İki yıl önce multikopterler üzerinde ilk çalışmaya başladığımda küçük bir tane yapmak zorunda kaldım. Quadcopter'in tamamen otonom olması amaçlandığından, bu uzaktan kumandanın yapması gereken tek şey, test ve kurulum sırasında drone'yu kontrol etmekti.
Prensip olarak, uzaktan kumanda kendisine verilen tüm görevlerle oldukça başarılı bir şekilde başa çıktı . Ama ciddi eksiklikler de vardı.
- Piller kutuya sığmadığı için elektrik bandıyla kasaya bantlamak zorunda kaldım :)
- Parametreler, sıcaklığa çok duyarlı olduğu ortaya çıkan dört potansiyometre kullanılarak ayarlandı. İçeride bazı değerler belirliyorsunuz, dışarı çıkıyorsunuz - ve bunlar zaten farklı, uçup gittiler.
- Kumandada kullandığım Arduino Nano'nun sadece 8 analog girişi var. Dördü potansiyometrelerin ayarlanmasıyla meşguldü. Bir potansiyometre gaz görevi gördü. Joystick'e iki giriş bağlandı. Yalnızca bir çıktı boş kaldı ve yapılandırılacak çok daha fazla parametre vardı.
- Tek kumanda kolu pilot kumanda kolu değildi. Gazı potansiyometreyle kontrol etmek de oldukça sinir bozucuydu.
- Uzaktan kumanda da hiç ses çıkarmıyordu ki bu bazen son derece kullanışlı olabiliyordu.
Tüm bu eksiklikleri ortadan kaldırmak için uzaktan kumandayı radikal bir şekilde yeniden tasarlamaya karar verdim. Hem donanım kısmı hem de yazılım kısmı. İşte yapmak istediğim şey:
- Şimdi istediğiniz her şeyi (piller dahil) ve daha sonra istediğiniz her şeyi içine koyabilmeniz için büyük bir kutu yapın.
- Bir şekilde sorunu potansiyometre sayısını artırarak değil, ayarlarla çözün. Ayrıca, parametreleri uzaktan kumandaya kaydetme özelliğini de ekleyin.
- Normal pilot konsollarındaki gibi iki joystick yapın. Peki, joystick'lerin kendilerini Ortodoks'a koyun.
Yeni bina
Fikir son derece basit ve etkilidir. Pleksiglas veya başka bir malzemeden kesilmiş ince malzeme iki plaka ve bunları raflara bağlayın. Kasanın tüm içeriği üst veya alt plakaya tutturulmuştur.
Kontroller ve Menüler
Bir grup parametreyi kontrol etmek için ya uzaktan kumandaya bir grup potansiyometre yerleştirip bir ADC eklemeniz ya da tüm ayarları menüden yapmanız gerekir. Daha önce de söylediğim gibi potansiyometrelerle ayarlama her zaman olmuyor İyi bir fikir ama ondan da vazgeçmemelisin. Böylece uzaktan kumandada dört potansiyometre bırakılıp tam bir menü eklenmesine karar verildi.
Menüde gezinmek ve parametreleri değiştirmek için genellikle düğmeler kullanılır. Sol sağ yukarı aşağı. Ancak düğmeler yerine kodlayıcı kullanmak istedim. Bu fikri bir 3D yazıcı denetleyicisinden aldım.
Elbette menünün eklenmesi nedeniyle uzaktan kumanda kodu birkaç kez genişletildi. Başlangıç olarak yalnızca üç menü öğesi ekledim: "Telemetri", "Parametreler" ve "Paramları sakla". İlk pencerede sekize kadar farklı gösterge görüntülenir. Şu ana kadar sadece üçünü kullandım: pil gücü, pusula ve rakım.
İkinci pencerede altı parametre mevcuttur: X/Y, Z eksenleri için PID kontrolör katsayıları ve ivmeölçer düzeltme açıları.
Üçüncü öğe, parametreleri EEPROM'a kaydetmenizi sağlar.
Oyun çubukları
Pilot joystick seçimi hakkında uzun süre düşünmedim. Öyle oldu ki, ilk Turnigy 9XR joystick'ini quadcopter işindeki bir meslektaşımdan, tanınmış alex-exe.ru web sitesinin sahibi Alexander Vasiliev'den aldım. İkincisini doğrudan Hobbyking'den sipariş ettim.
İlk joystick, sapmayı ve eğimi kontrol etmek için her iki koordinatta da yay yüklüydü. Aldığım ikincisi de aynısıydı, böylece çekişi ve dönüşü kontrol etmek için onu bir joystick'e dönüştürebildim.
Beslenme
Eski uzaktan kumandamda, bir grup 8 adet AA pille beslenen basit bir LM7805 voltaj regülatörü kullanıyordum. Regülatörü ısıtmak için 7 voltun harcandığı son derece verimsiz bir seçenek. 8 pil - çünkü elimde yalnızca böyle bir bölme vardı ve LM7805 - çünkü o zamanlar bu seçenek bana en basit ve en önemlisi en hızlısı gibi geldi.
Şimdi daha akıllıca olanı yapmaya karar verdim ve LM2596S'ye oldukça etkili bir regülatör kurdum. Ve 8 adet AA pil yerine iki adet LiIon 18650 pil için bir bölme yerleştirdim.
Sonuç
Her şeyi bir araya getirerek bu cihazı aldık. İç görünüm.
