Pirms diviem gadiem, kad es pirmo reizi sāku strādāt ar multikopteriem, man bija jāuztaisa mazs. Tā kā kvadrokopteris bija paredzēts tīri autonomam, no šīs tālvadības pults bija nepieciešams tikai vadīt dronu testēšanas un uzstādīšanas laikā.
Principā tālvadības pults diezgan veiksmīgi tika galā ar visiem tai uzticētajiem uzdevumiem . Taču bija arī nopietni trūkumi.
- Akumulatori korpusā neiederējās, tāpēc nācās pielīmēt pie korpusa ar elektrisko lenti :)
- Parametri tika regulēti, izmantojot četrus potenciometrus, kas izrādījās ļoti jutīgi pret temperatūru. Jūs nosakāt dažas vērtības telpās, izejiet ārā - un tās jau ir atšķirīgas, tās ir aizlidojušas.
- Arduino Nano, ko izmantoju tālvadības pultī, ir tikai 8 analogās ieejas. Četrus aizņēma noregulēšanas potenciometri. Viens potenciometrs kalpoja kā gāze. Kursorsvirai tika pievienotas divas ieejas. Tikai viena izeja palika brīva, un bija daudz vairāk konfigurējamu parametru.
- Vienīgā kursorsvira vispār nebija pilotsvira. Arī droseļvārsta kontrole ar potenciometru bija diezgan nomākta.
- Un tālvadības pults neradīja nekādas skaņas, kas dažreiz ir ļoti noderīgi.
Lai novērstu visus šos trūkumus, es nolēmu radikāli pārveidot tālvadības pulti. Gan aparatūras daļa, gan programmatūra. Lūk, ko es gribēju darīt:
- Izveidojiet lielu maciņu, lai tajā varētu ievietot visu, ko vēlaties tagad (ieskaitot baterijas), un visu, ko vēlaties vēlāk.
- Kaut kā atrisināt problēmu ar iestatījumiem, nevis palielinot potenciometru skaitu. Turklāt pievienojiet iespēju saglabāt parametrus tālvadības pultī.
- Izveidojiet divas kursorsviras, tāpat kā parastajās pilotkonsolēs. Nu ielieciet kursorsviras paši pareizticīgie.
Jaunbūve
Ideja ir ārkārtīgi vienkārša un efektīva. Izgriezt no organiskā stikla vai cita plāns materiāls divas plāksnes un savienojiet tās ar statīviem. Viss korpusa saturs ir piestiprināts pie augšējās vai apakšējās plāksnes.
Vadības pogas un izvēlnes
Lai kontrolētu virkni parametru, tālvadības pultī ir jāievieto virkne potenciometru un jāpievieno ADC, vai arī visi iestatījumi jāveic izvēlnē. Kā jau teicu, iestatīšana ar potenciometriem ne vienmēr notiek laba ideja, taču arī no tā nevajadzētu atteikties. Tāpēc tika nolemts atstāt tālvadības pultī četrus potenciometrus un pievienot pilnu izvēlni.
Lai pārvietotos pa izvēlni un mainītu parametrus, parasti tiek izmantotas pogas. Pa kreisi, pa labi, uz augšu, uz leju. Bet es gribēju izmantot kodētāju, nevis pogas. Šo ideju guvu no 3D printera kontrollera.
Protams, pateicoties izvēlnes pievienošanai, tālvadības pults kods ir vairākas reizes paplašinājies. Sākumā es pievienoju tikai trīs izvēlnes vienumus: "Telemetrija", "Parametri" un "Veikala parametri". Pirmajā logā ir redzami līdz astoņiem dažādiem indikatoriem. Pagaidām izmantoju tikai trīs: akumulatora enerģiju, kompasu un augstumu.
Otrajā logā ir pieejami seši parametri: PID kontrollera koeficienti X/Y, Z asīm un akselerometra korekcijas leņķi.
Trešais vienums ļauj saglabāt parametrus EEPROM.
Kursorsviras
Es ilgi nedomāju par pilota kursorsviru izvēli. Tā sagadījās, ka pirmo Turnigy 9XR kursorsviru ieguvu no kolēģa kvadrakopteru biznesā - Aleksandra Vasiļjeva, plaši pazīstamās vietnes alex-exe.ru īpašnieka. Otro pasūtīju tieši no Hobbyking.
Pirmā kursorsvira bija ar atsperi abās koordinātēs - lai kontrolētu leņķi un slīpumu. Otrais, ko paņēmu, bija tas pats, lai pēc tam varētu to pārveidot par kursorsviru, lai kontrolētu vilci un rotāciju.
Uzturs
Vecajā pultī izmantoju vienkāršu LM7805 sprieguma regulatoru, kas tika barots ar 8 AA baterijām. Šausmīgi neefektīvs variants, kurā regulatora sildīšanai tika iztērēti 7 volti. 8 akumulatori - jo pie rokas bija tikai tāds nodalījums, un LM7805 - jo tobrīd šis variants man šķita visvienkāršākais, un galvenais, ātrākais.
Tagad es nolēmu rīkoties gudrāk un LM2596S uzstādīju diezgan efektīvu regulatoru. Un 8 AA bateriju vietā es ievietoju nodalījumu divām LiIon 18650 baterijām.
Rezultāts
Saliekot visu kopā, mēs ieguvām šo ierīci. Skats no iekšpuses.
