15 лучших проектов роботов на Arduino

По мере развития экосистемы Arduino проекты роботов на Arduino становятся всё интереснее и совершеннее. Робототехника на Arduino переживает настоящий бум, и сегодня мы рассмотрим несколько самых впечатляющих примеров, которые входят в число лучших проектов Arduino.

Arduino — это компания, разрабатывающая открытое аппаратное и программное обеспечение, прославившаяся своими платами для микроконтроллеров. По сути, это крошечные компьютеры на одной интегральной схеме, для работы с которыми существует собственная среда разработки (IDE). С момента появления первых плат в 2005 году индустрия микроконтроллеров шагнула далеко вперёд, подарив нам тысячи устройств. Многие из представленных ниже проектов используют Arduino Mega 2560 — настоящую рабочую лошадку с 54 цифровыми пинами и 16 аналоговыми входами. Однако для специфических задач отлично подходят и другие платы, например, миниатюрная Teensy или MKR GSM 1400 для проектов с сотовой связью. Всё это многообразие привело к взрывному росту самодельных проектов.

В этой статье мы собрали 15 проектов роботов на Arduino, где роботом считается любое устройство, использующее плату Arduino, как минимум один активатор и движущиеся части для взаимодействия или выполнения задачи. Начнем!

Интерактивные роботы

Эти роботы созданы в первую очередь для обучения, экспериментов и творчества. Хотите ли вы освоить программирование, испытать новые датчики или просто принять новый вызов — эти идеи станут отличным стартом.

Otto Ninja

Otto Ninja — отличный Arduino робот для начинающих, который превращает обучение робототехнике в увлекательную игру. Сборка проста благодаря понятным инструкциям, а программировать робота можно даже с помощью визуальной среды Scratch. В отличие от других версий Otto, этот гуманоидный ниндзя оснащён руками, колёсами и даже игрушечным мечом. Танцуйте, сражайтесь или просто исследуйте мир вместе с этим задорным ботом. В основе проекта — огромное открытое сообщество и удобное программное обеспечение.

Сложность: Начинающий

Дизайнер: OttoDIY

Страница проекта: Printables

Основные компоненты: Arduino Nano, детали, напечатанные на 3D принтере, плата расширения Nano I/O, сервоприводы, ультразвуковой датчик

SMARS

Это один из самых популярных проектов роботов на Arduino благодаря простой конструкции и богатому обучающему контенту. Для сборки этого механического приятеля не нужны ни винты, ни клей, ни пайка. Модульная конструкция позволяет легко экспериментировать с различными датчиками. При печати гусениц можно использовать гибкий филамент TPU для лучшего сцепления, а детали соединить отрезком пластиковой нити. Питание может быть как от литиевого аккумулятора, так и от батареек AAA. Проект предельно прост для новичков, но создатель опубликовал и несколько продвинутых модификаций для расширения функциональности.

Сложность: Начинающий

Дизайнер: tristomietioredeituit

Страница проекта: Thingiverse

Основные компоненты: Arduino Uno, детали, напечатанные на 3D принтере, моторы, драйвер двигателей, ультразвуковой датчик, инфракрасный датчик

Малыш ВАЛЛ-И

С этим проектом вы сможете создать собственную миниатюрную версию робота ВАЛЛ-И, спасающего мир. Несмотря на крошечный размер, в нём множество подвижных деталей, которые с большим шармом воспроизводят характерные выражения и звуки. Вам понадобится терпение и много часов на печать и сборку, но результат того стоит. Возможность удалённо открывать и закрывать крышку уплотнителя добавляет этой сборке уникальности.

Сложность: Начинающий

Дизайнер: ProfBoots

Страница проекта: Thingiverse, GitHub

Основные компоненты: Arduino Nano, Bluetooth-модуль, сервоприводы, моторы, динамик

Двуногий робот

Этот двуногий механизм умеет ходить и бегать. Он обладает замечательными возможностями, учитывая сравнительно короткий и недорогой список компонентов. Вам понадобится 3D принтер, сервоприводы и целый день на сборку, но результат оправдает усилия. Попутно вы изучите биомеханику, кинематику и мехатронику. Дуэт Technovation предоставил превосходные пошаговые инструкции. В планах разработчика — внедрение обнаружения падений, динамического передвижения по неровной поверхности и датчика расстояния для объезда препятствий.

