Τι χρειάζεστε για να φτιάξετε μια ηλεκτρική σκούπα ρομπότ με τα δικά σας χέρια και σχέδια εργασίας
Η ιδέα της δημιουργίας μιας ηλεκτρικής σκούπας ρομπότ εργασίας με τα χέρια σας δεν είναι νέα. Μόλις εμφανίστηκαν σπιτικά προϊόντα στην πλατφόρμα μικροελεγκτή Arduino, οι χομπίστες άρχισαν να αναπτύσσουν πιο σοβαρά πράγματα στη βάση τους. Για παράδειγμα, ένα συγκρότημα διαχείρισης κατοικιών «έξυπνου σπιτιού» ή ένα καθαριστικό σπιτιού. Επιπλέον, σε οικονομική έκδοση, μπορεί να το οδηγήσεις κυριολεκτικά στα γόνατα, σε λίγα βράδια.
Τι χρειάζεστε για να φτιάξετε μια σπιτική συσκευή
Δεν χρειάζονται πολλά για να φτιάξεις ένα ρομπότ με ηλεκτρική σκούπα τόσο καλό (αλλά φθηνότερο) από ένα εργοστασιακό κενό. Ένα από τα ερασιτεχνικά σχέδια της ηλεκτρικής σκούπας συναρμολογείται από συσκευασία από κυματοειδές χαρτόνι, η οποία χρησιμοποιείται για τη συσκευασία εμπορευμάτων. Τα κουτιά είναι κατασκευασμένα από αυτό. Αλλά για μια κανονική αισθητική εντύπωση χρειάζεται κάτι παραπάνω. Μπορεί να είναι ένα σώμα ηλεκτρικής σκούπας κολλημένο από πλαστικό ή ένα έτοιμο στοιχείο δανεισμένο από ένα φθαρμένο ρομπότ βοηθού εργοστασίου.
Τι θα χρειαστεί λοιπόν αρχικά:
- Μικροελεγκτής Arduino.
- Σανίδα κοπής ψωμιού.
- Αποστασιόμετρο.
- Συσκευή ελέγχου κινητήρα.
- Κινητήρες.
- Τροχοί.
- Ψύκτη υπολογιστή.
- Τουρμπίνα.
- 18650 μπαταρίες.
- Νήμα.
Αυτή είναι η ελάχιστη διαμόρφωση για μια ηλεκτρική σκούπα.Στο μέλλον, το ρομποτικό σύμπλεγμα της ηλεκτρικής σκούπας μπορεί να εκσυγχρονιστεί, προσαρμοσμένο σε μια συγκεκριμένη κατάσταση.
Εμείς κάνουμε την υπόθεση
Εάν θέλετε να τα κάνετε όλα αμέσως, δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς θήκη για την ηλεκτρική μας σκούπα. Για αυτό χρειαζόμαστε πλαστικό - πολυστυρένιο, πολυβινυλοχλωρίδιο.
Πρώτα πρέπει να καθορίσετε πώς θα χωρέσει η γέμιση στο εσωτερικό της θήκης. Εάν ακολουθείτε το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης, μπορείτε να ακολουθήσετε την εργονομία οποιασδήποτε ηλεκτρικής σκούπας εκτός κουτιού. Συνήθως έχουν σχήμα δίσκου, περίπου στο ίδιο μέγεθος. Αυτό σημαίνει ότι θα χρειαστεί να κόψετε (κάνετε) 2 κύκλους ίδιας διαμέτρου και ένα πλευρικό τοίχωμα (πλήρης λωρίδα) της ηλεκτρικής σκούπας.
Μια θήκη μπαταρίας εκχωρείται ανάλογα με την παροχή ρεύματος. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε τις ευρέως χρησιμοποιούμενες μπαταρίες 18650 - αυτές βρίσκονται σε φορητούς υπολογιστές, παιχνίδια και power bank. Οι αισθητήρες κίνησης βρίσκονται στο μπροστινό μέρος, είναι υπεύθυνοι για τη «συμπεριφορά» της ηλεκτρικής σκούπας. Φροντίστε να λάβετε υπόψη τη θέση των τροχών, τους μηχανισμούς μετάδοσης κίνησης, την κεντρική πλακέτα (Arduino) και την τουρμπίνα με τον συλλέκτη σκόνης.
Εξαρτάται από την ορθότητα του υπολογισμού, την πληρότητα της διάταξης των εξαρτημάτων, σύντομα θα χρειαστεί να αλλάξει ριζικά ο σχεδιασμός της ηλεκτρικής σκούπας ή να περιοριστεί σε έναν μικρό εκσυγχρονισμό. Οι διαστάσεις της θήκης σχετίζονται με τον τύπο του μικροελεγκτή, πρόσθετες πλακέτες.
