Что мы знаем о повороте на определённый угол и его удержании в робототехнических системах? 

Думается, что на данный момент, мы все настолько сильно подсели на разнообразные цифровые устройства, алгоритмы и принципы, что нам (наверное, что даже и большинству), зачастую, даже сложно себе представить, что подобная задача может быть решена и кардинально иным способом! :-)  

Тем не менее, в истории существовали (и даже в данный момент существуют!) целый класс абсолютно иных аналоговых устройств, который вполне себе успешно справляется с тем же самым вопросом — и называются подобные устройства «сельсины»…

PCB-шник

Любой, кто пытался изготавливать печатные платы самостоятельно, сталкивался с тем, что процесс этот довольно медленный и грязный. 

В некоторой (и даже в существенной) степени, его можно сделать менее пачкующим, если использовать вместо классического хлорного железа другие составы, например ту же самую соль, в смеси с перекисью водорода и лимонной кислотой (ещё один общеизвестный состав). 

Но что же делать со скоростью? Или, вот ещё проблема: зачастую (а особенно при изготовлении относительно габаритных плат) требуется также запастись и относительно большим количеством травящего раствора. 

После чего начинается «задумчивое потряхивание платы в этом растворе, глядя в угол комнаты» :-B, — что безусловно отвлекает от других дел и, к тому же, занимает не сказать, чтобы уж совсем маленькое время… 

Конечно, это всё не является проблемой, если делать печатные платы вам приходится раз от разу, и изредка… Но, всё существенно усложняется, если попытаться делать платы хотя бы малыми сериями — здесь уже любая эффективность будет ко двору, так как за рабочий день их не натрясёшься… 

Тем не менее, есть один интересный способ, с весьма широкими возможностями, который, наверняка, далеко не каждому попадался на глаза! ;-) 

И способ этот — сборка простых установок типа «ротоспрей»…

^{Project 326}

Продолжение статьи (начало ТУТ).

Основная проблема, с которой пришлось иметь при вводе в эксплуатацию дуговых источников света заключалась в необходимости обеспечить их мощным источником питания, который мог бы выдерживать как зажигание дуги, так и поддержание её горения. 

Кроме того, как мы видим, существовала проблема и выгорания стержней — а людям хотелось бы чего-то более долговечного (полное время работы дуговых источников света измерялось всего лишь часами, в ходе чего стержни сгорали в них до конца), да и свет их был избыточно ярким — что, безусловно, наверное, хорошо, для освещения площади посреди города, но уже «не совсем» для какой-нибудь уютной кухни…

Наверное, с самого начала человеческой истории, люди осознали, что «свет — это хорошо, а тьма — таит в себе опасность»: охотники знают, что, кажущийся таким тихим и безжизненным лес, в тёмное время суток превращается в самое настоящее густонаселённое место — множество обитателей фауны выходят по своим делам и лес наполняется необычными звуками и неожиданными (не всегда приятными) встречами, избежать которых (или специально искать их, в зависимости от того, «на какой стороне» находится объект —  жертвы или хищника) можно было только обладая особыми свойствами организма, в частности зрения, слуха, обоняния. 

Исторически, человек всё более и более уступал в этом истинным представителям дикой природы: человеческое зрение не позволяло ему видеть в темноте также уверенно, как это делают многие дикие звери; обоняние не позволяло заранее почуять опасность; отсутствие больших и подвижных ушных раковин — также не могло потягаться с дикими зверями… 

Думается, что именно поэтому, активная деятельность человека всё более и более сосредотачивалось на светлом времени суток, а затем, с момента эпохального события (или событий), затерявшегося в веках — открытия огня, человек понял, что теперь, всё в его руках: «день» может наступить в любое время суток, равно как и безопасность!  