Ancak kapak kapalıyken.
Bir potansiyometrenin kapağı ve kumanda kollarının kapakları eksik.
Son olarak menü üzerinden ayarların nasıl yapılandırıldığını anlatan bir video.
Sonuç olarak
Uzaktan kumanda fiziksel olarak monte edilmiştir. Şimdi onları eski güçlü dostluklarına geri döndürmek için uzaktan kumanda ve quadcopter'in kodunu tamamlamaya çalışıyorum.
Uzaktan kumandayı kurarken eksiklikler tespit edildi. Öncelikle uzaktan kumandanın alt köşeleri elinizde: (Muhtemelen plakaları biraz yeniden tasarlayacağım, köşeleri düzelteceğim. İkincisi, güzel bir telemetri ekranı için 16x4 ekran bile yeterli değil - kısaltmam gerekiyor) parametre adlarını iki harfe dönüştüreceğim. Cihazın bir sonraki sürümünde nokta ekran veya hemen bir TFT matrisi kuracağım.
Aktüatör, kontrol ekipmanını çalıştırmak için kullanılan bir mekanizmadır teknolojik süreçler elektrik, pnömatik veya hidrolik sinyaller kullanarak. Bu robotikte önemli bir kısımdır. Robotlarda kullanılan sürücüler onların fizibilitesini ve performansını etkiler. Bu nedenle bu yazıda çeşitli amaçlar için robotlarla donatılabilecek en yaygın 7 sürücüye bakacağız.
Fırçasız DC Motor
Elektrik motorlarıyla başlayalım. Fırçasız veya fırçasız, robotikte popülerlik kazanan aktüatör türlerinden biridir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu tip motorlar komütasyon için fırça kullanmaz, bunun yerine elektronik olarak komütasyon yapılır. Bu sürücünün çalışma prensibi, bir elektromıknatıs ile kalıcı bir mıknatıs arasındaki manyetik alanların etkileşimine dayanmaktadır. Bobine enerji verildiğinde rotor ve statorun zıt kutupları birbirine çekilir. Bu aktüatörler hemen hemen her robotta kullanılır.
BDP'nin avantajları şöyle:
- Tork özelliklerine göre tepki hızı;
- Daha yüksek dönüş hızı;
- Yüksek dinamik özellikler;
- Uzun vadeli Hizmetler;
- Sessiz çalışma.
Kusurlar:
- Karmaşık ve pahalı hız kontrol cihazı;
- Elektronik olmadan çalışmaz.
Senkron sürücü
Bu motor, salınımlı bir alan veya akımla senkronize olarak dönen bir rotor içerir. Senkron sürücülerin diğer motorlara göre birçok avantajı vardır. Her şeyden önce bu enerji göstergeleri ile ilgilidir. Bu sürücüler, ortalama yük kapasitesi ve serbestlik derecesi sayısı 3'ten 6'ya kadar olan endüstriyel robotlarda kullanılır. Elektrikli sürücünün konumlandırma doğruluğu ± 0,05 mm'ye kadar değerlere ulaşır. Hem konumsal hem de kontur çalışma modlarında kullanılırlar.
Avantajları:
- Yüksek verim;
- Montaj kolaylığı ve iyi ayar özellikleri;
- Hız kontrolü gerektirmeyen mekanizmalar için senkron sürücü kullanmanın uygunluğu açıktır.
Kusurlar:
- Mekanizmaların büyük volan kütleleri varsa, ayarlanabilir veya çift tahrikin gerekli olduğu durumlarda senkron motorun kullanımı zordur;
- Başlangıç başlangıç torku yoktur. Sonuç olarak, onu başlatmak için, harici bir tork kullanarak rotoru senkronizeye yakın bir dönüş hızına hızlandırmak gerekir.
Asenkron motor
AC elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bu elektrikli tahrik aynı zamanda birçok nedenden dolayı faydalıdır. “Asenkron” teriminin kendisi eşzamanlı olmayan anlamına gelir. Bu, bu motorların bir dönüş hızına sahip olduğu anlamına gelir manyetik alan Stator her zaman rotor hızından daha büyüktür. Asenkron motorlar AC gücüyle çalışır.
Bu tip motor esas olarak bir arabanın tahrik tekerleklerine güç sağlamak için kullanılır ve bu nedenle tekerlekli robot biliminde kendine yer bulabilir. Yüksek güçlü yarı iletkenlerin varlığı, daha basit AC endüksiyon motorlarının kullanılmasını pratik hale getirmiştir.
Avantajları:
- Kollektörün bulunmaması nedeniyle basitlik ve güvenilirlik;
- Düşük maliyetli;
- Önemli ölçüde düşük ağırlık;
- Daha küçük boyutlar.
Kusurlar:
- Özellikle yük altında aşırı ısınabilir;
- Sabit bir dönüş hızını sürdürememe;
- Nispeten küçük tetik mekanizması.
Step motor
Step motor - sürücü, içeri Son zamanlarda robotikte sıklıkla kullanılır. Bununla diğer tüm motor türleri arasındaki temel fark, dönme yöntemidir. Bildiğiniz gibi daha önce sıraladığımız motorlar sürekli dönüyor. Ancak step sürücüler "adımlarla" döner. Her adım tam bir rotasyonun bir kısmını temsil eder. Bu kısım motorun mekanik tasarımına ve kontrol yöntemine bağlıdır.
