Was Sie brauchen, um einen Roboter-Staubsauger mit Ihren eigenen Händen und Arbeitsplänen herzustellen
Die Idee, einen funktionierenden Roboter-Staubsauger mit eigenen Händen zu bauen, ist nicht neu. Sobald hausgemachte Produkte auf der Arduino-Mikrocontroller-Plattform auftauchten, begannen Bastler, ernsthaftere Dinge auf ihrer Basis zu entwickeln. Zum Beispiel eine „Smart Home“-Hausverwaltung oder eine Haushaltshilfe. Darüber hinaus kann es in einer Budgetversion an wenigen Abenden buchstäblich auf den Knien gefahren werden.
Was Sie brauchen, um ein hausgemachtes Gerät herzustellen
Es braucht nicht viel, um einen Saugroboter so gut (aber billiger) wie einen Werksstaubsauger zu machen. Eines der Amateurdesigns des Staubsaugers besteht aus Verpackungen aus Wellpappe, die zum Verpacken von Waren verwendet werden. Daraus werden Kisten gemacht. Aber für einen normalen ästhetischen Eindruck braucht es etwas mehr. Das kann ein aus Kunststoff geklebter Staubsaugerkörper oder ein fertiges Element sein, das einem ausgedienten Fabrikassistenten-Roboter entlehnt ist.
Also was braucht er überhaupt:
- Arduino-Mikrocontroller.
- Brotschneidebrett.
- Entfernungsmesser.
- Motorsteuergerät.
- Motoren.
- Räder.
- Computerkühler.
- Turbine.
- 18650 Batterien.
- Gewinde.
Dies ist die Mindestkonfiguration für einen Staubsauger.In Zukunft kann der Roboterkomplex des Staubsaugers modernisiert und an eine bestimmte Situation angepasst werden.
Wir machen den Fall
Wer alles sofort erledigen wollte, kommt an einem Koffer für unseren Staubsauger nicht vorbei. Dafür brauchen wir Kunststoff - Polystyrol, Polyvinylchlorid.
Zuerst müssen Sie bestimmen, wie die Füllung in das Gehäuse passt. Wenn Sie den Weg des geringsten Widerstands gehen, können Sie mit der Ergonomie eines jeden Staubsaugers out of the box gehen. Sie sind normalerweise scheibenförmig und ungefähr gleich groß. Das bedeutet, dass Sie 2 Kreise mit dem gleichen Durchmesser und eine Seitenwand (Vollstreifen) des Staubsaugers ausschneiden (machen) müssen.
Ein Batteriefach ist entsprechend der Stromversorgung zugeordnet. Verwenden Sie am besten die weit verbreiteten 18650er Akkus – diese finden sich in Laptops, Spielzeug und Powerbanks. Auf der Vorderseite befinden sich Bewegungssensoren, die für das „Verhalten“ des Staubsaugers verantwortlich sind. Berücksichtigen Sie unbedingt die Position der Räder, ihrer Antriebe, der zentralen Platine (Arduino) und der Turbine mit dem Staubabscheider.
Es hängt von der Richtigkeit der Berechnung, der Gründlichkeit der Anordnung der Teile ab, bald wird es notwendig sein, das Design des Staubsaugers radikal zu ändern oder sich auf eine kleine Modernisierung zu beschränken. Die Abmessungen des Gehäuses beziehen sich auf die Art des Mikrocontrollers, zusätzliche Platinen.
Der ursprüngliche Arduino bietet 3 Abstufungen: „Uno“, „Pro“, „Leonardo“, sowie Platinen mit zusätzlichen Anschlüssen („Mega“, „Due“). Es gibt auch kompaktere Optionen - "Nano", "Micro". Ganz zu schweigen von den vielen chinesischen Klonen, die in Sachen Funktionalität nicht schlechter sind. Aber es ist oft viel billiger.
Daher ist es besser, diese Faktoren im Voraus vorherzusagen. Und erst dann beginnen Sie mit der Umsetzung Ihrer Idee und schaffen einen Staubsaugerkörper. Machen Sie keinen Durchmesser von weniger als 30 Zentimetern. Sonst passt nichts. Nutzen Sie dann besser den freien Platz, um einen Akku hinzuzufügen oder den Staubbeutel zu erweitern.
Bei der Gestaltung des Gehäuses sollte auch die Möglichkeit der Demontage und Reparatur des Staubsaugers berücksichtigt werden. Daher wird empfohlen, abnehmbare Abdeckungen oder Klappen herzustellen, um den Zugang zum Innenraum zu ermöglichen. Es wird etwas länger dauern, als nur die Kunststoffteile herzustellen. Möglicherweise müssen Sie sogar zuerst ein Modell eines Staubsaugers erstellen oder einen Roboter auf Papier zeichnen.