Сложность: Средний

Дизайнер: Technovation

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Uno, сервоприводы MG995, макетная плата, подшипники для скейтборда

Микро-квадропод

Этот небольшой собакоподобный робот умеет ходить, бегать, поворачиваться, лежать и многое другое. Это идеальная точка входа для тех, кто хочет улучшить понимание кинематики роботов. Целью дизайнера было создать лёгкого, дешёвого и проворного робота по сравнению с аналогами. На верхней панели корпуса оставлены крепёжные точки для будущих улучшений, таких как камеры или датчики расстояния. Многие мейкеры использовали эту модель как базу для модифицированных версий.

Сложность: Средний

Дизайнер: Technovation

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Uno, шилд датчиков Arduino, сервоприводы

Муравей-гексапод

Муравьи — идеальное воплощение поговорки "мал, да удал". Этот роботизированный робот имеет брюшко, голову, усики, челюсти и даже настоящие работающие глаза. Разработчик также создал собственное приложение для Android, с помощью которого легко управлять поведением муравья, включая режим атаки (смыкание клешней). Муравей умеет реагировать на движение, обнаруженное ультразвуковыми датчиками. Если подойти слишком близко, он может укусить. Для сборки потребуется 22 сервопривода.

Сложность: Средний

Дизайнер: Dejan

Страница проекта: HowToMechatronics

Основные компоненты: Arduino Mega, детали, напечатанные на 3D-принтере, Bluetooth-модуль

Робот-змея

Роботы с мимикой, руками и ногами встречаются повсюду, подражая людям и животным. А как насчёт безногих существ? Этот проект вдохновлён змеями, хотя он далеко не такой устрашающий. Вам понадобится 12 сервоприводов и много терпения. Эта змея "Lake Erie Mamba" ползает, используя координированные движения — извиваясь как червь, двигаясь вбок и даже перекатываясь. Управлять движением можно с помощью брелока-передатчика или оставить робота в автономном режиме.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: joesinstructables

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Mega, ИК-датчик расстояния, брелок-передатчик, сервоприводы, кронштейны

Балансирующий робот

Всю сложную математику и утомительные пробы и ошибки оставьте создателю. Этот робот не только самостоятельно балансирует, но и движется, поворачивается и избегает препятствий. Для балансировки используется гироскопический модуль MPU6050, а ультразвуковой датчик помогает объезжать преграды. Однако будьте готовы к основательной отладке для достижения стабильной работы.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: midhun_s

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Pro Mini, модуль GY-521, драйвер двигателя Pololu DRV8833

Дрон, управляемый силой мысли

Этот насыщенный кодом проект позволяет заставить дрон взлетать и садиться, используя только разум. Хотя управлять полётом мысленно пока нельзя, сам факт мысленного контроля взлёта и посадки — выдающееся достижение. Важно отметить, что из-за нестабильности вы рискуете разбить дрон, поэтому выбирайте тестовый аппарат осмотрительно. Проект адаптируем, но разработчик предупреждает, что платы, отличные от MKR1000, без должной осторожности могут сжечь цепь контроллера.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: WesleyCMD

Страница проекта: Hackster

Основные компоненты: Arduino MKR1000, датчик MindWave, ПО Processing 3, дрон

Роботы, выполняющие задачи

Роботы в этой категории созданы, чтобы служить. Попробуйте один из этих проектов, если вам нужна лишняя пара рук или просто дополнительная чашка кофе.

Захват

Этот похожий на морскую звезду робот-захват приводится в действие нитью. Конструкция печатается "как есть" на 3D принтере, что обеспечивает быструю сборку с минимумом деталей. Хотя движение ограничено двумя состояниями (покой/раскрытие и срабатывание/сжатие), само получение механического поведения из цельного куска пластика — уже достижение. Для печати модели рекомендуется использовать гибкий филамент, чтобы минимизировать сопротивление.