Adım motorlarının kullanımı, hassas konumlandırma sistemlerinin çalıştırılmasında en basit, en ucuz ve en kolay çözümlerden biridir. Bu nedenle bu motorlar CNC makinelerinde ve robotlarda çok sık kullanılmaktadır.
Avantajları:
- Ana avantaj, işin doğruluğudur. Sargılara potansiyeller uygulandığında motor kesinlikle belirli bir açıda dönecektir;
- Düşük maliyetli;
- Yüksek dinamiğe ihtiyaç duyulmayan bireysel mekanizma ve sistemlerin otomasyonu için uygundur.
Kusurlar:
- Şaft üzerindeki yükün artmasıyla birlikte rotorun "kayması" sorunu ortaya çıkar;
- Adım sınırı (maksimum 1000 rpm).
Servo
Step motorlar gibi sürekli dönmeyen, ancak bir sinyal üzerinde belirli bir konuma hareket eden ve bir sonraki sinyale kadar bunu koruyan bir elektromekanik motor türüdür. Bulmak geniş uygulama ev yapımı mekanizmalardan karmaşık androidlere kadar robotiğin çeşitli sektörlerinde.
Servolar, konumlandırmadaki hataları ele almak ve düzeltmek için bir geri bildirim mekanizması kullanır. Böyle bir sisteme izleme sistemi denir. Eğer bir kuvvet aktüatöre pozisyonunu değiştirmesi için baskı uygularsa, motor ortaya çıkan hatayı düzeltmek için ters yönde bir kuvvet uygulayacaktır. Böylece yüksek konumlandırma doğruluğu elde edilir.
Avantajları:
- Daha yüksek hız rotasyon;
- Yüksek güç;
- Mekanizmanın konumu her zaman görülebilir ve ayarlanmaya hazırdır.
Kusurlar:
- Karmaşık bağlantı ve kontrol sistemi;
- Nitelikli servis gerektirir;
- Yüksek fiyat.
Pnömatik tahrik
Basınçlı havanın enerjisini kullanarak makineleri çalıştıran bir motor. Buradaki ana bileşen kompresördür. Kompresör tarafından sıkıştırılan hava pnömatik hatlara ve ardından pnömatik motora girer. Viskoz bir ortamın bulunmaması nedeniyle, bu tür motorlar daha yüksek bir frekansta çalışabilir - pnömatik motorun dönüş hızı dakikada onbinlerce devire ulaşabilir.
Bu tür bir sürücü, düşük düzgünlüğe ve çalışma doğruluğuna sahip olduğundan robotikte giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bunu iki durumlu mekanizmalar için kullanmak en mantıklısıdır - geri çekme ve çıkarma veya kapatma ve açma.
Avantajları:
- Sadelik ve ekonomi;
- Çalışma sıvısı belirli bir hacimle sınırlı değildir ve sızıntı durumunda yeniden doldurulabilir;
- Kompresör yerine, pnömatik sistemin yapısını basitleştiren sıkıştırılmış bir gaz silindiri kullanabilirsiniz;
- Sıcaklık değişimlerine karşı daha az duyarlı çevre.
Kusurlar:
- Daha düşük verimlilik;
- Pnömatik enerjinin elektrik enerjisine göre yüksek maliyeti;
- Kompresörlerde çalışma gazının ısıtılması ve soğutulması, sistemlerin donmasına veya tersine çalışma gazından su buharının yoğunlaşmasına neden olabilir.
Hidrolik tahrik
Robotun 100 kg'dan fazla yüklerle çalışması gerekiyorsa hidrolik tahrik kullanmayı düşünmelisiniz. Bu tip motor tahrik için kullanılır Yürütme organı sıvı kullanır. Hidrolik tahrikin çalışma prensibi, hidrolik motora bağlı basınç hattında çalışma akışkanının basıncını oluşturan bir pompadan oluşur. Motor sıvı basıncını mekanik basınca dönüştürür. Regülatörler aynı zamanda hidrolik motorun hızını ve hareket yönünü de kontrol eder.
Bu sürücüler esas olarak endüstriyel robotikte kullanılır. Ancak diğer prototiplerde, örneğin DARPA'nın ünlü buluşu BigDog robotunda kullanım durumları vardır.
Avantajları:
- Küçük boyut ve ağırlık;
- Yüksek performans - benzer boyuttaki bir pnömatik aktüatörden 25 kat daha fazla kuvvet geliştirir;
- Düzgün kuvvet düzenlemesi;
- Çalışma sıcaklığı- -50 ila +100С arası.
Kusurlar:
- Şu tarihte: yüksek tansiyon olası sıvı sızıntıları;
- Yüksek ekipman ve bakım maliyeti;
- Sürekli enerji tüketimi;
- İşin doğruluğunu izlemek zordur.
Bunlar modern robotikte en çok kullanılan en temel aktüatör türleriydi.
Robot sürücülerinin ayırt edici bir özelliği kontrolün varlığıdır. Bu, kontrol sisteminin çıkışa belirtilen parametreyi mümkün olduğunca doğru bir şekilde sağlaması gerektiği anlamına gelir: tork, hız, konum, hızlanma. Bazen bunların kombinasyonları mümkündür, örneğin hız ve konum konturlarına sahip kontrol sistemleri yaygındır, bazıları torku sınırlama ve ayrıca hızlanmayı ayarlama (genellikle başlangıç ve bitiş) yeteneğine sahiptir.
