De ce aveți nevoie pentru a face un robot aspirator cu propriile mâini și scheme de lucru
Ideea de a crea un robot aspirator funcțional cu propriile mâini nu este nouă. De îndată ce produse de casă au apărut pe platforma de microcontroler Arduino, pasionații au început să dezvolte lucruri mai serioase pe baza lor. De exemplu, un complex de gestionare a locuințelor „casă inteligentă” sau un agent de curățenie. În plus, într-o variantă economică, poate fi călărit la propriu în genunchi, în câteva seri.
De ce aveți nevoie pentru a face un dispozitiv de casă
Nu este nevoie de mult pentru a face un aspirator robot la fel de bun (dar mai ieftin) decât un aspirator de fabrică. Unul dintre modelele de amatori ale aspiratorului este asamblat din ambalaje din carton ondulat, care este folosit pentru ambalarea mărfurilor. Cutiile sunt făcute din el. Dar pentru o impresie estetică normală este nevoie de ceva mai mult. Poate fi un corp de aspirator lipit din plastic sau un element gata făcut împrumutat de la un robot uzat asistent de fabrică.
Deci, de ce va avea nevoie în primul rând:
- Microcontroler Arduino.
- Masă de tăiat pâine.
- Telemetru.
- Dispozitiv de control al motorului.
- Motoare.
- Rotile.
- Cooler pentru computer.
- Turbină.
- 18650 baterii.
- Fir.
Aceasta este configurația minimă pentru un aspirator.În viitor, complexul robotizat al aspiratorului poate fi modernizat, adaptat unei situații specifice.
Noi facem cazul
Dacă ai vrut să faci totul imediat, nu te poți lipsi de o carcasă pentru aspiratorul nostru. Pentru aceasta avem nevoie de plastic - polistiren, clorură de polivinil.
Mai întâi trebuie să determinați cum se va potrivi umplutura în interiorul carcasei. Dacă urmați calea cu cea mai mică rezistență, puteți merge cu ergonomia oricărui aspirator scos din cutie. De obicei sunt în formă de disc, aproximativ de aceeași dimensiune. Aceasta înseamnă că va trebui să tăiați (faceți) 2 cercuri de același diametru și un perete lateral (fâșie completă) al aspiratorului.
Un compartiment pentru baterii este alocat în funcție de sursa de alimentare. Cel mai bine este să folosiți bateriile 18650 utilizate pe scară largă - acestea se găsesc în laptopuri, jucării și power bank-uri. Senzorii de mișcare sunt amplasați în față, ei sunt responsabili de „comportarea” aspiratorului. Asigurați-vă că luați în considerare locația roților, unitățile lor, placa centrală (Arduino) și turbina cu colectorul de praf.
Depinde de corectitudinea calculului, de rigurozitatea aranjamentului pieselor, în curând va fi necesar să se schimbe radical designul aspiratorului sau să se limiteze la o mică modernizare. Dimensiunile carcasei sunt legate de tipul de microcontroler, plăci suplimentare.
Arduino original oferă 3 gradații: „Uno”, „Pro”, „Leonardo”, precum și plăci cu conectori suplimentari („Mega”, „Due”). Există, de asemenea, opțiuni mai compacte - „Nano”, „Micro”. Și asta fără a lua în calcul numeroasele clone chinezești, care nu sunt mai rele din punct de vedere al funcționalității. Dar adesea este mult mai ieftin.
Prin urmare, este mai bine să preziceți acești factori în avans. Și abia atunci începe să-ți implementezi ideea, creând un corp de aspirator. Nu faceți un diametru mai mic de 30 de centimetri. Altfel, nimic nu se va potrivi. Mai bine atunci folosiți spațiul liber pentru a adăuga o baterie sau pentru a extinde sacul de praf.
De asemenea, designul carcasei trebuie sa tina cont de posibilitatea demontarii, repararii aspiratorului, prin urmare, se recomanda realizarea de huse sau trape detasabile pentru a oferi acces la interior. Va dura puțin mai mult decât fabricarea pieselor din plastic. Poate chiar trebuie să faci mai întâi un model de aspirator, să desenezi un robot pe hârtie.
