अपना खुद का स्वायत्त रोबोट बनाने के लिए आपको क्या चाहिए

क्या आप कभी अपना रोबोट बनाना चाहते हैं? यह उतना मुश्किल नहीं है जितना आप सोच सकते हैं, या तो किट या मानक इलेक्ट्रॉनिक घटकों की एक सरणी का उपयोग करना।

मुख्य बाधा इसके माइक्रोकंट्रोलर, चेसिस, मोटर्स और सेंसर सहित एक पहिएदार रोबोट के निर्माण के लिए उपलब्ध विकल्पों की चौंकाने वाली संख्या को नेविगेट करना है। सबसे आसान विकल्प एक पूर्ण रोबोट किट खरीदना है, लेकिन यदि आप एक कस्टम-निर्मित रोबोट बनाना चाहते हैं, तो हम आपको बनाने के लिए मुख्य विकल्पों के बारे में चरण दर चरण बताते हैं।

1. माइक्रोकंट्रोलर / एसबीसी

आपके रोबोट को अपने सभी कार्यों को नियंत्रित करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक 'मस्तिष्क' की आवश्यकता होगी, जिसमें आंदोलन भी शामिल है। सबसे लोकप्रिय विकल्पों में से दो रास्पबेरी पाई और अरुडिनो हैं।

रास्पबेरी पाई एक सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर (एसबीसी) है जिसमें आर्म माइक्रोप्रोसेसर होता है जो एक पूर्ण लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम चला सकता है। रोबोट निर्माण का मुख्य लाभ यह है कि यह है Arduino जैसे माइक्रोकंट्रोलर से अधिक शक्तिशाली, आपको अधिक जटिल प्रोग्राम चलाने में सक्षम बनाता है। यह चेहरे की पहचान और एआई के अन्य रूपों के लिए आदर्श है, इसलिए आप वास्तव में एक स्मार्ट रोबोट बना सकते हैं।

एक और फायदा यह है कि आप इसे किसी भी भाषा में प्रोग्राम कर सकते हैं। पायथन में रोबोटिक्स के लिए सबसे लोकप्रिय में से एक, जो कोडिंग के नए शौक के लिए सी से कम कठिन है।

दूसरी ओर, एक Arduino, सरल रोबोटिक्स परियोजनाओं के लिए आदर्श है। साथ ही आम तौर पर कम लागत वाला होने के कारण, यह कम बिजली का उपयोग करता है, इसलिए पोर्टेबल पावर बैंक या बैटरी पैक को निकालने में अधिक समय लगता है।

जबकि यह सामान्य रूप से कंप्यूटर पर Arduino IDE का उपयोग करके C में प्रोग्राम किया जाता है, a use का उपयोग करना संभव है Arduino रोबोट को नियंत्रित करने के लिए ग्राफिकल IDE को Xod कहा जाता है.

अन्य माइक्रोकंट्रोलर रोबोटिक्स के लिए भी उपयुक्त हैं, जिनमें टेनेसी, बीगलबोन, माइक्रो: बिट और रास्पबेरी पाई पिको शामिल हैं।

2. हवाई जहाज़ के पहिये

अपने पहिएदार रोबोट के लिए, आपको इसकी बॉडी बनाने, इलेक्ट्रॉनिक्स रखने और मोटरों को माउंट करने (कोष्ठक का उपयोग करके) के लिए एक चेसिस की आवश्यकता होगी।

असंख्य हैं चेसिस किट विभिन्न आकारों और सामग्रियों में उपलब्ध है, आमतौर पर दो या चार पहियों वाले रोबोटों के लिए-कभी-कभी छह पहियों के लिए। अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स और मोटर्स को माउंट करने के लिए सरल प्लेटफॉर्म हैं; अधिक महंगे विकल्पों में एक निलंबन प्रणाली शामिल हो सकती है।

वैकल्पिक रूप से, आप प्लास्टिक, धातु, लकड़ी, लेगो ईंटों, या यहां तक ​​कि कार्डबोर्ड जैसी सामग्रियों से अपने स्वयं के DIY चेसिस को कस्टम-बिल्ड कर सकते हैं। एक महत्वपूर्ण विचार यह है कि आप अपने रोबोट को कितना कठोर बनाना चाहते हैं। यदि इसे कठिन इलाके से निपटने की आवश्यकता है, तो आप अधिक टिकाऊ चेसिस चाहते हैं।

