinečnými stupni volnosti.
Vodní plošiny nejsou široce používány. Používá se hlavně ve vědeckých a průmyslových oborech.
Výběr motoru pro robota
K pohonu většiny výše uvedených platforem je zapotřebí motor (elektromotor). Jedná se o zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. Výběr motorů závisí na způsobu pohybu robota. 
Vhodné pro kolové nebo pásové plošiny DC převodový motor. Převodovka v v tomto případě umožňuje nastavit točivý moment. Hřídel na obou stranách motoru umožňuje instalaci enkodéru, který pomáhá určit úhel natočení a vzdálenost ujetou kolem. Výkon motoru se vypočítává na základě hmotnosti samotného robota. 
Krokový motor se pohybuje ve stejných krocích. Krokové motory jsou řízeny pulzně. Každý impuls je převeden na stupeň, o který dojde k rotaci. Tento typ Motor je instalován v robotech, kde je vyžadován extrémně přesný úhel pohybu. 
Servomotor se skládá ze stejnosměrného motoru, převodovky, elektroniky a otočného potenciometru, který měří úhel. Úhel otáčení je přibližně 180 stupňů. Servomotory se běžně používají v robotických pažích a robotech s končetinami.
V praxi mnoho modelů robotů obsahuje různé typy motory. Pro centralizované ovládání se používají motorové ovladače (Motor shield).
Výběr ovladače motoru (ovladače)
K přeměně řídicích signálů s nízkým výkonem na proudy dostatečné pro řízení motorů používají ovladače motoru (Motor Shield) 
Ovladač motoru může pouze snímat rychlost a směr motoru, ale nemůže je přímo ovládat kvůli omezenému výkonu. Použití ovladače motoru bez mikrokontroléru proto není možné. Logika moderních motorových ovladačů umožňuje ovládání různé typy motory samostatně i současně. Při výběru ovladače je třeba věnovat pozornost jmenovitému napětí a proudu. 
Specifikace obvykle udávají rozsah vstupního napětí a proud, pro který je určen. Navzdory vestavěným systémům ochrany proti přetížení byste neměli připojovat 5V motor k 3V ovladači.
Volba ovladače (ovladače motoru) musí být provedena poté, co byl určen a schválen typ motorů, které se plánují instalovat do robota.
Výběr řídicího systému
Robota lze ovládat několika způsoby:
Drátové ovládání
Nejjednodušší způsob ovládání robota je kabelový. Ovládací panel je připojen k robotu pomocí kabelu. Nevyžaduje složité elektronické součástky. Značnou nevýhodou je omezený pohyb. Rozsah ovládání zcela závisí na délce kabelu. Příliš dlouhý kabel se neustále zamotává a zamotává.
Bezdrátové ovládání
Infračervený signál
K ovládání robota se používá dálkové ovládání. V některých případech můžete nakonfigurovat běžný dálkový ovladač televizoru. Na robotu je instalován IR senzor, který je připojen k mikrokontroléru a přenáší do něj řídicí signály. Stejně jako při použití dálkového ovládání televizoru lze robota ovládat na omezenou vzdálenost v přímé viditelnosti IR senzoru.
Bluetooth
Při použití technologie Bluetooth je ovládání robota možné pomocí zařízení kompatibilních s Bluetooth (tablet, mobilní telefon, počítač). Není potřeba být v přímé viditelnosti vysílače, i když Bluetooth má omezený provozní dosah (asi 10-15 m).
Robota lze ovládat z jakéhokoli místa, kde je přístup k internetu. Wi-Fi modul robota stačí připojit k routeru, který má přístup k internetu.
GPRS/GPS
GPS se používá k lokalizaci polohy robota. Pomocí navigace můžete vypočítat kurz a vzdálenost trasového bodu.
GSM karty poskytují možnost volat a přijímat hovory z jiných telefonů, posílat SMS na dané číslo, když stisknete určité tlačítko. Tedy odesílání SMS z vašeho mobilní telefon budeme moci robotovi předávat příkazy prostřednictvím sítě GSM. Navíc samotný robot může být umístěn v jakémkoli místě, kde je pokrytí GSM sítí.