Eine solche taktische Geste erspart Ihnen jedoch viele Probleme im Zusammenhang mit der Neuanordnung und Manipulation des Staubsaugers. Die Beseitigung solcher Schwierigkeiten erfordert häufig mehr Aufwand als die anfängliche Berechnung und Platzierung von Knoten unter Berücksichtigung der aufgeführten Anforderungen.
Es schadet auch nicht zu berücksichtigen, dass der Arduino-Mikrocontroller eine Änderung der Firmware und Software erfordert. Dazu muss unbedingt der Stecker herausgezogen werden, mit dem das "Gehirn" des Roboters mit einem großen PC verbunden wird. Und nachdem alle wesentlichen Punkte identifiziert sind, können Sie beginnen, die Idee eines Staubsaugers in die Realität umzusetzen.
Bei der Auswahl eines Gehäuses aus PVC, Polystyrol wird für die Montage ein Klebstoff der entsprechenden Zusammensetzung verwendet. Es ist nicht zum Verkleben von Epoxid-Formteilen geeignet. Und für "Epoxid" -Fliesen muss der Kleber auch einen eigenen haben. Das ist wichtig zu verstehen.
Es ist möglich, den Körper des Staubsaugers sogar aus dünnem Sperrholz (bis zu 5 Millimeter) zusammenzubauen. Eine größere Dicke erhöht das Gewicht. Weniger bietet nicht die erforderliche Steifigkeit.Die Holzbearbeitung ist keine schwierige Aufgabe: Die Teile werden mit einer Stichsäge geschnitten, geschliffen, auf Maß geschnitten und verleimt.
In diesem Fall ist es zulässig, von der Scheibenkonfiguration abzuweichen und den Saugroboter an der Basis quadratisch zu machen.
Und schließlich besteht die Möglichkeit für die Faulsten darin, ein Gehäuse eines unbrauchbaren Roboterstaubsaugers zu finden oder ein fertiges in einer der Handelsketten zu kaufen. In diesem Fall müssen Sie die Komponenten jedoch unter Berücksichtigung der Abmessungen im Voraus auswählen. Andernfalls müssen Sie eines ändern: entweder die Karosserie oder die Details.
Robotermontage
Der Montageprozess umfasst nicht nur die Installation, das Platzieren aller Teile an den vorgesehenen Stellen, sondern auch das Schneiden von Fenstern, Löchern und das Formen der Seitenwand des Gehäuses. Die Polystyrolplatte biegt sich beim Erhitzen leicht. Sie können einen Topf mit heißem Wasser oder einen Fön verwenden.
Beim Kleben werden die Teile für die gesamte Abbindezeit der Komposition fixiert. Genauere Anweisungen finden Sie auf den Klebertuben. Dies sind in der Regel 24 Stunden. Für Epoxidharze und Komponenten anderer Marken kann die Vorbereitungszeit abweichen.
Um die Platten, einzelne Einheiten im Inneren des Staubsaugergehäuses zu befestigen, ist es zulässig, eine Heißluftpistole mit Klebestiften zu verwenden. Befestigungselemente an selbstschneidenden Schrauben werden jedoch zuverlässiger und flexibler. Der mechanische Teil der Installation bereitet keine Schwierigkeiten.
Es ist für jeden zugänglich, der in seiner Kindheit die Praxis des Auf- und Abbaus am Lego-Konstruktor durchlaufen hat. Hat sich kein Fehler in die Berechnungen eingeschlichen, stimmen alle Details.Es ist wichtig, dass die Elektronik, Motoren und Räder vor Staub geschützt sind. Dazu muss der Staubsammler von den anderen Fächern isoliert werden. Lösungsmöglichkeiten sind unten. Dort finden Sie auch ein Diagramm des Staubsaugers.
Welche Art sich zu bewegen - jeder entscheidet für sich. Wenn Sie einen einfachen Haushaltsassistenten erstellen möchten, können Sie dies mit minimalen Details tun, ohne die Struktur zu überladen.
Perfektionisten können eine kompliziertere Version des Staubsaugers wählen: Fügen Sie eine Ladeanzeige hinzu, drehen Sie die Bürsten, „zaubern“ Sie mit Rädern und sorgen Sie für die erforderliche Bewegungsgeschwindigkeit.
Dasselbe gilt für die Erhöhung (Verringerung) der Batteriekapazität und den Austausch des Arduino-Boards durch ein kompakteres, einschließlich zusätzlicher Sensoren. Und die Basisversion des Staubsaugers kann buchstäblich über das Wochenende oder 2-3 Abende zusammengebaut werden.
