Простой робот-пылесос diy на arduino своими руками

Робот пылесос — Часть1: Механика

Наверное, каждый, кто только начинает по-настоящему увлекаться робототехникой, электроникой или программирование, проходя сложный путь изучения сопутствующих технологий, надеется в будущем применить накопленные знания для работы над серьёзным и интересным проектом.

Я вот, например, почитав робофорум. решил собрать робот пылесос. Причина такого выбора не столько в полезности данного устройства, сколько в том что, разрабатывая его, можно сконцентрироваться на конкретной задаче: робот способный автономно убирать мусор при минимальном обслуживании.

Данная статья не является подробным описанием по сборке и настройке робота. В ней я, главным образом, хотел бы изложить свой опыт, полученный во время выполнения данной работы.

• Механика:
• Из всей механики робота пылесоса особую сложность в проектировании и изготовлении представляет мусороуборочный узел.
• Он должен:
• -Занимать как можно меньше места, но при этом иметь вместительный контейнер для мусора.
• -Хорошо убирать загрязнения на любых поверхностях, но при этом обладать низким энергопотреблением и уровнем шума.
• Прежде чем удалось добиться выполнения всех этих запросов, было перепробовано множество различных вариаций компоновки узла.

Макеты мусороуборочных узлов.

В конце — концов, остановился на схеме: широкая боковая щётка + пылесос. Радиальная щётка, расположенная с правой стороны, загребает мусор к жерлу пылесоса, расположенному по центру.

Горизонтально-цилиндрическую щётку, как у Румбы, решил не ставить, так – как она лишь незначительно увеличивает качество уборки, но при этом сильно осложняет конструкцию жерла пылесоса.

Устройство пылесосящего узла представлено на фото ниже.

Снаружи.

Внутри.

Контейнер.

1. Сборка.
2. Однако возникает вопрос: Где взять турбину и двигатель для пылесоса?
3. Можно спаять турбину из стеклотекстолита и жести

Турбина из жести.

Можно взять готовую турбину от большого пылесоса, предварительно обрезав её на токарном станке.

Готовая турбина, обрезанная на токарном станке до нужного диаметра(вентилятор от компьютера для сравнения).

А ещё её можно купить, в виде дешёвого китайского автомобильного пылесоса.

Пылесос.

Не сочтите за рекламу, но рекомендую брать именно этот пылесос(kioki), так как в нём гарантировано правильная турбина с мощным двигателем и удобным краплением (при цене, в среднем, 500р). Хотя, что касается двигателя – то его лучше заменить.

У стандартного потребление порядка 3А, при замене на двигатель QX-RS-385-2073 с потреблением 1.2А, мощность всасывания падает незначительно, зато робот начинает меньше шуметь и дольше бегает без подзарядки.

Что касается самодельных турбин, они хоть и хорошо всасывают, но их довольно сложно отцентрировать так чтобы не было вибрации.

Боковая щётка собрана из двигателя от магнитофона, подключённого к оси с трещоткой (вынул из игрушечного шуруповёрта) через червячную передачу. Кисточки вынуты из половой швабры, и закреплены на диске из стеклотекстолита с помощью секундного клея.

• Радиальная щётка.
• В качестве приводных моторов служат два 25милиметровых моторредуктора, наверное, здесь нужно что-то более подходящее, например переделанные под постоянное вращение сервоприводы, но я поставил то что было под рукой.

Готовых колёс нужного размера не нашлось, поэтому пришлось вырезать их 10милеметровой фанеры и обклеить теплоизоляционной лентой, для лучшего сцепления с поверхностью. Отверстия в колесе – для энкодеров, хотя в конечном счёте я отказался от их применения из-за низкой точности.

Мотоблок.

Мотоблоки желательно ставить на независимую подвеску. В данной модификации робота я решил проверить, действительно ли она нужна, установив двигатели без подвески, в результате возникли проблемы при заезде на толстый ковёр. Оси двигателей должны совпадать диаметром окружности робота, так будет проще реализовать развороты на месте.

1. Подруливающее колесико.
2. Датчик соударений(далее бампер), сделан из двух переключателей и подвешенной на них полоске из пластмассы согнутой полукругом.
3. Переключатели
4. Бампер.
5. По нормальному бампер должен закрывать собой всю морду робота снизу доверху, но так-так вся мебель у меня одной высоты, то я с этим заморачиваться не стал.
6. Механика робота в собранном виде.
7. Для проверки механической части робота была собрана следующая, простая, схема управления:

Робот пылесос — Часть2: Электроника и программа

В конце первой части статьи была представлена электронная схема простого управляющего алгоритма. В этой части будет рассмотрена электронная и программная составляющая системы управления робота, на основе микроконтроллера.

Электроника:

Плата управления построена на микроконтроллере atmega16, изначально она разрабатывалась, как универсальный модуль, поэтому оказалось плохо защищена от помех электродвигателя турбины.

1мкф, также необходимо кинуть вывод RESET контроллера прямо (без резистора) на +5v, это позволяет избавиться от произвольно сброса.

• Плата контроллера.
• Драйвер двигателей собран на микросхеме L298, по стандартной схеме.
• Плата драйвера двигателей.
• Остальная электроника и органы управления собраны на макетной плате.
• Макетная плата.
• Общая электронная схема.