Сложность: Начинающий

Дизайнер: XYZAiden

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Uno, детали, напечатанные на 3D принтере, сервопривод с высоким крутящим моментом

Часы Sequino

Разработчик хотел создать часы, способные непрерывно писать время в течение долгого времени, и вдохновение ему подарила футболка дочери. Рука этого робота выводит время на ткани с пайетками, которые меняют цвет при проведении по ним. Проект отличается великолепным дизайном и высоким качеством сборки. Кинематику руки сложно настраивать, но результат стоит дополнительных усилий. Важно подобрать ткань с хорошим разрешением — здесь использованы круги диаметром 5 мм, пришитые на расстоянии 3 мм друг от друга.

Сложность: Средний

Дизайнер: ekaggrat singh kalsi

Страница проекта: Hackaday

Основные компоненты: Arduino Nano, Nano CNC shield, датчик Холла, сервоприводы

Рисующий робот

Этот робот в индустриальном стиле позволяет вычерчивать изображение любым пишущим инструментом по вашему выбору. Механика работает точно, воспроизводя изображения с высоким разрешением (80 шагов/мм), при этом плоттер быстр и масштабируем. Создать такого робота на Arduino своими руками не потребует больших затрат: в качестве основы можно взять деревянную доску, для конструкции — простые алюминиевые профили, а карандашом будет управлять обычный сервопривод. Такой робот на Arduino своими руками способен рисовать на листе формата А2.

Сложность: Средний

Дизайнер: lingib

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Uno, ременная передача GT2, сервоприводы, плата драйвера шагового двигателя

Робот для наблюдения за питомцем

От той же команды, что и "Двуногий робот", это устройство может передвигаться по дому, позволяя вам следить за питомцем через смартфон и даже выдавать лакомства. Благодаря плате с выходом в интернет, вы можете подключиться к роботу из любой точки мира. Робот достаточно отзывчив, чтобы маневрировать в реальном времени. В отличие от стационарных решений, вам не нужен отдельный модуль для каждой комнаты.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: Technovation

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino Uno, детали, напечатанные на 3D принтере, драйвер шагового двигателя, ультразвуковой датчик расстояния

Rori

Возможно, это самый сложный проект в списке, но и самый забавный и полезный. Робот не только взаимодействует с вами, но и может приготовить вкусный капучино. Вдохновлённый сериалом "Joe & Robot Kopi", этот дружелюбный робот ростом всего 60 см оснащён дистанционным управлением и интерактивным экраном для выбора кофейного заказа. Разработчик открыт к вопросам и обратной связи на странице Instructables.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: eric dirgahayu

Страница проекта: Instructables

Основные компоненты: Arduino, детали, напечатанные на 3D принтере, Ez-Board, сервоприводы, планшет, водяная помпа

Интерактивный ассистент

Персональные ассистенты — отличный инструмент, но их простой форм-фактор не дарит запоминающегося взаимодействия. Этот проект демонстрирует впечатляющую креативность, вдохнув новую жизнь в устаревший ЭЛТ-телевизор и подарив "лицо" Alexa. Такой телевизор вполне может пылиться у вас в гараже. Для поддержания зрительного контакта используется специальный датчик Person с алгоритмами распознавания лиц. Обычно роботы не спят, но этот точно "вздремнёт", когда вас нет рядом.

Сложность: Продвинутый

Дизайнер: Thomas Burns

Страница проекта: Hackster

Основные компоненты: Arduino Uno, Amazon Echo Dot, ЭЛТ-монитор, детали, напечатанные на 3D принтере, микро-сервоприводы, плата драйвера сервоприводов

Итог

 Мир робототехники на Arduino открыт для каждого — от любопытного новичка до опытного инженера. Как показывают эти 15 лучших проектов роботов на Arduino, границы возможного ограничены лишь вашей фантазией: вы можете собрать простого балансирующего бота, напечатать на 3D принтере собственного ВАЛЛ-И или даже научить Arduino робота для начинающих варить кофе.

Собирая робота на Arduino своими руками, вы не просто осваиваете программирование и механику — вы создаёте устройство с характером, которое двигается, взаимодействует с миром и решает реальные задачи. Выбирайте проект по душе, не бойтесь ошибаться при отладке, и уже очень скоро ваш первый самодельный робот оживёт, удивляя и вдохновляя на новые, ещё более смелые идеи.

Наши предыдущие статьи: