Простые устройства
Просто об устройствах

Интерактивные роботы-конструкторы

Роботы-конструкторы – идеальная возможность совместить игру, обучение начальным принципам механики, а также простейшим навыкам программирования. Именно поэтому такие конструкторы пользуются столь большой популярностью во всем мире.

Различаются они способами и возможностями программирования, типами крепления механических деталей, а также материалами. Большинство электронных конструкторов начального уровня для детей имеют в комплекте специальное программное обеспечение, которое позволяет без труда задавать команды своему творению. Для программирования более совершенных моделей следует для начала изучить некоторые языки программирования.

Как правило, питание электронных схем роботов производится от батареек или аккумуляторов, что позволяет роботам автономно путешествовать по плоским и не очень плоским поверхностям. Оснащение различными датчиками, такими как датчики расстояния, удара, освещенности и т.п., позволяет роботам ориентироваться на местности, а юным роботостроителям изучать принципы работы промышленных систем, основанных на тех же принципах. Такие знания не будут лишними даже для закоренелых гуманитариев, поскольку в современном мире невозможно обойтись без начальных знаний в областях механики, энергетики и электроники.

Как правило, оснащенные датчиками роботы-конструкторы по праву могут называться интерактивными, то есть взаимодействующими с внешней средой или человеком.

Компания Мастер Кит, следуя своей уже более чем двадцатилетней традиции, предлагает различные конструкторы, позволяющие не только детям, но и всем интересующимся электроникой, освоить принципы конструирования, программирования и управления несложными роботами.

Рассмотрим несколько интерактивных роботов-констукторов, которых можно найти на сайте Мастер Кит.

  1. Робот-конструктор EK-501

Конструктор представляет собой модель для сборки, в которой сочетаются элементы механики (гайки, контргайки, шестеренки, редукторы и другие элементы) и электроники (печатная плата, электромоторы, клеммы). Устройство комплектуется подробными иллюстрированными инструкциями, помогающими ребенку самостоятельно или с помощью родителей собрать робота. Конструктор рассчитан на детей в возрасте от 5 до 12 лет, при его сборке не требуется пайки, поскольку все электронные компоненты соединяются разъемами.

Интерактивные роботы-конструкторы

Модель ЕК-501 – это робот, который самостоятельно передвигается и обходит препятствия, благодаря специальному датчику, позволяющему заранее узнать о преградах на своем пути и найти способ избежать столкновения. Для обнаружения препятствий робот оснащен светодиодом и датчиком освещенности. Эти элементы в совокупности с электронной схемой позволяют ему «видеть» препятствия и, приближаясь к ним, изменять направление движения. Максимальная зона действия системы обнаружения препятствий составляет приблизительно 45 см для препятствий белого цвета.

Корпус робота выполнен из прозрачного пластика, что позволяет ребенку наблюдать за работой механизмов собранной модели. Для сборки робота потребуется канцелярский нож и небольшая крестовая отвертка.

Робот работает от двух элементов типа AA 1.5 В для питания электродвигателей, и одной батарейки типа «Крона» 9 В для питания электронной части (в комплектацию не входят).

  1. NL01 Конструктор-робот СКИФ

Робот-конструктор СКИФ – это несложный в сборке колесный робот, который послужит отличной основой для освоения начал конструирования и программирования роботов подобного типа.

Механическая часть конструктора-робота построена на базе 4-моторного шасси и включает в себя несущую пластину длиной 170 мм и шириной 120 мм, четыре электромотора с редукторами и пластиковыми колесами с полиуретановыми шинами. Внешний диаметр шин около 80 мм. С такими колесами робот одинаково легко может перемещаться по гладкому полу и по пересеченной местности.

Электроника управления роботом построена на основе популярнейшей платформы Arduino, привлекающей огромное количество своих приверженцев легкостью и простотой использования.

Интерактивные роботы-конструкторы

Из деталей конструктора, входящих в предлагаемый набор, можно собрать 4-колесного робота высокой проходимости с ультразвуковым датчиком расстояния и инфракрасным датчиком препятствий. Электромоторы колес, датчики и блок управления устанавливаются на несущей металлической пластине, совместимой с распространенными металлическими механическими конструкторами. Добавляя к несущей пластине детали такого конструктора, можно создать своего неповторимого робота на колесах.

Блок управления роботом включает в себя оригинальную плату расширения R-5 с установленным на ней контроллером Arduino Nano и драйверами электромоторов колес. На несущей плате также монтируется держатель для шести пальчиковых батареек типоразмера AA или аккумуляторов AA (аккумуляторы в комплект поставки не входят), которые позволяют роботу автономно передвигаться в течение длительного времени.

Программы (скетчи), используемые для управления роботом, а также описание порядка сборки каждой модификации и описание датчиков находятся на компакт-диске, входящем в комплект поставки. Двигаясь от простых программ к более сложным, можно с легкостью освоить начала робототехники и собрать отличную высокотехнологичную игрушку-робота для ребенка.

При изучении программ для робота СКИФ необходимо будет освоить принципы работы датчиков и алгоритмов определения расстояния и препятствий, способы управления моторами робота, а также совместить эти знания при написании программ движения по помещению или пересеченной местности с препятствиями, лабиринту и т.п.

Приведем комплект поставки робота-констуктора:

  Несущая пластина     1 шт.
  Мотор-редуктор     4 шт.
  Колесо пластиковое     4 шт.
  Батарейный отсек на 6 шт. батареек АА     1 шт.
  Блок управления R-5     1 шт.
  Контроллер, совместимый с Arduino Nano     1 шт.
  Инфракрасный датчик ЛМ1-940     2 шт.
  Ультразвуковой датчик HC-SR04     1 шт.
  Сервомотор SG90     1 шт.
  Пластиковый держатель УЗ датчика     1 шт.
  USB кабель     1 шт.
  Стойка латунная 10 мм     2 шт.
  Стойка латунная 20 мм     4 шт.
  Винт М3 × 25 мм     8 шт.
  Винт М3 × 6 мм     14 шт.
  Винт М2 × 6 мм     2 шт.
  Гайка М3     2 шт.
  Гайка М2     2 шт.
  Комплект проводов     1 шт.
  Трубка пластиковая для ИК диодов     2 шт.
  CD диск с описанием и программами     1 шт.
  1. NL02 Конструктор-робот САРМАТ Амага

Конструктор-робот САРМАТ Амага предназначен для изучения основ электроники, программирования и конструирования школьниками в возрасте от 14 лет.

Робот построен по двухколесной схеме с передним опорным сферическим роликом и может передвигаться только по гладкой поверхности.

Для программирования используется бесплатная открытая платформа Arduino. Программы (скетчи), используемые для управления роботом, а также описание порядка сборки каждой модификации и описание датчиков находятся на компакт-диске, входящем в комплект поставки.

Конструктор-робот Сармат подходит как для новичков, так и для опытных любителей конструирования.

Интерактивные роботы-конструкторы

Школьникам, которые уже познакомились с контроллером Arduino, будет интересно продолжить изучение принципов программирования, взаимодействия датчиков и исполнительных устройств и механизмов на основе робота САРМАТ Амага.

В составе набора: блок управления R-5 с контроллером Arduino Nano и драйверами моторов, датчики, электромоторы, детали металлического каркаса и крепежные элементы. Детали шасси изготовлены из листового металла толщиной 0.8 мм и способны нести достаточно высокую механическую нагрузку. Размер штатных крепежных отверстий составляет 3.5 мм. На пластине размещены дополнительные отверстия диаметром 4.5 мм и шагом 10 мм, что позволяет использовать металлические детали распространенных конструкторов.

На несущей плате также монтируется держатель для шести пальчиковых батареек типоразмера AA или аккумуляторов AA (аккумуляторы могут быть приобретены дополнительно), которые позволяют роботу автономно передвигаться в течение длительного времени.

Контроллер Arduino Nano в сочетании с оболочкой программирования Arduino IDE очень просты для освоения программирования микроконтроллеров, являющихся основой многих программируемых электронных устройств. Подросток без помощи профессиональных инженеров и программистов сможет самостоятельно освоить основы сборки и программирования колесных роботов, начиная от простых моделей роботов, следующих по заданной траектории, до более сложных кибернетических систем, ориентирующихся в пространстве.

