Czego potrzebujesz, aby zrobić robota odkurzającego własnymi rękami i schematami pracy
Pomysł stworzenia działającego robota odkurzającego własnymi rękami nie jest nowy. Gdy tylko domowe produkty pojawiły się na platformie mikrokontrolera Arduino, hobbyści zaczęli opracowywać na ich podstawie poważniejsze rzeczy. Na przykład kompleks zarządzania mieszkaniem „inteligentnego domu” lub sprzątacz domu. Dodatkowo w ekonomicznej wersji można nim przejechać dosłownie na kolanach, w kilka wieczorów.
Czego potrzebujesz, aby zrobić domowe urządzenie
Nie trzeba wiele, aby odkurzacz robota był równie dobry (ale tańszy) niż odkurzacz fabryczny. Jeden z amatorskich projektów odkurzacza składa się z opakowania wykonanego z tektury falistej, która służy do pakowania towarów. Robi się z niego pudełka. Ale do normalnego wrażenia estetycznego potrzeba czegoś więcej. Może to być korpus odkurzacza sklejony z plastiku lub gotowy element zapożyczony ze wysłużonego fabrycznego robota pomocniczego.
Więc czego będzie potrzebował w pierwszej kolejności:
- mikrokontroler Arduino.
- Deska do krojenia chleba.
- Dalmierze.
- Urządzenie sterujące silnikiem.
- Silniki.
- Koła.
- Chłodziarka do komputera.
- Turbina.
- 18650 baterii.
- Nitka.
Jest to minimalna konfiguracja odkurzacza.W przyszłości kompleks robota odkurzacza można zmodernizować, dostosować do konkretnej sytuacji.
Prowadzimy sprawę
Jeśli chciałeś zrobić wszystko od razu, nie możesz obejść się bez etui do naszego odkurzacza. Do tego potrzebujemy plastiku - polistyrenu, polichlorku winylu.
Najpierw musisz określić, w jaki sposób wypełnienie zmieści się w obudowie. Jeśli pójdziesz po linii najmniejszego oporu, możesz wybrać ergonomię dowolnego odkurzacza po wyjęciu z pudełka. Zwykle mają kształt dysku, mniej więcej tego samego rozmiaru. Oznacza to, że będziesz musiał wyciąć (wykonać) 2 koła o tej samej średnicy i ściankę boczną (pełny pasek) odkurzacza.
Komora baterii jest przydzielana zgodnie z zasilaniem. Najlepiej korzystać z powszechnie używanych baterii 18650 - te znajdują się w laptopach, zabawkach i powerbankach. Czujniki ruchu znajdują się na froncie, odpowiadają za „zachowanie” odkurzacza. Pamiętaj o rozmieszczeniu kół, ich napędów, płyty centralnej (Arduino) oraz turbiny z odpylaczem.
To zależy od poprawności obliczeń, dokładności ułożenia części, wkrótce trzeba będzie radykalnie zmienić konstrukcję odkurzacza lub ograniczyć się do małej modernizacji. Wymiary obudowy są związane z typem mikrokontrolera, dodatkowymi płytkami.
Oryginalne Arduino oferuje 3 gradacje: „Uno”, „Pro”, „Leonardo”, a także płytki z dodatkowymi złączami („Mega”, „Due”). Istnieją również bardziej kompaktowe opcje - „Nano”, „Micro”. I to nie licząc wielu chińskich klonów, które nie są gorsze pod względem funkcjonalności. Ale często jest dużo taniej.
Dlatego lepiej przewidzieć te czynniki z wyprzedzeniem. I dopiero wtedy zacznij realizować swój pomysł, tworząc korpus odkurzacza. Nie rób średnicy mniejszej niż 30 centymetrów. Inaczej nic nie będzie pasować. Lepiej wtedy wykorzystać wolne miejsce, aby dodać baterię lub rozszerzyć worek na kurz.
Również konstrukcja obudowy powinna uwzględniać możliwość demontażu, naprawy odkurzacza, dlatego zaleca się wykonanie zdejmowanych osłon lub włazów zapewniających dostęp do wnętrza. Zajmie to trochę więcej czasu niż samo wykonanie plastikowych części. Być może będziesz musiał najpierw zrobić model odkurzacza, narysować robota na papierze.
