В Сети для начинающих робототехников есть схемы простых роботов, умеющих натыкаться на препятствия своими усами, и объезжать их, - электро тараканы.
В конструкции такого крохотного, размером с коробку сигарет, электронного таракана нет ничего кроме батареек, двух моторчиков и двух микро выключателей, - на которых собственно и "функционирует мозг" таракана :)
Конечно, собрать такую игрушку не сложно, и даже можно немного поиграть с ней... Ну а что потом?
Куда интереснее было бы снабдить крохотную искусственную зверюшку настоящим мозгом способным например, реагировать на звуки, свет, видеть движущиеся объекты, помигать светодиодами в ответ на звук или световой сигнал, а главное...
Главное, это память и способность самостоятельного обучения, - дрессировка этого создания :)
Вы думаете такое устройство собрать очень трудно? Оказывается, нет, - при наличии всего двух распространенных и дешевых микросхем общей стоимостью до 3 долларов США, собрать интеллектуального, обучающегося "таракана" можно всего за один вечер.
Применение очень мощного и распространенного микроконтроллера ATmega-8 позволяет зарядить в мозг этого миниатюрного робота размерами чуть больше спичечного коробка, до 8000 команд программы, а его энергонезависимая память данных, способна "выучить" до 512 условных рефлексов при "при дрессировке".
Конечно, кажущаяся простота этого робота полностью иллюзорна, так как все его умные функции "спрятаны" в программу зашитую в микроконтроллер.
Но зато, у этой модели практически не ограниченный ресурс для ваших экспериментов. Программу мы поможем вам написать на Бейсике (Bascom AVR), - по принципу "ОТ САМОГО ПРОСТОГО К СЛОЖНОМУ"! И постепенно совершенствуя ее, вы можете добавлять в робота удивительные по "умности" функции поведения и даже собственный "характер"...
К слову, сразу замечу, что в данной схеме использованы только некоторые ножки входов микроконтроллера. На самом деле у него в запасе еще множество "загадочных" возможностей и свободных ножек, к которым по мере освоения этой микросхемы и программирования на Бэйсике, вы сможете подключать и электронные уши (микрофоны) и другие интересные датчики или исполнители. Например можно "поручить" роботу бегать за мышами и стрелять в них лазером от лазерной указки или даже от DVD Рекордера :) Да мало ли что вы потом придумаете подключить к свободным ножкам ...
А пока немножко о схеме...
Весь робот состоит всего из двух микросхем, - электронного мозга на ATmega-8 (очень распространенная и мощная микро- ЭВМ со сверх экономичным потреблением энергии) и блока управления двумя двигателями на электронном реверсивном драйвере L293D . Эта микросхема как уже я сказал, - реверсивная. Это значит что каждый из двух подключенных к ней моторов она может не только включать на разной скорости, но еще и изменять направление вращения.
В качестве датчиков столкновения с препятствиями используются два микро переключателя механически связанных с длинными проволочными тараканьими усами торчащими у робота по бокам спереди.
Там же размещены фотодиоды FD1 FD2 выполняющие роль зрения, - точнее реакции на свет и тень. Эти диоды в последствии лучше снабдить простым усилителем на одном-двух транзисторах, тогда робот сможет реагировать не только на свет, но и на светлые и темные предметы или, например, бегать вдоль линий нарисованных на полу...
В минимальном комплекте на схеме изображены два красных светодиода, КОТОРЫЕ ЛУЧШЕ ВМОНТИРОВАТЬ В ГЛАЗА "ТАРАКАНА". Этими огоньками Наш робот может не просто светить но и подмигивать по программе в нужные моменты...
Источником питания может служить литиевый аккумулятор от китайского мобильника напряжением 3.6 вольт или четыре пальчиковых кадмий-никелевых элемента в пластмассовой панельке - напряжение будет около 5 вольт.
Моторчики лучше взять маломощные от портативных плееров или в крайнем случаи - от DVD проигрывателя.
Оськи моторчика можно снабдить небольшими резиновыми колесиками. Но скорее всего такой привод будет слишком слабым и вращаться слишком быстро. Поэтому делаем так, - закрепляем на винтики свободно вращающееся колесико от любой игрушки, диаметром 3-4 сантиметра. На оську каждого моторчика надеваем тонкую резиновую трубочку от велосипедного ниппеля и с помощью простого рычага и резинки (или пружинки) прижимаем эту оську сверху к колесику. Таким образом получаем простейший понижающий обороты фрикционный редуктор, который будет увеличивать силу тяги во столько раз, во сколько длина окружности колесика больше длины окружности оськи.
Телом робота может служить любая подходящего размера и формы пластмассовая деталька от чего-то ненужного, или коробочка.
Схема собранная из исправных деталей никакой наладки не требует. Микроконтроллер (Микро-ЭВМ) запаивать не нужно, а нужно установить на пластмассовую панельку, и конечно предварительно прошить программой в программаторе.
Эта микросхема позволяет стирать и записывать в нее новые программы более 10000 раз!
Понятно, что без программы наш робот даже не "проснется".
Но о программе робота, о его "Душе", и как ее можно легко залить в микропроцессор, поговорим в следующий раз.
Пока запасаемся деталями и моторчиками, и собираем механическое тело таракана...