Beam-роботы и beam-робототехника
Beam-роботы
– это удивительный мир с собственной неповторимой эстетикой. BEAM-робототехника позволяет создавать простых и шустрых
BEAM-роботов
, наделенных уникальным поведением, из доступных и распространенных компонентов без необходимости сложного программирования.
В 1960-х и 70-х годах почти всем казалось, что создание мыслящих и исполнительных роботов – дело самого ближайшего будущего. Университеты и научно-исследовательские институты без устали создавали лаборатории робототехники и искусственного интеллекта.
Некоторые исследователи и разработчики роботов пытались бороться с возникшими проблемами путем модификации алгоритмов и наращивания мощности аппартной части, отвечающей за вычисления и исполнение все более и более усложняющихся алгоритмов. Но один из известнейших исследователей в области робототехники Родни Брукс (Rodney Brooks)
из MIT предложил радикально другой подход. Вдохновленный насекомыми и другими существами с маленьким мозгом, он задался вопросом: как может выглядеть архитектура робота, базирующего свои действия не на построении сложной внутренней модели окружающей среды, а строящего свое поведение как непосредственную реакцию на возникающие внешние раздражители.
Результаты оказались впечатляющими: насекомоподобные типы роботов, могли сделать почти все, на что были способны роботы, создающие внутренню модель. При этом они обладали намного меньшими вычислительными мощностями. Многие робототехники были вдохновлены работой Брукса.
Присутствуя на одной из лекций доктора Брукса в конце 80-х в Университете Ватерлоо, Тилден поинтересовался: насколько Брукс допускает возможность упрощения роботов до такой степени, что они вообще не будут использовать цифровые вычисления. Как вспоминает сам Марк Тилден в своем письме для сайта “МойРобот.ру”:
В результате Марк Тилден задал себе вопрос: “существуют ли минималистичные, элегантные, эффективные, малобюджетные решения для управления автономным роботом?” Ответом на это вопрос стало появление BEAM-робототехники. Тилден популяризировал свои идеи и сформировал целую культуру в создани роботов, навсегда изменив мир робототехники.
Как сделать beam-робота
Алексей Будников
Еще недавно все эти Электроники, Терминаторы и прочие Железные Дровосеки рождались исключительно в бурном воображении фантастов. Однако уже сейчас сосуществование робота и человека стало уже почти обыденным, и все чаще звучат слова о том, что третье тысячелетие будет принадлежать именно этим искусственным созданиям. (Андрей Ильин)
Введение
Робототехника с каждым месяцем развивается, появляются новые виды роботов, новые возможности; количество инвестиций в сферу робототехники с каждым годом увеличивается, привлекается все больше молодых ученых, самоучки-робототехники потрясают своими безумными изобретениями…
Этот список можно продолжать еще долго. Но основная мысль все выше сказанного – РОБОТОТЕХНИКА ШАГАЕТ СЕМИМИЛЬНЫМИ ШАГАМИ.
Именно в данный момент, в настоящее время, в то время, в которое живем мы с вами, развиваются роботы! Развивается целая индустрия, которая в будущем будет многим приносить миллионы. Как говорится, океану пофиг черпаешь ты из него ложками или цистернами.
Именно сейчас нужно ловить волну!
К этому я вас призываю и помогаю. Помогаю тем, что делюсь своим опытом, своими знаниями…
Создание робота
Все…хватит всяких речей, нужно действовать!
Как вы уже поняли, будем мы делать робота, который будет ехать к источнику света и останавливаться, если такового нет. Стоит сказать, что это самый простой робот, которого может сделать каждый без какого-либо образования. Схема создания данного робота описана на многих сайтах, но ни на одном из них не написано как действительно нужно соединять все провода, микросхемы, двигатели и другое. Одно дело, когда человек видит голую схему, которую не каждый и поймет, а другое дело, когда все дотошно и понятно показано на фотографиях.
В этой статье я ничего нового не открываю, не делаю какого-то нового робота.
Я просто взял схему робота, описанную на многих сайтах рунета, сделал по ней робота. Но все свои действия я сфотографировал.
.gif)
Данная статья представляет собой небольшой пошаговый обучающий курс по созданию реального робота.
Шаг 1
Итак…наша задача сделать BEAM-робота. Что для этого нужно?
- L293D (драйвер двигателей) – 280 рублей (1 штука)
- Резистор не мене 100 Ом (я использовал 180 Ом) – 36 рублей (2 штуки)
- Фототранзистор – 23 рубля (2 штуки)
Это основные детали, которые нам понадобятся. Но нужен еще корпус робота, источник питания, двигатель и колеса.
Я не захотел изобретать велосипед и поэтому взял корпус от своей старой игрушки, два электромотора 203:1 и гусеничное шасси. И у меня получилась вот такая конструкция.
Но не думаю, что у вас есть такая же игрушка. Поэтому альтернативным вариантом будет создания корпуса из… дерева. Да-да – из дерева. Не пугайтесь. Конечно, вы можете сделать и из пластмассы, но не у каждого она есть. А вот дерево везде можно найти.
Корпус нашего робота будет состоять из прямоугольника со сторонами 100 мм на 60 мм (ширина может быть больше, если вы будете использовать электродвигатели больших размеров).