Ale taki taktyczny gest uratuje cię przed wieloma problemami związanymi z przestawianiem, majstrowaniem przy odkurzaczu. Często eliminacja takich trudności wymaga więcej wysiłku niż wstępne obliczenia, rozmieszczenie węzłów, biorąc pod uwagę wymienione wymagania.
Nie zaszkodzi również wziąć pod uwagę, że mikrokontroler Arduino będzie wymagał modyfikacji oprogramowania układowego i oprogramowania. Aby to zrobić, konieczne jest wyjęcie złącza, za pomocą którego „mózg” robota zostanie podłączony do dużego komputera. A po zidentyfikowaniu wszystkich głównych punktów możesz zacząć przekładać ideę odkurzacza na rzeczywistość.
Wybierając skrzynkę wykonaną z PCV, styropianu, do montażu stosuje się klej o odpowiednim składzie. Nie nadaje się do klejenia wyprasek epoksydowych. A w przypadku płytek „epoksydowych” klej musi mieć również swój własny. Jest to ważne, aby zrozumieć.
Istnieje możliwość zmontowania korpusu odkurzacza nawet z cienkiej sklejki (do 5 milimetrów). Większa grubość zwiększy wagę. Mniej nie zapewni wymaganej sztywności.Obróbka drewna nie jest trudnym zadaniem: elementy są cięte wyrzynarką, szlifowane, dopasowywane i klejone.
W takim przypadku dopuszczalne jest odejście od konfiguracji dysku i ustawienie robota odkurzającego prostopadle u podstawy.
I wreszcie opcja dla najbardziej leniwych to znalezienie obudowy od nieużytecznego robota odkurzającego lub zakup gotowego w jednej z sieciówek. Ale w tym przypadku musisz wcześniej wybrać komponenty, biorąc pod uwagę wymiary. W przeciwnym razie będziesz musiał zmienić jedną rzecz: albo ciało, albo szczegóły.
Montaż robota
Proces montażu obejmuje nie tylko montaż, umieszczenie wszystkich części w wyznaczonych miejscach, ale również wycięcie okienek, otworów, formowanie bocznej ściany obudowy. Arkusz styropianu łatwo się wygina po podgrzaniu. Możesz użyć garnka z gorącą wodą lub suszarki do włosów.
Podczas klejenia części są mocowane przez cały czas wiązania kompozycji. Bardziej szczegółowe instrukcje znajdują się na tubkach z klejem. Zwykle jest to 24 godziny. W przypadku epoksydów i komponentów innych marek czas przygotowania może się różnić.
Do mocowania płyt, poszczególnych jednostek wewnątrz korpusu odkurzacza dopuszczalne jest użycie opalarki z klejem w sztyfcie. Ale elementy złączne na wkrętach samogwintujących staną się bardziej niezawodne i elastyczne. Mechaniczna część instalacji nie nastręcza żadnych trudności.
Jest dostępny dla każdego, kto w dzieciństwie odbył praktykę składania i rozkładania na konstruktorze Lego. Jeśli do obliczeń nie wkradł się żaden błąd, wszystkie szczegóły się zgadzają.Ważne jest, aby elektronika, silniki i koła były chronione przed kurzem. W tym celu odpylacz musi być odizolowany od innych komór. Opcje rozwiązania znajdują się poniżej. Znajdziesz tam również schemat odkurzacza.
Jak się poruszać - każdy decyduje sam. Jeśli chcesz stworzyć prostego asystenta domowego, możesz to zrobić z minimalnymi szczegółami bez przeciążania struktury.
Perfekcjoniści mogą wybrać bardziej skomplikowaną wersję odkurzacza: dodać wskaźnik naładowania, obracające się szczotki, „wyczarować” kółkami, zapewniając wymaganą prędkość ruchu.
To samo dotyczy zwiększania (zmniejszania) pojemności baterii, wymiany płytki Arduino na bardziej kompaktową, zawierającą dodatkowe czujniki. A podstawową wersję odkurzacza można złożyć dosłownie w weekend lub 2-3 wieczory.