Как вы можете видеть, на схеме нет устройства для контроля заряда аккумулятора и сенсоров для поиска зарядной станции.

Всё это было в прошлой модификации робота и достаточно неплохо работало, но так-так получилось всё немного кривовато и требует доработки, то описывать в данной статье эти недостающие элементы я не буду.

Однако, чтобы не быть голословным, вот вам видео поиска ЗС, роботом прошлой модификации.

1. Программа:
2. Наверное, самая интересная часть всей работы – это создание алгоритма и написание программы управления роботом.
3. Алгоритм уборки разделён на 4 режима:
4. •Режим ожидания
5. •Спираль
6. •Движение вдоль стены
7. •“Газонокосилка”
8. Разберём каждый из них по отдельности.
9. Режим ожидания
10. Здесь всё просто, приводные двигатели выключены, турбина и щётка тоже, индикатор мигает с низкой частотой, никакой реакции на срабатывание бампера, по нажатию кнопки — переход на следующий режим.
11. Спираль

Данный алгоритм хорош для комнат с минимальным количеством мебели. После обнаружения препятствия робот переходит на следующий режим, так как этим препятствием, скорее всего, окажется стена, логично было бы сделать переход на режим движения вдоль стены.

• На блок-схеме, проверка наличия препятствий дана условно, в программе же она производится постоянно, а не один раз за итерацию.
• Движение вдоль стены

По-моему это самый нужный алгоритм в роботе уборщике, так как большая часть мусора и пыли скапливается именно около стен.

На первом этапе робот двигается вперед, до тех пор, пока не обнаружит препятствие, а затем переходит к движению возле него.

Так как этим препятствием может оказаться не только стена, а вообще что угодно (например ножка стула), то работа режима, дабы исключить зацикливание, должна быть ограничена по времени.

1. “Газонокосилка”
2. Алгоритм был предложен на робофоруме и опробован в среде logo. Является хорошей заменой случайному блужданию, в чём можно убедиться, прогнав алгоитм в logo на модели своей комнаты:

• Конечно, в реальных условиях всё не так идеально, но зато из сенсоров, для данного алгоритма уборки, нужны только датчики соударений.
• Приводить блок-схему этого алгоритма не буду, на робофоруме, есть код на logo.
• Программа писалась на чистом С без asm вставок.
• Код распилен на несколько частей:

main.c -документ с main функцией и главным циклом.

Periphery.с -аппаратные зависимости, настройка периферии контролера.

1. Action.c -функциональная часть программы
2. util/drivers.c -функции управления устройствами
3. util/timer.c -служба таймеров
4. Periphery.c

Содержит только одну функцию — Periphery() в которой прописывается настройка периферии контроллера. Функция вызывается единожды, из главной функции программы.

• Содержит макросы для управления уборочным узлом:
• А также функцию управления приводными двигателями:
• *_vector – направление вращение двигателя: 1-вперед, 0-стоп, -1-назад
• *_speed – скорость вращения, число от 0 до 10
• util/timer.c
• Внутри две функции:

Функция управления временными задержками. Вызывается только по прерыванию с таймера-счётчика2, каждую 1/1000сек.

Единственным параметром передаётся указатель на переменную, от которой будет отсчитываться время. Переменная должна быть заранее инициализирована некоторым, отличным от нуля значением. Как только значение переменной станет равно нулю указатель на неё будет удалён из очереди таймеров.

Длину очереди таймеров можно задать с помощью макроса SIZE_ARRAY_HOURS. Обратите внимание что функция Timer_Task не является аналогом функции _delay(), так-как отдаёт управление сразу же, проверять дотикал ли таймер необходимо вручную.

Например, вот так выглядит организация задержек в функции управления индикатором:

1. Action.c
2. Функциональная часть кода разбита на модули, для каждого физического или программного устройства пишется свой модуль. Физические устройства:
3. -Привод
4. -Кнопка управления
5. -Индикатор
6. -Пылесос
7. Программное устройство:
8. -Управление циклом уборки.

Модули выполняют разную работу в зависимости от текущего режима. Программа внутри них организована по типу конечного автомата, с помощью конструкции switch – case. Модули могут взаимодействовать с помощью глобальных переменных или изменяя счётчики конечного автомата друг друга.

Вызов функций модулей производится из главного цикла программы:

Не буду описывать работу каждого модуля, в коде достаточно комментариев, кто захочет тот разберётся.

В Action.c так же есть функция util_mode(char _mode), она используется для смены режима работы. Помимо присваивания нового значения переменной Mode, в определении функции прописано обнуление счётчиков конечных автоматов и переменных-таймеров.

• Проект собирается с помощью компилятора avrGCC, Makefile присутствует.
• Заключение:
• Робот в собранном виде:
• Испытания:

Источники: http://robocraft.ru/blog/3114.html, http://robocraft.ru/blog/3115.html

Комментариев пока нет!

