DIY vakuumrobot: 20 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Dette er min første vakuumrobot, som har som hovedformål å la alle få en rengjøringsrobot uten å betale så mye penger, lære hvordan de fungerer, bygge en fin robot som du kan endre, oppdatere og programmere så mye du vil., og selvfølgelig for å støvsuge alt det irriterende loet.

Dette prosjektet er ment å være så enkelt å bygge som mulig siden alle elementene og delene er enkle å finne på Digikey, eBay, Amazon, etc.

Hele chassiset ble designet i Solidworks slik at det kunne 3D -printes.

For øyeblikket bruker den en Arduino Uno (hvis du ikke liker den for mye, kan du enkelt bytte den til en annen mikrokontroller, jeg bestemte meg for å bruke denne siden målet mitt er at alle faktisk kan bygge den), mikro-metallmotorer, viftepropell, infrarøde sensorer og respektive drivermoduler.

En annen biter i støvet!

Trinn 1: Materialer

Så først vil jeg definere alt materialet jeg brukte, og senere vil jeg foreslå andre alternativer med lignende oppførsel.

Kontrollere:

• 1 x Arduino Uno Board (eller lignende) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET drivermodul (Aliexpress)
• 1 x H-bridge L298 Dual Motor Driver (Aliexpress)

Aktuatorer:

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x Micro Metal Gearmotor Bracket Par (Pololu)
• 1 x hjul 42 × 19 mm par (DigiKey)
• 1 x vifteblåser AVC BA10033B12G 12V eller lignende (BCB1012UH Neatos motor) (Ebay, NeatoOption)

Sensorer:

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

Makt:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo batterilader 3s (Amazon-lader)
• 1 x 1k Ohm motstand
• 1 x 2k Ohm lite potensiometer

3D -utskrift:

• 3D -skriver med en minimum utskriftsstørrelse på 21 L x 21 W cm.
• PLA -filament eller lignende.
• Hvis du ikke har det, kan du skrive ut filen på 3DHubs.

Andre materialer:

• 20 x M3 bolter med (3 mm diameter)
• 20 x M3 muttere
• 2 x #8-32 x 2 IN bolter med muttere og skive.
• 1 x Vaccum bag filter (klut type)
• 1 x kulehjul med 3/4 ″ plast- eller metallkule (Pololu)
• 2 trykknapper (Aliexpress)
• 1 x På/Av -bryter

Verktøy:

• Skrutrekker
• Loddejern
• Tang
• Saks
• Kabel (3m)

Trinn 2: Hvordan fungerer det?

Flertallet av støvsugere har en motor med vifte. Når viftebladene snur, tvinger de luften fremover, mot eksosporten. På eksosporten har den et filter som forhindrer at støvpartiklene kastes igjen.

Hvordan fungerer en vakuumrobot?

Prinsippet er ganske likt, men som du kan se på det andre bildet, er viftemotoren på det siste trinnet, noe som betyr at støvet ikke drives gjennom det. Luften som suges filtreres først og skyves deretter mot eksosporten.

Hovedforskjellen mellom hver av støvsugere er at roboten har en mikrokontroller og sensorer som lar roboten ta beslutninger slik at den kan støvsuge rommet ditt autonomt. De fleste vakuumroboter har i dag veldig fine algoritmer, for eksempel kan de kartlegge rommet ditt slik at de kan planlegge en bane og utføre en raskere rengjøring. De har også andre funksjoner som sidebørster, kollisjonsdeteksjon, retur til ladestasjonen osv.

Trinn 3: Om ingrediensene …

Som jeg sa i begynnelsen, skal jeg forklare så mye jeg kan, slik at alle kan forstå, men hvis du allerede kjenner det grunnleggende, kan du hoppe over dette trinnet.

Viften

Det viktigste med et vakuum er å velge den passende viften med en anstendig CFM (luftstrøm kubikkfot per minutt), det er kraften til denne luftstrømmen over en overflate som tar opp smuss og flytter den til støvposen eller beholderen. Derfor, jo mer luftstrøm, jo bedre rengjøringsevne til støvsugeren [BestVacuum.com]. De fleste store støvsugere bruker mer enn 60 CFM, men siden vi bruker et lite batteri, er vi ok med minst 35 CFM. AVC -viften jeg vil bruke har 38 CFM [AVC -lenke] og den har faktisk mye kraft, men du kan bruke hvilken som helst med samme dimensjoner (se bilde 1).

Fan -sjåføren

Siden vi trenger en måte å kontrollere når viften er på eller av, trenger vi en sjåfør. Jeg vil bruke MOS-FET IRF520 som i utgangspunktet fungerer som en bryter, hver gang den mottar et signal fra mikrokontrolleren, vil den levere inngangsspenningen til utgangen (vifte). (Se bilde 2)

H-broen

For motorene trenger vi noe som er litt annerledes enn vifte -driveren, siden vi nå må kontrollere retningen til hver motor. H-broen er en rekke transistroer som lar oss kontrollere strømmen, og ved å kontrollere den vil vi kunne kontrollere motorens retning. L298 er en ganske grei H-bro som kan levere 2A per kanal, så for motorene våre vil den være perfekt! Et annet eksempel er L293D, men det gir oss bare 800mA per kanal. (Bilde 3 viser konseptet med en H-bro)

Trinn 4: Designet

Robotens design ble utført i SolidWorks, den består av 8 filer.

Dette trinnet var det mest tidkrevende siden all roboten ble laget fra bunnen av med tanke på støtfangeren, beholderen, filteret, etc.

Den totale størrelsen på roboten er 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Trinn 5: 3d -utskrift

Storpris i Robotikkonkurransen 2017

Andre pris i design nå: Motion Contest