DIY -tyhjiörobotti: 20 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä on ensimmäinen tyhjiörobotini, jonka päätarkoitus on antaa kenelle tahansa puhdistusrobotti maksamatta niin paljon rahaa, oppia työskentelemään, rakentaa mukava robotti, jota voit muokata, päivittää ja ohjelmoida niin paljon kuin haluat ja tietysti imuroida kaikki ärsyttävät nukat.

Tämän projektin on tarkoitus olla mahdollisimman helppo rakentaa, koska kaikki elementit ja osat on helppo löytää Digikeysta, eBaysta, Amazonista jne.

Koko runko on suunniteltu Solidworksissa niin, että se voidaan tulostaa 3D -muodossa.

Tällä hetkellä se käyttää Arduino Unoa (jos et pidä siitä liikaa, voit helposti vaihtaa sen toiseen mikro-ohjaimeen, päätin käyttää tätä, koska tavoitteeni on, että kuka tahansa voisi todella rakentaa sen), mikrometallimoottoreita, tuulettimen potkuria, infrapuna -anturit ja vastaavat ohjainmoduulit.

Toinen puree pölyä!

Vaihe 1: Materiaalit

Joten ensin määrittelen kaikki käyttämäni materiaalit ja ehdotan myöhemmin muita vaihtoehtoja, joilla on samanlainen käyttäytyminen.

Ohjaimet:

• 1 x Arduino Uno Board (tai vastaava) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET -ohjainmoduuli (Aliexpress)
• 1 x H-silta L298-kaksimoottorinen ohjain (Aliexpress)

Toimilaitteet:

• 2 x mikrometallivaihdemoottori HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x mikro -metallivaihdemoottorin kiinnikepari (Pololu)
• 1 x pyörä 42 × 19 mm pari (DigiKey)
• 1 x puhallin AVC BA10033B12G 12V tai vastaava (BCB1012UH Neaton moottori) (Ebay, NeatoOption)

Anturit:

2 x Sharp -etäisyysanturi GP2Y0A41SK0F (4-30 cm) (DigiKey)

Teho:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo-akkulaturi 3s (Amazon-laturi)
• 1 x 1 k ohmin vastus
• 1 x 2k ohmin pieni potentiometri

3D -tulostus:

• 3D -tulostin, jonka minimikoko on 21 L x 21 W cm.
• PLA -täyte tai vastaava.
• Jos sinulla ei ole sitä, voit tulostaa tiedoston 3DHubs -palvelussa.

Muut materiaalit:

• 20 x M3 ruuvia (halkaisija 3 mm)
• 20 x M3 mutteria
• 2 x #8-32 x 2 IN ruuvia muttereilla ja aluslaatalla.
• 1 x imupussisuodatin (kangas)
• 1 x pallopyörä 3/4 tuuman muovi- tai metallipallolla (Pololu)
• 2 painiketta (Aliexpress)
• 1 x virtakytkin

Työkalut:

• Ruuvimeisseli
• Juotin
• Pihdit
• Sakset
• Kaapeli (3m)

Vaihe 2: Miten se toimii?

Suurimmassa osassa imureista on tuuletinmoottori. Kun tuulettimen siivet kääntyvät, ne pakottavat ilmaa eteenpäin kohti poistoaukkoa. Poistoaukossa on suodatin, joka estää pölyhiukkasten heittämisen pois.

Kuinka tyhjiörobotti toimii?

Periaate on melko samanlainen, mutta kuten toisesta kuvasta näkyy, puhallinmoottori on viimeisessä vaiheessa, mikä tarkoittaa, että pölyä ei ajeta sen läpi. Imeytettävä ilma suodatetaan ensin ja työnnetään sitten poistoaukkoa kohti.

Suurin ero kunkin imurin välillä on, että robotissa on mikrokontrolleri ja anturit, joiden avulla robotti voi tehdä päätöksiä, jotta se voi imuroida huoneesi itsenäisesti. Useimmissa tyhjiöroboteissa on nykyään todella hienoja algoritmeja, esimerkiksi ne voivat kartoittaa huoneesi, jotta he voivat suunnitella polun ja suorittaa nopeamman puhdistuksen. Niissä on myös muita ominaisuuksia, kuten sivuharjat, törmäystunnistus, paluu latausasemaan jne.

Vaihe 3: Tietoja ainesosista…

Kuten sanoin alussa, aion selittää niin paljon kuin voin, jotta kuka tahansa voi ymmärtää, mutta jos tiedät jo perusasiat, voit ohittaa tämän vaiheen.

Fani

Tyhjiön tärkein asia on valita sopiva tuuletin, jolla on kunnollinen CFM (ilmavirta kuutiometriä minuutissa), koska tämän ilmavirran voima pinnan poikki kerää lian ja siirtää sen pölypussiin tai säiliöön. Siksi mitä enemmän ilmavirtaa, sitä parempi pölynimurin [BestVacuum.com] puhdistuskyky. Suurin osa suurista imureista käyttää yli 60 CFM: ää, mutta koska käytämme pientä akkua, meillä on vähintään 35 CFM. Käyttämässäni AVC -tuulettimessa on 38 CFM [AVC -linkki] ja siinä on todella paljon virtaa, mutta voit käyttää mitä tahansa samankokoisia (katso kuva 1).

Tuulettimen kuljettaja

Koska tarvitsemme tavan hallita aina, kun tuuletin on päällä tai pois päältä, tarvitsemme ohjaimen. Käytän MOS-FET IRF520: ta, joka toimii pohjimmiltaan kytkimenä, kun se vastaanottaa signaalin mikrokontrollerista, se syöttää lähtöjännitteen ulostuloon (tuuletin). (Katso kuva 2)

H-silta

Tarvitsemme moottoreissa jotain hieman erilaista kuin tuulettimen ohjain, koska nyt meidän on hallittava jokaisen moottorin suuntaa. H-silta on joukko transistroja, joiden avulla voimme hallita nykyistä virtausta, ja hallitsemalla sitä voimme hallita moottoreiden suuntaa. L298 on melko kunnollinen H-silta, joka voi syöttää 2A kanavaa kohti, joten moottorillemme se on täydellinen! Toinen esimerkki on L293D, mutta se antaa meille vain 800 mA kanavaa kohti. (Kuva 3 kuvaa H-sillan käsitettä)

Vaihe 4: Suunnittelu

Robotin suunnittelu tehtiin SolidWorksissa, se koostuu 8 tiedostosta.

Tämä vaihe oli eniten aikaa vievä, koska kaikki robotit tehtiin alusta alkaen, kun otetaan huomioon puskuri, säiliö, suodatin jne.

Robotin koko on 210 x 210 x 80 mm.

Vaihe 5: 3D -tulostus

Robotics -kilpailun pääpalkinto 2017

Toinen palkinto Design Now: In Motion -kilpailussa