Wat je nodig hebt om met je eigen handen en werkschema's een robotstofzuiger te maken
Het idee om met je eigen handen een werkende robotstofzuiger te maken is niet nieuw. Zodra zelfgemaakte producten op het Arduino-microcontrollerplatform verschenen, begonnen hobbyisten op basis daarvan serieuzere dingen te ontwikkelen. Bijvoorbeeld een 'smart home' woningbeheercomplex of een huisschoonmaakster. Bovendien kan hij in een zuinige versie in een paar avonden letterlijk op je knieën worden bereden.
Wat je nodig hebt om een zelfgemaakt apparaat te maken
Er is niet veel voor nodig om een robotstofzuiger net zo goed (maar goedkoper) te maken dan een fabrieksstofzuiger. Een van de amateurontwerpen van de stofzuiger is samengesteld uit een verpakking van golfkarton, die wordt gebruikt voor het verpakken van goederen. Er zijn dozen van gemaakt. Maar voor een normale esthetische indruk is iets meer nodig. Het kan een stofzuigerlichaam zijn dat uit plastic is gelijmd of een kant-en-klaar element dat is geleend van een versleten fabrieksassistent-robot.
Dus wat heeft hij in de eerste plaats nodig:
- Arduino-microcontroller.
- Brood snijplank.
- Afstandsmeters.
- Motorbesturingsapparaat.
- Motoren.
- Wielen.
- Computer koeler.
- Turbine.
- 18650 batterijen.
- Draad.
Dit is de minimale configuratie voor een stofzuiger.In de toekomst kan het robotcomplex van de stofzuiger worden gemoderniseerd, aangepast aan een specifieke situatie.
Wij maken de zaak
Als je alles meteen wilt doen, kun je niet zonder een koffer voor onze stofzuiger. Hiervoor hebben we plastic nodig - polystyreen, polyvinylchloride.
Eerst moet u bepalen hoe de vulling in de koffer past. Als je de weg van de minste weerstand volgt, kun je met de ergonomie van elke stofzuiger out of the box aan de slag. Ze zijn meestal schijfvormig, ongeveer even groot. Dit betekent dat je 2 cirkels van dezelfde diameter en een zijwand (volledige strook) van de stofzuiger moet uitsnijden (maken).
Afhankelijk van de voeding wordt een batterijvak toegewezen. U kunt het beste de veelgebruikte 18650-batterijen gebruiken - deze vindt u in laptops, speelgoed en powerbanks. Aan de voorkant bevinden zich bewegingssensoren, deze zijn verantwoordelijk voor het "gedrag" van de stofzuiger. Houd rekening met de locatie van de wielen, hun aandrijvingen, het centrale bord (Arduino) en de turbine met de stofafscheider.
Het hangt af van de juistheid van de berekening, de grondigheid van de opstelling van de onderdelen, binnenkort zal het nodig zijn om het ontwerp van de stofzuiger radicaal te veranderen of beperkt te blijven tot een kleine modernisering. De afmetingen van de behuizing zijn gerelateerd aan het type microcontroller, extra kaarten.
De originele Arduino biedt 3 gradaties: "Uno", "Pro", "Leonardo", evenals boards met extra connectoren ("Mega", "Due"). Er zijn ook meer compacte opties - "Nano", "Micro". En dan hebben we het nog niet eens over de vele Chinese klonen, die qua functionaliteit niet slechter zijn. Maar vaak is het veel goedkoper.
Daarom is het beter om deze factoren van tevoren te voorspellen. En begin dan pas met het implementeren van uw idee, het creëren van een stofzuigerlichaam. Maak geen diameter van minder dan 30 centimeter. Anders past er niets. Gebruik dan de vrije ruimte beter om een batterij toe te voegen of de stofzak uit te breiden.
Ook moet bij het ontwerp van de behuizing rekening worden gehouden met de mogelijkheid om de stofzuiger te demonteren en te repareren. Daarom wordt aanbevolen om afneembare hoezen of luiken te maken om toegang tot het interieur te bieden. Het duurt iets langer dan alleen het maken van de plastic onderdelen. Misschien moet je eerst een model van een stofzuiger maken, een robot op papier tekenen.