Вот такая конструкция должна получиться, если вы будете делать корпус из древесины. Цифрами обозначены:
- Электромотор с колесом
- Электромотор с колесом
- Шарик со сквозным отверстием, через которое пропущена проволока и прикреплена к корпусу
Думаю, что с корпусом вы дальше сами разберетесь, потому что это не самая главная проблема, которую нам нужно решить, да и если вы захотели сделать робота, то смекалка у вас точно должна быть.
Шаг 2
Ну что же… вы сделали корпус и теперь можно приступать к паяльным работам.
Я не буду рассказывать про всякие параметры L293D: об этом вы можете прочитать на других сайтах. Я покажу вам фотографии, на которых вы наглядно увидите, что и куда нужно подсоединять.
Поехали!
Для начала берем L293D и разгибаем входы-выходы.
Шаг 3
К двум электромоторам припаиваем четыре провода.
Шаг 4
Берем держатель батареек и припаиваем к минусу два провода.
Шаг 5
Теперь берем пять проводков, и соединяем их вот так.
К этой конструкции подсоединяем резистор, фототранзистор и еще один провод. Очень важно: резистор припаиваем к короткой ножке фототранзистора, а синий провод – к длинной.
Шаг 6
Сейчас будем все подсоединять к драйверу двигателей.
Для начала – четыре провода к ENABLE1 и Vss, Vs и ENABLE2.
Подсоединим фототранзисторы к INPUT1 и INPUT4.
Шаг 7
Ну а сейчас соединим получившуюся конструкцию с двумя двигателями.
На рисунке: верхний мотор припаиваем к OUTPUT1 и OUTPUT2, а нижний к OUTPUT4 и OUTPUT3.
Шаг 8
Вот практически и все: осталось только все это соединить с источником питания. Я использовал три батарейки типа АА на 1.5 В.
Сначала подсоединим минус (черный провод, к которому подсоединены два синих – GND и GND, GND и GND)
Ну а красный провод (плюс) – от держателя батареек к концу левого резистора.
Как видно на рисунке, я припаял красный провод не напрямую к резистору, а через выключатель.
Заключение
Вот мы с вами и сделали несложного BEAM-робота, который реагирует на световые лучи.
Конечно, можно сделать так, чтобы наш робот следовал за рукой или по линии, но это уже отдельная история, к которой мы еще вернемся.
robot-blog.ru
Какие черты, присущие живым существом мы можем реализовать в таких роботах?
Первая черта одна из самых главных. Это движение. Второе это питание. Робот будет потреблять не только энергию батареек, но также и солнечную энергию.
С помощью в различных датчиков можно имитировать органы чувств, например, простейшее зрение. Такой вид beam роботов называется фототропы. Они реагируют на свет. Схемы реконструкции фототропов встречаются чаще, чем другие виды, так как солнечная энергия является наиболее эффективным бесплатном способом подзарядки.
Также можно цитировать другие органы чувств. К примеру вот этот простейший робот реагирует на громкие звуки.
Такой робот относится к виду аудио тропы. При обнаружении громкого звука он начинает вибрировать и голова светится красным цветом. То есть можно сказать, что он принимает агрессивную окраску, так же как в живой природе. Некоторые организмы отпугивают врагов. Такая акция длится в течение нескольких секунд.
Давайте рассмотрим схему. Микросхема ne 555 здесь работает в ждущем моно стабильном режиме и активируется, когда микрофон улавливает звуки.
Микрофон используется обычный электретный. Сигнал от него усиливается транзисторами и поступает на вход. К выходу подключен светодиод с ограничивающим резистором и вибромотор типа таблетка от мобильного телефона. Он рассчитан на три вольта. Конденсатор c2 предотвращает активация схемы при подаче питания, но его можно и не ставить.
Все компоненты схемы были скреплены между собой навесным монтажом. Все это было помещено в корпус. Такие можно встретить в торговых автоматах за 10 рублей. Затем все было залито термоклеем. До застывания он был более прозрачным и компоненты были видны, а когда клей затвердел, все стало не так прикольно выглядеть. Ножки сделаны из скрепок и детали от ручки.
На корпусе и на крышке сделаны контакты для источника питания. А источником является две батарейки по 3 вольта каждая. При питании от одной такой батарейки робот будет только издавать вибрацию без свечения светодиода.Когда микрофон оказался внутри корпуса очень сильно пострадала чувствительность робота. Поэтому не повторяйте ошибку. Микрофон должен быть снаружи.
Схема робота паука
Теперь давайте рассмотрим робота паука. Его особенность заключается в том, что он просыпается когда рядом с ним присутствует электрическое поле. При этом у него светятся два ярких глаза.
Схема BEAM паука очень простая. Ее основной деталью является полевой транзистор. В данном случае кп 103. Затвор этого транзистора является антенной. И когда она улавливает поле, то сопротивление участка сток-исток сильно возрастает, что приводит к открыванию биполярного p-n-p транзистора vt2.
Первоначально автор видео хотел сделать ходячего паука. Но микро моторчик отказался проводить его в движение. Плата получилось чуть больше, чем хотелось из-за переключателя. Питается схема BEAM от одной трех-вольтовой батарейки.Далее на видео с 5 минуты
Выпуск 2 далее еще в одном ролике канала Паяльник TV
