„Pasidaryk pats“vakuuminis robotas: 20 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Tai mano pirmasis vakuuminis robotas, kurio pagrindinis tikslas yra leisti kiekvienam turėti valymo robotą nemokant tiek pinigų, sužinoti, kaip jie dirba, sukurti gražų robotą, kurį galite modifikuoti, atnaujinti ir programuoti tiek, kiek norite ir, žinoma, išsiurbti visus tuos erzinančius pūkus.

Šį projektą ketinama sukurti kuo lengviau, nes visus elementus ir dalis lengva rasti „Digikey“, „eBay“, „Amazon“ir kt.

Visa važiuoklė buvo sukurta „Solidworks“, kad ją būtų galima atspausdinti 3D formatu.

Šiuo metu jis naudoja „Arduino Uno“(jei jums tai labai nepatinka, galite lengvai jį pakeisti kitu mikrovaldikliu, nusprendžiau tai naudoti, nes mano tikslas yra tai, kad kiekvienas iš tikrųjų galėtų jį sukurti), mikrometaliniai varikliai, ventiliatoriaus sraigtas, infraraudonųjų spindulių jutikliai ir atitinkami vairuotojo moduliai.

Kitas įkando dulkes!

1 žingsnis: medžiagos

Taigi, pirmiausia apibrėšiu visas medžiagas, kurias naudojau, o vėliau pasiūlysiu kitų panašiai veikiančių variantų.

Valdikliai:

• 1 x „Arduino Uno“lenta (arba panaši) („DigiKey“)
• 1 x IRF520 MOS FET tvarkyklės modulis („Aliexpress“)
• 1 x H-tiltas L298 dvigubo variklio tvarkyklė („Aliexpress“)

Pavaros:

• 2 x mikro metalinis pavarų variklis HP 6V 298: 1 („DigiKey“)
• 1 x mikro metalo pavarų variklio laikiklio pora („Pololu“)
• 1 x ratas 42 × 19 mm pora („DigiKey“)
• 1 x ventiliatorius AVC BA10033B12G 12V arba panašus (BCB1012UH „Neato“variklis) („Ebay“, „NeatoOption“)

Jutikliai:

2 x „Sharp“atstumo jutiklis GP2Y0A41SK0F (4 - 30 cm) („DigiKey“)

Galia:

• 1 x „ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack“(„HobbyKing“)
• 1 x „LiPo“akumuliatoriaus įkroviklis 3s („Amazon“įkroviklis)
• 1 x 1k omo rezistorius
• 1 x 2k omo mažas potenciometras

3D spausdinimas:

• 3D spausdintuvas, kurio minimalus spausdinimo dydis yra 21 L x 21 W cm.
• PLA užpildas ar panašus.
• Jei neturite, galite atsispausdinti failą „3DHubs“.

Kitos medžiagos:

• 20 x M3 varžtų su (3 mm skersmens)
• 20 x M3 riešutų
• 2 x #8-32 x 2 IN varžtai su veržlėmis ir poveržle.
• 1 x vakuuminio maišo filtras (audinio tipo)
• 1 x rutulinis ratukas su 3/4 ″ plastikiniu arba metaliniu rutuliu („Pololu“)
• 2 mygtukai („Aliexpress“)
• 1 x įjungimo/išjungimo jungiklis

Įrankiai:

• Atsuktuvas
• Lituoklis
• Replės
• Žirklės
• Kabelis (3 m)

2 veiksmas: kaip tai veikia?

Dauguma siurblių turi variklį su ventiliatoriumi. Kai ventiliatoriaus mentės sukasi, jos verčia orą pirmyn, link išmetimo angos. Išmetimo angoje yra filtras, neleidžiantis vėl išmesti dulkių dalelių.

Kaip veikia vakuuminis robotas?

Principas yra gana panašus, tačiau, kaip matote antrame paveikslėlyje, ventiliatoriaus variklis yra paskutiniame žingsnyje, o tai reiškia, kad dulkės nėra per jį varomos. Siurbiamas oras pirmiausia filtruojamas, o paskui stumiamas link išmetimo angos.

Pagrindinis skirtumas tarp kiekvieno siurblio yra tas, kad robotas turi mikrovaldiklį ir jutiklius, kurie leidžia robotui priimti sprendimus, kad jis galėtų savarankiškai išsiurbti jūsų kambarį. Dauguma vakuuminių robotų šiais laikais turi tikrai gražius algoritmus, pavyzdžiui, jie gali suplanuoti jūsų kambarį, kad galėtų planuoti kelią ir greičiau išvalyti. Jie taip pat turi kitų funkcijų, tokių kaip šoniniai šepečiai, susidūrimo aptikimas, grįžimas į įkrovimo bazę ir kt.

3 žingsnis: Apie ingredientus…

Kaip sakiau pradžioje, aš paaiškinsiu tiek, kiek galėsiu, kad visi suprastų, bet jei jau žinote pagrindus, nedvejodami praleiskite šį žingsnį.

Fanas

Svarbiausias vakuumo dalykas yra pasirinkti tinkamą ventiliatorių su tinkamu CFM (oro srauto kubinės pėdos per minutę), būtent šio oro srauto jėga per paviršių surenka nešvarumus ir perkelia juos į dulkių maišelį ar konteinerį. Todėl kuo didesnis oro srautas, tuo geresnis dulkių siurblio valymo gebėjimas [BestVacuum.com]. Dauguma didelių dulkių siurblių naudoja daugiau nei 60 CFM, bet kadangi mes naudojame mažą bateriją, mums tinka bent 35 CFM. AVC ventiliatorius, kurį naudosiu, turi 38 CFM [AVC link] ir iš tikrųjų turi daug galios, tačiau galite naudoti bet kurį, kurio matmenys yra tokie patys (žr. 1 paveikslą).

Ventiliatoriaus vairuotojas

Kadangi mums reikia būdo valdyti, kai ventiliatorius yra įjungtas arba išjungtas, mums reikia vairuotojo. Aš naudosiu MOS-FET IRF520, kuris iš esmės veikia kaip jungiklis, kai jis gauna signalą iš mikrovaldiklio, jis tiekia įvesties įtampą į išėjimą (ventiliatorius). (Žr. 2 paveikslą)

H tiltas

Varikliams mums reikės kažko šiek tiek kitokio nei ventiliatoriaus tvarkyklė, nes dabar turėsime kontroliuoti kiekvieno variklio kryptį. H tiltas yra tranzistorių rinkinys, leidžiantis valdyti srovės srautą, o jį valdydami galėsime valdyti variklių kryptį. L298 yra gana padorus H tiltas, galintis tiekti 2A vienam kanalui, todėl mūsų varikliams jis bus tobulas! Kitas pavyzdys yra L293D, tačiau tai suteikia mums tik 800 mA vienam kanalui. (3 paveiksle pavaizduota H tilto koncepcija)

4 žingsnis: dizainas

Roboto dizainas buvo sukurtas „SolidWorks“, jį sudaro 8 failai.

Šis žingsnis užėmė daugiausiai laiko, nes visas robotas buvo pagamintas nuo nulio, atsižvelgiant į buferį, konteinerį, filtrą ir kt.

Bendras roboto dydis yra 210 mm x 210 mm x 80 mm.

5 žingsnis: 3D spausdinimas

Pagrindinis prizas robotikos konkurse 2017 m

Antrasis prizas „Design Now: In Motion“konkurse