DIY vakuumski robot: 20 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

To je moj prvi vakuumski robot, katerega glavni namen je omogočiti vsakomur, da ima čistilnega robota, ne da bi plačal toliko denarja, se naučil, kako deluje, zgradil prijetnega robota, ki ga lahko spreminjate, posodabljate in programirate, kolikor želite, in seveda posesati ves tisti nadležni puh.

Ta projekt naj bi bil čim lažje sestavljen, saj je vse elemente in dele enostavno najti na Digikeyju, eBayu, Amazonu itd.

Celotno ohišje je bilo oblikovano v Solidworksu, tako da ga je mogoče 3D natisniti.

Trenutno uporablja Arduino Uno (če vam ni preveč všeč, ga lahko preprosto zamenjate za drug mikro krmilnik, odločil sem se, da ga uporabim, saj je moj cilj, da ga lahko ustvari kdorkoli), mikro-kovinske motorje, ventilatorski propeler, infrardeči senzorji in ustrezni gonilniški moduli.

Še en grize prah!

1. korak: Materiali

Torej, najprej bom opredelil vse materiale, ki sem jih uporabil, kasneje pa bom predlagal druge možnosti s podobnim vedenjem.

Krmilniki:

• 1 x Arduino Uno plošča (ali podobna) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET gonilniški modul (Aliexpress)
• 1 x H-most L298 dvojni motorni gonilnik (Aliexpress)

Pogon:

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x par kovinskih nosilcev z motornim motorjem (Pololu)
• 1 x kolesni par 42 × 19 mm (DigiKey)
• 1 x ventilator AVC BA10033B12G 12V ali podoben (motor BCA1012UH Neato) (Ebay, NeatoOption)

Senzorji:

2 x ostri senzor razdalje GP2Y0A41SK0F (4 - 30 cm) (DigiKey)

Moč:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo paket (HobbyKing)
• 1 x polnilnik LiPo 3s (polnilec Amazon)
• 1 x 1k ohmski upor
• 1 x 2k Ohm majhen potenciometer

3D tiskanje:

• 3D tiskalnik z najmanjšo velikostjo tiskanja 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament ali podobno.
• Če nimate, lahko datoteko natisnete na 3DHubih.

Drugi materiali:

• 20 x vijaki M3 s (premer 3 mm)
• 20 x M3 matice
• 2 x #8-32 x 2 IN vijaka z maticami in podložko.
• 1 x filter za vakuumsko vrečko (vrsta tkanine)
• 1 x kolesce z 3/4 ″ plastično ali kovinsko kroglo (Pololu)
• 2 gumba (Aliexpress)
• 1 x Stikalo za vklop/izklop

Orodja:

• Izvijač
• Spajkalnik
• Klešče
• Škarje
• Kabel (3 m)

2. korak: Kako deluje?

Večina sesalnikov ima motor z ventilatorjem. Ko se lopatice ventilatorja obračajo, potisnejo zrak naprej proti izpušni odprtini. Na izpušni odprtini je filter, ki preprečuje, da bi se delci prahu ponovno odvrgli.

Kako deluje vakuumski robot?

Načelo je precej podobno, a kot vidite na drugi sliki, je motor ventilatorja na zadnji stopnji, kar pomeni, da skozi njega ne priteče prah. Sesan zrak se najprej filtrira in nato potisne proti izpušni odprtini.

Glavna razlika med vsakim sesalnikom je, da ima robot mikrokontroler in senzorje, ki omogočajo robotu, da sprejema odločitve, tako da lahko avtonomno sesa vašo sobo. Večina vakuumskih robotov ima danes vgrajene res lepe algoritme, na primer lahko preslikajo vašo sobo, tako da lahko načrtujejo pot in izvedejo hitrejše čiščenje. Imajo tudi druge funkcije, kot so stranske krtače, zaznavanje trkov, vrnitev na polnilno bazo itd.

Korak: O sestavinah …

Kot sem rekel na začetku, bom razložil čim več, da bo lahko kdorkoli razumel, če pa že poznate osnove, lahko ta korak preskočite.

Ventilator

Najpomembnejša stvar pri sesanju je, da izbereš ustrezen ventilator z dostojnim CFM (pretok zraka kubičnih čevljev na minuto), sila tega pretoka zraka po površini pobere umazanijo in jo premakne v vrečko ali posodo za prah. Zato je večji pretok zraka, boljša je možnost čiščenja sesalnika [BestVacuum.com]. Večina velikih sesalnikov uporablja več kot 60 CFM, a ker uporabljamo majhno baterijo, smo v redu z vsaj 35 CFM. Ventilator AVC, ki ga bom uporabil, ima 38 CFM [povezava AVC] in ima dejansko veliko moč, vendar lahko uporabite katerega koli z enakimi dimenzijami (glejte sliko 1).

Gonilnik ventilatorja

Ker potrebujemo način za nadzor, kadar je ventilator vklopljen ali izklopljen, potrebujemo gonilnik. Uporabil bom MOS-FET IRF520, ki v bistvu deluje kot stikalo, kadar koli prejme signal iz mikrokrmilnika, bo napajal vhodno napetost do izhoda (ventilator). (Glej sliko 2)

H-most

Za motorje bomo potrebovali nekaj drugačnega od gonilnika ventilatorja, saj bomo morali zdaj nadzorovati smer vsakega motorja. H-most je niz tranzistrov, ki nam omogoča nadzor trenutnega toka in s tem nadzorom bomo lahko nadzorovali smer motorjev. L298 je precej dostojen H-most, ki lahko napaja 2A na kanal, zato bo za naše motorje popoln! Drug primer je L293D, ki pa nam daje le 800 mA na kanal. (Slika 3 prikazuje koncept H-mostu)

4. korak: Oblikovanje

Oblikovanje robota je bilo narejeno v programu SolidWorks, sestavljeno je iz 8 datotek.

Ta korak je bil najbolj dolgotrajen, saj so bili vsi roboti izdelani iz nič, glede na odbijač, posodo, filter itd.

Skupna velikost robota je 210 mm x 210 mm x 80 mm.

5. korak: 3D tiskanje

Velika nagrada na tekmovanju robotike 2017

Druga nagrada v oblikovanju zdaj: In Motion Contest