Wo Sie die Firmware erhalten und wie Sie sie herunterladen können
Software oder Firmware ist etwas, ohne das sich unser Roboter-Staubsauger nicht bewegt und seine Funktionen als Haushaltsassistent nicht erfüllt. Sie können es auf derselben Ressource erhalten, auf der das Arduino-Board gekauft wurde, oder auf einer der Amateurseiten, auf denen hausgemachte Produkte gesammelt werden.
In einer der Lösungen teilte der Autor der Entwicklung den Lesern freundlicherweise ein Programm mit, das für die einfachste und chaotischste Reinigung entwickelt wurde. Im Allgemeinen ist Arduino eine Plattform, auf der Enthusiasten Lösungen für ihre eigenen Bedürfnisse erstellen. Daher gibt es zwei Möglichkeiten: Software selbst schreiben (wenn Sie programmieren können) oder die Hilfe von jemandem in Anspruch nehmen, eine fertige erhalten.
Grundlegende Kenntnisse über Arduino, PC, das Prinzip ihres Zusammenspiels sind unerlässlich. Wer sich seiner eigenen Fähigkeiten nicht sicher ist, sollte besser kein Risiko eingehen.Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Arduino-Mikrocontroller zu synchronisieren, laden Sie die Software herunter:
- mit der Arduino IDE;
- Programmierer;
- Verbindung zu einem anderen Arduino-Board.
Die erste besteht darin, die Arduino IDE herunterzuladen (oder online zu verwenden). Die Software funktioniert auf den meisten modernen Betriebssystemen - Windows, Linux, Mac OS. Bevor Sie Maßnahmen ergreifen, wird dringend empfohlen, genau zu verstehen, was getan wird.
Es wird dringend davon abgeraten, etwas blind mit dem Arduino durch Versuch und Irrtum zu tun. Am besten gleich ein fertig konfektioniertes und genähtes Brett bestellen. Außerdem müssen Sie im Voraus ein USB-Verbindungskabel vorbereiten. Alle Informationen zum Arbeiten mit Arduino, seiner Softwareumgebung, finden Sie im Netz. Es ist nicht schwer, es zu meistern, es würde ein Verlangen geben.
Die Arduino IDE-Oberfläche ist recht einfach und intuitiv. Wenn etwas nicht funktioniert, können Sie sich jederzeit an den entsprechenden Abschnitt des Arduino-Wikis wenden, um Hilfe zu erhalten.
Der nächste Weg ist, einen Programmierer zu verwenden. Dies ist ein spezielles Gerät, das separat erhältlich ist. Aber es erlaubt Ihnen, mit verschiedenen Arduino-Boards zu arbeiten und Software auf sie hochzuladen.
Der neueste Vorschlag verwendet einen der Arduinos als Programmierer. Die Methode ist nicht schlechter als die anderen, sie ist ziemlich effektiv. Um jede der vorgeschlagenen Optionen zu implementieren, ohne den Staubsauger jedes Mal zu zerlegen, müssen Sie den Zugang zum Platinenanschluss im Gehäuse ermöglichen. Es kann ein Fenster, ein Verlängerungskabel mit USB-Anschluss sein, das unter der Abdeckung des Staubsaugers hervorgezogen wird, oder Ihre eigene Methode. Wenn es nur bequem zu bedienen wäre.
Produkttest
Der zusammengebaute Staubsauger erfordert in der Regel keine spezielle Einfahrzeit. Nach dem Aufladen des Akkus ist er sofort „kampfbereit“.Die allerersten Betriebsminuten werden andere Einheiten offenbaren, die aufgerüstet werden müssen. Zum Beispiel die Räder eines Staubsaugers. Oder ersetzen Sie Getriebe und Motoren durch langsamere, zuverlässigere.
Im Basismodus sollte sich der Staubsauger zumindest problemlos im Raum bewegen und Hindernisse erkennen. Und wenn er dann noch Müll aufsammelt, ist die Idee zu 100 % aufgegangen.
Modernisierungsmöglichkeiten
Der Perfektion sind keine Grenzen gesetzt. Die Aufrüstung eines Saugroboters kann sich sowohl auf die Mechanik (Räder, Einbau zusätzlicher rotierender Bürsten) als auch auf die Elektronik (Austausch der Arduino-Platine, Sensoren, Laderegler usw.) auswirken.
Es ist möglich, dass der Besitzer des Staubsaugers während des Betriebs den Körper lackieren möchte; Hierfür eignen sich Nitro-Sprühlacke. Oder ersetzen Sie die Software, indem Sie sie an die Android-Umgebung anpassen, um den Staubsauger noch intelligenter zu machen. Und es könnte mit einem Smartphone gesteuert werden. Es gibt bereits fertige Ideen und Lösungen. Und Sie können selbst etwas erstellen, die Arduino-Plattform wurde dafür erstellt.