Výběr mikrokontroléru
Jak již všichni víme, mikrokontrolér je mikroobvod určený k ovládání elektronických zařízení. Jedná se o jednočipový počítač schopný relativního výkonu jednoduché úkoly. K interakci s vnější svět Mikrokontrolér je vybaven kontakty, na kterých lze zapnout (1) nebo vypnout (0) elektrický signál. Piny lze použít ke čtení elektrických signálů přicházejících z různých zařízení a senzorů.
Moderní mikrokontroléry mají integrovaný regulátor napětí. To umožňuje mikrokontroléru pracovat v širokém rozsahu napětí, který nevyžaduje, abychom dodávali přesné provozní napětí.
Existuje velké množství různých mikrokontrolérů, které lze použít, ale hardwarová platforma Arduino je dnes široce používána. 
Díky své multiplatformní platformě, nízké ceně, otevřené architektuře a jednoduchosti programovacího jazyka se Arduino stalo velmi oblíbeným mezi začátečníky i profesionály.
Populární projekty, kde je platforma Arduino použita, jsou konstrukce jednoduché systémy automatizace a robotizace. Pomocí této platformy můžete organizovat chytrý dům, postavit domácí meteostanici a ovládat robotiku.
Telemetrie
Ke studiu a měření světa kolem robota se používají nejrůznější senzory. S jejich pomocí můžeme zjistit polohu našeho robota, určit vzdálenost k objektům, změřit teplotu/vlhkost/tlak, vyfotit oblast atd.
Správně zvolená rozšiřující deska výrazně zjednoduší proces přidávání nových typů senzorů a ušetří nás nutnosti měnit vestavěnou logiku ve fázi návrhu.
Podívejme se na hlavní typy senzorů, které jsou cenově dostupné a snadno se programují:
Prostorové senzory
Ultrazvukový dálkoměr
Zdroj ultrazvuku vysílá pulzní signál a přijímač detekuje odrazy signálu od různých překážek. 
Vzdálenost k objektu je určena analýzou doby oběhu signálu. Na rozdíl od infračervených dálkoměrů není ultrazvukový senzor ovlivněn zdroji světla ani barvou překážky. Nejoblíbenější ultrazvukový dálkoměr pro radioamatéry je HC-SR04. Je schopen měřit vzdálenosti od 2 do 450 cm.
IR senzor vzdálenosti
Principem činnosti je analýza odraženého infračerveného záření senzoru LED od okolních objektů.
Navrženo pro instalaci do mechanických zařízení k určení vzdálenosti od pohyblivých částí konstrukce. Optoelektronický snímač vzdálenosti Sharp GP2Y0A21YK0F je vhodný pro použití v projektech robotiky. Detekční vzdálenost se pohybuje od 100 do 550 cm Zabrání kolizi robota s překážkou.
Polohové senzory
Gyroskop vám umožní určit polohu a pohyb zařízení v prostoru: úhly náklonu a trimu (pitch), se zaměřením na vektor gravitace a rychlost otáčení. Při pohybu určuje lineární zrychlení a úhlová rychlost kolem vlastních os X, Y a Z a poskytuje úplný obraz o poloze. 
Nejběžnější modul založený na čipu MPU6050. Modul se skládá z akcelerometru, gyroskopu a teplotního senzoru.
Klimatické senzory
Digitální čidlo teploty a vlhkosti umožňuje měřit teplotu a vlhkost prostředí.
Nejběžnější snímače: . Ve srovnání se senzorem DHT11 má senzor DHT22 vysokou přesnost měření a dokáže měřit teploty pod 0.
Snímač tlaku umožňuje měřit atmosférický tlak. Mezi cenově nejdostupnější snímače tlaku patří snímač BMP180. Senzor má I2C rozhraní, takže jej lze připojit k jakékoli platformě z rodiny Arduino. 
