Учебные материалы / Начните с механизма

Руководства по робототехнике — чтобы понимать, а не зубрить

Сфокусированные руководства, которые связывают теорию с реальным алгоритмом, схемотехническим решением или интерактивным симулятором. Каждое самодостаточно и ведёт в лабораторию, где можно попробовать всё самому.

По темам

Средний · 35 min

Как работают шаговые двигатели: угол отставания и потеря шагов

Угол отставания объясняет всё поведение шагового двигателя. Разберитесь в нём, и потеря шагов перестанет быть загадкой.

Читать руководство

Средний · 25 min

Трение, силовое замыкание и риск двух контактов

Почему объект выскальзывает, как бы сильно вы ни сжимали, и что на самом деле сообщает конус трения.

Читать руководство

Средний · 35 мин

Конечный автомат захвата и перемещения, устойчивый к отказам

Приблизиться, захватить, проверить, поднять и поместить — и что делать, если проверка не пройдена.

Читать руководство

Начальный · 30 мин

Типы роботозахватов и расчёт силы сжатия

Выберите тип захвата, а затем рассчитайте силу с учётом составляющей, которую все забывают: ускорения.

Читать руководство

Средний · 30 мин

Сила сервопривода в захвате: заклинивание и податливость

Сервопривод задаёт положение, границы — силы, а жёсткость определяет коэффициент преобразования между ними.

Читать руководство

Средний · 25 min

Управление относительно поля: «вперёд» значит «вперёд»

Поверните стик на угол, противоположный курсу, и робот перестанет спорить с оператором.

Читать руководство

Начальный · 25 min

Омни-приводы: Omni, Mecanum и Swerve

Четыре привода, три степени свободы и во что обходится каждое решение.

Читать руководство

Средний · 35 мин

Кинематика колёс Mecanum: четыре колеса, три оси

Один ролик под 45° даёт всю матрицу — и четвёртое уравнение, которым никто не пользуется.

Читать руководство

Средний · 35 мин

Управление скоростью колёс с обратной связью по энкодерам

Упреждение выполняет основную работу, интегратор устраняет остаток, и робот наконец едет прямо.

Читать руководство

Начальный · 30 min

Подключение A4988 и Vref: задание предела тока шагового двигателя

Единственная настройка, от которой зависит, будет ли шаговый двигатель работать или сгорит: установка Vref мультиметром.

Читать руководство

Средний · 30 min

Возврат в начало по концевикам и системы координат

Почему каждый станок с ЧПУ (CNC) при запуске доезжает до выключателя и что означает установленное им число.

Читать руководство

Начальный · 25 мин

Шагов на миллиметр: ремни, ходовые винты, разрешение

Одно число связывает импульсы с миллиметрами. Рассчитайте его, а затем подтвердите измерением.

Читать руководство

Начальный · 20 min read

Робот, следующий по линии: от датчиков к ПИД-управлению

ИК-датчики, взвешенная ошибка и ПИД-регулятор: как робот следует за линией без рывков.

Читать руководство

Средний · 45 min

От cmd_vel к скоростям колёс: дифференциальный привод в ROS 2

Преобразуйте Twist в скорости левого и правого колёс — кинематика, насыщение, мёртвая зона и сторожевой таймер.

Читать руководство

Средний · 14 min read

Обнаружение развилок линейного лабиринта ИК-массивом

Классифицируйте Т-развилки, перекрёстки, повороты, тупики и финиш по данным ИК-массива, разрешая неоднозначные случаи.

Читать руководство

Средний · 20 min read

Одометрия дифференциального привода по энкодерам колёс

Интегрируйте движение левого и правого колёс в позу мобильного робота, затем выявите и откалибруйте дрейф.

Читать руководство

Средний · 16 min read

Решение лабиринта методом заливки для роботов Micromouse

Как заливка превращает частично известный лабиринт в поле расстояний, по которому робот спускается к цели.

Читать руководство

Продвинутый · 22 мин чтения

Обратная кинематика манипулятора с двумя звеньями

Почему у манипулятора с двумя звеньями два решения, куда он может и не может дотянуться и что такое сингулярность.

Читать руководство

Начальный · 22 мин

Алгоритм обхода препятствий: восприятие, скан, решение, поворот

Цикл «восприятие — сканирование — решение — поворот» для самостоятельного обхода препятствий роботом.

Читать руководство

Начальный · 20 мин

Чтение датчика HC-SR04: надёжное измерение расстояния

Преобразование импульса и эха в стабильное расстояние в cm с тайм-аутом и медианным фильтром.

Читать руководство

Начальный · 20 мин

Массив инфракрасных датчиков для робота, следующего по линии

Преобразование ряда инфракрасных датчиков в единую плавную позицию линии, по которой можно управлять роботом.