Ülkemizde aşağıdaki şirketler sürücülerle ilgilenmektedir:
Asenkron motor satan çok fazla firma düşünmüyorum. En erişilebilir sürücüler NPF Elektroprivod'a aittir, ancak bu ürün yelpazesi, daha sonra göreceğimiz gibi, mobil robot teknolojisinin ihtiyaçlarını karşılamamaktadır. Öncelikle mevcut sürücü türlerine bakalım (NPF Elektroprivod ürünleri örneğini kullanarak):
1. Step motor. Bu, en basit durumda geri bildirim gerektirmeyen, kontrol edilmesi en kolay, yüksek torklu, erişilebilir ve ucuz sürücü türüdür. Başlıca dezavantajları şunlardır:
Yük altında olası adımların atlanması
Rezonans frekansları ve bunlara eşlik eden atlama adımları
Sınırlı dinamikler aşıldığında senkronize hareket bozulur.
Bu, başlamanız gereken sürücü türüdür çünkü basit kontrollere sahiptirler ve hazır sürücü ve kontrol sistemlerinin yanı sıra, kartta fazla yer kaplamayan gelişmiş sürücü + anahtar devreleri olarak da mevcutturlar.
Kontrolün zaten entegre olduğu (ve bazen Geri bildirim, bu da dinamikleri artırır). Ancak tamamen makul olmayan bir şekilde pahalıdırlar.
1.FL20STH, FL28STH
- Tork: 0,18'den 1,2 Kg'a (hatırlatayım, 9,88 Kg = 1 Nm)
Maliyet: yaklaşık 1000 ruble.
0,6A'den 0,95 A'ya kadar faz akımları
Flanş 20 veya 28 mm (Motor tanımında ilk rakamlar flanş boyutudur, STH yüksek tork anlamına gelir, ardından motorun uzunluğu gelir, ardından bir tire işareti ile tanım 2804'tür, burada 280, 2,8 A, faz akımıdır) , 4 pin sayısı, örnek FL57STH56-2804 )
30 mm'den 51 mm'ye kadar uzunluk
4 ve 6 pin
Bu ünite en kompakt yürüyen step motorlardan biridir. Bu tür motorlar robot hareketi için pek uygun değildir ancak aktüatörler için çok iyidir. Konveyörleri taşımak için kullandık. Bu motorun aşırı ısınmasıyla ilgili bir sorun yaşadık ve bu sorun, sürücü akımının daha doğru ayarlanmasıyla çözüldü. (Bu konuda biraz sonra daha fazlası).
2. FL35ST, FL39ST
- Statik moment 0,5 -2,9 kgf*cm
Maliyet: yaklaşık 900 ruble.
0,16A'den 0,65 A'ya kadar faz akımları
20 mm'den 38 mm'ye kadar uzunluk
4 ve 6 pin
Başka bir tür kompakt step. Bu model, 20 mm'lik kısa uzunluğuyla öne çıkar; bunlar, serideki en kısa yürüyüş motorlarıdır. Bu modeli kullanmadım. Ancak yardımcı işlemler için kısa motor uzunluğuna ihtiyaç duyulduğunda bu tam olarak seçenektir.
-
4,4 kgf*cm'ye kadar tork,
900 ila 1100 ruble arasında maliyet
Uzunluk 25'ten 61 mm'ye
Faz akımları: 0,3A'dan 1,68A'ya
4 ve 6 pin
En popüler motor modellerinden biri. Bu sayede hem aracınızı yönlendirmeniz hem de yardımcı işlemleri yapmanız oldukça mümkün. Faz akımlarının aralığı, eğer karta yerleşik kontrolden bahsediyorsak (ve burada başka hiçbir şeye gerek yoktur), ucuz L293+L298 kombinasyonuyla birlikte kullanılmasına olanak tanır.
4. FL57ST ve FL57STH. Hibrit step motorlar. Mıknatısların içindeki torku arttıran katkılar nedeniyle bu ismi almıştır. Torkun sargıdaki akıma ve kalıcı mıknatısların gücüne bağlı olduğunu hatırlatmama izin verin.
- DSHI-200'ün analogları, cr. moment 2,88-18,9 kgf*cm
Hızı geri EMF ile belirlemek mümkündür. Düşük maliyetli, açık döngü çözümleri için faydalı olabilir.
PID hız kontrol cihazı.
Pozisyon konturlu versiyonda hız karakteristiği ayarı (yamuk) mevcuttur
Bu panoda kodun yer aldığı ve avantajların ve dezavantajların tartışıldığı büyük bir makale olacak. Hız döngüsü versiyonunun kendi protokolüne sahip olduğunu belirtmekte fayda var, bu yüzden onun için bir uygulama yazmamız gerekiyordu.
Çözüm: DPT'ler mobil robotun dinamiklerini artırmaya olanak tanır. Bununla birlikte konunun fiyatı da artıyor. Uygulama, motordan tasarruf etmenin en kötü seçenek olduğunu göstermektedir.
