Kako sami napraviti robotski usisavač – 2 ideje za sastavljanje

U današnjem brzom načinu života, održavanje čistoće doma nije uvijek jednostavno. Moderna tehnologija može pomoći. Robotski usisavači postoje već više od 15 godina. Obično nalikuju velikom paku koji se kreće po sobi prema unaprijed određenom uzorku ili nasumično (dok ne udari u nešto) i skuplja otpad. Nudimo dvije detaljne upute o tome kako napraviti vlastiti robotski usisavač.

Materijali za montažu

Dakle, za sastavljanje robotskog usisavača morate razumjeti njegove komponente, prođimo kroz njih korak po korak. Mora se samostalno kretati po prostoriji, pa su mu potrebni motori - dva do četiri, ovisno o konačnom dizajnu - kao i mogućnost promjene smjera vrtnje i brzine, što znači da vam je potrebna ploča za upravljanje motorom. Ako koristite istosmjerne motore, trebat će vam ploča s četiri tranzistora (H-most).

Domaći robotski usisavač mora detektirati sudare sa zidovima i namještajem. To zahtijeva senzore prepreka i granične prekidače na "braniku". Radni element - usisavač - također je potreban. Mora biti dizajniran za rad na niskonaponskoj istosmjernoj struji (npr. 12 V).

Osim usisavača, potrebna vam je rotirajuća četka koja će očistiti površinu, podići vlakna tepiha i pomesti ostatke. Za to su potrebni još jedan ili dva motora.

Sustav koji će sve to kontrolirati. Najjednostavnija opcija je Arduino ploča. Bilo koja ploča će poslužiti za ovaj zadatak; Nano ili Pro mini ploče su prave veličine za taj posao.

Ideja br. 1: Robotski usisavač od kartona

Baza robota izrađena je od debelog kartona. Najbolje ju je zalijepiti u nekoliko slojeva, s vlaknima poravnatim okomito. Za tehničke komponente trebat će vam sljedeći set dijelova:

1. Bilo koja Arduino ploča.
2. Ploča za izradu reznih ploča ili jednostavna ploča za izradu reznih ploča, u principu možete i bez nje, samo sve zalemite.
3. 2 ultrazvučna senzora udaljenosti (daljinomjer).
4. Turbina usisavača.
5. Mali motor ili hladnjak iz računala.
6. Motori s mjenjačima i kotačima.
7. Kontroler motora.
8. Žice za spajanje strujnog kruga.
9. Baterije i regulator punjenja.

Robotu su potrebne tri litijeve baterije za napajanje. Svaka ima napon od 3,7 V. Za njihovo punjenje potreban je kontroler, kao što je onaj na fotografiji:

Za upravljanje pogonskim motorima robota, praktično je koristiti modul baziran na mikročipu L298. Riječ je o H-mostnom krugu koji možete sami sastaviti od pojedinačnih komponenti, ali kupnja gotove ploče je pouzdanija. Omogućuje vam podešavanje brzine robotskog usisavača i promjenu smjera.

Za regulaciju brzine, PWM signal se primjenjuje na ENA ili ENB pin, a za postavljanje smjera vrtnje, suprotni signali se primjenjuju na IN1 i IN2 za jedan motor te IN3 i IN4 za drugi motor. Ako je IN1 na logičkoj 1, a IN2 na logičkoj 0, motor se okreće u jednom smjeru. Za promjenu smjera, zamijenite jedinice s nulama. Trebao bi se sastaviti s Arduinom pomoću sljedećeg dijagrama (možete koristiti bilo koje pinove; odredite ih u skici).

Zatim trebate napraviti podlogu od kartona i pričvrstiti kotače na nju. Trebali biste dobiti nešto ovako:

Evo pogleda odozdo. Dva pogonska kotača s kutnim mjenjačem i kotačićem za okretanje:

Sada trebate sastaviti strujni krug koji će se montirati na bazu. Baza bi trebala biti promjera oko 30 cm kako bi se u nju smjestila i elektronika i sama jedinica usisavača.

Umjesto daljinomjera, možete koristiti sustav montiran na branik spojen na granične prekidače. U slučaju sudara s preprekom, upravljački sustav će signalizirati promjenu smjera.