Το αρχικό Arduino προσφέρει 3 διαβαθμίσεις: "Uno", "Pro", "Leonardo", καθώς και πλακέτες με πρόσθετους συνδέσμους ("Mega", "Due"). Υπάρχουν επίσης πιο συμπαγείς επιλογές - "Nano", "Micro". Και αυτό δεν υπολογίζει τους πολλούς κινέζους κλώνους, οι οποίοι δεν είναι χειρότεροι από άποψη λειτουργικότητας. Συχνά όμως είναι πολύ φθηνότερο.
Επομένως, είναι καλύτερο να προβλέψετε αυτούς τους παράγοντες εκ των προτέρων. Και μόνο τότε ξεκινήστε να υλοποιείτε την ιδέα σας, δημιουργώντας ένα σώμα ηλεκτρικής σκούπας. Μην κάνετε διάμετρο μικρότερη από 30 εκατοστά. Διαφορετικά, τίποτα δεν θα χωρέσει. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τον ελεύθερο χώρο για να προσθέσετε μια μπαταρία ή να επεκτείνετε τη σακούλα σκόνης.
Επίσης, ο σχεδιασμός της θήκης θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη δυνατότητα αποσυναρμολόγησης, επισκευής της ηλεκτρικής σκούπας, επομένως, συνιστάται η κατασκευή αφαιρούμενων καλυμμάτων ή καταπακτών για πρόσβαση στο εσωτερικό. Θα χρειαστεί λίγος περισσότερος χρόνος από την απλή κατασκευή των πλαστικών μερών. Ίσως χρειαστεί να φτιάξετε πρώτα ένα μοντέλο ηλεκτρικής σκούπας, να σχεδιάσετε ένα ρομπότ σε χαρτί.
Αλλά μια τέτοια τακτική χειρονομία θα σας σώσει από πολλά προβλήματα που σχετίζονται με την αναδιάταξη, την παραβίαση της ηλεκτρικής σκούπας. Συχνά, η εξάλειψη τέτοιων δυσκολιών απαιτεί περισσότερη προσπάθεια από τον αρχικό υπολογισμό, την τοποθέτηση κόμβων, λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις που αναφέρονται.
Επίσης, δεν βλάπτει να λάβετε υπόψη ότι ο μικροελεγκτής Arduino θα απαιτήσει τροποποίηση υλικολογισμικού και λογισμικού. Για να γίνει αυτό, είναι επιτακτική ανάγκη να βγάλετε το βύσμα με το οποίο θα συνδεθεί ο «εγκέφαλος» του ρομπότ με έναν μεγάλο υπολογιστή. Και αφού εντοπιστούν όλα τα κύρια σημεία, μπορείτε να αρχίσετε να μεταφράζετε την ιδέα μιας ηλεκτρικής σκούπας σε πραγματικότητα.
Κατά την επιλογή μιας θήκης από PVC, πολυστυρένιο, χρησιμοποιείται μια κόλλα της κατάλληλης σύνθεσης για συναρμολόγηση. Δεν είναι κατάλληλο για συγκόλληση εποξειδικών εξαρτημάτων. Και για «εποξειδικά» πλακάκια, η κόλλα πρέπει να έχει και τη δική της. Αυτό είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό.
Είναι δυνατή η συναρμολόγηση του σώματος της ηλεκτρικής σκούπας ακόμη και από λεπτό κόντρα πλακέ (έως 5 χιλιοστά). Μεγαλύτερο πάχος θα αυξήσει το βάρος. Το Less δεν θα παρέχει την απαιτούμενη ακαμψία.Η ξυλουργική δεν είναι δύσκολη δουλειά: τα κομμάτια κόβονται με παζλ, τρίβονται, εφαρμόζονται στο μέγεθος και κολλούνται.
Σε αυτήν την περίπτωση, επιτρέπεται να αποκλίνουμε από τη διαμόρφωση του δίσκου και να κάνουμε την ηλεκτρική σκούπα ρομπότ τετράγωνη στη βάση.
Και, τέλος, μια επιλογή για τους πιο τεμπέληδες είναι να βρουν μια θήκη από μια άχρηστη ηλεκτρική σκούπα ρομπότ ή να αγοράσουν μια έτοιμη σε ένα από τα καταστήματα της αλυσίδας. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να επιλέξετε τα εξαρτήματα εκ των προτέρων, λαμβάνοντας υπόψη τις διαστάσεις. Διαφορετικά, θα πρέπει να αλλάξετε ένα πράγμα: είτε το σώμα είτε τις λεπτομέρειες.
Συναρμολόγηση ρομπότ
Η διαδικασία συναρμολόγησης περιλαμβάνει όχι μόνο εγκατάσταση, τοποθέτηση όλων των εξαρτημάτων στις καθορισμένες θέσεις, αλλά και κοπή παραθύρων, οπών, σχηματίζοντας το πλευρικό τοίχωμα της θήκης. Το φύλλο πολυστυρενίου λυγίζει εύκολα όταν θερμαίνεται. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια κατσαρόλα με ζεστό νερό ή ένα πιστολάκι μαλλιών.