С того времени утекло много воды, и безопасность человека теперь обеспечивается зачастую иными средствами, чем освещение… Но, тем не менее, несмотря на прошедшую лавину времени, создание и совершенствование источников света всё также находится в значительной степени, в центре внимания людей, приводя к довольно интересным результатам…

Не знаю как для вас, но мне всегда казалось очень странным, что, любой энтузиаст, желающий собирать какие-либо самоделки на базе микроконтроллеров, всегда сталкивается с весьма странной проблемой: как подключить двигатели наиболее простым способом?!  

Потому что, самое первое, с чем придётся иметь дело при попытках разобраться с этим вопросом, так это с тем, что в глаза бросается просто какое-то безумное количество плат расширения, какое-то безумное количество датчиков, подключаемых удобным и не совсем образом…. 

А двигатели? А двигатели в пролёте в прокруте (на первый взгляд)…:-B 

Ниже я рассмотрел пару решений, которые нашёл для себя в разные моменты времени в прошлом — возможно, они, в чём-то, будут полезны и для вас! ;-) 

В одной из прошлых статей мы рассмотрели такой интересную тему, как анализ нагруженности 3d модели, производимый с помощью open source программы PrePoMax, где для себя отметили, что подобный подход, с использованием внешних модулей, в значительной степени развязывает руки, позволяя производить моделирование в любом удобном инженерном CAD-е, даже том, в котором не реализован анализ нагруженности. 

Таким образом, с одной стороны, это может быть довольно удобно, с той точки зрения, что можно делать модель в абсолютно любой среде, после чего произвести её анализ;

с другой стороны, подобный подход, с использованием внешних программ может быть несколько проблемным с той точки зрения, что приходится производить «лишние телодвижения» вместо того, чтобы произвести анализ, и, при необходимости, укрепить модель, в той же самой среде, в которой производится и разработка этой модели. 

Для чего всё это вообще может быть нужно: основной целью всего этого является прикидка — а выдержит ли 3d модель ту нагрузку, которая будет к ней прилагаться в дальнейшем? 

Далее мы рассмотрим самый простой и доступный в понимании подход, который, на мой взгляд, имеет смысл с точки зрения его применения при анализе моделей для 3d печати, в домашнем техническом хобби творчестве…

История эта началась достаточно давно, ещё в XIX веке, начавшись с одного из переломных моментов, изменивших мнение учёных о природе света, и, много позже, уже в наше время, приведя к поразительным результатам, полностью подтверждающим сказанное в заголовке статьи… ;-) 

Изображение вольтовой батареи — работы Алессандро Вольты

Вся наша жизнь в настоящее время проходит в рамках массы разнообразных эталонов отсчёта — систем координат, мер весов, длин, силы, скорости, времени… 

Где среди ряда подобных особняком стоит ещё один эталон — напряжения! 

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом, а что выступило эталоном электродвижущей силы источника тока, принятым за начало отсчёта? 

Вопрос, на самом деле, довольно интересный, так как произошло это достаточно давно и выступило одним из кирпичиков в основании «здания» современной электрики и электроники. 

Кроме этого, если задуматься, то становится очевидной и нетривиальность самой задачи — если, например, в отличие от мер длин или веса, где достаточно всего лишь договориться некоторому количеству людей о том, что «вот эту величину принимаем за длину и вес», то как быть с электричеством?!  

Ведь мы знаем, что напряжение — весьма нестабильная величина и может изменяться под влиянием множества факторов, например, проседать под нагрузкой, изменяться в зависимости от состояния источника и целого ряда других. 

Тем не менее, и этому вопросу также было найдено решение — а какое именно, мы узнаем ниже...

В прошлой статье мы разбирались с тем, как наука смотрит на вопросы увеличения прочности 3d модели, распечатанных с помощью fdm печати. 

Там же мы узнали, что огромное количество учёных занимает этот вопрос, и количество статей на эту тему исчисляется сотнями (если не тысячами), — исходя из чего, мы смогли до себя почерпнуть некоторое количество вводных параметров (толщина слоя, толщина стенок, параметры заполнения) — для разных пластиков, которые можно было бы использовать в своей практической деятельности. 