Servolar:
Modelleme kategorisinden başka bir ünite. İçeride, kural olarak aynı DPT'ye sahiptirler, geri bildirim değişken bir direnç şeklinde yapılır. Robot aktüatörlerin hassas hareketleri için kullanılır. Yoldaş DiHalt, makalesinde yönetim sorunlarını ayrıntılı olarak anlattı. Ayrıca tek bir zamanlayıcı kullanarak birden fazla servonun aynı anda nasıl kontrol edileceğini de mükemmel bir şekilde anlattı. MG995 örneğine bakalım (dealextreme.com'da 290 ruble karşılığında mevcuttur).
- Besleme voltajı - 4,5 ila 6 volt arası
1 Nm'ye kadar tork.
Metal şanzıman.
Dönme açısı 180 derecedir.
Tüketim akımları - 400 mA'ya kadar.
Ucuz oldukları için bunlardan birkaçını aynı anda aldık. Yaklaşık bir ay kadar yürüdük. Dezavantajı parametrelerin yayılmasıdır. Aynı görev döngüsü değeriyle farklı servolar farklı dönüş açılarına sahip olabilir. Güç kaynağı için genellikle ayrı bir 5V - 3A kaynağı kurarım, örneğin şöyle:
- Giriş 18-36 volt, çıkış 5 volt
3A'e kadar akım
Kısa devreye karşı koruma, kutupların ters çevrilmesi
Yemeğe göre filtrele
Maliyeti 400 ruble.
Kart montajı
8 adet MG995 servoyu yüksüz ve 4 adet tam yükte test ettim. Yeterli akım çıkışı var.
Servo MG995 orta güç sınıfına aittir. özel günler Aşağıdaki modelin faydalı olacağını düşünüyorum:
- Boyut: 67,9x30,2x56mm
- Hız (4,8V): 0,20s/60 derece
- Hız (6V): 0,16s/60 derece
- Minimum tork (4,8V): 22 kg*cm
- Maksimum tork (6V):25kg*cm
- Gerilim: 4,8 - 6 Volt
- Maliyeti yaklaşık 1200 ruble.
- Bundan daha güçlü bir servo görmedim, kullandık, plastik şanzımanı var.
Servo yelpazesi oldukça geniştir. Ana üreticiler: Hitec, Futaba, Robo, TowerPro. Futaba daha pahalı ve kaliteli bir sürücü türüdür. En erişilebilir ve en ucuz olanları Hitec ve TowerPro'dur.
Çözüm: Servolar ulaşılabilir, nispeten ucuz ve kontrolü kolay bir aktüatördür. Onlar için ucuz güç kaynakları mevcuttur.
Çözüm: Karşılaştığım sürücülerin çoğunu inceledim. Ancak makale, hiçbir deneyimimin olmadığı bir fırçasız motor sınıfını içermiyor. BLDC'ler Sonraki adım gelişimi teşvik edin. Fırça düzeneğinin bulunmaması ve bunun sonucunda artan kaynak nedeniyle artık otomasyon ve robotiğe aktif olarak geçiş yapanlar onlardır. Ancak bunları yönetmek zaten daha zordur. Bir süre sonra bu tür bir sürücünün de makalede anlatılacağını düşünüyorum.
Robotik ve yaratılış çeşitli sistemler otomasyon sadece profesyoneller arasında değil, aynı zamanda radyo amatörleri arasında da büyük ilgi görüyor.
Teknolojinin hızlı gelişimi etkiledi modern pazar radyo-elektronik bileşenler. Çeşitli mikrodenetleyiciler, sensörler, röleler, genişletme kartlarından oluşan çok çeşitli seçenekler, bir tasarımcı gibi evde karmaşık bir teknik çözüm oluşturmanıza olanak tanır.
Daha önce bir Akıllı Ev sistemi oluşturmak ve uygulamak için uzman şirketlerle iletişime geçmek gerekiyordu, artık elemanların çoğu bağımsız olarak monte edilebiliyor. Amatör robot bilimi endüstriyel tasarımların gerisinde kalmıyor. Bir araya getirilen ev robotu belirli bir yörünge boyunca ilerleyecek, bir güneş panelinden şarj edilecek, ortamın sıcaklığını/nemini ölçecek ve alanın fotoğraflarını çekecek. Bu uzak tam liste ne eklenebilir, ancak bu model işlevsellik ve mantık açısından zaten benzer, örneğin uzay aracı Mars gezegenini araştıran Curiosity.
Günümüzde, deneyimli öğretmenlerin rehberliğinde genç neslin robot biliminde ustalaştığı radyo mühendisliği çevreleri yeniden canlanmaya başladı. Bu sadece eğlence değil, aynı zamanda matematik, fizik ve bilgisayar bilimi bilgisi gerektiren birçok zihinsel çalışmadır.
İnternette birçok eser bulunabilir. Bazıları özel ilgiyi hak ediyor:
Robot tasarlarken ve montajını yaparken ihtiyaç duyacağımız ana noktalara bakalım.
Bütçe planlaması
Bir robotun tasarlanması ve montajına yönelik çalışmalar bütçe planlamasıyla başlar. İşlevselliğe ve kullanıma bağlı olarak teknik üs robotun nihai maliyeti yüksek olabilir.
Çoğu proje için yalnızca orijinal yedek parçaları değil aynı zamanda analoglarını (kopyalarını) da kullanabilirsiniz. Bu, projenin maliyetini önemli ölçüde azaltacaktır. Birçok kişi Çin'deki çevrimiçi mağazalardan parça sipariş etmeyi tercih ediyor. Ücretsiz teslimatlı bir siparişin maliyeti, aynı parçaları satın almaktan daha cazip görünüyor, ancak Rusya'da büyük bir fark var.