Читать руководство

Начальный · 17 мин чтения

Шум, смещение и фильтрация датчиков в робототехнике

Шум, смещение и дрейф, выбор фильтра без избыточного сглаживания, а также возможности и ограничения слияния данных датчиков.

Читать руководство

Начальный · 18 мин

Сканирование ультразвукового датчика сервоприводом

Сканирование HC-SR04 с помощью сервопривода определяет самое свободное направление перед поворотом робота.

Читать руководство

Начальный · 18 мин чтения

Как настроить ПИД-регулятор (PID): практическое руководство

Практический порядок настройки коэффициентов P, I и D без угадывания — и способ проверить каждый шаг в реальном времени.

Читать руководство

Средний · 25 min

Поперечная ошибка: точность следования маршруту

Одно знаковое расстояние показывает качество регулятора маршрута и помогает выбрать его.

Читать руководство

Средний · 30 min

Навигация по точкам GPS для робота, работающего на улице

Местоположение, определённое по GPS, запаздывает, шумит и не содержит курса. Вот что делать с каждой из этих проблем.

Читать руководство

Средний · 30 мин

Pure Pursuit: следование по пути с одним параметром

Наведитесь на точку впереди на пути и выполните дугу, которая её достигнет. Вот и весь алгоритм.

Читать руководство

Начальный · 25 min

Датчики удара и устранение дребезга при столкновениях робота

Одно нажатие, девять переходов — и прерывание считает каждый из них.

Читать руководство

Средний · 30 min

Планирование покрытия: обход всего пола

Почему роботу без карты нужно в семь раз больше расстояния, чтобы закончить одну и ту же комнату.

Читать руководство

Средний · 25 мин

С какой силой может толкать робот: сцепление и масса

Два предела задают силу толкания, и на небольшом роботе почти всегда ограничивает именно сцепление.

Читать руководство

Средний · 25 мин

Остановка у края: задержка и тормозной путь

Насколько робот проезжает дальше только что увиденной линии и какая скорость позволяет ему остановиться вовремя.

Читать руководство

Начальный · 30 min

Чтение аналоговых напряжений: опорные напряжения и делители

analogRead даёт отношение, а не напряжение. Правильно выберите опорное напряжение — и делитель получится правильным.

Читать руководство

Средний · 35 min

Выбор двигателя с редуктором: момент, RPM и срыв

Определите нужный роботу момент и RPM, затем сопоставьте техническое описание с реальными числами.

Читать руководство

Средний · 30 min

Люфт редуктора в роботах: как измерить и устранить

У каждого редуктора есть люфт. Узнайте его величину и цену, которую он незаметно налагает на робота.

Читать руководство

Начальный · 30 мин

Как работает шина I2C: адреса и подтягивающие резисторы

На страницах о датчиках пишут: «подключите SDA и SCL». Вот что на самом деле делают эти провода.

Читать руководство

Начальный · 30 мин

Почему delay() ломает роботов: синхронизация с помощью millis()

Робот в delay() слеп. Замените его на millis() и сравнивайте значения с учётом переполнения.

Читать руководство

Начальный · 30 мин

Почему ваш робот перезагружается при запуске двигателей

Перезагрузка, похожая на ошибку кода, почти всегда связана с аккумулятором. Спланируйте ток, а затем измерьте просадку напряжения.

Читать руководство

Средний · 30 мин

Проскальзывание колёс: дрейф одометрии и способы борьбы

На каждой странице об одометрии сказано, что проскальзывание портит оценку. Здесь объясняется, что это такое и чего оно стоит.

Читать руководство

Начальный · 30 min

Архитектура 8051: выводы, карта памяти и регистры

Гарвардское ядро, четыре порта, 256 байт ОЗУ и расчёт времени в машинных циклах.

Читать руководство

Средний · 15 мин чтения

Упрощение пути LSRB для роботов в линейном лабиринте

Записывайте повороты как L, S, R и B, затем сворачивайте каждый обход тупика в оптимальный маршрут.

Читать руководство

Начальный · 28 min

8051 GPIO и подключение к портам: сток, а не источник

Почему светодиоды 8051 подключаются наоборот, почему перед чтением нужно записать 1 и какую нагрузку выдерживает порт.

Читать руководство

Средний · 35 min

Таймеры 8051 и программный PWM для управления двигателем

Создайте PWM по прерыванию таймера 0, выберите компромисс между частотой и разрешением и управляйте H-мостом.

Читать руководство

Средний · 35 мин

Lidar для роботов: что даёт скан и как из него получается карта

Скан — не снимок: промежутки между отсчётами, смаз от движения и трассировка лучей, превращающая данные расстояния в карту.

