Як зробити робот-пилосос своїми руками

Щоб створити робот-пилосос своїми руками, досить придбати необхідний мінімум теоретичних знань і набір доступних комплектуючих. Такий помічник буде підтримувати підлоги приміщень в чистоті, економити час на прибирання. Завдяки наявності спеціальних датчиків, механізм самостійно не тільки переміщається по кімнаті, а й орієнтується в ній. Процес виготовлення в домашніх умовах потребують витрат часу і терпіння, але схема створення досить проста і доступна навіть любителям, а витрачені на це кошти набагато нижче ціни ринкових апаратів.

Теоретичні аспекти проблеми

Домашні умільці вивели практичним шляхом вимоги до роботам-пилососів, яких слід дотримуватися при їх створенні. Результатом дотримання буде механізм, придатний до подальшої експлуатації. Перелік основних правил наступний:

рекомендується виготовляти робот в формі невеликого циліндра;
для того, щоб автомат міг здійснювати розвороти на місці - колеса слід розміщувати по діаметру;
додатковому керма привід не потрібно;
механізм повинен збирати сміття в легко виймаємо сміттєприймач;
робот обов'язково повинен бути оснащений контактним бампером. займає мінімум половину його окружності;
зарядку апарату слід проводити від зарядного пристрою, без його розбирання;
найкращим місцем розміщення центру ваги у робота є колеса, також допускається розташовувати його поруч з ними;
оптимальна швидкість руху - від 25 до 35 см / с;
двигуни працюють спільно з редукторами, оснащеними пружинами.

Виділяються моделі з кроковими двигунами, що дозволяє програмно керувати ними без застосування редукторів.

Способи забезпечення руху, прибирання та харчування робота-пилососа

Рух роботизованого пристрою в загальному випадку здійснюється двома способами: по спіралі (з центру назовні) і зигзагами. У мікроконтролери можна також занести і схеми кімнат окремо.

Автоматизований пилосос з автономним джерелом живлення, звичайно ж, не розвиває таку потужність всмоктування. як ручний варіант. Практичні випробування показали велику ефективність використання маленької щітки спільно з всмоктуючої турбіною. Для прибирання по кутах передня частина пилососа оснащується 2 щітками, які при роботі підгортають сміття до головної.

Харчування роботизованої системи можна здійснювати від кількох акумуляторів, напруга на клемах яких - 12 V (18 V), а його ємність дорівнює 7 А * год. Зарядка здійснюється при прямому контакті або бездротовим способом. Застосування останнього збільшує витрати на комплектуючі деталі.

Самостійний повернення робота до місця зарядки - складне завдання, яке можна вирішити установкою передавального маяка.

Будь-яка автоматизована модель збирається на базі контролера (мозку системи). Тому слід вивчити мову його програмування для занесення алгоритму команд. Слід також враховувати інтуїтивну спрямованість командного інтерфейсу, що значно полегшує процес. Як мікроконтролер, так і використовувані датчики часто мають стандартизовані роз'єми для підключення згідно тому пайка потрібно рідко.

Підготовка до практичної реалізації проекту

Розглянемо застосування вищевикладених принципів на базі платформи Arduino Mega 2560. Процес створення складатиметься з кількох етапів:

підготовка інструментів і матеріалів;
виготовлення корпусу з колесами і відділом під сміття, пилозбірника і турбіни;
монтаж датчиків і мікроконтролера, моторів з редукторами, акумулятора, щіток;
виконання електричних підключень;
введення програми в Arduino, визначення узгодженості датчиків;
перевірка працездатності робота-пилососа і його здатності заряджатися самостійно.

Ідея реалізується за допомогою наступних матеріалів та інструментів:

контролер Arduino - 1 шт, з драйверами;
лист фанери (або щільний картон) - 1 м.кв;
колеса - 3 шт;
провід перерізом не більше 0,75 мм.кв (підійде кручена пара) - близько 2 м;
блок живлення - 4 акумулятора по 18 V, індикатор заряду до них, зарядний пристрій;
інфрачервоні датчики - 4 шт, контактні - 2 шт;
електродвигуни: для турбіни - 1 шт, що обертає щітку - 1 шт, 2 мотора з редуктором забезпечують пересування;
полівінілхлоридний корпус - 1 шт;
клей - 1 упаковка, саморізи - 10 шт, скотч - 1 шт, набір магнітів;
набір викруток та свердел, плоскогубці, ніж канцелярський, олівець, лінійка, шуруповерт, електролобзик.

Збірка робота-пилососа

Підготувавши все необхідне можна приступати до складання. Вона полягає в проходженні вищеописаних етапів.

Створюємо корпус циліндричної форми з картону або полівінілхлориду: діаметр - 30 см, висота - 9 см, товщина стінок - 0,6 см. Дно краще вирізати з фанери.
Закріплюємо на корпусі полівінілхлоридний бампер за допомогою скотча, попередньо встановивши в нього датчики інфрачервоні і реагують на удар.

Виготовляємо з картону або полівінілхлориду відсік для сміття з кришкою, що закріплюється магнітами.

Робимо фільтр з тканинних серветок.

Робимо турбіну з полівінілхлориду та комп'ютерних дисків, встановлюємо.

Підключаємо датчики до контролера: звичайний робочий режим відповідає логічній одиниці, а спрацьовування - нулю.

Двигун передній щітки підключаємо до arduino mega 2560 через транзистор mosfet, що забезпечує швидке її обертання по кутах і досить повільне по основній площі кімнати.

Встановлюємо 4 акумулятора (з'єднуємо їх попарно, кожну пару - послідовно) і зарядний пристрій, підключаємо їх.

Монтуємо щітки, виготовлені самостійно з волосіні, і колеса (куплені або зняті з відповідною іграшки) на дно.

Встановлюємо на arduino необхідні програми за допомогою комп'ютера, які можна знайти в мережі інтернет.

Перевіряємо закріплення всіх компонентів до дна і стінок корпусу.

Вирізаємо з картону або полівінілхлориду кришку, закріплюємо її саморізами.

Важливим моментом роботи є повернення бампера в початкове положення після удару об перешкоду, тобто достатня його пружність.

Всі деталі закріплюються на наявні для цих цілей у них роз'єми саморізами або клеєм, скотчем. Отриманий результат представлений на фотографії: