DIY վակուումային ռոբոտ. 20 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Սա իմ առաջին վակուումային ռոբոտն է, որի հիմնական նպատակն է թույլ տալ որևէ մեկին ունենալ մաքրող ռոբոտ ՝ առանց այդքան գումար վճարելու, սովորել, թե ինչպես է նա աշխատում, կառուցել գեղեցիկ ռոբոտ, որը կարող եք փոփոխել, թարմացնել և ծրագրավորել այնքան, որքան ցանկանում եք:, և, իհարկե, փոշեկուլով հանել այդ բոլոր անհանգստացնող բմբուլները:

Այս նախագիծը նախատեսվում է հնարավորինս հեշտ կառուցել, քանի որ բոլոր տարրերն ու մասերը հեշտ է գտնել Digikey- ում, eBay- ում, Amazon- ում և այլն:

Ամբողջ շասսին նախագծված էր Solidworks- ում, որպեսզի այն հնարավոր լինի 3D տպել:

Ներկայումս այն օգտագործում է Arduino Uno (եթե դա ձեզ շատ դուր չի գալիս, կարող եք այն հեշտությամբ փոխել մեկ այլ միկրոկառավարիչի միջոցով, ես որոշեցի օգտագործել այն, քանի որ իմ նպատակն այն է, որ որևէ մեկը կարողանա այն իրականում կառուցել), միկրո մետաղական շարժիչներ, օդափոխիչի պտուտակ, ինֆրակարմիր տվիչներ և վարորդի համապատասխան մոդուլներ:

Մեկ ուրիշը կծում է փոշին:

Քայլ 1: Նյութեր

Այսպիսով, սկզբում ես կսահմանեմ իմ օգտագործած բոլոր նյութերը, իսկ հետագայում կառաջարկեմ նմանատիպ վարքագծով այլ տարբերակներ:

Վերահսկիչներ:

• 1 x Arduino Uno տախտակ (կամ նմանատիպ) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET վարորդի մոդուլ (Aliexpress)
• 1 x H-Bridge L298 երկշարժիչով վարորդ (Aliexpress)

Գործարկիչներ

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x Micro Metal Gearmotor Bracket Pair (Pololu)
• 1 x Անիվ 42 × 19 մմ զույգ (DigiKey)
• 1 x Fan Blower AVC BA10033B12G 12V կամ նման (BCB1012UH Neato- ի շարժիչ) (Ebay, NeatoOption)

Սենսորներ:

2 x Sharp Distance Sensor GP2Y0A41SK0F (4 - 30 սմ) (DigiKey)

Ուժ:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo մարտկոցի լիցքավորիչ 3s (Amazon-Charger)
• 1 x 1k Օմ դիմադրություն
• 1 x 2k Օմ փոքր պոտենցիոմետր

3D տպագրություն

• 3D տպիչ ՝ 21 L x 21 W սմ տպման նվազագույն չափով:
• PLA թել կամ նմանատիպ:
• Եթե չունեք, կարող եք տպել ձեր ֆայլը 3DHubs- ում:

Այլ նյութեր

• 20 x M3 պտուտակներ (3 մմ տրամագծով)
• 20 x M3 ընկույզ
• 2 x #8-32 x 2 IN պտուտակներ ընկույզով և լվացքի մեքենայով:
• 1 x վակուումային տոպրակի ֆիլտր (կտորի տեսակը)
• 1 x Ball Caster 3/4 ″ պլաստիկ կամ մետաղյա գնդակով (Pololu)
• 2 կոճակ (Aliexpress)
• 1 x Միացման/անջատման անջատիչ

Գործիքներ:

• Պտուտակահան
• Sոդման երկաթ
• Տափակաբերան աքցան
• Մկրատ
• Մալուխ (3 մ)

Քայլ 2: Ինչպե՞ս է այն աշխատում:

Փոշեկուլների մեծամասնությունն ունի շարժիչ `օդափոխիչով: Օդափոխիչի շեղբերները պտտվելիս օդն ուժով առաջ են մղում դեպի արտանետման նավահանգիստը: Արտանետվող նավահանգստում այն ունի զտիչ, որը թույլ չի տալիս փոշու մասնիկները նորից դեն նետել:

Ինչպե՞ս է աշխատում վակուումային ռոբոտը:

Սկզբունքը բավականին նման է, բայց ինչպես տեսնում եք երկրորդ նկարում, օդափոխիչի շարժիչը գտնվում է վերջին քայլին, ինչը նշանակում է, որ փոշին չի անցնում դրա միջով: Ներծծվող օդը սկզբում զտվում է, այնուհետև մղվում դեպի արտանետվող նավահանգիստ:

