DIY vakuumrobot: 20 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette er min første vakuumrobot, som det primære formål er at give alle mulighed for at have en rengøringsrobot uden at betale så mange penge, at lære hvordan de fungerer, at bygge en flot robot, som du kan ændre, opdatere og programmere så meget som du vil, og selvfølgelig for at støvsuge alt det irriterende fnug.

Dette projekt er beregnet til at være så let at bygge som muligt, da alle elementer og dele er lette at finde på Digikey, eBay, Amazon osv.

Hele chassiset blev designet i Solidworks, så det kunne 3D -printes.

I øjeblikket bruger den en Arduino Uno (hvis du ikke kan lide den for meget, kan du nemt ændre den til en anden mikrokontroller, jeg besluttede at bruge denne, da mit mål er, at alle faktisk kunne bygge den), mikro-metal motorer, blæserpropeller, infrarøde sensorer og respektive drivermoduler.

Endnu en bider i støvet!

Trin 1: Materialer

Så først vil jeg definere alle de materialer, jeg brugte, og senere vil jeg foreslå andre muligheder med en lignende adfærd.

Controllere:

• 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 blæserblæser AVC BA10033B12G 12V eller lignende (BCB1012UH Neatos motor) (Ebay, NeatoOption)

Sensorer:

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

Strøm:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo batterioplader 3s (Amazon-oplader)
• 1 x 1k Ohm modstand
• 1 x 2k Ohm lille potentiometer

3D -udskrivning:

• 3D -printer med en minimumstørrelse på 21 L x 21 W cm.
• PLA filament eller lignende.
• Hvis du ikke har det, kan du udskrive din fil på 3DHubs.

Andre materialer:

• 20 x M3 bolte med (3 mm diameter)
• 20 x M3 møtrikker
• 2 x #8-32 x 2 IN bolte med møtrikker og skive.
• 1 x Vaccum taske filter (klud type)
• 1 x kuglehjul med 3/4 ″ plast eller metal kugle (Pololu)
• 2 trykknapper (Aliexpress)
• 1 x tænd/sluk -kontakt

Værktøjer:

• Skruetrækker
• Loddekolbe
• Tang
• Saks
• Kabel (3m)

Trin 2: Hvordan fungerer det?

Størstedelen af støvsugere har en motor med ventilator. Når ventilatorbladene drejer, tvinger de luft fremad mod udstødningsporten. Ved udstødningsporten har den et filter, der forhindrer støvpartiklerne i at blive smidt væk igen.

Hvordan fungerer en vakuumrobot?

Princippet er temmelig ens, men som du kan se på det andet billede, er blæsermotoren i det sidste trin, hvilket betyder, at støvet ikke drives gennem det. Luften, der suges, filtreres først og skubbes derefter mod udstødningsporten.

Den største forskel mellem hver af støvsugere er, at robotten har en mikrokontroller og sensorer, der lader robotten træffe beslutninger, så den kan støvsuge dit værelse autonomt. De fleste vakuumrobotter har i dag virkelig flotte algoritmer indbygget, for eksempel kan de kortlægge dit værelse, så de kan planlægge en sti og udføre en hurtigere rengøring. De har også andre funktioner som sidebørster, kollisionsdetektion, tilbagevenden til ladestationen osv.

Trin 3: Om ingredienserne …

Som jeg sagde i begyndelsen, vil jeg forklare så meget jeg kan, så alle kan forstå, men hvis du allerede kender det grundlæggende, er du velkommen til at springe dette trin over.

Ventilatoren

Det vigtigste ved et vakuum er at vælge den passende ventilator med en anstændig CFM (luftstrøm kubikfod pr. Minut), det er kraften i denne luftstrøm over en overflade, der opsamler snavs og flytter det til støvposen eller beholderen. Derfor, jo mere luftstrøm, jo bedre er støvsugerens rengøringsevne [BestVacuum.com]. De fleste af de store støvsugere bruger mere end 60 CFM, men da vi bruger et lille batteri, er vi ok med mindst 35 CFM. AVC -blæseren, som jeg vil bruge, har 38 CFM [AVC -link], og den har faktisk meget strøm, men du kan bruge enhver med samme dimensioner (se billede 1).

Fan -driveren

Da vi har brug for en måde at styre, når blæseren er tændt eller slukket, har vi brug for en driver. Jeg vil bruge MOS-FET IRF520, som grundlæggende fungerer som en switch, hver gang den modtager et signal fra mikrokontrolleren, vil den levere indgangsspændingen til udgangen (blæser). (Se billede 2)

H-broen

For motorerne har vi brug for noget, der er lidt anderledes end ventilatordriveren, da vi nu skal styre retningen på hver motor. H-broen er en række transistroer, som giver os mulighed for at styre strømmen, og ved at kontrollere det vil vi være i stand til at kontrollere motorens retning. L298 er en temmelig anstændig H-bro, der kan levere 2A pr. Kanal, så for vores motorer vil den være perfekt! Et andet eksempel er L293D, men det giver os kun 800mA pr. Kanal. (Billedet 3 viser begrebet en H-bro)

Trin 4: Designet

Robotens design blev udført i SolidWorks, den består af 8 filer.

Dette trin var det mest tidskrævende, siden al robotten blev lavet fra bunden i betragtning af kofangeren, beholderen, filteret osv.

Robottens samlede størrelse er 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Trin 5: 3D -udskrivning

Storpris i Robotics Contest 2017

Anden pris i designet nu: In Motion Contest