Bir robot platformu seçme
En yaygın ve ucuz platformlar tekerlekli Ve paletli. Bu platformlar için pek çok hazır bileşen mevcut olduğundan başlangıç projesi olarak idealdirler.
Tekerlekli bir platformun herhangi bir sayıda tekerleği olabilir. En yaygın olanı üç ve dört tekerlekli modellerdir (2WD, 4WD). Yüzeyle temas alanının küçük olması nedeniyle tekerlekli platform kayabilir. 
Çekiş kaybını azaltmak için kauçuk lastikler kullanılabilir.
Ülkeler arası yeteneği arttırılmış paletli platformlar. Kaymayı önlerler ve çeşitli yapay ve doğal engellerin üstesinden gelebilirler. Platformun dezavantajı karmaşık mekanik kurulumdur.
Uzuvları olan robotlarçok düzgün olmayan yüzeylerde dengeli bir şekilde hareket edebilir. Ancak bu platformun ana dezavantajı kodlamanın karmaşıklığı ve yüksek nihai maliyettir.
Modern pazar, hava robotları için birçok hazır çözüm sunmaktadır. Özellikle popüler olanlar quadkopterler Ve helikopterler. 
Hava robotları yüzeyleri yukarıdan gözlemlemek ve filme almak ve ulaşılması zor yerleri keşfetmek için idealdir. Bazı şirketler malların teslimatı için aktif olarak hava platformları geliştiriyor ve kullanıyor. Hava platformunun önemli bir dezavantajı, bir kaza durumunda tüm yapının kısmen ve çoğu durumda tamamen kaybedilmesidir. 
İşlevselliği artırmak için mevcut türler platformlar kullanılıyor Çeşitli türler manipülatörler. Manipülatörler bir veya on benzersiz serbestlik derecesi ile donatılabilir.
Su platformları yaygın olarak kullanılmamaktadır. Esas olarak bilimsel ve endüstriyel alanlarda kullanılır.
Robot için motor seçimi
Yukarıda tartışılan platformların çoğunu hareket ettirmek için bir motor (elektrik motoru) gereklidir. Bu, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır. Motor seçimi robotun hareket şekline bağlıdır. 
Tekerlekli veya paletli platformlara uygun DC dişli motor. Şanzıman girişi bu durumda torku ayarlamanızı sağlar. Motorun her iki yanındaki şaft, dönme açısının ve tekerleğin kat ettiği mesafenin belirlenmesine yardımcı olan bir kodlayıcının takılmasına olanak tanır. Motor gücü, robotun ağırlığına göre hesaplanır. 
Step motor eşit adımlarla hareket eder. Adım motorları darbelerle kontrol edilir. Her darbe, dönmenin meydana geldiği bir dereceye dönüştürülür. Bu tip Motor, son derece hassas bir hareket açısının gerekli olduğu robotlara monte edilir. 
Servomotor DC motor, dişli kutusu, elektronik devreler ve açıyı ölçen döner potansiyometreden oluşur. Dönme açısı yaklaşık 180 derecedir. Servomotorlar yaygın olarak robot kollarında ve uzuvları olan robotlarda kullanılır.
Uygulamada birçok robot modeli şunları içerir: farklı şekiller motorlar. Merkezi kontrol için motor sürücüleri (Motor shield) kullanılır.
Bir motor kontrol cihazının (sürücü) seçilmesi
Düşük güçlü kontrol sinyallerini motorları kontrol etmeye yetecek akımlara dönüştürmek için şunu kullanırlar: motor sürücüleri (Motor Shield) 
Motor sürücüsü, motorun yalnızca hızını ve yönünü algılayabilir ancak sınırlı güç çıkışı nedeniyle bunları doğrudan kontrol edemez. Bu nedenle mikrodenetleyici olmadan motor sürücüsünün kullanılması mümkün değildir. Modern motor sürücülerinin mantığı kontrol etmenizi sağlar çeşitli türler motorlar hem ayrı ayrı hem de aynı anda. Sürücü seçerken anma gerilimine ve akımına dikkat etmeniz gerekir. 
Spesifikasyonlar genellikle tasarlandığı giriş voltajı aralığını ve akımını gösterir. Dahili aşırı yük koruma sistemlerine rağmen 5V'luk bir motoru 3V'luk bir kontrol cihazına bağlamamalısınız.
Robota takılması planlanan motorların tipi belirlenip onaylandıktan sonra kontrolör (motor sürücüsü) seçimi yapılmalıdır.
Kontrol Sistemi Seçimi
Robotu kontrol etmenin birkaç yolu vardır:
Kablolu kontrol
Bir robotu kontrol etmenin en kolay yolu kabloludur. Kontrol paneli robota bir kablo kullanılarak bağlanır. Karmaşık elektronik bileşenler gerektirmez. Önemli bir dezavantaj sınırlı harekettir. Kontrol aralığı tamamen kablo uzunluğuna bağlıdır. Çok uzun bir kablo sürekli olarak takılır ve dolaşır.
