Направи си сам вакуумен робот: 20 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Това е първият ми вакуумен робот, чиято основна цел е да позволи на всеки да има почистващ робот, без да плаща толкова пари, да научи как работи, да изгради хубав робот, който можете да променяте, актуализирате и програмирате колкото искате, и разбира се да изсмукате целия този досаден пух.

Този проект е предназначен да бъде възможно най -лесен за изграждане, тъй като всички елементи и части са лесни за намиране в Digikey, eBay, Amazon и др.

Цялото шаси е проектирано в Solidworks, така че да може да се отпечатва 3D.

В момента той използва Arduino Uno (ако не ви харесва прекалено лесно можете да го промените за друг микроконтролер, реших да го използвам, тъй като целта ми е всеки да може да го изгради), микрометални двигатели, вентилаторно витло, инфрачервени сензори и съответни драйверни модули.

Още един хапе праха!

Стъпка 1: Материали

Така че първо ще дефинирам всички материали, които съм използвал, а по -късно ще предложа други варианти с подобно поведение.

Контролери:

• 1 x Arduino Uno Board (или подобен) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET драйвер модул (Aliexpress)
• 1 x H-мост L298 двоен двигател драйвер (Aliexpress)

Задвижващи механизми:

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x Микро метална двойка скоби за редуктор (Pololu)
• 1 x колело 42 × 19 мм чифт (DigiKey)
• 1 x вентилатор AVC BA10033B12G 12V или подобен (мотор BCB1012UH на Neato) (Ebay, NeatoOption)

Сензори:

2 x сензор за рязко разстояние GP2Y0A41SK0F (4 - 30 см) (DigiKey)

Мощност:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo зарядно устройство за батерии 3s (зарядно устройство Amazon)
• 1 x 1k Ohm резистор
• 1 x 2k Ohm малък потенциометър

3D печат:

• 3D принтер с минимален размер на печат от 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament или подобен.
• Ако нямате, можете да отпечатате файла си на 3DHubs.

Други материали:

• 20 x M3 болтове с (диаметър 3 мм)
• 20 x M3 гайки
• 2 x #8-32 x 2 IN болта с гайки и шайба.
• 1 x филтър за вакуумна торба (тип плат)
• 1 x Топ колело с 3/4 ″ пластмасова или метална топка (Pololu)
• 2 бутона (Aliexpress)
• 1 x Превключвател за включване/изключване

Инструменти:

• Отвертка
• Поялник
• Клещи
• Ножици
• Кабел (3 м)

Стъпка 2: Как работи?

Повечето вакууми имат двигател с вентилатор. Когато лопатките на вентилатора се завъртят, те принуждават въздуха напред, към изпускателния отвор. В изпускателния отвор има филтър, който предотвратява изхвърлянето на праховите частици отново.

Как работи вакуумният робот?

Принципът е доста подобен, но както можете да видите на втората снимка, двигателят на вентилатора е на последната стъпка, което означава, че прахът не се прокарва през него. Всмуканият въздух първо се филтрира и след това се изтласква към изпускателния отвор.

Основната разлика между всеки от прахосмукачките е, че роботът има микроконтролер и сензори, които позволяват на робота да взема решения, така че да може автоматично да изсмуква стаята ви. Повечето вакуумни роботи в днешно време имат наистина хубави алгоритми, вградени, например, те могат да картографират вашата стая, така че да могат да планират път и да извършат по-бързо почистване. Те имат и други функции като странични четки, откриване на сблъсък, връщане към зарядната си база и т.н.

Стъпка 3: За съставките …

Както казах в началото, ще обясня колкото мога, за да може всеки да разбере, но Ако вече знаете основите, не се колебайте да пропуснете тази стъпка.

Фенът

Най -важното нещо при вакуума е да изберете подходящия вентилатор с приличен CFM (въздушен поток кубически фута в минута), силата на този въздушен поток върху повърхността, която улавя мръсотията и я премества в торбата за прах или контейнера. Следователно, колкото повече въздушен поток, толкова по -добра е почистващата способност на прахосмукачката [BestVacuum.com]. Повечето от големите вакууми използват повече от 60 CFM, но тъй като използваме малка батерия, ние сме добре с поне 35 CFM. AVC вентилаторът, който ще използвам, има 38 CFM [AVC връзка] и всъщност има много мощност, но можете да използвате всеки със същите размери (Вижте снимка 1).

Шофьорът на вентилатора

Тъй като имаме нужда от начин за контрол, когато вентилаторът е включен или изключен, имаме нужда от драйвер. Ще използвам MOS-FET IRF520, който по принцип работи като превключвател, когато получава сигнал от микроконтролера, той ще подава входното напрежение към изхода (вентилатор). (Вижте снимка 2)

H-мостът

За двигателите ще имаме нужда от нещо малко по -различно от драйвера на вентилатора, тъй като сега ще трябва да контролираме посоката на всеки двигател. H-мостът е масив от транзистори, който ни позволява да контролираме потока на тока и като го контролираме, ще можем да контролираме посоката на двигателите. L298 е доста приличен H-мост, който може да захранва 2A на канал, така че за нашите двигатели ще бъде перфектен! Друг пример е L293D, но това ни дава само 800mA на канал. (Снимка 3 изобразява концепцията за H-мост)

Стъпка 4: Дизайнът

Дизайнът на робота е направен в SolidWorks, той се състои от 8 файла.

Тази стъпка беше най -отнемащата време, тъй като целият робот беше направен от нулата, като се има предвид бронята, контейнерът, филтърът и т.н.

Общият размер на робота е 210 мм х 210 мм х 80 мм.

Стъпка 5: 3D печат

Голямата награда в конкурса по роботика 2017

Втора награда в дизайна сега: In Motion Contest