Maar zo'n tactisch gebaar zal u behoeden voor veel problemen die verband houden met herschikking, knoeien met de stofzuiger. Vaak vereist het elimineren van dergelijke moeilijkheden meer inspanning dan de eerste berekening, het plaatsen van knooppunten, rekening houdend met de vermelde vereisten.
Het kan ook geen kwaad om er rekening mee te houden dat de Arduino-microcontroller aanpassing van firmware en software vereist. Om dit te doen, is het absoluut noodzakelijk om de connector te verwijderen waarmee het "brein" van de robot op een grote pc wordt aangesloten. En nadat alle hoofdpunten zijn geïdentificeerd, kunt u beginnen met het vertalen van het idee van een stofzuiger naar de realiteit.
Bij het kiezen van een koffer gemaakt van PVC, polystyreen, wordt een lijm met de juiste samenstelling gebruikt voor montage. Het is niet geschikt voor het verlijmen van epoxy gietdelen. En voor "epoxy" -tegels moet de lijm ook zijn eigen hebben. Dit is belangrijk om te begrijpen.
Het is mogelijk om de behuizing van de stofzuiger zelfs uit dun multiplex (tot 5 millimeter) te monteren. Een grotere dikte verhoogt het gewicht. Minder zal niet de vereiste stijfheid bieden.Houtbewerking is geen moeilijke taak: de stukken worden met een decoupeerzaag gezaagd, geschuurd, op maat gepast en gelijmd.
In dit geval is het toegestaan om af te wijken van de schijfconfiguratie en de robotstofzuiger vierkant aan de basis te maken.
En ten slotte is een optie voor de meest luie mensen om een koffer te vinden van een onbruikbare robotstofzuiger of een kant-en-klare te kopen in een van de winkelketens. Maar in dit geval moet u de componenten van tevoren selecteren, rekening houdend met de afmetingen. Anders moet je één ding veranderen: de body of de details.
Robot montage
Het montageproces omvat niet alleen de installatie, het plaatsen van alle onderdelen op de daarvoor bestemde plaatsen, maar ook het snijden van ramen, gaten die de zijwand van de behuizing vormen. De polystyreen plaat buigt gemakkelijk bij verhitting. U kunt een pan met heet water of een föhn gebruiken.
Bij het lijmen worden de onderdelen gedurende de gehele uithardingstijd van de compositie gefixeerd. Meer gedetailleerde instructies staan op de lijmtubes. Dit is meestal 24 uur. Voor epoxy's en componenten van andere merken kan de voorbereidingstijd verschillen.
Om de platen, afzonderlijke eenheden in het lichaam van de stofzuiger te bevestigen, is het toegestaan om een heteluchtpistool met lijmstiften te gebruiken. Maar bevestigingsmiddelen op zelftappende schroeven worden betrouwbaarder en flexibeler. Het mechanische gedeelte van de installatie levert geen problemen op.
Het is toegankelijk voor iedereen die in de kindertijd de praktijk van montage en demontage op de Lego-constructeur heeft ondergaan. Als er geen fout in de berekeningen is geslopen, vallen alle details op hun plaats.Het is belangrijk dat de elektronica, motoren en wielen worden beschermd tegen stof. Hiervoor moet de stofafscheider worden geïsoleerd van de andere compartimenten. Oplossingsopties staan hieronder. U vindt daar ook een schema van de stofzuiger.
Welke manier om te bewegen - iedereen beslist voor zichzelf. Als u een eenvoudige thuisassistent wilt maken, kunt u dit met minimale details doen zonder de structuur te overbelasten.
Perfectionisten kunnen een meer gecompliceerde versie van de stofzuiger kiezen: voeg een oplaadindicator toe, roterende borstels, "tover" met wielen, die de vereiste bewegingssnelheid bieden.
Hetzelfde geldt voor het verhogen (verlagen) van de capaciteit van de batterij, het vervangen van het Arduino-bord door een compacter exemplaar, inclusief extra sensoren. En de basisversie van de stofzuiger kan letterlijk in het weekend of 2-3 avonden worden gemonteerd.