Kablosuz kontrol
Kızılötesi sinyal
Robotu kontrol etmek için uzaktan kumanda kullanılır. Bazı durumlarda normal bir TV uzaktan kumandasını yapılandırabilirsiniz. Robotun üzerine, mikrodenetleyiciye bağlanan ve kontrol sinyallerini ona ileten bir IR sensörü takılıdır. Tıpkı TV'nin uzaktan kumandasını kullanırken olduğu gibi robot, IR sensörünün doğrudan görüş hattında sınırlı bir mesafeden kontrol edilebilir.
Bluetooth
Bluetooth teknolojisi kullanıldığında, Bluetooth uyumlu cihazlar (tablet, cep telefonu, bilgisayar) kullanılarak robot kontrolü mümkün hale gelir. Bluetooth'un sınırlı bir çalışma aralığı (yaklaşık 10-15 m) olmasına rağmen, vericinin doğrudan görüş alanında olmanıza gerek yoktur.
Robot internet erişimi olan her yerden kontrol edilebilmektedir. Robotun wi-fi modülünü internete erişimi olan bir yönlendiriciye bağlamanız yeterlidir.
GPRS/GPS
Robotun konumunu belirlemek için GPS kullanılır. Navigasyonu kullanarak bir yol noktasının rotasını ve mesafesini hesaplayabilirsiniz.
GSM kartları, diğer telefonlardan arama yapma, arama alma, belirli bir tuşa basıldığında belirli bir numaraya SMS gönderme olanağı sağlar. Böylece telefonunuzdan SMS göndermek cep telefonu GSM ağı üzerinden robota komutları iletebileceğiz. Üstelik robotun kendisi GSM şebeke kapsama alanının olduğu herhangi bir noktaya konumlandırılabiliyor.
Mikrodenetleyici seçimi
Hepimizin zaten bildiği gibi, bir mikrodenetleyici, kontrol etmek için tasarlanmış bir mikro devredir. elektronik aletler. Nispeten performans gösterebilen tek çipli bir bilgisayardır. basit görevler. Etkileşim kurmak dış dünya Mikrodenetleyici, elektrik sinyalinin açılıp (1) veya kapatılabileceği (0) kontaklarla donatılmıştır. Pimler çeşitli cihaz ve sensörlerden gelen elektrik sinyallerini okumak için kullanılabilir.
Modern mikrodenetleyiciler entegre bir voltaj regülatörüne sahiptir. Bu, mikro denetleyicinin, tam çalışma voltajını sağlamamızı gerektirmeyen geniş bir voltaj aralığında çalışmasına olanak tanır.
Kullanılabilecek çok çeşitli mikrodenetleyiciler vardır ancak Arduino donanım platformu günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. 
Çapraz platform, düşük maliyet, açık mimari ve programlama dilinin basitliği nedeniyle Arduino yeni başlayanlar ve profesyoneller arasında oldukça popüler hale geldi.
Arduino platformunun kullanıldığı popüler projeler inşaattır basit sistemler otomasyon ve robotik. Bu platformu kullanarak akıllı bir ev düzenleyebilir, ev hava durumu istasyonu inşa edebilir ve robot biliminde ustalaşabilirsiniz.
Telemetri
Robotun etrafındaki dünyayı incelemek ve ölçmek için her türlü sensör kullanılır. Onların yardımıyla robotumuzun yerini bulabilir, nesnelere olan mesafeyi belirleyebilir, sıcaklığı/nemi/basıncı ölçebilir, alanın fotoğrafını çekebiliriz vb.
Doğru seçilmiş bir genişletme kartı, yeni sensör türlerinin eklenmesi sürecini büyük ölçüde basitleştirecek ve bizi tasarım aşamasında gömülü mantığı değiştirme ihtiyacından kurtaracaktır.
Uygun fiyatlı ve programlanması kolay ana sensör türlerine bakalım:
Uzay sensörleri
Ultrasonik telemetre
Ultrason kaynağı darbeli bir sinyal yayar ve alıcı, çeşitli engellerden gelen sinyal yansımalarını algılar. 
Nesneye olan mesafe, sinyalin gidiş-dönüş süresi analiz edilerek belirlenir. Kızılötesi telemetrelerden farklı olarak ultrasonik sensör, ışık kaynaklarından veya engelin renginden etkilenmez. Radyo amatörleri için en popüler ultrasonik telemetre HC-SR04'tür. 2 ila 450 cm arasındaki mesafeleri ölçebilmektedir.
IR mesafe sensörü
Çalışma prensibi, sensör LED'inin çevredeki nesnelerden yansıyan kızılötesi radyasyonunu analiz etmektir.
Bir yapının hareketli parçalarına olan mesafeyi belirlemek için mekanik cihazlara kurulum için tasarlanmıştır. Sharp GP2Y0A21YK0F optoelektronik mesafe sensörünün robotik projelerinde kullanılması uygundur. Algılama mesafesi 100 ila 550 cm arasında değişmektedir. Robotun bir engelle çarpışmasını önleyecektir.
Pozisyon sensörleri
Jiroskop cihazın uzaydaki konumunu ve hareketini belirlemenize olanak tanır: yerçekimi vektörüne ve dönüş hızına odaklanarak yuvarlanma ve düzeltme (eğim) açıları. Hareket ederken doğrusal ivmeyi belirler ve açısal hız kendi X, Y ve Z eksenleri etrafında konumlanır ve konumun tam bir resmini verir. 