Փոշեկուլներից յուրաքանչյուրի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ռոբոտն ունի միկրոկոնտրոլեր և տվիչներ, որոնք թույլ են տալիս ռոբոտին որոշումներ կայացնել, որպեսզի ինքնուրույն փոշեկուլացնի ձեր սենյակը: Մեր օրերում վակուումային ռոբոտներից շատերը ներկառուցված են իսկապես գեղեցիկ ալգորիթմներ, օրինակ ՝ նրանք կարող են քարտեզագրել ձեր սենյակը, որպեսզի կարողանան պլանավորել ճանապարհ և կատարել ավելի արագ մաքրում: Նրանք ունեն նաև այլ հատկություններ, ինչպիսիք են կողային խոզանակները, բախումների հայտնաբերումը, լիցքավորման հիմքին վերադառնալը և այլն:

Քայլ 3: Բաղադրիչների մասին…

Ինչպես ասացի սկզբում, ես հնարավորինս կբացատրեմ, որպեսզի որևէ մեկը հասկանա, բայց եթե դուք արդեն գիտեք հիմունքները, ազատ զգացեք բաց թողնել այս քայլը:

Երկրպագուն

Վակուումի ամենակարևորը `համապատասխան CFM- ով համապատասխան օդափոխիչ ընտրելն է (Օդի հոսքի խորանարդ ոտնաչափ րոպեում), դա օդի հոսքի ուժն է մակերևույթի վրայով, որը հավաքում է կեղտը և տեղափոխում փոշու տոպրակի կամ տարայի մեջ: Հետևաբար, որքան ավելի շատ օդի հոսք, այնքան ավելի լավ է մաքրում փոշեկուլը [BestVacuum.com]: Մեծ վակուումներից շատերն օգտագործում են ավելի քան 60 CFM, բայց քանի որ մենք օգտագործում ենք փոքր մարտկոց, մենք ամեն ինչ կարգին ենք առնվազն 35 CFM- ով: ՀՎՀ երկրպագուն, որը ես կօգտագործեմ, ունի 38 CFM [AVC հղում] և իրականում այն ունի շատ հզորություն, բայց դուք կարող եք օգտագործել ցանկացածը նույն չափսերով (տես նկար 1):

Երկրպագուների վարորդը

Քանի որ մեզ անհրաժեշտ է կառավարել եղանակը, երբ Երկրպագուն միացված կամ անջատված է, մեզ անհրաժեշտ է Վարորդ: Ես կօգտագործեմ MOS-FET IRF520- ը, որը հիմնականում աշխատում է որպես անջատիչ, երբ միկրոկառավարիչից ազդանշան է ստանում, մուտքի լարումը կապահովի ելքի համար (օդափոխիչ): (Տես նկար 2)

H կամուրջը

Շարժիչների համար մեզ պետք կլինի մի բան, որը տարբերվում է Fan վարորդից, քանի որ այժմ մենք պետք է վերահսկենք յուրաքանչյուր շարժիչի ուղղությունը: H կամուրջը տրանզիստրոսների զանգված է, որը թույլ է տալիս մեզ վերահսկել ընթացիկ հոսքը, և դա վերահսկելով ՝ մենք կկարողանանք վերահսկել շարժիչների ուղղությունը: L298- ը բավականին արժանապատիվ H- կամուրջ է, որը կարող է ապահովել 2 Ա մեկ ալիքով, այնպես որ մեր շարժիչների համար այն կատարյալ կլինի: Մեկ այլ օրինակ է L293D- ն, բայց դա մեզ տալիս է միայն 800 մԱ մեկ ալիքի համար: (Նկար 3-ը պատկերում է H կամուրջի հայեցակարգը)

Քայլ 4: Դիզայն

Ռոբոտի դիզայնը կատարվել է SolidWorks- ում, այն բաղկացած է 8 ֆայլից:

Այս քայլն ամենաարդյունավետն էր, քանի որ ամբողջ ռոբոտը պատրաստված էր զրոյից ՝ հաշվի առնելով բամպերը, տարան, զտիչը և այլն:

Ռոբոտի ընդհանուր չափը 210 մմ 210 մմ x 80 մմ է:

Քայլ 5: 3D տպագրություն

Գլոբալ մրցանակ Ռոբոտաշինության մրցույթում 2017 թ

Երկրորդ մրցանակ դիզայնի մեջ. Շարժման մրցույթում