Практический смысл в этом знании такой, что мы там увидели, как можно было бы экономить пластик, и что 100%-заполнение при 3d печати — вовсе не единственный способ обеспечения гарантии высокой прочности распечатки. 

Однако, как я уже и говорил в этой статье, мы специально оставили в стороне, только немножко затронув, интереснейший вопрос — а как и в каких местах должны быть применены указанные параметры? 

Так как, даже интуитивно, многие, наверное, чувствуют, что «слои и заполнение надо сделать вот такими» — даже не изучав в своём институтском прошлом такую дисциплину как «сопротивление материалов» (попросту «сопромат» в обиходе), которая по большому счёту и изучает оптимальную форму конструкций для определённых материалов. 

Потому что, зачастую, это интуитивное ощущение оказывается верным, и пространственное расположение элементов конструкции распечатки весьма важно для прочности (и это мы уже увидели в прошлой статье) — однако это знание было бы неполным, без рассмотрения конкретных способов усиления определённых мест модели — что мы и рассмотрим в этой статье!

iDig3Dprinting

Те, кто занимаются 3d печатью, а, особенно, инженерной 3d печатью, для создания разнообразных технических конструкций, не понаслышке знают, что постоянно приходится ломать голову над прочностью получаемых конструкций. 

Первым побуждением в этом процессе является «залить наглухо, на 100% — и гори оно всё…» (грешен, сам практикую :-B). 

Однако, есть и гораздо более интересные варианты, которые позволяют добиться достаточно впечатляющих результатов…

^{Web Gallery of Art}

В прошлой статье рассмотрели такую интересную тему, как один из элементов механических передач — шестерни. 

Однако, классическое рассмотрение сути шестерней не было бы полным, если бы не упомянуть и о новых, в том числе неклассических и нестандартных типах!

^{Benutzer:Ralf Pfeifer}

С самых давних времен и по нынешние дни человечество использует различные источники механической энергии, что, соответственно, вызывает и потребность в передаче усилия от этих источников — исполнительному механизму, для выполнения полезной работы. 

За прошедшие тысячелетия способы передачи механической энергии значительным образом эволюционировали, где, несмотря на это сама необходимость передачи усилия никуда не пропала и, даже самые последние разработки в области робототехники требуют этого — по крайней мере, пока мы не дошли до той стадии развития, где будет внедрена научная концепция «умной глины» (smart clay) — массива нанороботов, которые могли бы собираться в любую произвольную форму, для выполнения конкретной задачи (привет «жидкому терминатору»), без необходимости использования механических передач для переноса усилия.  

В свете этого, имеет смысл ещё раз рассмотреть, что с собой представляет передача механического усилия и как могла бы быть полезным образом использована! Это будет полезно и в том смысле, что те, кто не имел с этим вопросом дела, получат некоторое понимание о нём. Итак…

Rongzhong Li

В последнее время всё более и более набирает силу одна техническая революция, о которой, наверняка, малоизвестно широкому кругу, поэтому, думаю, что интересующимся робототехникой будет интересно узнать о том, что, по сути, прямо сейчас наблюдается смена парадигмы — где от логики жёсткого программирования наблюдается переход к реакции на множество ситуаций, где для этого происходит внедрение использования нейросетей, для запуска на микроконтроллерах. 

Итогом этого становится то, что ещё вчера достаточно простые и «не умные» роботы — заметно умеют и получают возможность реагировать на множество изменяющихся условий окружающей среды. И, что особенно интересно — всё это на самых слабых и дешёвых микроконтроллерах! ;-) 

Итак, о чём идёт речь? 

^{В.А.Притула, «Электрическая защита от коррозии подземных металлических сооружений»}

С первого момента знакомства с металлами, можно сказать, что с медного века, предшествовавшего бронзовому, человечество столкнулось с проблемой коррозии металлов. 

И, если на первых этапах, когда человечество имело дело преимущественно с медью и её сплавами, проблема коррозии не была настолько острой, то, с приходом железного века, проблема обострилась. 

