Fare un aspirapolvere robot a casa con le tue mani

Per creare aspirapolvere robot con le tue mani, è sufficiente acquisire il minimo necessario di conoscenza teorica e un insieme di componenti facilmente accessibili. Un tale assistente manterrà puliti i pavimenti dei locali, risparmiando tempo per la pulizia. A causa della presenza di sensori speciali, il meccanismo in modo indipendente non solo si muove nella stanza, ma lo guida anche. Il processo di produzione in casa richiederà tempo e pazienza, ma lo schema di creazione è abbastanza semplice e accessibile anche ai dilettanti, e il denaro speso per questo è molto più basso del prezzo degli apparati di mercato.

Aspetti teorici del problema

Gli artigiani domestici hanno dedotto in modo pratico i requisiti per gli aspirapolvere robotici, che dovrebbero essere seguiti durante la loro creazione.Il risultato della conformità sarà un meccanismo adatto per ulteriori operazioni. L'elenco delle regole di base è il seguente:

• si consiglia di creare un robot nella forma di un piccolo cilindro;
• per fare girare la macchina sul posto - le ruote dovrebbero essere posizionate lungo il diametro;
• nessun volante aggiuntivo richiesto;
• il meccanismo deve raccogliere rifiuti in un bidone della spazzatura facilmente rimovibile;
• il robot deve essere equipaggiato contatto paraurtioccupando almeno la metà della sua circonferenza;
• Il caricamento del dispositivo deve essere effettuato dal caricabatterie, senza smontarlo;
• la posizione migliore per il centro di gravità del robot sono le ruote, è anche possibile averlo vicino;
• velocità di movimento ottimale - da 25 a 35 cm / s;
• I motori funzionano in combinazione con riduttori dotati di molle.

Esistono modelli con motori passo-passo, che consente di gestirli in modo programmatico senza l'uso di riduttori.

Modi per garantire il movimento, la pulizia e la potenza del robot aspirapolvere

Il movimento di un dispositivo robotico viene generalmente eseguito in due modi: a spirale (dal centro verso l'esterno) e a zigzag.Nei microcontrollori possono anche essere registrati e gli schemi delle stanze separatamente.

Orientamento spaziale, deviazione degli ostacoli lungo il percorso dell'aspirapolvere grazie al contatto integrato e ai sensori a infrarossi: formano un sistema di feedback. Gli infrarossi regolano il movimento, determinando la distanza dalle pareti, gli oggetti, i cambi di quota. I sensori di contatto funzionano nei paraurti quando si colpisce un ostacolo (per ulteriori dettagli su come funziona il dispositivo, consultare l'articoloprincipi di funzionamento degli aspirapolvere robot).

Un aspirapolvere automatizzato con una fonte di energia autonoma, ovviamente, non si sviluppa in tal modo potenza di aspirazionecome opzione manuale. Prove pratiche hanno dimostrato la grande efficacia dell'utilizzo di una piccola spazzola insieme a una turbina di aspirazione. per pulizia negli angoli La parte anteriore dell'aspirapolvere è dotata di 2 spazzole che, se utilizzate, raccolgono i detriti su quello principale.

L'alimentazione del sistema robotizzato può essere effettuata da più batterie, la cui tensione ai terminali è di 12 V (18 V) e la sua capacità è di 7 Ah. La ricarica viene effettuata per contatto diretto o in modalità wireless. L'uso di quest'ultimo aumenta il costo dei componenti.

Il ritorno indipendente del robot nel luogo di ricarica è un compito difficile che può essere risolto installando un beacon trasmittente.

Qualsiasi modello automatizzato sta andando basato su controller (sistema cerebrale). Pertanto, è necessario studiare il suo linguaggio di programmazione per l'inserimento dell'algoritmo di comando. Dovrebbe anche tenere conto dell'orientamento intuitivo dell'interfaccia di comando, che semplifica enormemente il processo. Sia il microcontrollore che i sensori utilizzati spesso hanno connettori standardizzati per le connessioni, quindi la saldatura è raramente richiesta.

Preparazione per l'attuazione pratica del progetto

Considerare l'applicazione dei principi di cui sopra basati sulla piattaforma Arduino Mega 2560. Il processo di creazione consisterà in diverse fasi:

• preparazione di utensili e materiali;
• la produzione di alloggi con ruote e un reparto per spazzatura, depolveratori e turbine;
• installazione di sensori e microcontrollori, motori con riduttori, batteria, spazzole;
• fare collegamenti elettrici;
• l'introduzione del programma in Arduino, determinando la coerenza dei sensori;
• test funzionale del robot aspirapolvere e sua capacità di caricare in modo indipendente.

L'idea è implementata usando i seguenti materiali e strumenti:

• Controller Arduino - 1 PC, con driver;
• un foglio di compensato (o cartone spesso) - 1 mq;
• ruote - 3 pezzi;
• un filo con una sezione trasversale non superiore a 0,75 mm.kv (il doppino funzionerà) - circa 2 m;
• alimentazione - 4 batterie da 18 V ciascuna, indicatore di carica per loro, caricabatterie;
• sensori a infrarossi - 4 pezzi, contatto - 2 pezzi;
• motori elettrici: per una turbina - 1 pezzo, ruotando una spazzola - 1 pezzo, 2 motori con un riduttore forniscono movimento;
• custodia in polivinile cloruro - 1 pz;
• colla - 1 confezione, viti autofilettanti - 10 pezzi, scotch tape - 1 pz, set di magneti;
• un set di cacciaviti e trapani, pinze, cancelleria, matita, righello, cacciavite, seghetto alternativo.

Assemblaggio del robot aspirapolvere

Preparando tutto ciò di cui hai bisogno, puoi iniziare a montare. È il passaggio dei passaggi precedenti.

1. Creiamo un corpo cilindrico in cartone o cloruro di polivinile: diametro - 30 cm, altezza - 9 cm, spessore della parete - 0,6 cm È meglio tagliare il fondo del compensato.
2. Risolviamo il caso paraurti in polivinilcloruro con l'aiuto del nastro adesivo, preinstallando in esso i sensori a infrarossi e rispondendo all'impatto.
   

   Sensore di collisione

   

   Paraurti allegato

3. Facciamo un compartimento per la spazzatura da un cartone o polivinilcloruro con un coperchio, fissato da magneti.
   
4. Facciamo un filtro da tovaglioli di stoffa.
   

5. Facciamo una turbina di cloruro di polivinile e dischi di computer, installiamo.
6. Colleghiamo i sensori al controller: la modalità operativa normale corrisponde a quella logica e la risposta a zero.
7. Il motore della spazzola anteriore è collegato all'arduino mega 2560 attraverso un transistor mosfet, che assicura una rapida rotazione agli angoli e piuttosto lento lungo l'area principale della stanza.
8. installare 4 batterie (collegali a coppie, ogni coppia - in serie) e il caricabatterie, collegali.
9. Montiamo spazzole realizzate indipendentemente dalla lenza e dalle ruote (acquistate o rimosse da un giocattolo adatto) sul fondo.
   

   Pennello radiale

10. Installiamo i programmi necessari su arduino usando un computer che può essere trovato su Internet.
11. Controlliamo il fissaggio di tutti i componenti sul fondo e sulle pareti del case.
12. Tagliare un coperchio di cartone o di cloruro di polivinile, fissarlo con le viti.

Il punto importante del lavoro è il ritorno del paraurti nella sua posizione originale dopo aver colpito un ostacolo, cioè la sua sufficiente elasticità.

Tutte le parti sono fissate ai connettori disponibili per questo scopo con viti o colla o nastro. Il risultato è mostrato nella foto: