Як влаштований робот-пилосос
Перевертаємо робот-пилосос. Два провідних бічних колеса ставлять рух пристрою, переднє маленьке колесо допоміжне без приводу. На його осі розташований спеціальний магнітний датчик. Він необхідний для вимірювання відстані, пройденого роботом. Колесо не обертається навколо своєї горизонтальної осі, в цьому немає необхідності. Робот змінює свій напрямок на місці за рахунок передачі моменту одному з бічних коліс, тобто на маневреність це ніяк не впливає.
Під невеликий пластиковою кришкою розташований Li-Ion акумулятор ємністю 2200 mAh. У даного зразка дві бічні щітки, з практичної точки зору це допомагає захопити велику площу за один проїзд. Для того, щоб дістатися до плінтуса досить однієї бічної щітки, до кутів повністю поки не добирається жоден робот-пилосос. Дві бічні щітки направляють сміття до основної турбощітку, яка в свою чергу направляє його в мішок. Всмоктуючий модуль допомагає засмоктати сміття з турбощетки. Гумовий скребок, розташований на пилесборнике, підбирає велике сміття. За таким принципом влаштовані всі роботи-пилососи з причини відсутності великої сили всмоктування. Результат прибирання на гладких полах при такій конструкції дуже хороший, на килимах - гірше, робот не може висмоктати пил з ворсинок.
Поруч з пилозбірником можна помітити два поглиблення - пази для натирача. У цьому пилососі є функція протирання підлог. Підстава швабри кріпиться на дно, робот і пилососить, і протирає. Серветку з мікрофібри можна змочити водою перед запуском. В процесі роботи змочувати її вже не вийде, робот скидає карту приміщення і поточну програму збирання при відривання його від підлоги. Серветка допомагає зібрати дрібний пил, включаючи борошно, дрібний пісок, сіль. Для повноцінної миття підлоги вона не підійде.
Прийшов час взятися за інструменти і подивитися, як же виглядає робот-пилосос зсередини. Виймаємо мішок і основну турбощітку. Кладемо робот-пилосос на лицьову панель і бачимо 5 отворів для болтів. Шосте отвір знаходиться під наклейкою-пломбою з написом QC Passed.
Далі необхідно акуратно від'єднати кінці бампера. Особливих труднощів у своїй виникнути не повинно, пластик досить пружний і міцний.
Розташувавши iClebo лицьовою стороною до стелі, витягуємо декоративну панель робота. Для цього потрібно потягнути за край панелі на себе і вгору. Ось ми і отримали доступ до начинки робота-пилососа.
Неозброєним поглядом можна розгледіти основні елементи. В роботі встановлено 6 електроприводів: два для бічних щіток, один для турбощетки, один для всмоктуючого модуля (захований під пластикових кожухом), два вбудовані в корпус бічних коліс. Справа під екраном робота-пилососа знаходиться його "мозок" - мікроконтролер Abov MC81F4216D. Поруч з материнською платою і місцем установки пилозбірника знаходиться спеціальний датчик. При його замиканні, iClebo "розуміє", що мішок приєднаний, інакше робот-пилосос не зрушиться з місця і видасть помилку на дисплеї.
Знімаємо ЖК-екран. Бачимо камеру, ІК-приймач під ній. У центрі світлодіоди для екрану.
Звільняємо материнську плату від безлічі контактів і бачимо гіроскоп, який потрібен для визначення кута повороту робота.
І, нарешті, звільнимо від всіх контактів саму материнську плату.
Що ж представляє із себе такий пристрій, як робот-пилосос. Блок-схема пристрої представлена нижче:
У нас є материнська плата (Main board) з модулем камери, дисплеєм, модулем управління електроприводами бічних коліс і т. Д. 19ті вольта адаптер, через базу для зарядки робота, заряджає літій-іонний акумулятор, який живить всі інші елементи схеми. Для годин і таймера використовується додаткова батарейка-таблетка на материнській платі. Три датчика визначення перепаду висоти (3 PSD Sensors) розташовані на дні корпусу пристрою. Три інфрачервоних датчика (3 IR Sensors) розташовуються безпосередньо на самому бампері. При виявленні перешкоди робот-пилосос змінює свій напрямок. Якщо ІК-датчик не спрацював, але робот все ж впирається в перешкоду, спрацьовує механічний датчик бампера (3 Bumper SWs). На схемі також зображені 3 Detection Switches - два датчика визначають не відірвалися чи колеса від статі, а третій датчик наявності пилозбірника. Passive Encoder - датчик, розташований біля передньої осі колеса для визначення пройденої відстані.
Для того щоб зрозуміти де робот вже забирався, а де ще немає, він виходить інформацію з усіх перерахованих вище датчиків і сенсорів. Він заміряє пройдену відстань і кут повороту, а за допомогою камери і датчиків перешкод «розуміє» де кордону, що прибирається. Майбутні домашні роботи-пилососи будуть використовувати камери для повноцінного побудови карти приміщення, визначення наявності людей і тварин в кімнаті і, швидше за все, можна буде жестом вказувати роботу на подальші його дії або змінювати режим роботи.
Залишилося розібратися ще з колесами. Знімаємо бічне колесо. Датчик збоку колеса допомагає визначати роботу його положення в просторі, а саме: чи варто він на підлозі? Якщо контакт розімкнений, робот припиняє роботу.
Розібравши корпус колеса, бачимо ось такий редуктор.
Звичайно, всіма цими компонентами управляє ПО, і без правильно написаного програмного коду робот функціонувати не буде. В даному пилососі є можливість оновлення ПЗ, але зробити це зможуть тільки досвідчені користувачі, тому що потрібно програматор для перепрошивки "мізків" пилососа. Використовується програматор ST-Link. Основна частина прошивки робота здійснюється за допомогою цього адаптера, через коннектор J2 JTAG на платі, і через J11 USB оновлюється тільки навігаційний модуль. Причому, обидві частини прошивки взаємопов'язані.
Робот-пилосос - складний технічний пристрій і ціни на них відносно високі, особливо якщо порівнювати з побутовими пилососами за 3000 рублів. Ймовірно, коли робот зможе обходитися парою камер для виконання всіх навігаційних дій, вартість виробництва помітно впаде, а отже і кінцева вартість пристрою. А поки покупці платять здебільшого за зручність: ставимо таймер, йдемо на роботу, робот прибирає під час вашої відсутності і автоматично повертається на базу. Ну, і звичайно ж, лінь - двигун прогресу. Люди зазвичай не хочуть нічого робити, краще за них нехай будуть робити всю роботу інші. Якраз побутові роботи для цього і розробляються.