Источник: https://informatik-m.ru/mir_robototehniki/samodelnyj-robot-pylesos-na-arduino.html

Картонный робот-пылесос на Arduino

Главная » 2016 » Июнь » 26 » Картонный робот-пылесос на Arduino

Картонный робот-пылесос на Arduino

Введение На картоне определяется примерно расположение деталей, и вырезается круг подходящего размера (шасси пылесоса)    На дне будущего робота вырезают отверстия под колёса, и под турбинку. Моторы крепят к картону с помощью пластиковых стяжек    Далее, термоклеем к шасси закрепляют турбину Получается так, что турбина на верхней части картона, моторы — внизу    На нижней стороне помечается контур пластиковой коробки (которая будет собирать пыль), вокруг этого контура автор делает сквозные отверстия и отмечает расположение магнитов. Магниты будут удерживать коробку на шасси.      На верхней стороне шасси магниты приклеивают на ранее помеченных местах.       Теперь, с магниты прикладывают с нижней стороны, предварительно подложив лист бумаги под них     Коробку для сбора пыли устанавливают между магнитами и приклеивают к ним Далее, уже на верхней стороне картона приклеивается аккумулятор и крепления для Arduino. В качестве креплений автор использует куски деревянных шпажек Теперь можно установить motor-shield и Arduino в крепления. Провода питания и Arduino отрезают до нужного размера. Провода питания рекомендовано спаять и изолировать. После чего их подключают к Arduino, турбине, аккумулятору и motor-shield Из полосок имеющегося картона сгибают и склеивают бамперы полукругом Бамперы крепят клеем к с боков шасси. Также шасси предварительно немного подрезали так чтоб установленные бамперы могли придавится к нему при столкновении Далее, берут два проводника и соединяют их с кусочками жести термоклеем Куски жести приклеивают к бамперам, а их провода подключат к Arduino (к контактам 5 и 8). Вдобавок напротив них клеем закрепляют контакты еще двух проводников, которые присоединяют к контактам GND Arduino  В качестве фильтра пыли используют вырезанный прямоугольник из кухонной салфетки. Фильтр кладут снизу шасси и закрепляют его коробкой с магнитами В коробке проделывают длинное отверстие с краями выгнутыми наружу. К коробке дополнительно приклеивают округлую опору (кусок пластика) так чтобы край отверстия был на расстоянии 1 мм над полом когда робот будет стоять на колесах и опираться на опору. Высота этой опоры регулирует проходимость робота   Высокие стенки коробки можно укоротить переклеиванием магнитов Программа: //right side const int pinRightMotorDirection = 4;//»Dir A» on motor-shield const int pinRightMotorSpeed = 3;//»PWM A» on motor-shield const int pinRightBumper = 5; //left side const int pinLeftMotorDirection = 7;//»Dir B» on motor-shield const int pinLeftMotorSpeed = 6;//»PWM B» on motor-shield const int pinLeftBumper = 8; //timeouts — they are different to avoid robot stuck in a corner const int turnRightTimeout = 150; const int turnLeftTimeout = 200; //set in counter how long a motor is running back: N/10 (in milliseconds) int countDownWhileMovingToRight; int countDownWhileMovingToLeft; //Initialization void setup() {   initPins();   runRightMotorForward();   runLeftMotorForward();   startMotors(); } //Main loop void loop() {   verifyAndSetRightSide();   verifyAndSetLeftSide();   processRightSide();   processLeftSide();   delay(10);//repeat every 10 milliseconds } //————————————————— void initPins(){   pinMode(pinRightMotorDirection, OUTPUT);   pinMode(pinRightMotorSpeed, OUTPUT);   pinMode(pinRightBumper, INPUT_PULLUP);   pinMode(pinLeftMotorDirection, OUTPUT);   pinMode(pinLeftMotorSpeed, OUTPUT);   pinMode(pinLeftBumper, INPUT_PULLUP); } void startMotors(){   runRightMotorForward();   runLeftMotorForward(); } void processRightSide(){   if(countDownWhileMovingToRight

Источник: https://mikrobord.do.am/blog/kartonnyj_robot_pylesos_na_arduino/2016-06-26-4

Робот-пылесос своими руками: схема, видео, инструкция по сборке

В современном ритме жизни не всегда получается поддерживать в доме чистоту. В этом деле поможет современные технологии. Робот-пылесос появился более 15 лет назад. Его типовой внешний вид напоминает крупную шайбу, которая передвигается по комнате по заданному алгоритму или случайным образом (пока на что-нибудь не наткнется) и собирает мусор. Предлагаем вам изучить 2 пошаговые инструкции, позволяющие сделать робот-пылесос своими руками.

Материалы для сборки

Итак, для сборки робота-пылесоса нужно разобраться с его составными частями, пойдем по порядку.

Он должен сам передвигаться по комнате, поэтому нужны двигатели, в зависимости от конечной конструкции их должно быть от 2-х до 4-х, а также возможность переключения направления вращения и скорость, значит, нужна плата для управления двигателями. Если вы используете двигатели постоянного тока, то нужна плата с 4-мя транзисторами (H-мост).

Самодельный робот-пылесос должен определять столкновения со стенами и мебелью. Для этого нужно предусмотреть датчики препятствия и концевые выключатели на «бампере». Также нужен сам рабочий орган – пылесос. При этом он должен быть рассчитан на работу от постоянного тока низкого напряжения (например, 12В).