Plynové senzory
Analyzátory plynu umožňují detekovat úniky propanu, butanu, metanu a vodíku. Může být také použit pro kontrolu vnitřního kouře. V důsledku měření senzor generuje analogový signál úměrný obsahu plynu. Kvalita měření závisí na teplotě a vlhkosti prostředí. Má tento soubor vlastností senzor široký rozsah plyny MQ-2.
Světelné senzory
Světelný senzor umožní našemu robotu rozlišit den od noci, slunečné počasí od zataženého počasí, stín od světla. Při správné konfiguraci a úpravě schématu zapojení vám umožní orientovat solární panely zařízení směrem ke slunci. 
Jak vybrat vhodné motory pro kolového robota? Na začátku konstrukce robota není snadné na tuto otázku přesně odpovědět. K tomu potřebujete znát hmotnost robota, ale ještě nebyl postaven. Technické vlastnosti a rozměry motorů však výrazně ovlivňují konečné parametry mobilního robota. Aby bylo možné přijímat úplné informace, je třeba vzít v úvahu točivý moment, otáčky a výkon. U kolového robota je také nutné vybrat průměr kol a určit správný převodový poměr pro výpočet jeho rychlosti.
Točivý moment
Točivý moment motoru je síla, kterou působí na rotační osu. Aby se robot mohl pohybovat, musí být tato síla větší než hmotnost robota (vyjádřeno v N/m).
Někteří lidé to používají místo konceptu točivý moment, termín točivý moment. V podstatě jde o to samé. Obojí jsou okamžiky, prostě ve strojírenství je točivý moment zatížením na kolo a točivý moment je zatížení v inženýrské vědě nazývané „síla materiálů“.
Uvažujme velmi zjednodušený idealizovaný model kolového robota.
V našem případě je hmotnost robota rovna 1 kg, a chceme dosáhnout maximální rychlosti jeho pohybu 1 m/s s poloměrem kola rovným 20 mm.
Při přímém pohybu na dálku 1 m, vypočítat zrychlení potřebné k dosažení rychlosti 1 m/s.
kde je vzdálenost, kterou robot urazí, je jeho počáteční rychlost (začínáme tedy z místa),
kde je rychlost robota a jeho zrychlení.
Dosadíme hodnoty přijaté v našem modelu, dostaneme
m/s 2
Točivý moment potřebný k pohybu robota a získání zrychlení potřebného k dosažení maximální rychlosti se vypočítá takto:
Kdy je moment setrvačnosti a je úhlové zrychlení, získáme
Zde m/s 2— zrychlení volného pádu (zaokrouhlete na 10), — poloměr kola, — hmotnost celého robota
Dosazením hodnot dostaneme
mN m
Chcete-li převést hodnotu vyjádřenou v N m na kg cm, musíte vzít v úvahu, že 1H = 0,102 kg a 1 m = 100 cm, tedy 50 mN m = 50 0,102: 1000 * 100 = 0,51 kg cm.
Výsledný točivý moment se rozdělí mezi dva motory robota a ještě je potřeba ho vydělit převodovým poměrem použitého převodu (více o ozubená kola můžete si to přečíst).
Moc
Pro výpočet maximálního výkonu motorů potřebujeme rychlost otáčení, která se vyjadřuje v otáčkách za minutu
(ot./min) =
nebo v radiánech za sekundu
(rad/s) =
přes kruhovou frekvenci
Dosazením poloměru kola dostaneme
rad/s
ot./min.
Výkon motoru je úměrný točivému momentu a rychlosti:
Když zde nahradíme vzorce pro točivý moment a frekvenci, dostaneme:
Použití vlastní čísla, dostáváme
Opět jsme získali celkový výkon pro všechny motory, v našem případě se jedná o dva motory, takže musíme výsledek vydělit dvěma a stejně jako u výpočtu točivého momentu, pokud jsou použity převody, vydělit převodovým poměrem.