Bet ar aizvērtu vāku.
Trūkst viena potenciometra vāciņa un kursorsviru vāciņu.
Visbeidzot, video par iestatījumu konfigurēšanu, izmantojot izvēlni.
Apakšējā līnija
Tālvadības pults ir fiziski samontēta. Tagad es strādāju pie tālvadības pults un kvadrokoptera koda pabeigšanas, lai atgrieztu viņus pie agrākās stiprās draudzības.
Uzstādot tālvadības pulti, tika konstatēti trūkumi. Pirmkārt, tālvadības pults apakšējie stūri atpūšas rokās: (Droši vien nedaudz pārveidošu plāksnes, izlīdzināšu stūrus. Otrkārt, skaistam telemetrijas displejam nepietiek pat ar 16x4 displeju - jāsaīsina parametru nosaukumi līdz diviem burtiem Nākamajā ierīces versijā uzstādīšu punktu displeju , vai uzreiz TFT matricu.
Izpildmehānisms ir mehānisms braukšanas vadības aprīkojumam tehnoloģiskie procesi izmantojot elektriskos, pneimatiskos vai hidrauliskos signālus. Tā ir svarīga daļa robotikā. Robotos izmantotie diskdziņi ietekmē to iespējamību un veiktspēju. Tāpēc šajā rakstā apskatīsim 7 izplatītākos diskus, kurus var aprīkot ar dažādiem mērķiem paredzētiem robotiem.
Bezsuku līdzstrāvas motors
Sāksim ar elektromotoriem. Brushless jeb brushless ir viens no pievadu veidiem, kas gūst popularitāti robotikā. Kā norāda nosaukums, šāda veida motors komutācijai neizmanto birstes, bet gan tiek komutēts elektroniski. Šīs piedziņas darbības princips ir balstīts uz magnētisko lauku mijiedarbību starp elektromagnētu un pastāvīgo magnētu. Kad spole ir iedarbināta, rotora un statora pretējie poli tiek piesaistīti viens otram. Šie izpildmehānismi tiek izmantoti gandrīz jebkurā robotā.
BDP priekšrocības ir šādas:
- Reakcijas ātrums attiecībā pret griezes momenta raksturlielumiem;
- Lielāks rotācijas ātrums;
- Augstas dinamiskās īpašības;
- Ilgtermiņa pakalpojumi;
- Klusa darbība.
Trūkumi:
- Sarežģīts un dārgs ātruma regulators;
- Bez elektronikas nedarbojas.
Sinhronā piedziņa
Šis motors satur rotoru, kas sinhroni griežas ar svārstīgo lauku vai strāvu. Sinhronajām piedziņām ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citiem motoriem. Pirmkārt, tas attiecas uz enerģijas rādītājiem. Šīs piedziņas tiek izmantotas ražotajos industriālajos robotos ar vidējo kravnesību un brīvības pakāpju skaitu no 3 līdz 6. Elektriskās piedziņas pozicionēšanas precizitāte sasniedz vērtības līdz ± 0,05 mm. Tos izmanto gan pozicionālajā, gan kontūru darbības režīmā.
Priekšrocības:
- Augsta efektivitāte;
- Vienkārša montāža un labas regulēšanas īpašības;
- Sinhronās piedziņas izmantošanas lietderība mehānismiem, kuriem nav nepieciešama ātruma kontrole, ir acīmredzama.
Trūkumi:
- Sinhronā motora lietošana ir apgrūtināta, ja mehānismiem ir lielas spararata masas, kur nepieciešama regulējama vai dubultā piedziņa;
- Nav sākotnējā palaišanas griezes momenta. Līdz ar to, lai to iedarbinātu, ir nepieciešams paātrināt rotoru, izmantojot ārēju griezes momentu, līdz rotācijas ātrumam, kas ir tuvu sinhronajam.
Asinhronais motors
Šī elektriskā piedziņa maiņstrāvas elektriskās enerģijas pārveidošanai mehāniskajā enerģijā ir noderīga arī vairāku iemeslu dēļ. Pats termins “asinhrons” nozīmē nevienlaicīgu. Tas nozīmē, ka šiem dzinējiem ir rotācijas ātrums magnētiskais lauks Stators vienmēr ir lielāks par rotora ātrumu. Asinhronie motori darbojas ar maiņstrāvu.
Šis motora veids galvenokārt tiek izmantots, lai darbinātu automašīnas dzenošos riteņus, un tāpēc tas var atrast vietu riteņu robotikā. Lieljaudas pusvadītāju pieejamība ir padarījusi praktisku vienkāršāku maiņstrāvas indukcijas motoru izmantošanu.
Priekšrocības:
- Vienkāršība un uzticamība kolektora trūkuma dēļ;
- Lēts;
- Ievērojami mazs svars;
- Mazāki izmēri.
Trūkumi:
- Var pārkarst, īpaši zem slodzes;
- Nespēja uzturēt stabilu rotācijas ātrumu;
- Salīdzinoši mazs sprūda mehānisms.
Stepper motors
Stepper motors - piedziņa, iekšā Nesen bieži izmanto robotikā. Galvenā atšķirība starp to un visiem citiem dzinēju veidiem ir rotācijas metode. Kā zināms, iepriekš uzskaitītie dzinēji griežas nepārtraukti. Bet stepper piedziņas griežas "soļos". Katrs solis ir daļa no pilnīgas rotācijas. Šī daļa ir atkarīga no motora mehāniskās konstrukcijas un vadības metodes.
Stepper motoru izmantošana ir viens no vienkāršākajiem, lētākajiem un vienkāršākajiem risinājumiem precīzas pozicionēšanas sistēmu darbībai. Tāpēc šos motorus ļoti bieži izmanto CNC iekārtās un robotos.
Priekšrocības:
- Galvenā priekšrocība ir darba precizitāte. Kad tinumiem tiek pielietots potenciāls, motors stingri griezīsies noteiktā leņķī;
- Lēts;
- Piemērots atsevišķu mehānismu un sistēmu automatizācijai, kur nav nepieciešama augsta dinamika.
Trūkumi:
- Pastāv problēma ar rotora "slīdēšanu" ar palielinātu slodzi uz vārpstu;
- Pakāpju ierobežojums (maksimums 1000 apgr./min.).
Servo
Šis ir elektromehāniskā motora veids, kas negriežas nepārtraukti, tāpat kā pakāpju motori, bet pārvietojas pēc signāla uz noteiktu pozīciju un uztur to līdz nākamajam signālam. Atrast plašs pielietojums dažādās robotikas nozarēs - no paštaisītiem mehānismiem līdz sarežģītiem androīdiem.
Servo piedziņas izmanto atgriezeniskās saites mehānismu, lai apstrādātu un labotu pozicionēšanas kļūdas. Šādu sistēmu sauc par izsekošanas sistēmu. Ja kāds spēks izdara spiedienu uz izpildmehānismu, lai mainītu tā pozīciju, motors pieliks spēku pretējā virzienā, lai labotu radušos kļūdu. Tādējādi tiek sasniegta augsta pozicionēšanas precizitāte.
Priekšrocības:
- Vairāk liels ātrums rotācija;
- Liela jauda;
- Mehānisma pozīcija vienmēr ir redzama un pieejama regulēšanai.
Trūkumi:
- Sarežģīta pieslēguma un vadības sistēma;
- Nepieciešams kvalificēts serviss;
- Augsta cena.
Pneimatiskā piedziņa
Dzinējs, kas darbina mehānismus, izmantojot saspiestā gaisa enerģiju. Galvenā sastāvdaļa šeit ir kompresors. Kompresora saspiestais gaiss nonāk pneimatiskajās līnijās un pēc tam pneimatiskajā motorā. Tā kā nav viskozas vides, šādi dzinēji var darboties ar lielāku frekvenci - pneimatiskā motora griešanās ātrums var sasniegt desmitiem tūkstošu apgriezienu minūtē.
Šis piedziņas veids arvien vairāk tiek izmantots robotikā, jo tam ir zems gaitas gludums un darbības precizitāte. Visracionālāk to izmantot mehānismiem ar diviem stāvokļiem - ievilkšanu un izgrūšanu vai aizvēršanu un atvēršanu.
Priekšrocības:
- Vienkāršība un ekonomija;
- Darba šķidrums nav ierobežots līdz noteiktam tilpumam, un to var papildināt noplūdes gadījumā;
- Kompresora vietā var izmantot saspiestās gāzes balonu, kas vienkāršo pneimatiskās sistēmas uzbūvi;
- Mazāk jutīgs pret temperatūras izmaiņām vidi.
Trūkumi:
- Zemāka efektivitāte;
- Augstas pneimatiskās enerģijas izmaksas salīdzinājumā ar elektroenerģiju;
- Darba gāzes sildīšana un dzesēšana kompresoros, kas var izraisīt sistēmu aizsalšanu vai, gluži pretēji, ūdens tvaiku kondensāciju no darba gāzes.
Hidrauliskā piedziņa
Ja robotam jāstrādā ar slodzi, kas lielāka par 100 kg, jāapsver iespēja izmantot hidraulisko piedziņu. Šāda veida motors tiek izmantots piedziņai izpildinstitūcija izmanto šķidrumu. Hidrauliskās piedziņas darbības princips sastāv no sūkņa, kas rada darba šķidruma spiedienu spiediena līnijā, kas savienota ar hidraulisko motoru. Dzinējs šķidruma spiedienu pārvērš mehāniskā spiedienā. Tajā pašā laikā regulatori kontrolē hidrauliskā motora ātrumu un kustības virzienu.
Šos diskus galvenokārt izmanto rūpnieciskajā robotikā. Bet ir gadījumi, kad tos izmanto citos prototipos, piemēram, slavenajā DARPA idejā - BigDog robotā.
Priekšrocības:
- Mazs izmērs un svars;
- Augsta veiktspēja – attīsta 25 reizes lielāku spēku nekā līdzīga izmēra pneimatiskais izpildmehānisms;
- Vienmērīga spēka regulēšana;
- Darba temperatūra- no -50 līdz +100С.
Trūkumi:
- Plkst augsts asinsspiediens iespējama šķidruma noplūde;
- Augstas aprīkojuma un apkopes izmaksas;
- Nepārtraukts enerģijas patēriņš;
- Ir grūti uzraudzīt darba precizitāti.
Šie bija visvienkāršākie izpildmehānismu veidi, kurus visbiežāk izmanto mūsdienu robotikā.