Кроме пылесоса нужна подвижная (вращающаяся) щетка, которая будет отчищать поверхность, поднимать ворс половика, сметать мусор. Для этого нужен еще один или два моторчика.

Система, которая будет всем этим управлять. Простейший вариант на Arduino. Для такой задачи подойдет любая из плат, по размерам удобно разместить вариант Nano или Pro mini.

Идея №1: робот-пылесос из картона

Основа робота делается из плотного картона. Его лучше склеить в пару слоев, а волокна разместить перпендикулярно. Для его технической начинки нужен такой набор деталей:

1. Любая плата Arduino.
2. Breadboard или простая макетная плата, в принципе можно и без неё, всё просто спаять.
3. 2 ультразвуковых датчика расстояния (дальномер).
4. Турбина от пылесоса.
5. Небольшой двигатель или кулер от компьютера.
6. Двигатели с редукторами и колеса.
7. Контроллер для двигателя.
8. Провода для соединений схемы.
9. Аккумуляторы и контроллер заряда.

В качестве питания для робота нужно использовать 3 литиевых аккумулятора. Напряжение каждого из них 3,7 В. Для их заряда нужен контроллер. Например, такой как на фото:

Контроллер

Для управления двигателями привода робота удобно использовать модуль на L298-микросхеме. Схемотехнически это H-мост, вы можете его собрать своими руками из отдельных компонентов, но купить готовую плату будет надежнее. С его помощью вы можете задавать скорость движения робота-пылесоса и изменять направление вращения.

Модуль управления

Для регулировки скорости на пин ENA или ENB подаётся ШИМ сигнал, а для задания направления вращения подают разноименные сигналы на IN1 и IN2 для одного двигателя и IN3, IN4 для другого двигателя.

При этом если на пине IN1 у нас логическая единица, а на пине IN2 – логический ноль, двигатель крутится в одну сторону, чтобы сменить направление нужно поменять местами 1 с 0.

Его нужно собрать с ардуино по такой схеме (пины можно использовать любые, это вы укажете в скетче).

Схема на ардуино

Далее нужно делать основу из картона и закрепить на ней колеса, должно получиться что-то вроде этого:

Основа из картона

Вот вид с нижней стороны. Два ведущих колеса с угловым редуктором и поворотное колесо:

Колесная база

Теперь нужно собрать схему, которая монтируется на основание. Диаметр основания должен быть около 30 см, чтобы туда влезла и электроника и сам блок пылесоса.

Сборка корпуса

Вместо дальномеров можно использовать вариант с бамперами, которые соединены с концевыми выключателями. При столкновении с препятствием система управления даст сигнал о смене направления движения.

Бампер

Контактные бампера можно сделать и своими руками, для этого нужен тонкий, но жесткий провод, например от витой пары. Для этого формирует контактную площадку на внутренней стороне бампера из фольги, и закрепляем проводник как это показано ниже.

При столкновениях робота-пылесоса с мебелью и стенами они будут соприкасаться. Вам остается отрегулировать расстояние от проволоки до фольги, чтобы добиться нужной чувствительности и исключить ложные срабатывания.

На фольгу подается 5В, а провод идёт на вход Ардуино, подтянутый к минусу через резистор на несколько кОм.

Самодельный контактный бампер

Устройство питается от аккумуляторов, для питания системы управления можно применить линейные стабилизаторы типа l7805. Чтобы отрегулировать скорость вращения моторов подойдет понижающий преобразователь, например LM2596.

Самое сложное — это сконструировать и собрать пылесос. Вот его приблизительный чертеж:

Схема пылесоса

Отламываем родные лопасти от кулера, и закрепляем на его роторе турбину от пылесоса. Важно закрепить турбину точно в центре, иначе вы получите дисбаланс и вибрации.

Турбина робота

Вот так выглядит обратная сторона турбины, закрепленной на роторе кулера. Закрепить её можно на термоклей или на суперклей

Вид турбины изнутри

Вот и вся пошаговая инструкция по сборке робота-пылесоса, сделанного из подручных материалов. Алгоритм его работы такой: робот-пылесос едет вперед, пока не встретит препятствие. После столкновения (или приближения, если вы используете УЗ дальномеры) останавливается, отъезжает назад на заданное расстояние, разворачивается на произвольный угол и едет дальше.

Идея №2: почти заводской робот

Предлагаем вашему вниманию не более сложный проект робота-пылесоса. Вот его внешний вид в собранном состоянии:

Самодельный роботизированный пылесос

Система навигации в нем собрана из комплекта 6-ти ИК-датчиков препятствия. На случай, если не сработал ни один из них, то предусмотрены два контактных датчика (концевых выключателя). Система управления двигателями на таком же драйвере с микросхемой L298N. Для его сборки вам понадобится:

1. Плата Ардуино, в оригинале использовалась Pro-mini.
2. USB-TTL переходник для прошивки этой модели ардуино. Если вы будете использовать Arduino Nano, то он не нужен, т.к. в ней есть возможность прошивки по USB.
3. Драйвер для моторчиков L298N.
4. Моторчики для колес с редуктором.
5. 6 ИК-датчиков.
6. Моторчики для турбины (по возможности помощнее).
7. Крыльчатка турбины пылесоса.
8. Моторчики для щеток могут быть любыми.
9. 2 датчика столкновения.

