Робот для программиста

Автор: Маркеев Андрей

Перепечатка материалов статьи
разрешена только с письменного разрешения автора,
и при указании прямой ссылки на его сайт.

Обычное создание современного несложного робота состоит в разработке механической и электронной частей, обеспечивающих согласованное выполнение необходимых функций. Электронная часть, как правило, представлена множеством печатных плат, с использованием необходимого минимума микросхем - обычно самыми сложными среди них являются программируемые микроконтроллеры. Упор, таким образом, идет на упрощенную и часто безусловную логику, зато изыски в электронике в процессе сборки впечатляют.

Для массового производства такое решение является обычным и не-сложным, однако, сегодняшние цены на «робопылесосы» и другую более-менее сложную роботизированную технику, впечатляют, и в нашей стране такой техники очень мало: выбирать, собственно, не из чего. Если бы эта отрасль была развита и пользовалась популярностью, то легче было бы купить нужный агрегат. Но часто, как я постараюсь доказать – легче сделать своими силами.

Для программиста естественно желание разработать витиеватую программу, написанную, причем, далеко не на ассемблере, позволяющую сформировать сложное поведение машины. В промышленных масштабах разрабатываются специальные микропроцессоры, создаются особые операционные системы и средства разработки, позволяющие наиболее экономично подойти к этой проблеме. Однако, в домашних условиях, в условиях небольшого предприятия, клуба юных техников, кафедры ВУЗ-а и т.д. - это, как правило, будет лишней тратой времени и ресурсов.

Ведь если подумать, для этого есть простейшее решение! Идея состоит в том, что можно взять за основу электроники нашего робота обыкновенный компьютер, пусть старой модели (роботам, как правило, достаточна в тысячи раз меньшая быстрота и производительность «мозгов», нежели у современных компьютеров). Тогда, путем программирования портов ввода-вывода (COM, LPT, PS/2, GAME, IR...), можно получать и отправлять данные на различные внешние устройства, в нашем случае это будут разнообразные датчики, а также двигатели робота, и сигнализаторы - динамик, светодиоды, и т.д. Естественно, корпус и разнообразные компьютерные комплектующие в этом случае не понадобятся: от компьютера у нас останется лишь материнская плата, память, процессор, видеокарта и жесткий диск, а их можно расположить в достаточной степени компактно. Операционную систему можно поставить практически любую, лучше постарее. Пишем программу, управляющую роботом через порты, добавляем ее в список запускаемых при загрузке – и «вуаля»!

Преимущества этого подхода очевидны:

1. Почти у любого сегодняшнего предприятия имеются устаревшие компьютеры, списанные, наполовину растащенные на запчасти, которые великолепно подойдут для того, чтобы быть пущенными в дело. В домашних условиях, чтобы не ломать голову с изготовлением платы блока питания, легче купить старенький ноутбук.
2. Механическая часть робота очень проста и доступна для сборки любому, кто хоть раз брал в руки паяльник. Электрические платы можно собрать или купить. Двигательную основу, при наличии специализированных средств, лучше собрать вручную, а в домашних условиях проще купить или взять у кого-нибудь сломанную радиоуправляемую игрушечную машинку, луноход, танк или другое подобное изделие достаточных габаритов.
3. Область применения системы очень широка. Самые популярные варианты: робот для видеонаблюдения; робот-посыльный на производстве, передающий посылки из цеха в цех; в домашних условиях – «домашний помощник» или же робот-пылесос.

Главный недостаток подхода не менее очевиден: эта разработка не создана для массового производства, поскольку не является в достаточной степени экономичной (для каждого робота необходимо будет выделить целый компьютер, пусть и старый). С другой стороны, программа, то есть сама система управления, в любом случае остается неизменной благодаря своей гибкости и универсальности, и как раз систему управления можно запросто продавать массово, подкрепив ее документацией и чертежами основных узлов механической части – тележки.

Основная сфера использования данной разработки – все-таки, в сфере обучения. Клубы юных техников, технические кафедры высших и средних специальных учебных заведений наверняка заинтересуются данным продуктом, а собранные этим способом роботы могут найти широкое практическое применение, т.е. могут даже быть реализованы предприятиям или частным лицам, по приличной цене.