Fazendo um robô aspirador de pó em casa com suas próprias mãos

Para criar aspirador de pó robô Com suas próprias mãos, basta adquirir o mínimo necessário de conhecimento teórico e um conjunto de componentes de fácil acesso. Tal assistente manterá os pisos das instalações limpos, economizando tempo na limpeza. Devido à presença de sensores especiais, o mecanismo independentemente não apenas se move pela sala, mas também o guia. O processo de fabricação em casa exigirá tempo e paciência, mas o esquema de criação é bastante simples e acessível até para os amadores, e o dinheiro gasto com isso é muito menor do que o preço dos aparatos de mercado.

Aspectos teóricos do problema

Artesãos domésticos deduziram de forma prática os requisitos para aspiradores robotizados, que devem ser seguidos ao criá-los.O resultado da conformidade será um mecanismo adequado para uma operação posterior. A lista de regras básicas é a seguinte:

• Recomenda-se fazer um robô na forma de um pequeno cilindro;
• para que a máquina faça curvas no local - as rodas devem ser colocadas ao longo do diâmetro;
• não é necessário volante adicional;
• o mecanismo deve coletar lixo em uma lata de lixo facilmente removível;
• o robô deve estar equipado entre em contato com o bumperocupando pelo menos metade de sua circunferência;
• Carregar o dispositivo deve ser realizado a partir do carregador, sem desmontá-lo;
• a melhor localização para o centro de gravidade do robô são as rodas, também é permitido aproximá-las;
• velocidade ótima de movimento - de 25 a 35 cm / s;
• Os motores trabalham em conjunto com caixas de câmbio equipadas com molas.

Existem modelos com motores de passo, que permitem gerenciá-los programaticamente sem o uso de caixas de câmbio.

Formas de garantir o movimento, limpeza e energia do robô aspirador de pó

O movimento de um dispositivo robótico é geralmente realizado de duas maneiras: em espiral (do centro para o exterior) e em ziguezagues.Nos microcontroladores também podem ser gravados e os esquemas de quartos separadamente.

Orientação espacial, desvie os obstáculos ao longo do caminho que o aspirador fornece graças aos sensores infravermelho e de contato embutidos - eles formam um sistema de feedback. Infravermelho regular o movimento, determinando a distância para as paredes, objetos, mudanças de elevação. Sensores de contato trabalham em pára-choques ao bater em um obstáculo (para mais detalhes sobre como o dispositivo funciona, consulte o artigoprincípios de funcionamento de aspiradores de robô).

Um aspirador automatizado com uma fonte de energia autônoma, é claro, não desenvolve tais poder de sucçãocomo uma opção manual. Testes práticos mostraram a grande eficiência do uso de uma pequena escova junto com uma turbina de sucção. Para limpeza nos cantos A parte frontal do aspirador está equipada com 2 escovas que, quando usadas, retiram detritos para a principal.

A fonte de alimentação do sistema robótico pode ser realizada a partir de várias baterias, a tensão nos terminais é de 12 V (18 V) e sua capacidade é de 7 Ah. O carregamento é realizado por contato direto ou sem fio. O uso deste último aumenta o custo dos componentes.

O retorno independente do robô ao local de carregamento é uma tarefa difícil que pode ser resolvida com a instalação de um farol de transmissão.

Qualquer modelo automatizado vai controlador baseado (sistema cerebral). Portanto, é necessário estudar sua linguagem de programação para inserir o algoritmo de comando. Também deve levar em conta a orientação intuitiva da interface de comando, o que simplifica bastante o processo. Tanto o microcontrolador quanto os sensores usados ​​costumam ter conectores padronizados para conexões, portanto a soldagem raramente é necessária.

Preparação para a implementação prática do projeto

Considere a aplicação dos princípios acima baseados na plataforma Arduino Mega 2560. O processo de criação consistirá em várias etapas:

• preparação de ferramentas e materiais;
• a fabricação de habitação com rodas e um departamento de lixo, coletores de pó e turbinas;
• instalação de sensores e microcontroladores, motores com caixas de câmbio, bateria, escovas;
• fazer conexões elétricas;
• a introdução do programa no Arduino, determinando a consistência dos sensores;
• teste funcional do robô aspirador de pó e sua capacidade de cobrar de forma independente.

A ideia é implementada usando os seguintes materiais e ferramentas:

• Controlador Arduino - 1 pc, com drivers;
• uma folha de madeira compensada (ou papelão grosso) - 1 metro quadrado;
• rodas - 3 peças;
• um fio com uma seção transversal não superior a 0,75 mm.kv (o par trançado serve) - cerca de 2 m;
• fonte de alimentação - 4 baterias de 18 V cada, indicador de carga para eles, carregador;
• sensores infravermelhos - 4 peças, contato - 2 peças;
• motores elétricos: para uma turbina - 1 pc, girando uma escova - 1 pc, 2 motores com um redutor fornecem movimento;
• caixa de cloreto de polivinil - 1 pc;
• cola - 1 pacote, parafusos auto-perfurantes - 10 pcs, fita adesiva - 1 pc, conjunto de ímãs;
• um conjunto de chaves de fenda e brocas, alicates, faca de papelaria, lápis, régua, chave de fenda, quebra-cabeças.

Montagem do aspirador robô

Preparando tudo que você precisa, você pode começar a montar. É a passagem dos passos acima.

1. Nós criamos um corpo cilíndrico feito de papelão ou cloreto de polivinil: diâmetro - 30 cm, altura - 9 cm, espessura da parede - 0,6 cm.É melhor cortar o fundo de madeira compensada.
2. Nós consertamos o caso amortecedor de policloreto de vinil com a ajuda de fita adesiva, pré-instalando os sensores infravermelhos e respondendo ao impacto.
   

   Sensor de colisão

   

   Amortecedor fixo

3. Fazemos um compartimento para o lixo de um cartão ou cloreto polyvinyl com uma tampa, fixada por ímãs.
   
4. Nós fazemos um filtro de guardanapos de pano.
   

5. Fazemos uma turbina de cloreto de polivinil e discos de computador, instale.
6. Conectamos os sensores ao controlador: o modo de operação normal corresponde a um modo lógico e a resposta a zero.
7. O motor da escova frontal é conectado ao arduino mega 2560 através de um transistor mosfet, que garante sua rotação rápida nos cantos e bastante lenta ao longo da área principal da sala.
8. Instalar 4 baterias (conecte-os em pares, cada par - em série) e o carregador, conecte-os.
9. Nós montamos escovas feitas independentemente da linha de pesca e rodas (compradas ou removidas de um brinquedo adequado) na parte inferior.
   

   Escova radial

10. Instalamos os programas necessários no arduino usando um computador que pode ser encontrado na Internet.
11. Verificamos a fixação de todos os componentes no fundo e nas paredes do case.
12. Corte uma tampa de papelão ou policloreto de vinila, fixe-a com parafusos.

O ponto importante do trabalho é o retorno do pára-choque à sua posição original após atingir um obstáculo, ou seja, sua elasticidade suficiente.

Todas as peças são fixadas nos conectores disponíveis para este fim com parafusos, cola ou fita adesiva. O resultado é mostrado na foto: