DIY vakuumrobot: 20 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Detta är min första vakuumrobot, vars huvudsakliga syfte är att låta vem som helst ha en rengöringsrobot utan att betala så mycket pengar, lära sig hur de fungerar, bygga en snygg robot som du kan modifiera, uppdatera och programmera så mycket du vill., och naturligtvis för att dammsuga allt det där irriterande luddet.

Detta projekt är tänkt att vara så enkelt att bygga som möjligt eftersom alla element och delar är lätta att hitta på Digikey, eBay, Amazon, etc.

Hela chassit var konstruerat i Solidworks så att det kunde 3D -skrivas ut.

För närvarande använder den en Arduino Uno (om du inte gillar den för mycket kan du enkelt byta den till en annan mikrokontroller, jag bestämde mig för att använda den eftersom mitt mål är att alla faktiskt kan bygga den), mikro-metallmotorer, fläktpropeller, infraröda sensorer och respektive drivrutinsmoduler.

En annan biter i dammet!

Steg 1: Material

Så först kommer jag att definiera allt material som jag använde och senare kommer jag att föreslå andra alternativ med liknande beteende.

Kontroller:

• 1 x Arduino Uno Board (eller liknande) (DigiKey)
• 1 x IRF520 MOS FET Driver Module (Aliexpress)
• 1 x H-bridge L298 Dual Motor Driver (Aliexpress)

Ställdon:

• 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 fläktfläkt AVC BA10033B12G 12V eller liknande (BCB1012UH Neatos motor) (Ebay, NeatoOption)

Sensorer:

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

Kraft:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 x LiPo batteriladdare 3s (Amazon-laddare)
• 1 x 1k Ohm motstånd
• 1 x 2k Ohm liten potentiometer

3d-utskrivning:

• 3D -skrivare med en minsta utskriftsstorlek på 21 L x 21 W cm.
• PLA -filament eller liknande.
• Om du inte har det kan du skriva ut din fil på 3DHubs.

Andra material:

• 20 x M3 -bultar med (3 mm diameter)
• 20 x M3 muttrar
• 2 x #8-32 x 2 IN bultar med muttrar och bricka.
• 1 x Vaccum bag filter (duk typ)
• 1 x Ball Caster med 3/4 ″ plast- eller metallkula (Pololu)
• 2 tryckknappar (Aliexpress)
• 1 x strömbrytare

Verktyg:

• Skruvmejsel
• Lödkolv
• Tång
• Sax
• Kabel (3m)

Steg 2: Hur fungerar det?

Majoriteten av dammsugarna har en motor med fläkt. När fläktbladen vänder tvingar de luften framåt, mot avgasporten. Vid avgasporten har den ett filter som förhindrar att dammpartiklarna slängs igen.

Hur fungerar en vakuumrobot?

Principen är ganska lik, men som du kan se på den andra bilden är fläktmotorn i det sista steget vilket innebär att dammet inte drivs genom det. Luften som sugs filtreras först och skjuts sedan mot avgasporten.

Huvudskillnaden mellan alla dammsugare är att roboten har en mikrokontroller och sensorer som låter roboten fatta beslut så att den kan dammsuga ditt rum autonomt. De flesta vakuumrobotarna har idag riktigt fina algoritmer inbyggda, till exempel kan de kartlägga ditt rum så att de kan planera en väg och utföra en snabbare rengöring. De har också andra funktioner som sidoborstar, kollisionsdetektering, återgång till laddningsbasen, etc.

Steg 3: Om ingredienserna …

Som jag sa i början kommer jag att förklara så mycket jag kan så att alla kan förstå, men om du redan vet grunderna, hoppa gärna över det här steget.

Fläkten

Det viktigaste med ett vakuum är att välja den lämpliga fläkten med en anständig CFM (luftflöde kubikfot per minut), det är kraften i detta luftflöde över en yta som tar upp smutsen och flyttar den till dammpåsen eller behållaren. Därför, ju mer luftflöde, desto bättre rengöringsförmåga för dammsugaren [BestVacuum.com]. De flesta av de stora dammsugarna använder mer än 60 CFM men eftersom vi använder ett litet batteri är vi ok med minst 35 CFM. AVC -fläkten som jag kommer att använda har 38 CFM [AVC -länk] och den har faktiskt mycket kraft, men du kan använda vilken som helst med samma dimensioner (se bild 1).

Fläktföraren

Eftersom vi behöver ett sätt att styra när fläkten är på eller av, behöver vi en förare. Jag kommer att använda MOS-FET IRF520 som i princip fungerar som en omkopplare, när den tar emot en signal från mikrocontrollern kommer den att mata ingångsspänningen till utgången (fläkt). (Se bild 2)

H-bron

För motorerna behöver vi något som skiljer sig från fläktdrivrutinen, eftersom vi nu måste styra riktningen för varje motor. H-bron är en rad transistros som gör att vi kan styra strömflödet, och genom att styra det kommer vi att kunna styra motorernas riktning. L298 är en ganska anständig H-bro som kan leverera 2A per kanal så för våra motorer blir den perfekt! Ett annat exempel är L293D men det ger oss bara 800mA per kanal. (Bild 3 visar konceptet med en H-bro)

Steg 4: Designen

Robotens design gjordes i SolidWorks, den består av 8 filer.

Detta steg var det mest tidskrävande eftersom all robot gjordes från grunden med tanke på stötfångaren, behållaren, filtret, etc.

Robotens totala storlek är 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Steg 5: 3D -utskrift

Stora priset i Robotics Contest 2017

Andra priset i designen nu: Motionstävling