Skąd wziąć i jak pobrać oprogramowanie układowe
Oprogramowanie, czy też firmware, to coś, bez czego nasz robot odkurzający się nie ruszy, nie spełni swoich funkcji domowego asystenta. Możesz go zdobyć w tym samym zasobie, w którym zakupiono płytę Arduino, lub w jednej z amatorskich witryn, w których gromadzone są domowe produkty.
W jednym z rozwiązań autor opracowania uprzejmie udostępnił czytelnikom program przeznaczony do najprostszego i najbardziej chaotycznego sprzątania. Generalnie Arduino to platforma, na której pasjonaci tworzą rozwiązania na własne potrzeby. Są więc 2 sposoby: napisać oprogramowanie samodzielnie (jeśli umiesz programować) lub skorzystać z czyjejś pomocy, zdobyć gotowy.
Niezbędna jest podstawowa znajomość Arduino, PC, zasady ich interakcji. Dla tych, którzy nie są pewni swoich umiejętności, lepiej nie podejmować ryzyka.Istnieje kilka sposobów synchronizacji mikrokontrolera Arduino, pobierz oprogramowanie:
- za pomocą Arduino IDE;
- programista;
- połączenie z inną płytką Arduino.
Pierwszym jest pobranie (lub użycie online) Arduino IDE. Oprogramowanie działa na większości nowoczesnych systemów operacyjnych - Windows, Linux, Mac OS. Przed podjęciem działań zdecydowanie zaleca się dokładne zrozumienie, co się dzieje.
Zdecydowanie odradza się robienie czegoś na ślepo z Arduino metodą prób i błędów. Najlepiej zamówić gotową i uszytą deskę. Należy również wcześniej przygotować kabel połączeniowy USB. Wszystkie informacje na temat pracy z Arduino, jego środowiska programowego znajdują się w sieci. Nie jest trudno go opanować, byłoby pragnienie.
Interfejs Arduino IDE jest dość prosty i intuicyjny. Jeśli coś nie działa, zawsze możesz zwrócić się o pomoc do dedykowanej sekcji Arduino Wiki.
Następnym sposobem jest użycie programatora. Jest to specjalne urządzenie sprzedawane oddzielnie. Ale pozwala pracować z różnymi płytami Arduino, przesyłać do nich oprogramowanie.
Najnowsza propozycja wykorzystuje jeden z Arduino jako programator. Metoda nie jest gorsza od innych, jest dość skuteczna. Aby zrealizować każdą z proponowanych opcji bez każdorazowego demontażu odkurzacza, należy zapewnić dostęp do złącza płytki w obudowie. Może to być okienko, przedłużacz ze złączem USB, wyjęty spod pokrywy odkurzacza lub własna metoda. Oby tylko był wygodny w użyciu.
Testowanie produktu
Z reguły zmontowany odkurzacz nie wymaga specjalnego docierania. Po naładowaniu akumulatora jest od razu „gotowy do walki”.Pierwsze kilka minut działania ujawni inne jednostki, które należy ulepszyć. Na przykład koła odkurzacza. Lub wymień skrzynie biegów i silniki na wolniejsze, bardziej niezawodne.
W trybie podstawowym odkurzacz powinien przynajmniej bez problemu poruszać się po pomieszczeniu, identyfikując przeszkody. A jeśli zbiera też śmieci, to znaczy, że pomysł się udał w 100%.
Możliwości modernizacji
Nie ma granic doskonałości. Modernizacja odkurzacza robota może dotyczyć zarówno mechaniki (kółka, montaż dodatkowych szczotek obrotowych), jak i elektroniki (wymiana płytki Arduino, czujników, kontrolera ładowania itp.).
Możliwe, że w trakcie eksploatacji właściciel odkurzacza będzie chciał pomalować korpus; nadają się do tego emalie w sprayu nitro. Lub wymień oprogramowanie, dostosowując je do środowiska Android, aby odkurzacz był jeszcze inteligentniejszy. I można było nim sterować za pomocą smartfona. Są już gotowe pomysły i rozwiązania. I można stworzyć coś samemu, platforma Arduino została do tego stworzona.