Всё это собрать по такой схеме:

Схема сборки робота-пылесоса

Для сборки цепи питания робота-пылесоса нужны:

1. 4 литиевых аккумулятора, подойдут типа 18650.
2. 2 преобразователя постоянного напряжения (повышающий и понижающий).
3. Контроллер для заряда и разряда 2-х аккумуляторов (искать в интернете по запросу 2s li-ion controller). В схеме используется последовательное включение двух параллельно включенных банок, в итоге их выходное напряжение получается больше 7,4В, а параллельная цепочка нужна для повышения ёмкости и автономности работы.

Вот схема питания этого робота:

Схема питания

Кроме этого нужен пластик (ПВХ) или любой другой материал для корпуса робота, можно его распечатать на 3D-принтере, если у вас есть такая возможность.

Для работы самоделки нужна прошивка, вот пример алгоритма хаотичной уборки, мы взяли его с сети. Ссылка для скачивания скетча: прошивка для робота-пылесоса.

В этой статье были рассмотрены 2 конструкции робота-пылесоса, которые можно повторить и собрать своими руками. Сделать автоматическое средство для уборки помещения можно, вложившись в бюджет от 30 до 100 долларов.

Самыми дорогими деталями являются аккумуляторы, двигатели и платы ардуино.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно демонстрируется еще несколько идей, как сделать робот-пылесос в домашних условиях:

Источник: https://robotobzor.ru/o-robotah/kak-sdelat-robot-pylesos-svoimi-rukami.html

Этот Arduino-робот — не просто игрушка, а настоящий помощник по дому

Представьте, что образовательный Arduino-робот из игрушки превратился в помощника по дому. Может поднести воды, сделать уборку. Настоящий сервисный робот, которого из конструктора может собрать даже ваш ребенок!

Встречайте сервисного робота фирмы DAGU Electronics. Он перемещается по дому на гусеничном шасси, вращает головой и «смотрит» ультразвуковым дальномером по сторонам, руками с захватами выполняет различную работу. Наконец, он просто веселый и модный друг мальчиков и девочек, пап и мам.

Это образовательный робототехнический набор. Электронным мозгом создаваемого робота может быть как Arduino, так и любой другой контроллер. Возможно, вы предпочтете использовать Raspberry Pi и видеокамеру.

Осторожно! После просмотра видео возникает почти непреодолимое желание нажать кнопку купить.

Видео:

Комплектация сервисного Arduino-робота Dagu

Первое, на что стоит обратить внимание, — сервисный робот Droid Dagu не является полностью укомплектованным робототехническим конструктором. Это корпус тела робота. В наборе есть серводвигатели, которые приводят в движение руки и голову.

Коробка с сервисным роботом Dagu Droid

Cостав набора для создания сервисного робота Dagu Droid

Дополнительно необходимо купить контроллер и датчики. Рекомендуется Arduino Mega 2560 и ультразвуковой дальномер HC-SR04. Но вы можете использовать и другой набор электроники.

>> Читайте о том, как выбрать Arduino начинающему.

>> Сравнение Arduino и Raspberry Pi.

Рука робота приводится в движение одним сервоприводом, расположенным в плече. При этом подвижны плечевой сустав, локоть и запястье. Отдельные серводвигатели установлены в запястьях. Этот узел вращается на 180 градусов.

Правая рука имеет стандартную конфигурацию захвата и позволяет брать объекты шириной от 10 до 150 миллиметров. Левая рука-манипулятор позволяет захватывать лежащие горизонтально объекты толщиной до 50 мм.

В наборе нет шасси. Они продаются отдельно. DAGU выпускает гусеничные шасси разных модификаций. Двигатели могу быть с энкодерами и без них. Лучше брать шасси, имеющие 4 двигателя с энкодерами.

Гусеничное шасси для сервисного робота Dagu Droid

Подробную инструкцию по сборке можно скачать здесь.
В собранном виде робот выглядит так:

Сервисный робот Dagu Droid в собранном виде

Хорошая идея — вместо ультразвукового дальномера использовать смартфон. Наклонная панель на голове достаточно большая, поэтому можно установить мобильный телефон с длиной экрана 130 мм. Монтажные отверстия присутствуют.

Где купить сервисного Arduino-робота Dagu

Корпус сервисного робота Dagu можно купить на Aliexpress за $167.

Гусеничные шасси с энкодерами стоят $96. Без энкодеров — $67.

Рекомендованные Arduino Mega 2560 и ультразвуковой дальномер HC-SR04 можно приобрести по отдельности, а можно купить вот такой Arduino Starter Kit по специальной цене множеством дополнительных электронных компонентов, которые пригодятся и при обучении, и при самостоятельном творчестве.

Читайте также, почему нужны корпусы для роботов.

Возможно, вас также заинтересует:

Все цены приведены по состоянию на день выхода статьи. В статье использованы материалы dagurobot.com.1

Источник: http://edurobots.ru/2015/07/etot-arduino-robot-ne-prosto-igrushka-a-nastoyashhij-pomoshhnik-po-domu/

Робот-пылесос своими руками: описание и схемы сборки

Как сделать робот-пылесос?