MPU6050 yongasını temel alan en yaygın modül. Modül bir ivmeölçer, jiroskop ve sıcaklık sensöründen oluşur.
İklim sensörleri
Dijital sıcaklık ve nem sensörü ortamın sıcaklığını ve nemini ölçmenizi sağlar.
En yaygın sensörler: . DHT11 sensörüyle karşılaştırıldığında DHT22 sensörü yüksek ölçüm doğruluğuna sahiptir ve 0'ın altındaki sıcaklıkları ölçebilir.
Basınç ölçerölçmenizi sağlar Atmosfer basıncı. En uygun fiyatlı basınç sensörleri BMP180 sensörünü içerir. Sensörün I2C arayüzü vardır ve Arduino ailesinden herhangi bir platforma bağlanabilir. 
Gaz sensörleri
Gaz analizörleri propan, bütan, metan ve hidrojen sızıntılarını tespit etmenizi sağlar. Ayrıca iç mekan dumanını kontrol etmek için de kullanılabilir. Ölçümler sonucunda sensör, gaz içeriğine orantılı bir analog sinyal üretir. Ölçümlerin kalitesi ortamın sıcaklığına ve nemine bağlıdır. Bu özelliklere sahip sensör geniş aralık gazlar MQ-2.
Işık sensörleri
Işık sensörü robotumuzun gündüzü geceden, güneşli havayı bulutlu havadan, gölgeyi ışıktan ayırmasını sağlayacak. Bağlantı şemasının doğru yapılandırılması ve değiştirilmesi ile cihazın güneş panellerini güneşe doğru yönlendirmenize olanak sağlayacaktır. 
Tekerlekli bir robot için uygun motorlar nasıl seçilir? Robot yapımının başlangıcında bu soruya doğru cevap vermek pek kolay değil. Bunu yapmak için robotun ağırlığını bilmeniz gerekir ancak henüz yapılmamıştır. Ancak motorların teknik özellikleri ve boyutları mobil robotun nihai parametrelerini önemli ölçüde etkilemektedir. Almak için full bilgi, tork, hız ve güç dikkate alınmalıdır. Tekerlekli bir robot için hızının hesaplanabilmesi için ayrıca tekerleklerin çapının seçilmesi ve doğru dişli oranının belirlenmesi gerekmektedir.
Tork
Motor torku, dönme eksenine etki eden kuvvettir. Bir robotun hareket edebilmesi için bu kuvvetin robotun ağırlığından (şu şekilde ifade edilir) daha büyük olması gerekir: N/m).
Bazı insanlar kavram yerine onu kullanıyor tork, terim tork. Aslında aynı şey. Her ikisi de anlardır, sadece mühendislikte tork tekerleğe binen yüktür ve tork mühendislik biliminde “Malzemelerin Mukavemeti” olarak adlandırılan yüktür..
Tekerlekli bir robotun oldukça basitleştirilmiş idealleştirilmiş bir modelini ele alalım.
Bizim durumumuzda robotun ağırlığı eşittir 1 kg ve hareketinin maksimum hızına ulaşmak istiyoruz 1m/s tekerlek yarıçapı eşit olan 20 mm.
Belirli bir mesafe boyunca düz bir çizgide hareket ederken 1m hızına ulaşmak için gereken ivmeyi hesaplayınız. 1m/s.
robotun kat ettiği mesafe nerede, başlangıç hızı (bir yerden başlıyoruz dolayısıyla),
robotun hızı ve ivmesi nerede.
Modelimizde kabul edilen değerleri yerine koyalım, şunu elde ederiz:
m/sn 2
Robotu hareket ettirmek ve maksimum hıza ulaşmak için gereken ivmeyi elde etmek için gereken tork aşağıdaki şekilde hesaplanır:
Atalet momenti ve açısal ivme ne zaman, şunu elde ederiz:
Burada m/sn 2- serbest düşüşün ivmesi (10'a yuvarlayın), - tekerleğin yarıçapı, - tüm robotun kütlesi
Değerleri yerine koyarsak şunu elde ederiz:
mN m
N m olarak ifade edilen bir değeri kg cm'ye dönüştürmek için 1H = 0,102 kg ve 1 m = 100 cm olduğunu dikkate almanız gerekir. Dolayısıyla 50 mN m = 50 0,102: 1000 * 100 = 0,51 kg cm.
Ortaya çıkan tork, robotun iki motoru arasında dağıtılır ve yine de kullanılan dişlinin dişli oranına bölünmesi gerekir (daha fazla bilgi için bkz. dişliler okuyabilirsiniz).
Güç
Motorların maksimum gücünü hesaplamak için dakika başına devir olarak ifade edilen dönüş hızına ihtiyacımız var.
(devir/dakika) =
veya saniye başına radyan cinsinden
(rad/s) =
dairesel frekans yoluyla
Tekerleğin yarıçapını yerine koyarsak, şunu elde ederiz:
rad/s
devir/dakika.
Motor gücü tork ve hız ile orantılıdır:
Burada tork ve frekans formüllerini yerine koyarsak şunu elde ederiz:
Kullanma özdeğerler, alıyoruz
Yine tüm motorlar için toplam gücü elde ettik, bizim durumumuzda iki motor var, dolayısıyla sonucu ikiye bölmemiz ve tork hesabında olduğu gibi dişliler kullanılıyorsa dişli oranına bölmemiz gerekiyor.
