Robot de buit de bricolatge: 20 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest és el meu primer robot de buit, que té com a principal objectiu permetre que qualsevol persona tingui un robot de neteja sense pagar tants diners, que aprengui el seu funcionament, que construeixi un bon robot que pugueu modificar, actualitzar i programar tant com vulgueu. i, per descomptat, per aspirar tota aquesta molesta pelussa.

Es vol que aquest projecte sigui el més fàcil de construir possible, ja que tots els elements i peces són fàcils de trobar a Digikey, eBay, Amazon, etc.

Tot el xassís es va dissenyar a Solidworks perquè es pogués imprimir en 3D.

Actualment utilitza un Arduino Uno (si no us agrada massa, podeu canviar-lo fàcilment per un altre micro controlador, he decidit utilitzar-lo ja que el meu objectiu és que tothom pugui construir-lo), motors micro-metàl·lics, hèlix de ventilador, sensors infrarojos i mòduls de controladors respectius.

Un altre mossega la pols!

Pas 1: materials

Per tant, primer definiré tots els materials que he utilitzat i més endavant suggeriré altres opcions amb un comportament similar.

Controladors:

• 1 x placa Arduino Uno (o similar) (DigiKey)
• 1 mòdul de controlador IRF520 MOS FET (Aliexpress)
• 1 x H-bridge L298 Dual Motor Driver (Aliexpress)

Actuadors:

• 2 x Motorreductor micro metall HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x parell de suports de motor d'engranatges micro metall (Pololu)
• 1 parell de rodes de 42 × 19 mm (DigiKey)
• 1 x Ventilador AVC BA10033B12G 12V o similar (motor BCB1012UH Neato) (Ebay, NeatoOption)

Sensors:

2 x Sensor de distància nítida GP2Y0A41SK0F (4 - 30cm) (DigiKey)

Potència:

• 1 x Pack Lipo ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C (HobbyKing)
• 1 x carregador de bateria LiPo 3s (carregador Amazon)
• Resistència 1 x 1k Ohm
• Potenciómetre petit 1 x 2k Ohm

Impressió 3D:

• Impressora 3D amb una mida mínima d’impressió de 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament o similar.
• Si no en teniu, podeu imprimir el fitxer a 3DHubs.

Altres materials:

• 20 cargols M3 amb (3 mm de diàmetre)
• 20 x femelles M3
• 2 cargols # 8-32 x 2 IN amb femelles i arandela.
• 1 x filtre de bossa de buit (tipus tela)
• 1 x bola rodant amb bola de plàstic o metall de 3/4 ″ (Pololu)
• 2 polsadors (Aliexpress)
• 1 commutador d'encès / apagat

Eines:

• Tornavís
• Soldador
• Alicates
• Tisores
• Cable (3 m)

Pas 2: Com funciona?

La majoria dels aspiradors tenen un motor amb ventilador. Quan les pales del ventilador giren, fan que l'aire avanci cap al port d'escapament. Al port d’escapament té un filtre que evita que les partícules de pols es tiren de nou.

Com funciona un robot de buit?

El principi és bastant similar, però, com es pot veure a la segona imatge, el motor del ventilador es troba al darrer pas, cosa que significa que la pols no hi passa. L’aire que es xucla primer es filtra i després s’empeny cap al port d’escapament.

La principal diferència entre cadascun dels aspiradors és que el robot té un microcontrolador i uns sensors que permeten al robot prendre decisions perquè pugui aspirar la vostra habitació de forma autònoma. Actualment, la majoria dels robots de buit tenen incorporats algoritmes molt agradables, per exemple, poden mapar la vostra habitació de manera que puguin planificar un camí i realitzar una neteja més ràpida. També tenen altres característiques com ara raspalls laterals, detecció de col·lisions, retorn a la base de càrrega, etc.

Pas 3: Quant als ingredients …

Com he dit al principi, explicaré tot el que pugui perquè tothom pugui entendre, però si ja coneixeu els conceptes bàsics, no dubteu a saltar-vos aquest pas.

El Ventilador

El més important d’un buit és triar el ventilador adequat amb un CFM decent (flux d’aire peus cúbics per minut), és la força d’aquest flux d’aire a través d’una superfície que recull la brutícia i la trasllada a la bossa de pols o al contenidor. Per tant, com més flux d’aire, millor serà la capacitat de neteja de l’aspirador [BestVacuum.com]. La majoria dels aspiradors grans utilitzen més de 60 CFM, però com que fem servir una bateria petita, estem bé amb almenys 35 CFM. El ventilador AVC que utilitzaré té 38 CFM [enllaç AVC] i en realitat té molta potència, però podeu utilitzar qualsevol amb les mateixes dimensions (vegeu la imatge 1).

El controlador del ventilador

Com que necessitem una manera de controlar sempre que el ventilador estigui activat o apagat, necessitem un controlador. Utilitzaré el MOS-FET IRF520 que bàsicament funciona com a commutador, sempre que rebi un senyal del microcontrolador subministrarà la tensió d’entrada a la sortida (ventilador). (Veure imatge 2)

El pont H

Per als motors necessitarem alguna cosa diferent del controlador del ventilador, ja que ara haurem de controlar la direcció de cada motor. El pont H és un conjunt de transports que ens permet controlar el flux de corrent i, controlant-ho, podrem controlar la direcció dels motors. El L298 és un pont H bastant decent que pot subministrar 2A per canal, de manera que serà perfecte per als nostres motors. Un altre exemple és el L293D, però això només ens proporciona 800 mA per canal. (La imatge 3 representa el concepte d'un pont en H)

Pas 4: el disseny

El disseny del robot es va fer a SolidWorks, consta de 8 fitxers.

Aquest pas va suposar el major temps, ja que tot el robot es va fabricar des de zero tenint en compte el para-xocs, el contenidor, el filtre, etc.

La mida total del robot és de 210 mm x 210 mm x 80 mm.

Pas 5: impressió en 3D

Gran Premi al Concurs de Robòtica 2017

Accèssit al concurs Disseny ara: en moviment