За прошедшие века человечество придумало множество способов борьбы с этим явлением, в частности, кардинально решив его, по мере появления нержавеющих сплавов. 

Однако, как выясняется, даже такие сплавы не могут устоять перед негативным явлением, которое носит название «щелевая коррозия»…

^{Pfc. Anh Siev}

Не так давно мы рассматривали интересную проблему, над которой работали и работают множество инженеров по всему миру — как добиться постоянного момента? То есть, как сделать так, чтобы источник механического усилия, использующийся в том или ином устройстве, постоянно выдавал одинаковую тягу. 

Как мы выяснили, это невероятно важно в целом ряде применений, где, пожалуй, одним из наиболее очевидных и основных является механический отсчёт времени, — то есть, попросту говоря, построение механических часов разного рода. 

Ознакомившись с той статьей, может сложиться превратное впечатление, что достижение постоянного момента является единственным направлением для усилий и самоцелью для любых инженерных разработок, в области механических источников энергии. 

Однако, это вовсе не так и абсолютно полярным направлением для усилий является достижение непостоянного момента — через борьбу с ним!

Самое любопытное, что это второе направление, так же, как и первое, оказало существенное влияние на жизнь человечества! 

Итак, о чём же идёт речь? 

Приходило ли вам в голову, что инженеры уже много сотен лет бьются над одним и тем же вопросом и вопрос этот — как достичь постоянного момента? 

В настоящее время, этот вопрос легко решается электронными средствами, однако в прошлом, этот вопрос был решён множеством оригинальных способов, и, предупреждая вопросы: не все из них применимы в каждом случае, из-за чего и продолжается до сих пор эта «бесконечная гонка», имеющая (и имевшая ранее) существенные последствия, повлиявшие на всё человечество! 

Итак, о чём идёт речь? 

^{Electrical Projects [CreativeLab]}

В прошлой статье мы ознакомились с одним из самых интересных, по моему мнению, роботов последних лет, на которого выложены исходники — двухколёсным и двуногим одновременно роботом. 

Как мы там увидели, нет ничего невозможного, и, в принципе, подобный робот вполне может быть построен самостоятельно. 

Однако, есть и гораздо более простые варианты, тем не менее, отличающиеся достаточной привлекательностью, где одним из таких является двухколёсный балансирующий робот…

^{github.com/fuwei007/Navbot-EN01}

За прошедшие годы мы привыкли ко многим типам шагающих роботов, однако есть один любопытный тип, который до сих пор вызывает эмоции и, в первую очередь потому, что сама концепция такой платформы позволяет любому желающему изготовить даже достаточно габаритного робота, служащего для переноски больших тяжестей, по пересечённой местности, причём, что особенно интересно, — роботы подобного типа могут быть созданы на базе относительно слабых* микроконтроллеров наподобие esp32 — и речь сейчас пойдёт о двуногих роботах на колёсах…

Существуют весьма простые технологические подходы, позволяющие извлекать достаточную мощность из окружающих природных процессов, и получать на базе этого электроэнергию — и они особо интересны тем, что с технической точки зрения, весьма просты, и позволяют, практически каждому, попытать свои силы, в реализации описанного!

^{RobinLeicester}

Вечное движение... Наверное, великая и несбыточная мечта многих поколений инженеров, живших в течение многих и многих столетий, когда с момента появления первых механизмов, человек задумался о том, что было бы хорошо, если эти механизмы функционировали не ограниченно долго, не требуя внешних ресурсов! 

Со временем, по мере развития науки, стало понятно, что «вечный двигатель», как таковой, невозможен, несмотря на многочисленные попытки его построить. 

Что, впрочем, не исключает возможности «вечного» в целом ряде систем — атомы, при температуре абсолютного нуля, продолжают некоторые колебания, элементарные частицы продолжают движение по своим энергетическим уровням, налоги, два выходных в неделю :-B и т.д.

Попробуем разобраться во всех этих вопросах, и понять, есть ли здесь какие-то полезные возможности?