Co potřebujete k výrobě robotického vysavače vlastníma rukama a pracovními schématy
Myšlenka vytvořit fungující robotický vysavač vlastníma rukama není nová. Jakmile se na platformě mikrokontroléru Arduino objevily domácí produkty, začali fandové na jejich základě vyvíjet vážnější věci. Například komplex správy bydlení „chytrá domácnost“ nebo domovní čistička. Navíc se v budget verzi dá jezdit doslova na koleně, za pár večerů.
Co potřebujete k výrobě domácího zařízení
Aby byl robotický vysavač stejně dobrý (ale levnější) než tovární vysavač, nepotřebuje mnoho. Jeden z amatérských návrhů vysavače je sestaven z obalu z vlnité lepenky, který se používá k balení zboží. Jsou z něj vyrobeny krabice. Pro normální estetický dojem je ale potřeba něco víc. Může to být tělo vysavače slepené z plastu nebo hotový prvek vypůjčený z opotřebovaného továrního pomocného robota.
Co tedy bude v první řadě potřebovat:
- Mikrokontrolér Arduino.
- Prkénko na krájení chleba.
- Dálkoměry.
- Zařízení pro ovládání motoru.
- Motory.
- Kola.
- Počítačový chladič.
- Turbína.
- 18650 baterií.
- Vlákno.
Toto je minimální konfigurace pro vysavač.V budoucnu lze robotický komplex vysavače modernizovat, přizpůsobit konkrétní situaci.
Vyrábíme případ
Pokud jste chtěli vše vyřídit ihned, bez pouzdra na náš vysavač se neobejdete. K tomu potřebujeme plast - polystyren, polyvinylchlorid.
Nejprve musíte určit, jak se náplň vejde do pouzdra. Pokud půjdete cestou nejmenšího odporu, můžete jít s ergonomií jakéhokoli vysavače z krabice. Obvykle mají tvar disku, přibližně stejně velké. To znamená, že budete muset vyříznout (udělat) 2 kruhy o stejném průměru a boční stěnu (plný pruh) vysavače.
Přihrádka na baterie je přidělena podle napájecího zdroje. Nejlepší je použít široce používané baterie 18650 – ty se nacházejí v noteboocích, hračkách a powerbankách. Pohybové senzory jsou umístěny na přední straně, odpovídají za „chování“ vysavače. Určitě zvažte umístění kol, jejich pohonů, centrální desky (Arduino) a turbíny se sběračem prachu.
Záleží na správnosti výpočtu, důkladnosti uspořádání dílů, brzy bude nutné radikálně změnit konstrukci vysavače nebo se omezit na malou modernizaci. Rozměry skříně souvisí s typem mikrokontroléru, přídavných desek.
Původní Arduino nabízí 3 gradace: "Uno", "Pro", "Leonardo", stejně jako desky s přídavnými konektory ("Mega", "Due"). Existují také kompaktnější možnosti - "Nano", "Micro". A to nepočítám mnoho čínských klonů, které na tom nejsou funkčně o nic hůř. Ale často je to mnohem levnější.
Proto je lepší tyto faktory předvídat předem. A teprve poté začněte realizovat svůj nápad a vytvořte tělo vysavače. Nedělejte průměr menší než 30 centimetrů. Jinak se nic nevejde. Volný prostor pak raději využijte k přidání baterie nebo prodloužení prachového sáčku.
Také konstrukce pouzdra by měla brát v úvahu možnost demontáže, opravy vysavače, proto se doporučuje vyrobit odnímatelné kryty nebo poklopy, které umožní přístup do interiéru. Bude to trvat trochu déle, než jen samotná výroba plastových dílů. Možná budete muset nejprve vyrobit model vysavače, nakreslit robota na papír.
Ale takové taktické gesto vás ušetří mnoha problémů spojených s přeskupováním, manipulací s vysavačem. Odstranění takových obtíží často vyžaduje více úsilí než počáteční výpočet, umístění uzlů, s přihlédnutím k uvedeným požadavkům.
Rovněž neuškodí vzít v úvahu, že mikrokontrolér Arduino bude vyžadovat úpravu firmwaru a softwaru. K tomu je nutné bezpodmínečně vyjmout konektor, kterým bude „mozek“ robota připojen k velkému PC. A poté, co byly identifikovány všechny hlavní body, můžete začít převádět myšlenku vysavače do reality.
Při výběru pouzdra z PVC, polystyrenu se k montáži používá lepidlo odpovídajícího složení. Není vhodný pro lepení epoxidových lisovaných dílů. A pro "epoxidové" dlaždice musí mít lepidlo také své. To je důležité pochopit.
Tělo vysavače je možné sestavit i z tenké překližky (do 5 milimetrů). Větší tloušťka zvýší hmotnost. Méně nezajistí požadovanou tuhost.Opracování dřeva není obtížný úkol: kusy jsou řezány skládačkou, broušeny, přizpůsobeny velikosti a slepeny.
V tomto případě je přípustné odchýlit se od diskové konfigurace a vytvořit robotický vysavač čtvercový na základně.
A nakonec možností pro ty nejlínější je najít pouzdro na nepoužitelný robotický vysavač nebo si koupit hotové v některém z obchodních řetězců. V tomto případě však musíte komponenty vybrat předem s ohledem na rozměry. Jinak budete muset změnit jednu věc: buď tělo, nebo detaily.
Montáž robota
Proces montáže zahrnuje nejen instalaci, umístění všech dílů na určená místa, ale také vyřezávání okének, otvorů, formování boční stěny pouzdra. Polystyrénová deska se při zahřátí snadno ohýbá. Můžete použít hrnec s horkou vodou nebo fén.
Při lepení jsou díly fixovány po celou dobu tuhnutí kompozice. Podrobnější pokyny jsou uvedeny na tubách s lepidlem. To je obvykle 24 hodin. U epoxidů a jiných značek součástí se může doba přípravy lišit.
K upevnění desek, jednotlivých jednotek uvnitř těla vysavače je přípustné použít horkovzdušnou pistoli s lepicími tyčinkami. Upevňovací prvky na samořezných šroubech se však stanou spolehlivějšími a flexibilnějšími. Mechanická část instalace nečiní žádné potíže.
Je přístupná všem, kteří v dětství prošli nácvikem montáže a demontáže na Lego konstruktoru. Pokud se do výpočtů nevloudila žádná chyba, všechny detaily zapadnou na své místo.Je důležité, aby byla elektronika, motory a kola chráněny před prachem. K tomu musí být lapač prachu izolován od ostatních oddílů. Možnosti řešení jsou níže. Najdete tam i schéma vysavače.
Jakým způsobem se pohybovat - každý se rozhodne sám za sebe. Pokud chcete vytvořit jednoduchého domácího asistenta, můžete to udělat s minimálními detaily, aniž byste přetížili strukturu.
Perfekcionisté si mohou vybrat složitější verzi vysavače: přidat indikátor nabití, rotující kartáče, „kouzlit“ s kolečky zajišťujícími požadovanou rychlost pohybu.
Totéž platí pro zvýšení (snížení) kapacity baterie, výměnu desky Arduino za kompaktnější včetně dalších senzorů. A základní verzi vysavače lze sestavit doslova za víkend nebo 2-3 večery.
Kde získat a jak stáhnout firmware
Software neboli firmware je něco, bez čeho se náš robotický vysavač nepohne, nebude plnit své funkce domácího asistenta. Můžete jej získat na stejném zdroji, kde byla zakoupena deska Arduino, nebo na jedné z amatérských stránek, kde se shromažďují domácí produkty.
V jednom z řešení se autor vývoje laskavě podělil se čtenáři o program určený pro co nejjednodušší a nejchaotičtější úklid. Obecně platí, že Arduino je platforma, kde nadšenci vytvářejí řešení pro své vlastní potřeby. Proto jsou 2 cesty: napsat si software sám (pokud umíš programovat) nebo využít něčí pomoc, pořídit si hotový.
Nezbytná je základní znalost Arduina, PC, principu jejich interakce. Pro ty, kteří si nejsou jisti svými schopnostmi, je lepší neriskovat.Existuje několik způsobů, jak synchronizovat mikrokontrolér Arduino, stáhněte si software:
- pomocí Arduino IDE;
- programátor;
- připojení k jiné desce Arduino.
První je stáhnout (nebo použít online) Arduino IDE. Software funguje na většině moderních operačních systémů - Windows, Linux, Mac OS. Než začnete jednat, důrazně se doporučuje přesně porozumět tomu, co se dělá.
Důrazně se nedoporučuje dělat něco slepě s Arduinem metodou pokusů a omylů. Nejlepší je objednat si již hotovou a ušitou desku. Předem si také musíte připravit propojovací kabel USB. Veškeré informace o práci s Arduinem, jeho softwarovým prostředím jsou na netu. Není těžké si to osvojit, byla by chuť.
Rozhraní Arduino IDE je poměrně jednoduché a intuitivní. Pokud něco nefunguje, vždy se můžete obrátit o pomoc do vyhrazené sekce Arduino Wiki.
Dalším způsobem je použití programátoru. Jedná se o speciální zařízení, které se prodává samostatně. Umožňuje ale pracovat s různými deskami Arduino, nahrávat na ně software.
Nejnovější návrh používá jeden z Arduin jako programátor. Metoda není horší než ostatní, je docela účinná. Chcete-li implementovat každou z navrhovaných možností, aniž byste museli vysavač pokaždé rozebírat, musíte zajistit přístup ke konektoru desky v pouzdře. Může to být okénko, prodlužovací kabel s USB konektorem, vytažený zpod krytu vysavače, nebo vlastní metoda. Kdyby to bylo pohodlné používat.
Testování produktu
Sestavený vysavač zpravidla nevyžaduje speciální vloupání. Po nabití baterie je okamžitě „bojová“.Hned prvních pár minut provozu odhalí další jednotky, které je třeba upgradovat. Třeba kolečka vysavače. Nebo vyměnit převodovky a motory za pomalejší, spolehlivější.
V základním režimu by se měl vysavač alespoň bez problémů pohybovat po místnosti a identifikovat překážky. A pokud také sbírá odpadky, znamená to, že nápad byl 100% úspěšný.
Možnosti modernizace
Dokonalosti se meze nekladou. Upgrade robotického vysavače může ovlivnit jak mechaniku (kola, instalace dalších rotačních kartáčů), tak elektroniku (výměna desky Arduino, senzorů, regulátoru nabíjení atd.).
Je možné, že během provozu bude chtít majitel vysavače natřít tělo; K tomu jsou vhodné nitro sprejové emaily. Nebo vyměňte software přizpůsobením prostředí Androidu, aby byl vysavač ještě chytřejší. A bylo možné jej ovládat pomocí smartphonu. Existují již hotové nápady a řešení. A můžete si něco vytvořit sami, k tomu byla vytvořena platforma Arduino.