Što vam je potrebno za izradu robota usisavača vlastitim rukama i sheme rada
Ideja stvaranja radnog robota usisavača vlastitim rukama nije nova. Čim su se domaći proizvodi pojavili na platformi Arduino mikrokontrolera, hobisti su počeli razvijati ozbiljnije stvari na njihovoj osnovi. Na primjer, stambeni kompleks za upravljanje "pametnom kućom" ili čistač kuće. Osim toga, u ekonomičnoj verziji može se voziti doslovno na koljenima, u nekoliko večeri.
Što vam je potrebno za izradu kućnog uređaja
Nije potrebno puno da bi robotski usisivač bio jednako dobar (ali jeftiniji) od tvorničkog usisavača. Jedan od amaterskih dizajna usisavača sastavljen je od ambalaže od valovitog kartona koji se koristi za pakiranje robe. Od njega se izrađuju kutije. No za normalan estetski dojam potrebno je nešto više. To može biti tijelo usisavača zalijepljeno od plastike ili gotov element posuđen od istrošenog tvorničkog robota pomoćnika.
Dakle, što će mu prvo trebati:
- Arduino mikrokontroler.
- Daska za rezanje kruha.
- Daljinomjeri.
- Uređaj za upravljanje motorom.
- Motori.
- Kotači.
- Hladnjak za računalo.
- Turbina.
- 18650 baterije.
- Nit.
Ovo je minimalna konfiguracija za usisavač.U budućnosti, robotski kompleks usisavača može se modernizirati, prilagoditi specifičnoj situaciji.
Mi pravimo slučaj
Ako želite sve odmah, ne možete bez kutije za naš usisavač. Za to nam je potrebna plastika - polistiren, polivinil klorid.
Prvo morate odrediti kako će punjenje stati unutar kućišta. Ako slijedite put najmanjeg otpora, možete ići s ergonomijom bilo kojeg usisavača iz kutije. Obično su u obliku diska, otprilike iste veličine. To znači da ćete morati izrezati (napraviti) 2 kruga istog promjera i bočnu stijenku (punu traku) usisavača.
Odjeljak za baterije je dodijeljen prema napajanju. Najbolje je koristiti naširoko korištene baterije 18650 - nalaze se u prijenosnim računalima, igračkama i baterijama za napajanje. Senzori pokreta nalaze se na prednjoj strani, oni su odgovorni za "ponašanje" usisavača. Obavezno uzmite u obzir položaj kotača, njihove pogone, središnju ploču (Arduino) i turbinu sa sakupljačem prašine.
Ovisi o ispravnosti izračuna, temeljitosti rasporeda dijelova, uskoro će biti potrebno radikalno promijeniti dizajn usisavača ili se ograničiti na malu modernizaciju. Dimenzije kućišta su vezane uz tip mikrokontrolera, dodatne ploče.
Izvorni Arduino nudi 3 gradacije: "Uno", "Pro", "Leonardo", kao i ploče s dodatnim konektorima ("Mega", "Due"). Postoje i kompaktnije opcije - "Nano", "Micro". I to ne računajući mnoge kineske klonove, koji nisu ništa lošiji u smislu funkcionalnosti. Ali često je puno jeftinije.
Stoga je bolje predvidjeti te čimbenike unaprijed. I tek tada počnite provoditi svoju ideju, stvarajući tijelo usisavača. Nemojte napraviti promjer manji od 30 centimetara. Inače, ništa neće odgovarati. Onda bolje iskoristite slobodni prostor za dodavanje baterije ili proširenje vrećice za prašinu.
Također, dizajn kućišta treba uzeti u obzir mogućnost rastavljanja, popravka usisavača, stoga se preporuča napraviti uklonjive poklopce ili otvore kako bi se omogućio pristup unutrašnjosti. Trebat će malo dulje od same izrade plastičnih dijelova. Možda ćete čak morati prvo napraviti model usisavača, nacrtati robota na papiru.
