Робототехника базируется на 3-х более фундаментальных дисциплинах, переплетается с ними: c электроникой, механикой и программированием, рассмотрим их далее.

Робот может состоять из платы управления, к которой подключаются датчики. модули, сенсоры, устройства. Можно помигать светодиодом, и даже сделать целую систему передачи информации, мигая им с помощью Азбуки Морзе, например. Можно анализировать содержание углекислого или угарного газов в квартире и на дисплей выводить одно из двух сообщений: «Зона слабой мозговой активности»‎ или «Угроза пожара»‎. Собранное по электрической схеме устройство – это наработка из области электроники. Внизу приведена схема, где к Arduino Uno подключен датчик температуры и влажности DHT11 и жидкокристаллический дисплей (или LCD – liquid crystal display c английского).

Рисунок 7 – Схема подключения к Ардуино жидкокристаллического дисплея и датчика температуры и влажности, созданная в среде Fritzing

Кстати, существуют действительно семисегментные жидкокристаллические дисплеи – крайне простой индикатор информаций, доступный еще в 90-х годах и ранее, известных как в зарубежной, так и в советской электронике. Но семисегментные дисплеи имею всего лишь 6 сегментов для отображения числа и один сегмент для визуализации разделителя – точки или запятой. В дисплеях на рисунке выше больше сегментов.

Рисунок 8 – Семисегментные индикаторы на модуле

Теперь представьте, Вы даже не показываете вашу разработку где-то на Всероссийском конкурсе, таком как «Шустрик»‎. Но вы переезжаете на новый адрес своего жительства, Вам нужно сложить устройство в пакет, перевезти, потом заново запустить в новой квартире. Приехав в новое жилье, Вы замечаете, что 2 провода у Вас «отвалилось»‎, и не понятно, куда их теперь вставлять, а схему Вы уже подзабыли… Вообще в электронике все четко, и такой ситуации быть не должно. Ведь вы сначала делаете прототип с использованием макетирования – на макетной плате собираете устройство. Макетная плата с ручной работой по трассировке с использованием паяльника показана на рис. ниже.

Рисунок 9 – Распаянные на макетной плате соединения

На рисунке ниже приведен альтернативный, другой вариант макетирования для будущего устройства. Видно, что компоненты соединяются друг с другом отдельными проводами, которые залужены (покрыты оловом или припоем другого состава) и припаяны в нужных местах.

Рисунок 10 – Результат прототипирования на макетной плате

Перед такой пайкой целесообразнее сначала собрать схему на беспаечной плате, например, как на рисунке ниже. Здесь процесс макетирования проходит намного быстрее, ведь уже купленные в интернет-магазине провода нужно просто воткнуть в плавильные ячейки, соединив их с электронными компонентами или модулями.

Рисунок 11 – Прототипирование на беспаечной макетной плате

Наконец, развитие электроники нам сейчас позволяет после макетирования перейти к PCB-платам, которые изготовлены на заводе с соблюдением всех необходимых технологический процессов, имеют шелкографию, то есть надписи на плате, например, белого цвета. Сама печатная плата – это кусок текстолита определенной толщины и габаритов.

Рисунок 12 – Электронные компоненты и микросхемы на плате промышленного образца

Правильно, конечно, в своих начинаниях в области электроники прийти в итоге именно к грамотно спроектированной печатной плате, такой, как на рисунке выше. Но «электроника»‎ может «лежать»‎ и в виде множества устройств на рабочем или лабораторном столе, модулей соединенных проводами между собой, и это также нормально. Более того, часто несколько печатных плат, представленных выше, все равно соединяются между собой. В устройстве может быть несколько таких плат, модулей. Печатные платы можно проектировать в таких программных обеспечениях, как Altium Designer, Eagle, Sprint Layout и так далее. Все дороги могут быть разведены на одной стороне печатной плате, а могут – на двух. Существуют и более сложные решения, например, 3-х слойные печатные платы и даже… 16 слойные и так далее.