Robotu piedziņu atšķirīga iezīme ir vadības klātbūtne. Tas nozīmē, ka vadības sistēmai ir jānodrošina izeja ar norādīto parametru pēc iespējas precīzāk: griezes moments, ātrums, pozīcija, paātrinājums. Dažkārt iespējamas to kombinācijas, piemēram, izplatītas ir vadības sistēmas ar ātruma un pozīcijas kontūrām, dažām ir iespēja ierobežot griezes momentu, kā arī iestatīt paātrinājumu (parasti starts un finišs).
Mūsu valstī ar diskdziņiem nodarbojas šādi uzņēmumi:
Es neuzskatu, ka daudzi uzņēmumi pārdod indukcijas motorus. Vispieejamākie diskdziņi ir no NPF Elektroprivod, taču šis sortiments, kā redzēsim vēlāk, nesedz mobilās robotikas vajadzības. Vispirms apskatīsim pieejamo disku veidus (izmantojot NPF Elektroprivod produktu piemēru):
1. Stepper motors. Šis ir visvieglāk vadāms, ar augstu griezes momentu, pieejams un lēts piedziņas veids, kam vienkāršākajā gadījumā nav nepieciešama atgriezeniskā saite. Tās galvenie trūkumi ir:
Iespējama pakāpienu izlaišana zem slodzes
Rezonanses frekvences un pavadošās izlaišanas soļi
Ierobežota dinamika, ja tiek pārsniegta, tiek traucēta sinhronā kustība.
Ar šāda veida diskdziņiem vajadzētu sākt, jo tiem ir vienkāršas vadības ierīces un tās ir pieejamas kā gatavi draiveri un vadības sistēmas, kā arī izstrādātas draiveru + slēdžu shēmas, kas neaizņem daudz vietas uz plates.
Ir vērts atzīmēt “viedo” stepper piedziņu parādīšanos, kur vadība jau ir integrēta (un dažreiz ir Atsauksmes, kas palielina dinamiku). Bet tie ir pilnīgi nepamatoti dārgi.
1.FL20STh, FL28STH
- Griezes moments: no 0,18 līdz 1,2 kg (atgādināšu, 9,88 kg = 1 Nm)
Izmaksas: apmēram 1000 rubļu.
Fāzes strāvas no 0,6A līdz 0,95A
Atloks 20 vai 28 mm (motora apzīmējumā pirmie cipari ir atloka izmērs, STH nozīmē lielu griezes momentu, tad seko motora garums, tad caur domuzīmi 2804 formas apzīmējums, kur 280 ir 2,8 A, fāzes strāva, 4 kontaktu skaits, piemērs FL57STH56-2804)
Garums no 30mm līdz 51mm
4 un 6 tapas
Šī iekārta ir viens no kompaktākajiem soļu motoriem. Šādi motori gandrīz nav piemēroti robotu kustībai, bet ir ļoti labi izpildmehānismiem. Mēs to izmantojām, lai pārvietotu konveijerus. Mums radās problēma ar šī motora pārkaršanu, kas tika atrisināta, precīzāk iestatot vadītāja strāvu. (Vairāk par to nedaudz vēlāk).
2. FL35ST, FL39ST
- Statiskais moments 0,5 -2,9 kgf*cm
Izmaksas: apmēram 900 rubļu.
Fāzes strāvas no 0,16 A līdz 0,65 A
Garums no 20mm līdz 38mm
4 un 6 tapas
Cits kompakto steperu veids. Šim modelim ir raksturīgs īss garums, 20 mm - tie ir īsākie braukšanas motori diapazonā. Es neesmu izmantojis šo modeli. Bet tas ir tieši tas variants, kad palīgdarbībām ir nepieciešams īss dzinēja garums.
-
Griezes moments līdz 4,4 kgf*cm,
Izmaksas no 900 līdz 1100 rubļiem
Garums no 25 līdz 61 mm
Fāzes strāvas: no 0,3A līdz 1,68A
4 un 6 tapas
Viens no populārākajiem dzinēju modeļiem. Tādā veidā ir pilnīgi iespējams gan vadīt savu auto, gan veikt palīgdarbības. Fāzu strāvu diapazons ļauj to izmantot kopā ar lētu kombināciju L293+L298, ja runājam par panelī iebūvēto vadību (un nekas cits šeit nav vajadzīgs).
4. FL57ST un FL57STH. Hibrīdie pakāpju motori. Tie ir nosaukti tā magnētu piedevu dēļ, kas palielina griezes momentu. Atgādināšu, ka griezes moments ir atkarīgs no strāvas tinumā un no pastāvīgo magnētu stipruma.
- DSHI-200 analogi, kr. moments 2,88-18,9 kgf*cm
Ātrumu iespējams noteikt pēc aizmugures EMF. Var būt noderīgi zemu izmaksu atvērtā cikla risinājumiem.
PID ātruma regulators.
Versijā ar pozīcijas kontūru ir pieejami regulējami ātruma raksturlielumi (trapecveida).
Uz šīs tāfeles būs liels raksts ar kodu un diskusiju par priekšrocībām un trūkumiem. Ir vērts atzīmēt, ka ātruma cilpas versijai ir savs protokols, tāpēc mums bija jāraksta tās ieviešana.
Secinājums: DPT ļauj palielināt mobilā robota dinamiku. Līdz ar to pieaug arī emisijas cena. Prakse rāda, ka taupīt uz dzinēja rēķina ir sliktākais variants.
Servo:
Vēl viena vienība no modelēšanas kategorijas. Iekšpusē, kā likums, tiem ir tāds pats DPT, atgriezeniskā saite tiek veikta mainīga rezistora veidā. Izmanto precīzām robotu izpildmehānismu kustībām. Biedrs DiHalts savā rakstā detalizēti aprakstīja pārvaldības problēmas. Viņš arī lieliski aprakstīja, kā vienlaikus vadīt vairākus servo, izmantojot vienu taimeri. Apskatīsim MG995 piemēru (pieejams dealextreme.com par 290 rubļiem).
- Barošanas spriegums - no 4,5 līdz 6 voltiem
Griezes moments līdz 1 Nm.
Metāla ātrumkārba.
Rotācijas leņķis ir 180 grādi.
Patēriņa strāvas - līdz 400 mA.
Mēs nopirkām vairākas no šīm lietām uzreiz, jo tās bija lētas. Mēs staigājām apmēram mēnesi. Trūkums ir parametru izplatība. Ar vienādu darba cikla vērtību dažādiem servomehānismiem var būt dažādi griešanās leņķi. Strāvas padevei es parasti uzstādu atsevišķu 5V līdz 3A avotu, piemēram, šādi:
- Ieeja 18-36 volti, izeja 5 volti
Strāva līdz 3A
Aizsardzība pret īssavienojumu, polaritātes maiņu
Filtrēt pēc pārtikas
Izmaksas 400 rubļu.
Dēļa montāža
Es to pārbaudīju uz 8 MG995 servo bez slodzes un 4 ar pilnu slodzi. Ir pietiekami daudz strāvas izvades.
Servo MG995 pieder vidējai jaudas klasei, par īpašiem gadījumiem, domāju, ka noderēs šāds modelis:
- Izmērs: 67,9x30,2x56 mm
- Ātrums (4,8 V): 0,20 s/60 grādi
- Ātrums (6V): 0,16 s/60 grādi
- Minimālais griezes moments (4,8 V): 22 kg*cm
- Maksimālais griezes moments (6V):25kg*cm
- Spriegums: 4,8 - 6 volti
- Izmaksas apmēram 1200 rubļu.
- Jaudīgāku servo neesmu redzējis, izmantojām gadā, tam ir plastmasas ātrumkārba.
Servo klāsts ir ļoti plašs. Galvenie ražotāji: Hitec, Futaba, Robo, TowerPro. Futaba ir dārgāks un kvalitatīvāks piedziņas veids. Pieejamākie un lētākie ir Hitec un TowerPro.
Secinājums: Servo ir pieejams, salīdzinoši lēts un viegli vadāms izpildmehānisms. Viņiem ir pieejami lēti barošanas avoti.
Secinājums: Esmu pārskatījis lielāko daļu disku, ar kuriem esmu saskāries. Bet rakstā nav iekļauta bezsuku motoru klase, ar kuru man nav pieredzes. BLDC ir Nākamais solis virzīt attīstību. Tieši uz tiem tagad aktīvi tiek pāriets automatizācijā un robotikā, jo nav suku komplekta un līdz ar to ir palielināts resurss. Tomēr to pārvaldība jau ir grūtāka. Domāju, ka pēc kāda laika rakstā tiks aprakstīts arī šāda veida piedziņas.
Robotika un radīšana dažādas sistēmas automatizācija rada lielu interesi ne tikai profesionāļu, bet arī iesācēju radioamatieru vidū.
Straujā tehnoloģiju izaugsme ir ietekmējusi modernais tirgus radioelektroniskie komponenti. Milzīga dažādu mikrokontrolleru, sensoru, releju, paplašināšanas plates izvēle ļauj līdzīgi kā dizainerim izveidot kompleksu tehnisko risinājumu mājas apstākļos.
Ja iepriekš, lai izveidotu un ieviestu Smart Home sistēmu, bija nepieciešams sazināties ar specializētiem uzņēmumiem, tad tagad lielāko daļu elementu var salikt neatkarīgi. Amatieru robotika neatpaliek no rūpnieciskā dizaina. Samontētais mājas robots ceļos pa noteiktu trajektoriju, tiks uzlādēts no saules paneļa, mērīs apkārtējās vides temperatūru/mitrumu un fotografēs apkārtni. Tas ir tālu no pilns saraksts ko var piebilst, bet šis modelis jau pēc funkcionalitātes un loģikas ir līdzīgs piem kosmosa kuģis Zinātkāre, kas pēta planētu Marss.
Mūsdienās atkal sākušas atdzīvoties radiotehnikas aprindas, kurās pieredzējušu pasniedzēju vadībā robotiku apgūst jaunākā paaudze. Tā ir ne tikai izklaide, bet arī liels prāta darbs, kas prasa zināšanas matemātikā, fizikā un datorzinātnēs.
Daudzus darbus var atrast internetā. Daži ir pelnījuši īpašu uzmanību:
Apskatīsim galvenos punktus, kas mums būs nepieciešami robota projektēšanas un montāžas laikā.
Budžeta plānošana
Darbs pie robota projektēšanas un montāžas sākas ar budžeta plānošanu. Atkarībā no funkcionalitātes un lietojuma tehniskā bāze robota galīgās izmaksas var būt augstas.
