DIY vákuový robot: 20 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Toto je môj prvý vákuový robot, ktorého hlavným cieľom je umožniť komukoľvek mať upratovacieho robota bez toho, aby zaplatil toľko peňazí, naučiť sa, ako funguje, postaviť pekného robota, ktorého môžete upravovať, aktualizovať a programovať, koľko chcete., a samozrejme vysať všetky tie otravné chumáče.

Tento projekt má byť čo najľahšie zostaviteľný, pretože všetky prvky a diely je možné ľahko nájsť na stránkach Digikey, eBay, Amazon atď.

Celý podvozok bol navrhnutý v Solidworks tak, aby sa dal 3D tlačiť.

V súčasnosti používa Arduino Uno (ak sa vám to príliš nepáči, môžete ho ľahko zmeniť na iný mikrokontrolér, rozhodol som sa ho použiť, pretože mojim cieľom je, aby ho mohol postaviť ktokoľvek), mikrokovové motory, vrtuľa ventilátora, infračervené senzory a príslušné moduly ovládača.

Ďalší hryzie prach!

Krok 1: Materiály

Najprv teda definujem všetky materiály, ktoré som použil, a neskôr navrhnem ďalšie možnosti s podobným správaním.

Ovládače:

• 1 x doska Arduino Uno (alebo podobná) (DigiKey)
• 1 x modul ovládača IRF520 MOS FET (Aliexpress)
• 1 x H-bridge L298 Dual Motor Driver (Aliexpress)

Ovládače:

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x pár držiakov Micro Metal Gearmotor Bracket (Pololu)
• 1 x Dvojica koliesok 42 × 19 mm (DigiKey)
• 1 x ventilátor, AVC BA10033B12G 12V alebo podobný (motor BCB1012UH Neato) (Ebay, NeatoOption)

Senzory:

2 x ostrý snímač vzdialenosti GP2Y0A41SK0F (4 - 30 cm) (DigiKey)

Moc:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x nabíjačka batérií LiPo 3 s (nabíjačka Amazon)
• Rezistor 1 x 1k Ohm
• 1 x 2k Ohm malý potenciometer

3D tlač:

• 3D tlačiareň s minimálnou veľkosťou tlače 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament alebo podobný.
• Ak nemáte, môžete si súbor vytlačiť na 3DHubs.

Ďalšie materiály:

• 20 x skrutiek M3 s (priemer 3 mm)
• 20 x orechov M3
• 2 x skrutky č. 8-32 x 2 IN s maticami a podložkou.
• 1 x vákuový vreckový filter (tkanina)
• 1 x koliesko s 3/4 ″ plastovou alebo kovovou guľou (Pololu)
• 2 tlačidlá (Aliexpress)
• 1 x vypínač

Náradie:

• Skrutkovač
• Spájkovačka
• Kliešte
• Nožnice
• Kábel (3 m)

Krok 2: Ako to funguje?

Väčšina vysávačov má motor s ventilátorom. Keď sa lopatky ventilátora otáčajú, tlačia vzduch dopredu smerom k výfukovému otvoru. Na výfukovom otvore má filter, ktorý zabraňuje opätovnému vyhodeniu prachových častíc.

Ako funguje vákuový robot?

Princíp je veľmi podobný, ale ako vidíte na druhom obrázku, motor ventilátora je v poslednom kroku, čo znamená, že cez neho nie je poháňaný prach. Nasávaný vzduch sa najskôr filtruje a potom sa tlačí k výfukovému otvoru.

Hlavným rozdielom medzi každým z vysávačov je to, že robot má mikrokontrolér a senzory, ktoré umožňujú robotovi rozhodovať sa tak, aby mohol vysávať vašu izbu autonómne. Väčšina vákuových robotov má v súčasnosti vstavané skutočne pekné algoritmy, napríklad dokážu zmapovať vašu izbu, aby si mohli naplánovať cestu a vykonať rýchlejšie čistenie. Majú tiež ďalšie funkcie, ako sú bočné kefy, detekcia kolízií, návrat na nabíjaciu základňu atď.

Krok 3: O prísadách …

Ako som povedal na začiatku, vysvetlím čo najviac, aby to každý pochopil, ale ak už poznáte základy, pokojne tento krok preskočte.

Ventilátor

Najdôležitejšou vecou vákua je vybrať vhodný ventilátor so slušným CFM (kubickými stopami prúdenia vzduchu za minútu), je to sila tohto prúdenia vzduchu po povrchu, ktorá zachytáva nečistoty a presúva ich do vrecka alebo nádoby na prach. Čím viac vzduchu prúdi, tým je teda vysávacia schopnosť lepšie [BestVacuum.com]. Väčšina veľkých vysávačov používa viac ako 60 CFM, ale keďže používame malú batériu, sme v poriadku s najmenej 35 CFM. Ventilátor AVC, ktorý použijem, má 38 CFM [odkaz AVC] a v skutočnosti má veľa energie, ale môžete použiť ľubovoľný s rovnakými rozmermi (pozri obrázok 1).

Ovládač ventilátora

Pretože potrebujeme spôsob, ako ovládať kedykoľvek zapnutý alebo vypnutý ventilátor, potrebujeme ovládač. Budem používať MOS-FET IRF520, ktorý v zásade funguje ako prepínač, akonáhle prijme signál z mikroradiča, dodá vstupné napätie na výstup (ventilátor). (Pozri obrázok 2)

Most H

Pre motory budeme potrebovať niečo trochu iné ako ovládač ventilátora, pretože teraz budeme musieť ovládať smer každého motora. H-mostík je sústava tranzistorov, ktoré nám umožňujú ovládať tok prúdu a jeho ovládaním budeme môcť ovládať smer motorov. L298 je celkom slušný mostík H, ktorý môže dodávať 2A na kanál, takže pre naše motory bude perfektný! Ďalším príkladom je L293D, ktorý nám však dáva iba 800 mA na kanál. (Obrázok 3 zobrazuje koncept mostíka H)

Krok 4: Dizajn

Návrh robota bol vykonaný v SolidWorks, pozostáva z 8 súborov.

Tento krok bol časovo najnáročnejší, pretože celý robot bol vyrobený od nuly vzhľadom na nárazník, nádobu, filter atď.

Celková veľkosť robota je 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Krok 5: 3D tlač

Veľká cena v súťaži robotiky 2017

Druhá cena za dizajn teraz: súťaž v pohybe