Dar un astfel de gest tactic te va scuti de multe probleme asociate cu rearanjarea, manipularea aspiratorului. Adesea, eliminarea unor astfel de dificultăți necesită mai mult efort decât calculul inițial, plasarea nodurilor, ținând cont de cerințele enumerate.
De asemenea, nu strica să luați în considerare faptul că microcontrolerul Arduino va necesita modificarea firmware-ului și a software-ului. Pentru a face acest lucru, este imperativ să scoateți conectorul prin care „creierul” robotului va fi conectat la un computer mare. Și după ce toate punctele principale au fost identificate, puteți începe să transpuneți ideea unui aspirator în realitate.
Atunci când alegeți o carcasă din PVC, polistiren, pentru asamblare se folosește un adeziv cu compoziția corespunzătoare. Nu este potrivit pentru lipirea pieselor turnate epoxidice. Iar pentru plăcile „epoxidice”, adezivul trebuie să aibă și al său. Acest lucru este important de înțeles.
Este posibilă asamblarea corpului aspiratorului chiar și din placaj subțire (până la 5 milimetri). O grosime mai mare va crește greutatea. Mai puțin nu va oferi rigiditatea necesară.Prelucrarea lemnului nu este o sarcină dificilă: piesele sunt tăiate cu un puzzle, șlefuite, adaptate la dimensiune și lipite.
În acest caz, este permisă abaterea de la configurația discului și a face aspiratorul robot pătrat la bază.
Și, în sfârșit, o opțiune pentru cei mai leneși este să găsească o carcasă de la un robot aspirator inutilizabil sau să cumpere una gata făcută într-unul din lanțurile de magazine. Dar în acest caz, trebuie să selectați componentele în avans, ținând cont de dimensiuni. În caz contrar, va trebui să schimbi un lucru: fie corpul, fie detaliile.
Asamblare robot
Procesul de asamblare include nu numai instalarea, plasarea tuturor pieselor în locurile desemnate, ci și tăierea ferestrelor, găurilor, formând peretele lateral al carcasei. Foaia de polistiren se îndoaie ușor când este încălzită. Puteți folosi o oală cu apă fierbinte sau un uscător de păr.
La lipire, piesele sunt fixate pe tot timpul de priză a compoziției. Instrucțiuni mai detaliate sunt date pe tuburile de lipici. Aceasta este de obicei 24 de ore. Pentru epoxidici și alte mărci de componente, timpul de pregătire poate diferi.
Pentru a fixa plăcile, unitățile individuale din interiorul corpului aspiratorului, este permisă utilizarea unui pistol termic cu bețișoare de lipici. Dar elementele de fixare ale șuruburilor autofiletante vor deveni mai fiabile și mai flexibile. Partea mecanică a instalației nu prezintă dificultăți.
Este accesibil tuturor celor care în copilărie au trecut prin practica de asamblare și dezasamblare pe constructorul Lego. Dacă nu s-a strecurat nicio eroare în calcule, toate detaliile intră la locul lor.Este important ca electronicele, motoarele și roțile să fie protejate de praf. Pentru aceasta, colectorul de praf trebuie izolat de celelalte compartimente. Opțiunile de soluție sunt mai jos. Veți găsi acolo și o diagramă a aspiratorului.
Ce fel de mișcare - fiecare decide singur. Dacă doriți să creați un simplu asistent acasă, o puteți face cu detalii minime fără a supraîncărca structura.
Perfecționiștii pot alege o versiune mai complicată a aspiratorului: adăugați un indicator de încărcare, perii rotative, „evocați” cu roți, oferind viteza necesară de mișcare.
Același lucru este valabil și pentru creșterea (scăderea) capacității bateriei, înlocuind placa Arduino cu una mai compactă, inclusiv senzori suplimentari. Iar versiunea de bază a aspiratorului poate fi asamblată literalmente în weekend sau 2-3 seri.
De unde să obțineți și cum să descărcați firmware-ul
Software-ul, sau firmware-ul, este ceva fără de care robotul nostru aspirator nu se va mișca, nu își va îndeplini funcțiile de asistent acasă. Îl puteți obține pe aceeași resursă de unde a fost achiziționată placa Arduino, sau pe unul dintre site-urile de amatori de unde sunt colectate produse de casă.
Într-una dintre soluții, autorul dezvoltării a împărtășit cu amabilitate cititorilor un program conceput pentru cea mai simplă și mai haotică curățare. În general, Arduino este o platformă în care pasionații creează soluții pentru propriile nevoi. Prin urmare, există 2 moduri: scrieți singur software-ul (dacă știți să programați) sau folosiți ajutorul cuiva, obțineți unul gata făcut.
Cunoștințele de bază despre Arduino, PC, principiul interacțiunii lor sunt esențiale. Pentru cei care nu au încredere în propriile abilități, este mai bine să nu-și asume riscuri.Există mai multe moduri de a sincroniza microcontrolerul Arduino, descărcați software-ul:
- folosind IDE-ul Arduino;
- programator;
- conexiune la o altă placă Arduino.
Primul este să descărcați (sau să utilizați online) IDE-ul Arduino. Software-ul funcționează pe majoritatea sistemelor de operare moderne - Windows, Linux, Mac OS. Înainte de a lua măsuri, este recomandat să înțelegeți exact ce se face.
A face ceva orbește cu Arduino prin încercări și erori este puternic descurajat. Cel mai bine este să comandați o placă gata făcută și cusută. De asemenea, trebuie să pregătiți un cablu de conectare USB în avans. Toate informațiile despre lucrul cu Arduino, mediul său software sunt pe net. Nu este greu să-l stăpânești, ar exista o poftă.
Interfața Arduino IDE este destul de simplă și intuitivă. Dacă ceva nu funcționează, puteți oricând să apelați la secțiunea dedicată a Arduino Wiki pentru ajutor.
Următorul mod este să utilizați un programator. Acesta este un dispozitiv special vândut separat. Dar vă permite să lucrați cu diferite plăci Arduino, să încărcați software pe ele.
Cea mai recentă propunere folosește unul dintre Arduinos ca programator. Metoda nu este mai rea decât celelalte, este destul de eficientă. Pentru a implementa fiecare dintre opțiunile propuse fără a demonta de fiecare dată aspiratorul, trebuie să oferiți acces la conectorul plăcii din carcasă. Poate fi o fereastră, un prelungitor cu conector USB, scos de sub capacul aspiratorului sau metoda proprie. Dacă ar fi convenabil de utilizat.
Testarea produsului
De regulă, aspiratorul asamblat nu necesită spargere specială. După încărcarea bateriei, aceasta este imediat „gata de luptă”.Primele minute de funcționare vor dezvălui alte unități care trebuie să fie modernizate. De exemplu, roțile unui aspirator. Sau înlocuiți cutiile de viteze și motoarele cu altele mai lente și mai fiabile.
În modul de bază, aspiratorul ar trebui măcar să se deplaseze prin cameră fără probleme, identificând obstacolele. Și dacă ridică și gunoiul, înseamnă că ideea a avut succes 100%.
Posibilitati de modernizare
Nu există limite pentru perfecțiune. Actualizarea unui robot aspirator poate afecta atât mecanica (roți, instalarea unor perii rotative suplimentare), cât și electronica (înlocuirea plăcii Arduino, senzorilor, controlerului de încărcare etc.).
Este posibil ca în timpul funcționării proprietarul aspiratorului să dorească să vopsească corpul; emailurile cu spray nitro sunt potrivite pentru aceasta. Sau înlocuiți software-ul adaptându-l la mediul Android pentru a face aspiratorul și mai inteligent. Și ar putea fi controlat folosind un smartphone. Există deja idei și soluții gata făcute. Și poți crea ceva singur, platforma Arduino a fost creată pentru asta.