Набор деталей конструктора позволяет собрать две базовых модели роботов: робот, следующий по черной линии, а также робот с ультразвуковым датчиком расстояния. Для следования по черной линии используются два датчика линии, размещаемые в передней части несущей пластины. В домашних условиях черную линию можно получить, наклеив черную изоленту на пол или на лист ватмана. Задача робота – проехать с максимальной скоростью всю черную линию, не съехав нее. Для этого необходима хорошо отлаженная, оптимально написанная программа, и правильно настроенные датчики линии.

Ультразвуковой датчик устанавливается на сервомотор и, вращаясь с его помощью, сканирует наличие препятствий по ходу движения в угловом диапазоне от 0 до 180 градусов. Задачей робота с ультразвуковым датчиком – проехать по лабиринту от старта до финиша.

Модели роботов с ультразвуковым датчиком и датчиками линии используются при проведении соревнований по робототехнике.

  1. NL03 Конструктор-робот ПЕЧЕНЕГ Батана

Конструктор-робот ПЕЧЕНЕГ Батана представляет собой мощную платформу для строительства разнообразных колесных роботов и изучения программирования в среде Arduino.

В набор входят 4 мотор-редуктора, энкодеры, разнообразные датчики, сервопривод, дополнительные электронные компоненты, беспаечная макетная плата и пр. Большое количество винтов, стоек и конструкционных элементов позволяют построить как четырехмоторное шасси робота, так и двухмоторное шасси с шариковой опорой.

Датчики позволяют роботу следовать по линии, объезжать препятствия, реагировать на внешнее освещение и звук. Оригинальная плата R-5, на которую устанавливается контроллер Arduino Nano и драйверы электромоторов, служит также для удобного подсоединения датчиков и дополнительных элементов.

Макетная плата и набор дополнительных электронных компонентов позволяют изучать начала схемотехники и программирования микроконтроллеров без применения паяльника и специальных инструментов.

Интерактивные роботы-конструкторы

Интерактивные роботы-конструкторы

Из деталей конструктора, входящих в предлагаемый набор, можно собрать несколько модификаций колесного робота. Электромоторы колес, датчики и блок управления устанавливаются на несущей металлической пластине, совместимой с распространенными металлическими механическими конструкторами. Добавляя к несущей пластине детали такого конструктора, можно создать своего неповторимого робота на колесах.

На несущей плате также монтируется держатель для шести пальчиковых батареек типоразмера AA или аккумуляторов AA (аккумуляторы могут быть приобретены дополнительно), которые позволяют роботу автономно передвигаться в течение длительного времени.

Блок управления роботом включает в себя оригинальную плату расширения R-5 с установленным на ней контроллером Arduino Nano и драйверами электромоторов колес. Для программирования достаточно скачать и установить на свой компьютер программную оболочку Arduino IDE с сайта www.arduino.cc. Оболочка является бесплатной и открытой для всех пользователей. В Интернете можно найти огромной количество ресурсов, посвященных вопросам программирования на платформе Arduino.

Входящая в комплект макетная плата, дополнительные компоненты и программы на CD позволяют начать обучение программированию микроконтроллеров на простых примерах. Освоив простые приемы, можно переходить к более сложным задачам программирования роботов. Например, можно создать робота, который, реагируя на хлопок в ладоши, начинает двигаться по заданному маршруту в комнате с препятствиями, отслеживая освещенность и сообщая о своих действиях световыми и звуковыми сигналами.

Конструктор-робот ПЕЧЕНЕГ Батана будет желанным подарком, который в течение долгого времени может служить базой для творческих опытов детей и подростков, интересующихся электроникой, конструированием и робототехникой.

Предлагаем ознакомиться с другими материалами по теме электроники и электронных конструкторов для детей:

Источник: Радиолоцман

Добавить комментарий

Обсудить эту статью на форуме (0 ответов).

Copyright 2019 © simple-devices.ru.
При использовании материалов ссылка на simple-devices.ru обязательна.