4.5 (90%) 2 votes

Сейчас популярность роботизированных домашних уборщиков все возрастает с каждым днем. Это обосновано тем, что данные устройства способны поддерживать покрытия вашего пола в чистоте и при этом не отнимать у вас времени.

Их главным отличием от управляемых человеком собратьев является то, что очистка поверхности, перемещение и ориентирование в пространстве осуществляются устройством самостоятельно.

Этого удалось достичь благодаря наличию специальных датчиков, которые контролируют смену режима работы, перемещение и подзарядку пылесоса.

Основная проблема заключается в том, что приобрести робот-пылесос на рынке сейчас достаточно проблематично. Далеко не везде удается подобрать подходящую модель, да и ценовая политика некоторых реализаторов устраивает далеко не всех. Однако не стоит отчаиваться.

У вас всегда есть возможность создать самодельный робот-пылесос.

Само собой, сделать такое устройство своими руками и в домашних условиях — это весьма длительный процесс, который потребует терпения, определенного набора материалов и инструментов, а также навыков работы с подобного рода техникой.

Схема создания робота-пылесоса в домашних условиях вполне постижима даже для любителя. Однако в процесс создания подобного рода механизмов необходимо вникнуть и выяснить все нюансы предстоящей операции. В противном случае вы лишь зря потратите время и средства.

Робот-пылесос своими руками

Если вы хотите создать механизм, который будет идеально подходить для очистки поверхностей пола в вашем доме, вам следует внимательно соблюдать все правила, которые предписывает схема сборки, представленная в следующем пункте.

Если вы все сделаете правильно, у вас получится модель, соответствующая этому описанию:

• диаметр устройства составляет 30 сантиметров, высота – 9 сантиметров. Корпус сделан из вспененного поливинилхлорида. При этом толщина самого корпуса достигает 6 миллиметров;
• в бампере установлены 4 датчика, посредством которых будет фиксироваться положение робота-пылесоса в пространстве. При этом имеется пара переключателей, подсоединенных на случай непредвиденных столкновений. Края обиты резиновой прокладкой, чтобы при случайном столкновении с мебелью не повредить ее;
• емкость для пыли и мусора изготовлена из поливинилхлорида толщиной в 4 миллиметра. Фильтр для пыли изготовлен из 2 обыкновенных тряпичных салфеток, которые можно купить в каком угодно бытовом магазине. Крышка, защищающая содержимое мусорного контейнера, прикреплена к основанию при помощи магнитов;
• турбина изготовлена из тонких пластиковых листов, фрагментов компьютерных дисков и поливинилхлорида;
• верхняя крышка устройства держится на суперклее;

Самодельный робот-пылесос

• инфракрасные датчики имеют 4 выхода подключения к системе «Ардуино». При этом обычный режим работы подразумевает выдачу логической единицы, а ситуация, в которой хотя бы один из датчиков системы срабатывает — логический ноль;
• если ИК-датчик не сработал, а пылесос тем не менее наткнулся на какое-либо препятствие, его бампер нажмет на переключатель, что спровоцирует откат устройства на несколько сантиметров назад. После этого будет произведен разворот, а работа продолжится. Переключатели при этом нужны достаточно мощные, чтобы своевременно устанавливать бампер в исходное положение;
• мотор, отвечающий за движение передней щетки, подключается в Arduino через MOSFET. При этом в том случае, когда робот-пылесос находится в движении, щетка вращается достаточно медленно для того, чтобы пыль, грязь и мусор не разбрасывались по комнате, а, наоборот, собирались вместе и втягивались в жерло. А если робот находится возле стены или угла, щетка ускоряет темп своей работы, так как большинство пыли и грязи как раз и скапливается вдоль плинтусов;
• питание робота пылесоса осуществляют 4 литийионных аккумулятора, а также понижающий преобразователь переменного тока. Каждая пара вышеупомянутых литийионных аккумуляторов подключена последовательно;
• основание устройства изготовлено из высокопрочной фанеры;
• конструкция устройства подразумевает наличие 3 шариковых колес;
• все щетки робота-пылесоса изготовлены из достаточно жесткой лески.

В каких случаях вы чаще всего покупаете новый телефон?

• Сразу, как только выходит новая модель 48 ( 1.34 % )
• Когда текущиая модель совсем устареет морально и физически 941 ( 26.19 % )
• Только когда старый сломается/потеряется 2061 ( 57.36 % )
• Когда выходит модель, которая уже значительно отличается от моей по функциям 458 ( 12.75 % )
• Другое 85 ( 2.37 % )

Схема сборки робота-пылесоса в домашних условиях

Чтобы правильно сделать робот-пылесос своими руками, необходимо придерживаться следующего алгоритма (схема должна выполняться в четко указанной последовательности):