Waar te krijgen en hoe de firmware te downloaden
Software, of firmware, is iets zonder welke onze robotstofzuiger niet zal bewegen, zijn functies als huisassistent niet zal vervullen. Je kunt het krijgen op dezelfde bron waar het Arduino-bord is gekocht, of op een van de amateursites waar zelfgemaakte producten worden verzameld.
In een van de oplossingen deelde de auteur van de ontwikkeling zo vriendelijk met lezers een programma dat was ontworpen voor de eenvoudigste en meest chaotische schoonmaak. Over het algemeen is Arduino een platform waar enthousiastelingen oplossingen voor hun eigen behoeften creëren. Daarom zijn er 2 manieren: schrijf zelf software (als je weet hoe je moet programmeren) of gebruik iemands hulp, koop een kant-en-klare.
Basiskennis van Arduino, pc, het principe van hun interactie is essentieel. Voor degenen die geen vertrouwen hebben in hun eigen kunnen, is het beter om geen risico's te nemen.Er zijn verschillende manieren om de Arduino-microcontroller te synchroniseren, download de software:
- de Arduino IDE gebruiken;
- programmeur;
- verbinding met een ander Arduino-bord.
De eerste is om de Arduino IDE te downloaden (of online te gebruiken). De software werkt op de meeste moderne besturingssystemen - Windows, Linux, Mac OS. Voordat u actie onderneemt, is het sterk aangeraden om precies te begrijpen wat er wordt gedaan.
Met vallen en opstaan iets blindelings met de Arduino doen wordt sterk afgeraden. Je kunt het beste een kant en klare en genaaide plank bestellen. U moet ook van tevoren een USB-aansluitkabel voorbereiden. Alle informatie over het werken met Arduino, de softwareomgeving ervan, staat op internet. Het is niet moeilijk om het onder de knie te krijgen, er zou een verlangen zijn.
De Arduino IDE-interface is vrij eenvoudig en intuïtief. Als iets niet werkt, kun je altijd terecht in het speciale gedeelte van de Arduino Wiki voor hulp.
De volgende manier is om een programmeur te gebruiken. Dit is een speciaal apparaat dat apart wordt verkocht. Maar het stelt je in staat om met verschillende Arduino-boards te werken en er software naar toe te uploaden.
Het nieuwste voorstel gebruikt een van de Arduino's als programmeur. De methode is niet slechter dan de andere, het is behoorlijk effectief. Om elk van de voorgestelde opties te implementeren zonder de stofzuiger elke keer te demonteren, moet u toegang bieden tot de printplaatconnector in de koffer. Het kan een raam zijn, een verlengsnoer met een USB-connector, onder de hoes van de stofzuiger vandaan gehaald, of je eigen methode. Was het maar handig in gebruik.
Product testen
In de regel vereist de gemonteerde stofzuiger geen speciale inbraak. Na het opladen van de accu is deze direct "combat-ready".De eerste paar minuten van de operatie zullen andere eenheden onthullen die moeten worden geüpgraded. Bijvoorbeeld de wielen van een stofzuiger. Of vervang versnellingsbakken en motoren door langzamere, betrouwbaardere exemplaren.
In de basismodus zou de stofzuiger in ieder geval probleemloos door de kamer moeten kunnen bewegen en obstakels moeten herkennen. En als hij ook afval opraapt, is het idee 100% geslaagd.
Moderniseringsmogelijkheden
Er zijn geen grenzen aan perfectie. Het upgraden van een robotstofzuiger kan gevolgen hebben voor zowel de mechanica (wielen, extra roterende borstels installeren) als de elektronica (vervanging van het Arduino-bord, sensoren, laadregelaar, enz.).
Het is mogelijk dat de eigenaar van de stofzuiger tijdens het gebruik de carrosserie wil schilderen; Hiervoor zijn nitro-spray-emails geschikt. Of vervang de software door deze aan te passen aan de Android-omgeving om de stofzuiger nog slimmer te maken. En het kan worden bediend met een smartphone. Er zijn al kant-en-klare ideeën en oplossingen. En je kunt zelf iets maken, hiervoor is het Arduino-platform gemaakt.