Ali takva taktička gesta spasit će vas od mnogih problema povezanih s preuređivanjem, petljanjem s usisavačem. Često uklanjanje takvih poteškoća zahtijeva više napora od početnog izračuna, postavljanja čvorova, uzimajući u obzir navedene zahtjeve.
Također ne boli uzeti u obzir da će Arduino mikrokontroler zahtijevati modifikaciju firmvera i softvera. Da biste to učinili, potrebno je izvaditi konektor kojim će se "mozak" robota spojiti na veliko računalo. I nakon što su identificirane sve glavne točke, možete početi pretvarati ideju usisavača u stvarnost.
Prilikom odabira kućišta od PVC-a, polistirena, za montažu se koristi ljepilo odgovarajućeg sastava. Nije prikladan za lijepljenje epoksidnih dijelova. A za "epoksi" pločice i ljepilo mora imati svoje. Ovo je važno razumjeti.
Moguće je sastaviti tijelo usisavača čak i od tanke šperploče (do 5 milimetara). Veća debljina će povećati težinu. Manje neće pružiti potrebnu krutost.Obrada drveta nije težak zadatak: komadi se režu ubodnom pilom, bruse, prilagođavaju veličini i lijepe.
U tom je slučaju dopušteno odstupiti od konfiguracije diska i učiniti robot usisavač kvadratnim u osnovi.
I, na kraju, opcija za najlijenije je pronaći kutiju od neupotrebljivog robotskog usisavača ili kupiti već gotovu u nekom od trgovačkih lanaca. Ali u ovom slučaju morate unaprijed odabrati komponente, uzimajući u obzir dimenzije. Inače ćete morati promijeniti jednu stvar: ili tijelo ili detalje.
Sastavljanje robota
Proces montaže uključuje ne samo ugradnju, postavljanje svih dijelova na predviđena mjesta, već i rezanje prozora, rupa, formiranje bočne stijenke kućišta. Polistirenska ploča se lako savija kada se zagrijava. Možete koristiti lonac s vrućom vodom ili sušilo za kosu.
Prilikom lijepljenja, dijelovi su fiksirani za cijelo vrijeme postavljanja sastava. Detaljnije upute nalaze se na tubama ljepila. To je obično 24 sata. Za epokside i druge marke komponenti, vrijeme pripreme može se razlikovati.
Za pričvršćivanje ploča, pojedinačnih jedinica unutar tijela usisavača, dopušteno je koristiti toplinski pištolj sa štapićima ljepila. Ali pričvrsni elementi na samoreznim vijcima postat će pouzdaniji i fleksibilniji. Mehanički dio instalacije ne predstavlja nikakve poteškoće.
Dostupan je svima koji su u djetinjstvu prošli praksu sastavljanja i rastavljanja na Lego konstruktoru. Ako se u izračune nije uvukla pogreška, svi detalji padaju na svoje mjesto.Važno je da elektronika, motori i kotači budu zaštićeni od prašine. U tu svrhu sakupljač prašine mora biti izoliran od ostalih odjeljaka. Opcije rješenja su u nastavku. Tamo ćete također pronaći dijagram usisavača.
Na koji način se kretati - svatko odlučuje za sebe. Ako želite stvoriti jednostavnog kućnog pomoćnika, možete to učiniti s minimalnim detaljima bez preopterećenja strukture.
Perfekcionisti mogu odabrati kompliciraniju verziju usisavača: dodati indikator napunjenosti, rotirajuće četke, "začarati" kotačićima, osiguravajući potrebnu brzinu kretanja.
Isto vrijedi i za povećanje (smanjenje) kapaciteta baterije, zamjenu Arduino ploče s kompaktnijom, uključujući dodatne senzore. A osnovna verzija usisavača može se sastaviti doslovno preko vikenda ili 2-3 večeri.