• Загрузить необходимое программное обеспечение. Если вы хотите сделать свой робот-пылесос максимально похожим на заводские аналоги (исходя из выполняемых функций), вам нужно будет загрузить на микроконтроллер «Ардуино» необходимое программное обеспечение. Это можно сделать при помощи обыкновенного персонального компьютера — достаточно лишь загрузить код на плату «Ардуино».
• Закрепить основные компоненты. Чтобы средства передвижения робота-пылесоса, кулер, микросхемы, аккумуляторы и вся прочая начинка устройства были надежно закреплены, вам потребуется фанерная основа. Она же по совместительству будет днищем вашего пылесоса. Туда же крепятся предварительно склеенные между собой при помощи суперклея турбина и емкость для сбора отходов. Также контейнер должен быть оборудован специальной трубкой, через которую будет выводиться выдуваемый воздух. Она должна быть защищена плотной тканью, которая послужит средством фильтрации. Кулер должен быть последовательно склеен со всеми сервоприводами, после чего посажен на все ту же фанерную площадку, на которой к тому времени уже должны быть монтированы микросхемы и аккумуляторы для подпитки устройства. Колеса для робота пылесоса могут быть куплены на рынке (однако вы можете предпринять попытку сделать их своими руками из консервной банки).

Механическая часть робота-пылесоса

• Установить бампер. В этой модели он изготавливается из поливинилхлорида. Однако возможны и металлические аналоги. В любом случае при столкновении он должен физически воздействовать на переключатель, который заставит аппарат двигаться в другую сторону. Также стоит отметить, что после столкновения бампер должен возвращаться на первоначальное место.
• Установить корпус. Чтобы все содержимое конструкции было надежно защищено, лучше всего использовать корпус из поливинилхлорида. При этом на нем можно сделать надрезы, чтобы он лучше снимался. Крышка корпуса крепится при помощи магнитов. В идеале их должно быть не менее 8 (приветствуются вариации, в которых использовано большее их количество).

Изготовление робота-пылесоса в домашних условиях

Необходимые материалы

Что для вас предпочтительней: живое общение, или любимый мессенджер?

Общение — это когда видишь собеседника лично. Все остальное — иллюзия общения. 446 ( 32.25 % )

Не люблю общаться с людьми в живую, написать сообщение мне прозе и удобней. 117 ( 8.46 % )

Общаюсь и в живую, и в соц сетях. Один способ вовсе не исключает другой. 820 ( 59.29 % )

Чтобы сделать робот-пылесос своими руками, вам потребуются следующие материалы:

• «Ардуино Про Мини» — главный мозг и информационный центр всей конструкции.
• Драйвер моторов робота-пылесоса серии Л298Н.
• Понижающий преобразователь переменного тока.
• Модуль с мосфетом, посредством которого будет осуществляться контроль над темпом работы передней щетки устройства.
• 4 инфракрасных датчика, которые будут фиксировать наличие препятствий на пути робота пылесоса.
• Пара переключателей, которые будут изменять направление движение устройства при столкновении.
• 3 шарообразных колеса.

Колеса для самодельного робота-пылесоса

• Мотор, обеспечивающий вращение щетки в различных режимах.
• Мотор высокой мощности, обеспечивающий нормальное функционирование турбины.
• 4 литийионных аккумулятора, а также средство контроля над ними.
• Фанерное основание нужного размера.
• Корпус из поливинилхлорида нужного размера.
• 8 пар магнитов для крепления.
• Провода, кабели, переключатели и прочие элементы электрической сети.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

Источник: https://proumnyjdom.ru/texnika-dlya-doma/robot-pylesos-svoimi-rukami.html

Робот-пылесос Ардуино своими руками: схема, инструкция, как сделать, составляющие

Перейти к контенту

Робот-пылесос своими руками Ардуино изготавливается из подручных материалов. Оборудование способно перемещаться по комнате, изменять направление движения после контакта с посторонними предметами и удалять пыль с поверхности пола.

Требуемые компоненты

Для сборки пылесоса на Ардуино потребуются компоненты:

• блок управления;
• отдельный контроллер для управления работой электродвигателей (обозначается на схемах как H-Bridge);
• электрические двигатели постоянного тока с редукторами для привода боковых колес;
• комплект колес;
• источник питания (аккумуляторы или батарейки, суммарное напряжение 5 В);
• турбина (используется узел, предназначенный для охлаждения процессоров или чипов видеокарт);
• адаптер питания (при использовании компонентов, рассчитанных на напряжение 12 В);
• комплект магнитов;
• коммутационный шнур USB;
• комплект кабелей для подключения блока Ардуино к цепям оборудования;
• листовой плотный картон;
• термический клей в тубе;
• пистолет для нанесения клея;
• резервуар для сбора пыли (готовый пластиковый или металлический контейнер);
• пластиковые хомуты;
• металлическая банка от напитков (для изготовления крепежных элементов).

