Robot de vid DIY: 20 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acesta este primul meu robot de vid, care are ca scop principal să permită oricui să aibă un robot de curățare fără să plătească atât de mulți bani, să învețe cum funcționează, să construiască un robot drăguț pe care îl puteți modifica, actualiza și programa cât doriți. și, bineînțeles, să aspirați toată acea pufă enervantă.

Acest proiect este destinat să fie cât mai ușor de construit, deoarece toate elementele și piesele sunt ușor de găsit pe Digikey, eBay, Amazon etc.

Întregul șasiu a fost proiectat în Solidworks, astfel încât să poată fi imprimat 3D.

În prezent, folosește un Arduino Uno (dacă nu-ți place prea mult, îl poți schimba cu ușurință pentru un alt micro controler, am decis să folosesc acest lucru, deoarece obiectivul meu este ca oricine să îl poată construi), motoare micro-metalice, elice ventilatoare, senzori infraroșii și modulele de driver respective.

Altul mușcă praful!

Pasul 1: Materiale

Deci, mai întâi voi defini toate materialele pe care le-am folosit și mai târziu voi sugera alte opțiuni cu un comportament similar.

Controlere:

• 1 x placa Arduino Uno (sau similar) (DigiKey)
• 1 x modul de driver IRF520 MOS FET (Aliexpress)
• 1 x H-bridge L298 Driver dublu motor (Aliexpress)

Actuatoare:

• 2 x Motor de viteze micro metal HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x Micro Metal Gearmotor Bracket Pairet (Pololu)
• 1 x pereche de 42 × 19 mm roată (DigiKey)
• 1 x ventilator ventilator AVC BA10033B12G 12V sau similar (motor BCB1012UH Neato) (Ebay, NeatoOption)

Senzori:

2 x senzor de distanță ascuțită GP2Y0A41SK0F (4 - 30cm) (DigiKey)

Putere:

• 1 x Pack Lipo ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C (HobbyKing)
• 1 x încărcător de baterii LiPo 3s (încărcător Amazon)
• Rezistor 1 x 1k Ohm
• 1 x 2k Ohm potențiometru mic

printare 3d:

• Imprimantă 3D cu o dimensiune minimă de imprimare de 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament sau similar.
• Dacă nu aveți, puteți imprima fișierul pe 3DHubs.

Alte materiale:

• 20 x șuruburi M3 cu (diametru 3mm)
• 20 x piulițe M3
• 2 șuruburi # 8-32 x 2 IN cu piulițe și șaibă.
• 1 x filtru sac de vid (tip pânză)
• 1 x Rola cu bilă cu bilă de plastic sau metal de 3/4 ″ (Pololu)
• 2 butoane (Aliexpress)
• 1 x comutator On / Off

Instrumente:

• Șurubelniță
• Ciocan de lipit
• Cleşte
• Foarfece
• Cablu (3m)

Pasul 2: Cum funcționează?

Majoritatea aspiratoarelor au un motor cu ventilator. Pe măsură ce palele ventilatorului se răsucesc, forțează aerul înainte, spre orificiul de evacuare. La orificiul de evacuare are un filtru care împiedică aruncarea particulelor de praf din nou.

Cum funcționează un robot de vid?

Principiul este destul de similar, dar după cum puteți vedea în a doua imagine, motorul ventilatorului este la ultimul pas, ceea ce înseamnă că praful nu este străbătut de el. Aerul care este aspirat este mai întâi filtrat și apoi împins spre orificiul de evacuare.

Principala diferență dintre fiecare aspirator este că robotul are un microcontroler și senzori care permit robotului să ia decizii, astfel încât să poată aspira camera în mod autonom. Majoritatea roboților de vid au astăzi algoritmi foarte frumoși încorporați, de exemplu, îți pot mapa harta, astfel încât să poată planifica o cale și să efectueze o curățare mai rapidă. De asemenea, au alte caracteristici precum periile laterale, detectarea coliziunilor, revenirea la baza de încărcare etc.

Pasul 3: Despre ingrediente …

Așa cum am spus la început, voi explica cât de mult pot, astfel încât oricine să poată înțelege, dar dacă știți deja elementele de bază, nu ezitați să treceți peste acest pas.

Fanul

Cel mai important lucru al unui vid este să alegeți ventilatorul adecvat cu un CFM decent (debit de aer picioare cubice pe minut), este forța acestui flux de aer pe o suprafață care preia murdăria și o mută în punga de praf sau container. Prin urmare, cu cât fluxul de aer este mai mare, cu atât este mai bună capacitatea de curățare a aspiratorului [BestVacuum.com]. Majoritatea aspiratoarelor mari folosesc mai mult de 60 CFM, dar din moment ce folosim o baterie mică, suntem în regulă cu cel puțin 35 CFM. Ventilatorul AVC pe care îl voi folosi are 38 CFM [link AVC] și are de fapt multă putere, dar puteți utiliza oricare cu aceleași dimensiuni (a se vedea imaginea 1).

Driverul ventilatorului

Deoarece avem nevoie de o modalitate de a controla ori de câte ori ventilatorul este pornit sau oprit, avem nevoie de un driver. Voi folosi MOS-FET IRF520 care funcționează practic ca un comutator, ori de câte ori primește un semnal de la microntroler va furniza tensiunea de intrare la ieșire (ventilator). (Vezi imaginea 2)

Podul H

Pentru motoare vom avea nevoie de ceva diferit de driverul ventilatorului, deoarece acum va trebui să controlăm direcția fiecărui motor. Podul H este o serie de transistore care ne permite să controlăm fluxul curent și, controlând acest lucru, vom putea controla direcția motoarelor. L298 este un pod H destul de decent, care poate furniza 2A pe canal, astfel încât pentru motoarele noastre va fi perfect! Un alt exemplu este L293D, dar asta ne oferă doar 800mA pe canal. (Imaginea 3 descrie conceptul de pod H)

Pasul 4: Proiectarea

Proiectarea robotului a fost realizată în SolidWorks, constă din 8 fișiere.

Acest pas a fost cel mai consumator de timp, deoarece tot robotul a fost realizat de la zero, având în vedere bara de protecție, recipientul, filtrul etc.

Dimensiunea totală a robotului este de 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Pasul 5: Imprimare 3D

Marele Premiu la Concursul de Robotică 2017

Premiul II la Design Now: In Motion Concurs