Gdje nabaviti i kako preuzeti firmware
Softver, odnosno firmware, nešto je bez čega se naš robot usisavač neće pokrenuti, neće ispuniti svoju funkciju kućnog pomoćnika. Možete ga nabaviti na istom resursu gdje je kupljena Arduino ploča ili na jednom od amaterskih mjesta gdje se prikupljaju domaći proizvodi.
U jednom od rješenja, autor razvoja je ljubazno podijelio s čitateljima program dizajniran za najjednostavnije i najkaotičnije čišćenje. Općenito, Arduino je platforma na kojoj entuzijasti stvaraju rješenja za vlastite potrebe. Dakle, postoje 2 načina: sami napišite softver (ako znate programirati) ili uz nečiju pomoć nabavite gotov.
Neophodno je osnovno poznavanje Arduina, PC-a, principa njihove interakcije. Za one koji nisu sigurni u vlastite sposobnosti, bolje je ne riskirati.Postoji nekoliko načina za sinkronizaciju Arduino mikrokontrolera, preuzmite softver:
- korištenje Arduino IDE;
- programer;
- povezivanje s drugom Arduino pločom.
Prvi je preuzimanje (ili korištenje online) Arduino IDE. Softver radi na većini modernih operativnih sustava - Windows, Linux, Mac OS. Prije nego što poduzmete akciju, toplo se savjetuje razumjeti što se točno radi.
Snažno se ne preporučuje raditi nešto naslijepo s Arduinom putem pokušaja i pogrešaka. Najbolje je naručiti gotovu i sašivenu dasku. Također morate unaprijed pripremiti USB priključni kabel. Sve informacije o radu s Arduinom, njegovim softverskim okruženjem nalaze se na netu. Nije ga teško svladati, bilo bi žudnje.
Arduino IDE sučelje prilično je jednostavno i intuitivno. Ako nešto ne radi, uvijek se možete obratiti za pomoć posvećenom odjeljku Arduino Wikija.
Sljedeći način je korištenje programatora. Ovo je poseban uređaj koji se prodaje zasebno. Ali omogućuje vam rad s različitim Arduino pločama, učitavanje softvera na njih.
Najnoviji prijedlog koristi jedan od Arduina kao programator. Metoda nije gora od ostalih, prilično je učinkovita. Da biste implementirali svaku od predloženih opcija bez svakog rastavljanja usisavača, morate osigurati pristup konektoru ploče u kućištu. To može biti prozor, produžni kabel s USB priključkom, izvađen ispod poklopca usisavača ili vlastita metoda. Kad bi samo bilo zgodno za korištenje.
Testiranje proizvoda
U pravilu, sastavljeni usisavač ne zahtijeva posebno probijanje. Nakon punjenja baterija je odmah "borbeno spremna".Već prvih nekoliko minuta rada otkrit će druge jedinice koje je potrebno nadograditi. Na primjer, kotači usisavača. Ili zamijenite mjenjače i motore sporijima, pouzdanijima.
U osnovnom načinu rada, usisavač bi se barem trebao kretati po sobi bez ikakvih problema, identificirajući prepreke. A ako pokupi i smeće, to znači da je ideja bila 100% uspješna.
Mogućnosti modernizacije
Savršenstvu nema granica. Nadogradnja robotskog usisavača može utjecati i na mehaniku (kotači, ugradnja dodatnih rotirajućih četki) i na elektroniku (zamjena Arduino ploče, senzora, regulatora punjenja itd.).
Moguće je da će tijekom rada vlasnik usisavača htjeti obojiti tijelo; za to su prikladni nitro emajli u spreju. Ili zamijenite softver tako da ga prilagodite Android okruženju kako biste usisivač učinili još pametnijim. A njime se moglo upravljati pomoću pametnog telefona. Postoje već gotove ideje i rješenja. I sami možete nešto stvoriti, za to je stvorena platforma Arduino.