Процесс сборки

Пошаговый процесс сборки робота-пылесоса Ардуино:

1. Разложить компоненты конструкции будущего изделия на ровной поверхности для определения взаимного расположения и габаритов корпуса.
2. Вырезать из картона круглое основание.
3. Выполнить на детали прорези для боковых колес, которые располагаются по поперечной оси симметрии.
4. Закрепить электрические приводы колес пластиковыми хомутами к корпусу.
5. Прорезать канал для забора воздуха и зафиксировать клеем турбину над полученным окном. Узел крепится на противоположной от двигателей ходовой части стороне поддона.
6. Разметить зону установки контейнера для пыли, который размещается над окном с роторным рабочим колесом.
7. Установить и закрепить термическим клеем на внутренней части магниты (по предварительно размеченному контуру резервуара для пыли). Ответные магнитные элементы размещаются через лист бумаги на противоположной стороне поддона. Емкость для пыли приклеивается к магнитам, которые плотно прижимаются к боковой поверхности резервуара. Лист бумаги удаляется, коробка удерживается на запланированной монтажной точке взаимным притяжением магнитов.
8. Закрепить на верхней плоскости поддона аккумуляторную батарею и контроллер Ардуино. Допускается установка элементов в направляющие узлы, изготовленные из древесины или пластика. Пользователи используют стандартные блоки управления Ардуино, часть владельцев самостоятельно корректирует прошивку микропроцессора путем подключения изделия к компьютеру.
9. Разместить блок H-Bridge поверх контроллера и соединить электронику пылесоса с аккумулятором. Для соединения кабелей применяется пайка и установка коммутационных штекеров.
10. Подключить электрические двигатели к выводам блоков управления.
11. Вырезать картонные заготовки для фронтального бампера. Детали монтируются на передней части корпуса, точка соединения допускает перемещение бампера после столкновения робота с препятствием.
12. Припаять отрезки кабеля к прямоугольным жестяным пластинам (требуется изготовить 2 элемента). Металлические пластинки устанавливаются на расстоянии от внутренней стороны импровизированных бамперов. На внутренней поверхности бампера наклеивается фольга, на которую подается положительное напряжение от батареи. При столкновении пластинка соединяется с фольгой и работает как датчик препятствия. В сигнальной цепи от пластины устанавливается дополнительное сопротивление, снижающее риск ложных срабатываний.

Для очистки воздуха от пыли применяется фрагмент от кухонной салфетки, изготовленной из волокнистого синтетического материала. Элемент устанавливается под основанием контейнера пылесборника и удерживается магнитами.

В самом контейнере прорезается прямоугольный канал, через который затягивается воздух с пылью. Для регулировки зазора между резервуаром и напольным покрытием применяется сменное дистанционное кольцо из картона или пробки.

Источник: https://Tehno.expert/pylesos/robot-arduino-svoimi-rukami.html

Робот пылесос на ардуино

Science Vetal

Показано, как делать робот-пылесос. Он автоматически объезжает препятствия и пылесосит, при этом собирает бумажки, крошки различного происхождения.

Нужен стандартный набор для arduino машинки. Берём одну arduino uno, драйвер двигателя l298n, датчик приближенности, старый вентилятор и системного блока компьютера. Сначала взял толстую гофрокартон, вырвали снимок кружок, установил вентилятор, размер. Начал вырезать. Размер восьмиугольника должен быть несколько меньше вентилятора.

Затем взял вентилятор и попробовал вставить туда в отверстие. Думал, что контур немного растянется. Но так не случилось. Немного подрезал и только после этого получилось установить вентилятор. Высота вентилятора над столом должно получиться небольшой, около 0,5 см. Только при этом он будет хорошо всасывать пыль. Затем установил двигатели и приклеил всё с помощью термоклея.

Для подобного устройства такой прочности предостаточно.

Мастера покупают изобретения в лучшем китайском интернет-магазине.

Электроника для самодельщиков в китайском магазине.

Кашаса всасывание мусор зависит от скорости работы, она не должна быть большой. Необходимо вставить глаза. Используем датчик ультразвуковой для arduino.

Кнопка установил сбоку, но практика показала, что это не совсем правильное решение, потому что робот сам себя несколько раз отключал. Он ударился о стену именно этой кнопкой. В принципе, это не совсем классический пылесос, потому что обычно используется коробка. А здесь стоит прямо на всасывание. Но это не ухудшает характеристик.

Обратите внимание, что мастер взял обычный вентилятор, не предназначен для того, чтобы сосать были. Он просто дует воздух. Поэтому, если вы хотите создать пылесос, который будет сосать не только бумагу, то нужно установить двигатель помощнее. И придать лопастями необходимую для пылесоса конфигурацию. Весь процесс создания робота занял около 3 часов. Как видите, ничего сложного нет.

Самое сложное в этом деле, это программирование. В этом случае мастер программируют лишь немного. Он взял свою машину, который объезжает препятствия, и чуть-чуть изменил, чтобы ограничить скорость передвижения робота. Для этого применил шим выводы на arduino и подключил их соответствующим выводом на драйвере двигателя. Кстати, он не такой и маленький расчёт радиатора.

Но у него есть большой плюс по сравнению с другими драйверами двигателей. А именно, вывод на 50. Им очень удобно, сервоприводы а также arduino. Если вам не нравится большой размер этого драйвера, то можно просто взять и убрать оттуда радиатор. Дело в том, что при использовании этих двух двигателей, он греется не сильно. Температура не поднимается выше 40 градусов.

Схема получает питание с аккумулятора с через выключатель и nano драйвер двигателя. Сюда же подключен и вентилятор.

Источник: https://izobreteniya.net/robot-pyilesos-na-arduino/