3. मोटर्स

अपने रोबोट को स्थानांतरित करने के लिए, आपको मोटरों की आवश्यकता होगी। पहिएदार रोबोट के लिए, ये मानक डीसी मोटर होंगे जो सर्वो या स्टेपर मोटर्स के विपरीत उच्च गति पर स्वतंत्र रूप से घूमते हैं।

कुछ मोटर्स में टॉर्क बढ़ाने और भारी भार को चलाने के लिए एक अंतर्निर्मित गियरबॉक्स होता है। गियर (या गति में कमी) अनुपात की जाँच करें: यह जितना अधिक होगा, उतना ही अधिक टॉर्क और गति कम होगी। शुरुआती परियोजनाओं के लिए उच्च अनुपात की सिफारिश की जाती है।

यदि आपको मोटर गति के सटीक पढ़ने और नियंत्रण की आवश्यकता है, तो a. जोड़ने का विकल्प भी है प्रत्येक मोटर शाफ्ट के लिए चुंबकीय या ऑप्टिकल गति एन्कोडर, जो डेटा को आपके पास वापस फीड करेगा माइक्रोकंट्रोलर।

प्रत्येक मोटर की गति को आमतौर पर PWM (पल्स-चौड़ाई मॉडुलन) द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसमें डिजिटल ऑन-ऑफ दालों की एक धारा भेजना शामिल होता है: एक चक्र में दालों पर जितना अधिक होगा, उतनी ही तेजी से यह घूमता है।

4. मोटर चालक

आप DC मोटर्स को सीधे अपने सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर या माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड से कनेक्ट नहीं कर सकते, क्योंकि बाद वाला मोटर्स के लिए पर्याप्त बिजली की आपूर्ति करने में सक्षम नहीं होगा और आप बोर्ड को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

इसके बजाय, आपको मोटर्स और आपके माइक्रोकंट्रोलर के बीच और पावर स्रोत से जुड़े मोटर ड्राइवर / कंट्रोलर बोर्ड की आवश्यकता होगी। कम लागत वाले ड्राइवर बोर्ड अक्सर L298N या DRV8833 दोहरे चैनल H-ब्रिज चिप पर आधारित होते हैं। चैनलों की संख्या निर्धारित करती है कि कितने मोटर्स को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए आपको 4WD या 6WD के लिए अधिक चैनल (और ड्राइवर) की आवश्यकता होगी।

जबकि इलेक्ट्रॉनिक्स ज्ञान वाले किसी व्यक्ति के लिए अपना एच-ब्रिज मोटर ड्राइवर बनाना संभव है, ड्राइवर बोर्ड खरीदना आसान है। रास्पबेरी पाई पर माउंट करने के लिए कई एचएटी उपलब्ध हैं, और एक समर्पित Arduino के लिए मोटर शील्ड.

मोटर चालक चुनते समय एक महत्वपूर्ण कारक यह सुनिश्चित करना है कि यह मोटर्स द्वारा आवश्यक वोल्टेज, साथ ही साथ उनके निरंतर परिचालन प्रवाह को संभाल सके। यदि आप मोटर्स के स्पेक्स में बाद वाले को नहीं ढूंढ सकते हैं, तो यह आमतौर पर स्टॉल करंट से 20% से 25% कम होता है। मोटर चालक की अधिकतम धारा मोटरों की सतत धारा से लगभग दोगुनी होनी चाहिए।

5. पहियों

स्वाभाविक रूप से, ये एक पहिएदार रोबोट के लिए आवश्यक हैं! एक साधारण दो-पहिया रोबोट शुरुआती लोगों के लिए सबसे आसान है, आमतौर पर संतुलन बनाए रखने में मदद करने के लिए इसमें एक छोटा बिना शक्ति वाला ढलाईकार, पहिया या सामने की तरफ स्किड होता है।

एक चौपहिया रोबोट अगला कदम है, जो अतिरिक्त स्थिरता और नियंत्रण प्रदान करता है। यदि आप सच्चे 4WD के लिए प्रत्येक मोटर/व्हील का स्वतंत्र नियंत्रण चाहते हैं, तो आपको अपने बोर्ड पर दो दोहरे चैनल मोटर ड्राइवर चिप्स की आवश्यकता होगी। वैकल्पिक रूप से, आप प्रत्येक चैनल पर दो मोटरों को नियंत्रित करने के लिए एक ड्राइवर का उपयोग कर सकते हैं, बशर्ते कि उन सभी को संभालने के लिए पर्याप्त अधिकतम वर्तमान क्षमता हो।

ऑफ-रोड इलाके के लिए, आप छह पहियों तक भी जाना चाह सकते हैं, लेकिन आपको उन्हें समायोजित करने के लिए एक लंबी चेसिस की आवश्यकता होगी। आप अतिरिक्त पकड़ के लिए कैटरपिलर ट्रैक जोड़ सकते हैं, या यहां तक ​​​​कि एक रॉकर-बोगी सिस्टम भी जोड़ सकते हैं जैसा कि नासा के पर्सवेरेंस मार्स रोवर पर दिखाया गया है।

जबकि उन्हें और उनके मोटरों को घुमाने के लिए सर्वो का उपयोग करके स्टीयर करने योग्य पहियों का होना संभव है, रोबोट को चलाने के लिए सबसे सामान्य तरीका यह है कि पहियों को एक तरफ से दूसरे की तुलना में तेजी से चलाया जाए।

एक और दिलचस्प विकल्प मेकनम पहियों का उपयोग कर रहा है, जिनके विशेष रोलर्स उन्हें एक निश्चित पैटर्न में चार पहियों को घुमाए जाने पर बग़ल में ले जाने में सक्षम बनाते हैं। समानांतर पार्किंग के लिए बढ़िया!

6. शक्ति

आपके रोबोट को मेन पावर आउटलेट से जोड़ना थोड़ा सीमित होगा, इसलिए आपको बिजली के पोर्टेबल स्रोत की आवश्यकता होगी। दो मुख्य विधियाँ हैं:

1. मोटर्स और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अलग-अलग बिजली स्रोतों का प्रयोग करें।
2. बीईसी (बैटरी एलिमिनेटर सर्किट) के माध्यम से दोनों से जुड़े एकल शक्ति स्रोत का उपयोग करें। आपके मोटर चालक बोर्ड में बीईसी शामिल हो सकता है।

आप जो भी विकल्प चुनते हैं, संभावित बिजली स्रोतों में यूएसबी पावर बैंक शामिल हैं, बैटरी पैक (जैसे 4x AA), और LiPo बैटरी। बस सुनिश्चित करें कि आप सही वोल्टेज और वर्तमान स्तरों की आपूर्ति कर रहे हैं। कई मोटर ड्राइवर बोर्ड ओवर-करंट और रिवर्स पोलरिटी से सुरक्षा प्रदान करते हैं।

7. सेंसर

हालांकि आपके रोबोट को एक सेट पैटर्न में स्थानांतरित करने या रिमोट डिवाइस से इसे मैन्युअल रूप से नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राम करना संभव है, सेंसर जोड़ने से यह स्वायत्त रूप से कार्य करने में सक्षम होगा।

एक अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर, जैसे कि कोर्ट-SR04, रोबोट को इसके आगे एक दीवार या अन्य बाधा को महसूस करने की अनुमति देगा ताकि वह टालमटोल की कार्रवाई कर सके।

फर्श पर पथ का अनुसरण करने के लिए रोबोट प्राप्त करना एक अन्य लोकप्रिय विकल्प है। सामने की ओर लगे एक या अधिक IR लाइन-निम्नलिखित सेंसर इसे फर्श पर एक अंधेरी रेखा का पता लगाने और उसके साथ चलने में सक्षम बनाते हैं।

आप अपने रोबोट को एक छोटे कैमरे के साथ 'आंखें' भी दे सकते हैं। वस्तुओं या चेहरों का पता लगाने के लिए ओपनसीवी जैसे कंप्यूटर विज़न लाइब्रेरी का उपयोग करके छवियों की व्याख्या की जा सकती है।

अपना खुद का स्वायत्त रोबोट बनाएं: सफलता

अब आपके पास अपना खुद का पहिएदार रोबोट बनाने का एक सिंहावलोकन है। हमें उम्मीद है कि इसने आपको रोबोटिक्स की अद्भुत दुनिया में अपना पहला प्रवेश करने के लिए प्रेरित किया है। एक बार जब आप अपना पहला रोबोट बना लेते हैं, तो हो सकता है कि आप एक अलग प्रकार बनाना चाहें, जैसे कि पैरों वाला या रोबोटिक भुजा वाला।

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