Читать руководство

Начальный · 1 час

Установка ROS 2 на Raspberry Pi и рабочее пространство

Выберите ОС, установите ROS 2 из apt, соберите рабочее пространство colcon и настройте обмен между ноутбуком и роботом.

Читать руководство

Средний · 40 мин

Профили движения: трапецеидальное ускорение и S-кривая

Плавно разгоните перемещение вместо его мгновенного задания: трапецеидальные профили, ограничения рывка и цена S-кривой.

Читать руководство

Средний · 25 мин

Типы манипуляторов: декартов, SCARA, Delta и 6-осевой

Сравнение четырёх архитектур по рабочему пространству, жёсткости и скорости, а также двойственность их кинематических задач.

Читать руководство

Начальный · 1 hour

Управление роботом по Bluetooth с модулем HC-05

Сопрягите HC-05 с телефоном и управляйте роботом по последовательному каналу Bluetooth без классической ошибки с 5 V.

Читать руководство

Продвинутый · 2 hours

Каскадное ПИД-управление самобалансирующимся роботом

Два вложенных контура ПИД: один удерживает угол наклона, другой задаёт наклон, чтобы робот мог двигаться.

Читать руководство

Средний · 1 hour

Комплементарный фильтр: акселерометр и гироскоп

Сведите шумный акселерометр и дрейфующий гироскоп в надёжный угол наклона одной строкой кода.

Читать руководство

Средний · 1.5 hours

Управление роботом из браузера с помощью веб-сервера ESP32

Раздавайте страницу управления прямо с ESP32, чтобы роботом мог управлять любой браузер — приложение не нужно.

Читать руководство

Начальный · 45 минут

Измерение угла наклона по акселерометру и гироскопу MPU6050

Преобразование исходных отсчётов MPU6050 в угол наклона в градусах и объяснение, почему каждый датчик не работает в одиночку.

Читать руководство

Средний · 1.5 часа

Точные повороты и следование вдоль стены в лабиринте

Оставайтесь по центру между стенами и поворачивайте ровно на 90° — два навыка, от которых зависит робот для прохождения лабиринта.

Читать руководство

Средний · 18 min read

Управление сервоприводами через PCA9685 (драйвер PWM по I²C)

Задайте частоту и ширину импульсов, откалибруйте шестнадцать сервоприводов и управляйте ими с двух выводов I²C, обеспечив питание.

Читать руководство

Средний · 21 min read

Планирование пути A* по сетке занятости

Создайте и проверьте планировщик сетки A* с безопасной эвристикой, расширением препятствий и восстановлением маршрута.

Читать руководство

Средний · 22 min read

Калибровка камеры и поза ArUco с помощью OpenCV

Откалибруйте внутренние параметры камеры, проверьте ошибку репроекции и оцените трёхмерную (3D) позу маркера ArUco.

Читать руководство

Начальный · 18 min read

Управление двигателями постоянного тока с помощью PWM и H-моста

Безопасно подключите коллекторный двигатель постоянного тока и управляйте им с помощью PWM, H-моста и реалистичных пределов тока.

Читать руководство

Начальный · 17 min read

Конечные автоматы для поведения робота

Замените запутанную логику робота явными состояниями, событиями, переходами, тайм-аутами и восстановлением.

Читать руководство

Начальный · 17 мин чтения

Чтение квадратурных энкодеров для измерения расстояния и скорости

Преобразование импульсов квадратурного энкодера в надёжные измерения направления, расстояния и скорости колеса.

Читать руководство

Начальный · 19 мин чтения

Узлы, топики, сервисы и действия ROS 2

Выбор подходящего шаблона обмена данными ROS 2 и проверка того, как узлы обмениваются данными и командами робота.

Читать руководство

Средний · 20 мин чтения

Системы координат ROS 2 TF2 для мобильных роботов

Создание и отладка дерева систем TF2 от map и odom через основание робота к каждому датчику.

Читать руководство

Средний · 21 мин чтения

SLAM, построение карты, локализация и дрейф одометрии

Связь одометрии, измерения дальности, построения карты, локализации, сопоставления сканов, дрейфа и замыкания цикла.

Читать руководство

Начальный · 18 мин чтения

Ультразвуковые датчики и времяпролётные датчики для роботов

Выберите, установите, откалибруйте и испытайте ультразвуковые датчики или времяпролётные датчики для обнаружения препятствий.

Читать руководство

Хотите что-нибудь собрать?

Выбирайте по системе, которую хотите создать.

Каждое руководство по проекту включает теорию, реальный алгоритм, загружаемые схемы, список компонентов и интерактивный симулятор.

Открыть библиотеку проектов