Lielākajai daļai projektu varat izmantot ne tikai oriģinālās rezerves daļas, bet arī to analogus (kopijas). Tas ievērojami samazinās projekta izmaksas. Daudzi cilvēki izvēlas pasūtīt detaļas no Ķīnas tiešsaistes veikaliem. Pasūtījuma izmaksas ar bezmaksas piegādi izskatās pievilcīgākas nekā tādu pašu detaļu pirkšana, bet ar lielu uzcenojumu Krievijā.
Robota platformas izvēle
Visizplatītākās un lētākās platformas ir riteņi Un izsekots. Šīm platformām ir daudz gatavu komponentu, tāpēc tie ir ideāli piemēroti sākuma projektam.
Riteņu platformai var būt jebkurš riteņu skaits. Visizplatītākie ir trīs un četru riteņu modeļi (2WD, 4WD). Mazā saskares laukuma ar virsmu dēļ riteņu platforma var paslīdēt. 
Gumijas riepas var izmantot, lai samazinātu saķeres zudumu.
Ir palielinātas spējas pārspēt kāpurķēžu platformas. Tie novērš slīdēšanu un var pārvarēt dažādus mākslīgus un dabiskus šķēršļus. Platformas trūkums ir sarežģīta mehāniskā uzstādīšana.
Roboti ar ekstremitātēm var stabili pārvietoties pa ļoti nelīdzenām virsmām. Bet galvenais šīs platformas trūkums ir kodēšanas sarežģītība un augstās galīgās izmaksas.
Mūsdienu tirgus piedāvā daudz gatavu risinājumu gaisa robotiem. Īpaši populāri ir kvadrokopteri Un helikopteri. 
Gaisa roboti ir ideāli piemēroti virsmu novērošanai un filmēšanai no augšas un grūti sasniedzamu vietu izpētei. Daži uzņēmumi preču piegādei aktīvi izstrādā un izmanto gaisa platformas. Būtisks gaisa platformas trūkums ir visas konstrukcijas daļējs un vairumā gadījumu pilnīgs zaudējums avārijas gadījumā. 
Lai palielinātu funkcionalitāti esošās sugas tiek izmantotas platformas dažāda veida manipulatori. Manipulatorus var aprīkot ar vienu vai desmit unikālām brīvības pakāpēm.
Ūdens platformas netiek plaši izmantoti. Galvenokārt izmanto zinātnes un rūpniecības jomās.
Motora izvēle robotam
Lai darbinātu lielāko daļu iepriekš apspriesto platformu, ir nepieciešams dzinējs (elektromotors). Šī ir ierīce, kas pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Motoru izvēle ir atkarīga no robota kustības veida. 
Piemērots riteņu vai kāpurķēžu platformām Līdzstrāvas pārnesumu motors. Pārnesumkārba iekšā šajā gadījumāļauj regulēt griezes momentu. Vārpsta abās motora pusēs ļauj uzstādīt kodētāju, kas palīdz noteikt griešanās leņķi un riteņa nobraukto attālumu. Dzinēja jauda tiek aprēķināta, pamatojoties uz paša robota svaru. 
Stepper motors pārvietojas vienādos soļos. Stepper motori tiek vadīti ar impulsiem. Katrs impulss tiek pārvērsts pakāpē, par kādu notiek rotācija. Šis tips Dzinējs ir uzstādīts robotos, kur nepieciešams ārkārtīgi precīzs kustības leņķis. 
Servomotors sastāv no līdzstrāvas motora, pārnesumkārbas, elektronikas un rotācijas potenciometra, kas mēra leņķi. Rotācijas leņķis ir aptuveni 180 grādi. Servomotorus parasti izmanto robotu rokās un robotos ar ekstremitātēm.
Praksē daudzi robotu modeļi satur dažādi veidi dzinēji. Centralizētai vadībai tiek izmantoti motora draiveri (motora vairogs).
Motora kontrollera (vadītāja) izvēle
Lai pārveidotu mazjaudas vadības signālus strāvās, kas ir pietiekamas motoru vadīšanai, tās izmanto motora vadītāji (Motor Shield) 
Motora vadītājs var uztvert tikai motora ātrumu un virzienu, bet nevar tos tieši kontrolēt ierobežotās jaudas dēļ. Tāpēc motora draivera izmantošana bez mikrokontrollera nav iespējama. Mūsdienu motora draiveru loģika ļauj jums kontrolēt dažādi veidi motori gan atsevišķi, gan vienlaicīgi. Izvēloties vadītāju, jums jāpievērš uzmanība nominālajam spriegumam un strāvai. 
Specifikācijās parasti ir norādīts ieejas sprieguma diapazons un strāva, kurai tas ir paredzēts. Neskatoties uz iebūvētajām pārslodzes aizsardzības sistēmām, 5V motoru nevajadzētu pieslēgt 3V kontrollerim.
Kontroliera (motora vadītāja) izvēle jāveic pēc tam, kad ir noteikts un apstiprināts to motoru tips, kurus plānots uzstādīt robotā.
Vadības sistēmas izvēle
Ir vairāki veidi, kā vadīt robotu:
Vadības vadība
Vienkāršākais veids, kā vadīt robotu, ir ar vadu. Vadības panelis ir savienots ar robotu, izmantojot kabeli. Nav nepieciešami sarežģīti elektroniski komponenti. Būtisks trūkums ir ierobežota kustība. Kontroles diapazons ir pilnībā atkarīgs no kabeļa garuma. Pārāk garš kabelis pastāvīgi aizķersies un sapinās.