Kontaktne odbojnike možete izraditi i sami. Trebat će vam tanka, ali kruta žica, poput upredene parice. Da biste to učinili, napravite kontaktnu pločicu na unutarnjoj strani odbojnika pomoću folije i pričvrstite žicu kao što je prikazano dolje. Kada robotski usisavač udari u namještaj ili zidove, doći će do kontakta. Podesite udaljenost od žice do folije kako biste postigli željenu osjetljivost i spriječili lažne alarme. Na foliju se dovodi 5 V, a žica ide na Arduino ulaz, povučena na minus kroz otpornik od nekoliko kiloohma.

Uređaj se napaja baterijama; linearni stabilizatori poput l7805 mogu se koristiti za napajanje upravljačkog sustava. Za podešavanje brzine motora prikladan je snižavajući pretvarač, poput LM2596.

Najteži dio je dizajniranje i sastavljanje usisavača. Evo grubog crteža:

Lomimo originalne lopatice ventilatora i na rotor pričvršćujemo turbinu usisavača. Važno je precizno pričvrstiti turbinu u središte, inače ćete stvoriti neravnotežu i vibracije.

Ovako izgleda stražnja strana turbine kada je pričvršćena na rotor hladnjaka. Može se pričvrstiti vrućim ljepilom ili superljepilom.

To je sve, detaljni vodič za sastavljanje robotskog usisavača od otpadnog materijala. Njegov algoritam rada je sljedeći: robotski usisavač kreće se naprijed dok ne naiđe na prepreku. Nakon sudara (ili približavanja, ako koristite ultrazvučne daljinomjere), zaustavlja se, pomiče se unatrag za unaprijed određenu udaljenost, okreće se pod slučajnim kutom i nastavlja se kretati.

Ideja br. 2: Robot gotovo kao iz tvornice

Predstavljamo vam jednostavniji projekt robotskog usisavača. Evo kako izgleda kada je sastavljen:

Navigacijski sustav sastavljen je od šest IR senzora prepreka. U slučaju da se nijedan od njih ne aktivira, predviđena su dva kontaktna senzora (granične sklopke). Sustav upravljanja motorom koristi isti upravljački program s mikročipom L298N. Za sastavljanje će vam trebati:

1. Izvorno je korištena Arduino ploča, Pro-mini.
2. USB-TTL adapter za programiranje ovog Arduino modela. Ako koristite Arduino Nano, neće vam trebati jer podržava programiranje putem USB-a.
3. Pogonski program za L298N motore.
4. Motori za kotače s mjenjačem.
5. 6 IR senzora.
6. Motori za turbinu (ako je moguće, snažniji).
7. Rotor turbine usisavača.
8. Motori s četkicama mogu biti bilo što.
9. 2 senzora sudara.

Sve to sastavite prema ovoj shemi:

Za sastavljanje strujnog kruga robotskog usisavača trebat će vam:

1. 4 litijeve baterije, prikladne su za tip 18650.
2. 2 DC/DC pretvarača (povećavajući i snižavajući).
3. Kontroler za punjenje i pražnjenje dviju baterija (potražite na internetu "2s li-ion controller"). Sklop koristi serijsku vezu dviju paralelno spojenih ćelija, što rezultira izlaznim naponom većim od 7,4 V. Paralelni sklop koristi se za povećanje kapaciteta i vijeka trajanja baterije.

Evo dijagrama napajanja za ovog robota:

Osim toga, trebat će vam plastika (PVC) ili bilo koji drugi materijal za tijelo robota; možete ga ispisati na 3D pisaču ako imate takvu priliku.

Ovaj DIY projekt zahtijeva firmware. Evo primjera algoritma za nasumično čišćenje koji smo pronašli na internetu. Preuzmite skicu ovdje: firmver za robotski usisavač.

Ovaj članak raspravlja o dvama dizajnima robotskih usisavača koje možete sami replicirati i izraditi. Automatski čistač soba možete izraditi za cijenu između 30 i 100 dolara. Najskuplje komponente su baterije, motori i Arduino ploče. Ako ste uspješno izradili domaći robotski usisavač ili smislili drugačiji dizajn, podijelite svoje primjere u komentarima. Pozdravljamo otvorenu komunikaciju!

Na kraju, preporučujemo da pogledate ove videozapise koji jasno pokazuju još nekoliko ideja za izradu robotskog usisavača kod kuće: