среда, 28 мая 2008 г.

BEAM роботы

BEAM-роботы - это весьма примитивный вид роботов, логика работы которых полностью реализуется с помощью достаточно простых микросхем. Очень часто BEAM-робот только и умеет, что ездить на свет или звук, и издавать какие-то звуки (либо мигать светодиодом) - если пора подзарядить батарейку. И тем не менее, несмотря на примитивность таких роботов, создать хотя бы одну такую штуковину - просто обязан любой начинающий робототехник! Ведь это очень интересно, забавно, здорово, и совсем не сложно.

Самым, наверное, «крутым» BEAM-роботом - был Бастер. В книге Дэвида Хейзермана, автора идеи Бастера, описывается пошаговое создание этого робота: сначала это просто радиоуправляемая игрушка, затем функций становится все больше и больше, и постепенно Бастер превращается в забавное, увлекательное существо, вносящее оживление и радость в Ваш дом.

Книга наполнена схемами, рисунками, интересными идеями. Конечно, придется очень много паять. Но никто не заставляет делать Бастера до конца. Можно остановиться на любом шаге, а можно использовать просто часть принципиальных схем, рассмотренных автором, для создания собственного - возможно, еще более интересного, - робота.

Вообще, я не раз касался, тем или иным образом, концепции BEAM-роботов:

  • В сообщении Своими руками - представлял видео изготовления простенького BEAM-робота на солнечных батареях, и ссылку на статью про конструирование робота из зубной щетки.
  • В сообщении Интернет о роботах-2 - выкладывал ссылку на неочевидное место со сведениями по BEAM-роботам - форум мотоклуба «Дырчик».
  • и т.д.

В вышеупомянутом Дырчике приведена очень интересная классификация BEAM-роботов. Думаю, в основном эта классификация применима даже и к обычным роботам... Вкратце расскажу о ней здесь. Прежде всего, BEAM-роботы делятся на сидячих и способных к передвижению.

Сидячие BEAM'ы питаются, чаще всего, от солнечных батарей, и могут лишь мигать светодиодами, либо издавать звуки. Обратите внимание, роботами я их не назвал, назвал просто - BEAM-ы (см. мой взгляд на определение понятия робот).

Сродни сидячим - настольные BEAM-ы, сами к передвижению по-прежнему не способные, однако имеющие механические приспособления, благодаря чему они могут двигать отдельными частями своей конструкции. Характерным примером настольного BEAM-а может служить поворачивающаяся к источнику света голова :)

Способные к передвижению, исходя из способа этого самого передвижения, делятся на следующие подтипы:

  • Колесные
  • Извивающиеся
  • Ползающие (сюда же входят гусеничные BEAM-роботы)
  • Прыгуны
  • Ходящие (среди BEAM-роботов двуногих конструкций почти не встречается, чаще всего ног не менее четырех)
  • Плавающие
  • Летающие

BEAM-роботы используют для своего передвижения энергию либо обычных батарей, либо солнечных. Во втором случае они получаются абсолютно автономными: поставил его на пол, и он дальше живет своей жизнью... :)

Большинство BEAM-ов обладает еще двумя абсолютно характерными чертами: они, во-первых, маленькие, а во-вторых - смотрятся очень красиво, эстетично (не зря буква A расшифровывается в этой аббревиатуре как Aesthetics - эстетика).

Меня на написание сегодняшнего сообщения во многом натолкнула новостная статья о кузнечике с Мембраны. Попробую немного развить эту "кузнечную" идею.

Принцип действия робота незамысловат и прост: малюсенький моторчик накручивает пружину до определенного момента, затем пружина резко разгибается, и кузнец летит куда-то далеко-далеко. Построить такого не так уж и сложно, в статье лишь обращают внимание, что очередной кузнечик оказался гораздо практичнее в конструкции, и побил прежний рекорд, прыгнув на высоту, в 27 раз превышающую его собственную высоту (предыдущий рекорд - 17 длин тела механического кузнеца).

Сама собой напрашивается идея использовать такого робота с солнечными батареями. Комплект батарей можно купить, например, на Ekits. Схема подключения солнечных батарей к любому моторчику придумана давным давно:

А раз уж есть солнечные батареи, почему бы не сделать из кузнечика планер? Тогда ему будет гораздо проще приземлиться, и улететь он сможет гораздо дальше. Чтобы «крылья» не мешали прыжку - их нужно перед прыжком сложить, а после прыжка - развернуть. Для более удачного приземления пригодятся "лыжи".

И еще, сами понимаете, настоящий BEAM-робот должен иметь цель. А любой робот, созданный с использованием солнечных батарей, должен предпочитать темноте свет. Для этого, бесспорно, следует предусмотреть возможность поворота робота, с использованием пары фотодиодов для выяснения направления поворота. Эта задача также более чем решаема.

Весь жизненный цикл робота, таким образом, состоит из следующих состояний:

  1. Поиск следующей цели: вся энергия солнечной батареи уходит в моторчик поворота, причем моторчик для простоты вращает робота только в одном направлении, до тех пор, пока два фотодиода покажут примерно одинаковое количество света. В результате, робот нацеливается на источник света.
  2. Натягиваем пружину: После нацеливания срабатывает реле, и все напряжение от солнечной батареи начинает уходить во второй мотор, который натягивает нашу пружину. Пружина подсоединена не только к прыжковым «ногам», но и к первому мотору, который отвечает за разворот, а также к «крыльям». В результате натяжения пружины крылья складываются в гармошку, а первый мотор - втягивается в корпус робота, чтобы не мешать при прыжке.
  3. Прыжок: на «ногах», «крыльях», или в пазе, куда затягивается первый мотор - нужно разместить кнопку, которая будет означать, что пружина достаточно натянута для прыжка. При нажатии на эту кнопку, освобождается прыжковая защелка, и робот взлетает высоко вверх. По мере освобождения пружины также расправляются «крылья», и робот начинает планировать к земле.

Вот такая вот у меня лично возникла идея :) Честно скажу, на практике я кузнеца никогда не строил, так что в каких-то деталях могу ошибаться.

Благодаря разнообразию BEAM-конструкций - всегда найдется такой робот, который лично Вы сможете построить быстро, и одновременно это будет лично Вам весьма интересно :)

А ресурсов по BEAM-роботостроению - хватает!

Например, обязательно ознакомьтесь с весьма популярной статьей с сайта «Мой робот», про изготовление простейшего робота на основе одной микросхемы.

Кроме того, информация есть и на Робофоруме, там организован даже небольшой раздел в помощь BEAM-роботостроителям.

Итог: робототехника должна начинаться со слова BEAM, господа!

7 комментариев:

  1. А бим роботы не что так прикольные

    ОтветитьУдалить
  2. можно ли заменить L293D на RX-2-C(или G)это драйвер двигателей из р/у машинки

    ОтветитьУдалить
  3. Cхема солнечного робота
    Скачать

    ОтветитьУдалить
  4. Кто видел? вышел хороший источник про роботов и робототехнику. Вроде ребята замылсли серьезный сайт

    ОтветитьУдалить
  5. Комплектующие для BEAM-роботов: http://dvrobot.ru

    ОтветитьУдалить

Внимание! Реклама и прочий спам будут беспощадно удаляться.