Bezvadu vadība
Infrasarkanais signāls
Robota vadīšanai tiek izmantota tālvadības pults. Dažos gadījumos varat konfigurēt parasto televizora tālvadības pulti. Uz robota ir uzstādīts IR sensors, kas ir savienots ar mikrokontrolleru un pārraida uz to vadības signālus. Tāpat kā izmantojot televizora tālvadības pulti, robotu var vadīt ierobežotā attālumā tiešā IR sensora redzamības līnijā.
Bluetooth
Izmantojot Bluetooth tehnoloģiju, robota vadība kļūst iespējama, izmantojot ar Bluetooth saderīgas ierīces (planšetdatoru, mobilo tālruni, datoru). Nav nepieciešams atrasties tiešā redzamības zonā uz raidītāju, lai gan Bluetooth ir ierobežots darbības diapazons (apmēram 10-15 m).
Robotu var vadīt no jebkuras vietas, kur ir pieejams internets. Jums tikai jāpievieno robota wi-fi modulis maršrutētājam, kuram ir piekļuve internetam.
GPRS/GPS
GPS tiek izmantots, lai noteiktu robota atrašanās vietu. Izmantojot navigāciju, varat aprēķināt maršruta punkta kursu un attālumu.
GSM kartes nodrošina iespēju veikt un saņemt zvanus no citiem tālruņiem, sūtīt SMS uz norādīto numuru, nospiežot noteiktu pogu. Tādējādi, sūtot SMS no jūsu Mobilais telefons varēsim pārsūtīt komandas robotam pa GSM tīklu. Turklāt pats robots var atrasties jebkurā vietā, kur ir GSM tīkla pārklājums.
Mikrokontrollera izvēle
Kā mēs visi jau zinām, mikrokontrolleris ir mikroshēma, kas paredzēta kontrolei elektroniskās ierīces. Tas ir vienas mikroshēmas dators, kas spēj salīdzinoši darboties vienkāršus uzdevumus. Lai mijiedarbotos ar ārpasauli Mikrokontrolleris ir aprīkots ar kontaktiem, uz kuriem var ieslēgt (1) vai izslēgt elektrisko signālu (0). Tapas var izmantot, lai nolasītu elektriskos signālus, kas nāk no dažādām ierīcēm un sensoriem.
Mūsdienu mikrokontrolleros ir integrēts sprieguma regulators. Tas ļauj mikrokontrollerim darboties plašā sprieguma diapazonā, kas neprasa mums nodrošināt precīzu darba spriegumu.
Var izmantot ļoti daudz dažādu mikrokontrolleru, taču mūsdienās plaši tiek izmantota Arduino aparatūras platforma. 
Pateicoties daudzplatformām, zemajām izmaksām, atvērtajai arhitektūrai un programmēšanas valodas vienkāršībai, Arduino ir kļuvis ļoti populārs iesācēju un profesionāļu vidū.
Populāri projekti, kuros tiek izmantota Arduino platforma, ir būvniecība vienkāršas sistēmas automatizācija un robotika. Izmantojot šo platformu, jūs varat organizēt viedo māju, izveidot mājas meteoroloģisko staciju un apgūt robotiku.
Telemetrija
Visu veidu sensori tiek izmantoti, lai pētītu un mērītu pasauli ap robotu. Ar viņu palīdzību varam noskaidrot sava robota atrašanās vietu, noteikt attālumu līdz objektiem, izmērīt temperatūru/mitrumu/spiedienu, nofotografēt apkārtni utt.
Pareizi izvēlēta paplašināšanas plate ievērojami vienkāršos jaunu sensoru veidu pievienošanas procesu un ietaupīs mūs no nepieciešamības mainīt iegulto loģiku projektēšanas stadijā.
Apskatīsim galvenos sensoru veidus, kas ir pieņemami un viegli programmējami:
Kosmosa sensori
Ultraskaņas diapazona meklētājs
Ultraskaņas avots izstaro impulsu signālu, un uztvērējs nosaka signālu atspulgus no dažādiem šķēršļiem. 
Attālumu līdz objektam nosaka, analizējot signāla turp un atpakaļ laiku. Atšķirībā no infrasarkanajiem attāluma mērītājiem, ultraskaņas sensoru neietekmē gaismas avoti vai šķēršļa krāsa. Vispopulārākais radioamatieru ultraskaņas tālmērs ir HC-SR04. Tas spēj izmērīt attālumus no 2 līdz 450 cm.
IR attāluma sensors
Darbības princips ir analizēt sensora LED atstaroto infrasarkano starojumu no apkārtējiem objektiem.
Paredzēts uzstādīšanai mehāniskās ierīcēs, lai noteiktu attālumu līdz konstrukcijas kustīgajām daļām. Optoelektroniskais attāluma sensors Sharp GP2Y0A21YK0F ir ērti lietojams robotikas projektos. Atklāšanas attālums svārstās no 100 līdz 550 cm Tas novērsīs robota sadursmi ar šķērsli.
Pozīcijas sensori
Žiroskopsļaus noteikt ierīces novietojumu un kustību telpā: ripošanas un apgriešanas (soliņa) leņķus, koncentrējoties uz gravitācijas vektoru un griešanās ātrumu. Kustoties, nosaka lineāro paātrinājumu un leņķiskais ātrums ap savām asīm X, Y un Z un sniedz pilnīgu priekšstatu par pozīciju. 
Visizplatītākais modulis, kura pamatā ir MPU6050 mikroshēma. Modulis sastāv no akselerometra, žiroskopa un temperatūras sensora.
Klimata sensori
Digitālais temperatūras un mitruma sensorsļauj izmērīt apkārtējās vides temperatūru un mitrumu.
Visizplatītākie sensori: . Salīdzinot ar DHT11 sensoru, DHT22 sensoram ir augsta mērījumu precizitāte un tas var izmērīt temperatūru zem 0.
Spiediena mērītājsļauj izmērīt Atmosfēras spiediens. Vispieejamākie spiediena sensori ietver BMP180 sensoru. Sensoram ir I2C saskarne, lai to varētu savienot ar jebkuru platformu no Arduino saimes. 
Gāzes sensori
Gāzes analizatoriļauj atklāt propāna, butāna, metāna un ūdeņraža noplūdes. Var izmantot arī dūmu ierobežošanai telpās. Mērījumu rezultātā sensors ģenerē analogo signālu, kas ir proporcionāls gāzes saturam. Mērījumu kvalitāte ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras un mitruma. Ir šis īpašību kopums sensors plaša spektra gāzes MQ-2.
Gaismas sensori
Gaismas sensorsļaus mūsu robotam atšķirt dienu no nakts, saulainu laiku no mākoņaina laika, ēnu no gaismas. Pareizi konfigurējot un pārveidojot savienojuma shēmu, tas ļaus orientēt ierīces saules paneļus pret sauli. 
Kā izvēlēties piemērotus motorus riteņu robotam? Uz šo jautājumu nav viegli precīzi atbildēt robotu konstruēšanas sākumā. Lai to izdarītu, jāzina robota svars, taču tas vēl nav uzbūvēts. Tomēr motoru tehniskie parametri un izmēri būtiski ietekmē mobilā robota gala parametrus. Lai saņemtu pilna informācija, jāņem vērā griezes moments, ātrums un jauda. Riteņrobotam ir nepieciešams arī izvēlēties riteņu diametru un noteikt pareizo pārnesumu attiecību, lai aprēķinātu tā ātrumu.
Griezes moments
Dzinēja griezes moments ir spēks, ar kādu tas iedarbojas uz rotējošo asi. Lai robots varētu kustēties, šim spēkam ir jābūt lielākam par robota svaru (izteikts collās N/m).
Daži cilvēki to izmanto jēdziena vietā griezes moments, jēdziens griezes moments. Būtībā tā ir viena un tā pati lieta. Abi ir mirkļi, vienkārši inženierzinātnēs griezes moments ir slodze uz riteni, un griezes moments ir slodze inženierzinātnēs, ko sauc par "materiālu izturību"..
Apskatīsim ļoti vienkāršotu idealizētu riteņu robota modeli.
Mūsu gadījumā robota svars ir vienāds ar 1 kg, un mēs vēlamies sasniegt maksimālo tā kustības ātrumu 1m/s ar riteņa rādiusu, kas vienāds ar 20 mm.
Pārvietojoties taisnā līnijā kādu attālumu 1 m, aprēķiniet paātrinājumu, kas nepieciešams, lai sasniegtu ātrumu 1m/s.
kur ir robota veiktais attālums, ir tā sākotnējais ātrums (sākam no vietas, tāpēc ),
kur ir robota ātrums un tā paātrinājums.
Aizstāsim mūsu modelī pieņemtās vērtības, mēs iegūstam
m/s 2
Griezes momentu, kas nepieciešams, lai pārvietotu robotu un iegūtu paātrinājumu, kas nepieciešams, lai sasniegtu maksimālo ātrumu, aprēķina šādi:
Kad ir inerces moments un ir leņķiskais paātrinājums, mēs iegūstam
Šeit m/s 2— brīvā kritiena paātrinājums (noapaļot līdz 10), — riteņa rādiuss, — visa robota masa
Aizstājot vērtības, mēs iegūstam
mN m
Lai pārvērstu vērtību, kas izteikta N m, uz kg cm, jāņem vērā, ka 1H = 0,102 kg un 1 m = 100 cm. Tāpēc 50 mN m = 50 0,102: 1000 * 100 = 0,51 kg cm.
Iegūtais griezes moments tiek sadalīts starp diviem robota motoriem, un tas joprojām ir jāsadala ar izmantotā pārnesuma pārnesuma attiecību (vairāk par zobrati jūs varat to izlasīt).
Jauda
Lai aprēķinātu dzinēju maksimālo jaudu, mums ir nepieciešams griešanās ātrums, kas izteikts apgriezienos minūtē
(apgr./min) =
vai radiānos sekundē
(rad/s) =
caur apļveida frekvenci
Aizstājot riteņa rādiusu, mēs iegūstam
rad/s
apgr./min.
Dzinēja jauda ir proporcionāla griezes momentam un ātrumam:
Šeit aizstājot griezes momenta un frekvences formulas, mēs iegūstam:
Izmantojot īpašvērtības, saņemam
Atkal esam ieguvuši visu dzinēju kopējo jaudu, mūsu gadījumā ir divi dzinēji, tāpēc rezultāts jādala ar divi un, tāpat kā ar griezes momenta aprēķinu, ja tiek izmantoti pārnesumi, jādala ar pārnesumu attiecību.