Κατά την κόλληση, τα μέρη στερεώνονται για ολόκληρο το χρόνο πήξης της σύνθεσης. Πιο αναλυτικές οδηγίες δίνονται στους σωλήνες κόλλας. Αυτό είναι συνήθως 24 ώρες. Για εποξειδικά και άλλες μάρκες εξαρτημάτων, ο χρόνος προετοιμασίας μπορεί να διαφέρει.
Για τη στερέωση των σανίδων, μεμονωμένων μονάδων μέσα στο σώμα της ηλεκτρικής σκούπας, επιτρέπεται η χρήση πιστολιού θερμότητας με ράβδους κόλλας. Αλλά οι συνδετήρες στις βίδες με αυτοκόλλητη τομή θα γίνουν πιο αξιόπιστοι και ευέλικτοι. Το μηχανικό μέρος της εγκατάστασης δεν παρουσιάζει δυσκολίες.
Είναι προσβάσιμο σε όλους όσοι στην παιδική τους ηλικία έχουν υποβληθεί στην πρακτική συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης στον κατασκευαστή Lego. Εάν δεν έχει εισχωρήσει κανένα σφάλμα στους υπολογισμούς, όλες οι λεπτομέρειες μπαίνουν στη θέση τους.Είναι σημαντικό τα ηλεκτρονικά, οι κινητήρες και οι τροχοί να προστατεύονται από τη σκόνη. Για αυτό, ο συλλέκτης σκόνης πρέπει να απομονωθεί από τα άλλα διαμερίσματα. Οι επιλογές λύσης είναι παρακάτω. Εκεί θα βρείτε και ένα διάγραμμα της ηλεκτρικής σκούπας.
Ποιος τρόπος να κινηθεί - ο καθένας αποφασίζει για τον εαυτό του. Εάν θέλετε να δημιουργήσετε έναν απλό βοηθό στο σπίτι, μπορείτε να το κάνετε με ελάχιστη λεπτομέρεια χωρίς να υπερφορτώνετε τη δομή.
Οι τελειομανείς μπορούν να επιλέξουν μια πιο περίπλοκη εκδοχή της ηλεκτρικής σκούπας: προσθέστε μια ένδειξη φόρτισης, περιστρεφόμενες βούρτσες, "ζωντανέψτε" με τροχούς, παρέχοντας την απαιτούμενη ταχύτητα κίνησης.
Το ίδιο ισχύει και για την αύξηση (μείωση) της χωρητικότητας της μπαταρίας, αντικαθιστώντας την πλακέτα Arduino με μια πιο συμπαγή, συμπεριλαμβανομένων πρόσθετων αισθητήρων. Και η βασική έκδοση της ηλεκτρικής σκούπας μπορεί να συναρμολογηθεί κυριολεκτικά το Σαββατοκύριακο ή 2-3 βράδια.
Πού να βρείτε και πώς να κατεβάσετε το υλικολογισμικό
Το λογισμικό, ή το υλικολογισμικό, είναι κάτι χωρίς το οποίο η ηλεκτρική σκούπα ρομπότ μας δεν θα κινηθεί, δεν θα εκπληρώσει τις λειτουργίες της ως βοηθός στο σπίτι. Μπορείτε να το αποκτήσετε στον ίδιο πόρο όπου αγοράστηκε η πλακέτα Arduino ή σε έναν από τους ερασιτεχνικούς ιστότοπους όπου συλλέγονται σπιτικά προϊόντα.
Σε μία από τις λύσεις, ο συγγραφέας της ανάπτυξης μοιράστηκε ευγενικά με τους αναγνώστες ένα πρόγραμμα σχεδιασμένο για τον πιο απλό και χαοτικό καθαρισμό. Γενικά, το Arduino είναι μια πλατφόρμα όπου οι λάτρεις δημιουργούν λύσεις για τις δικές τους ανάγκες. Επομένως, υπάρχουν 2 τρόποι: γράψτε μόνοι σας λογισμικό (αν ξέρετε πώς να προγραμματίζετε) ή χρησιμοποιήστε τη βοήθεια κάποιου, αποκτήστε ένα έτοιμο.
Βασική γνώση Arduino, Η/Υ, η αρχή της αλληλεπίδρασής τους είναι απαραίτητη. Για όσους δεν είναι σίγουροι για τις ικανότητές τους, είναι καλύτερα να μην ρισκάρουν.Υπάρχουν διάφοροι τρόποι συγχρονισμού του μικροελεγκτή Arduino, κατεβάστε το λογισμικό:
- χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.
- προγραμματιστής;
- σύνδεση με άλλη πλακέτα Arduino.
Το πρώτο είναι να κατεβάσετε (ή να χρησιμοποιήσετε διαδικτυακά) το Arduino IDE. Το λογισμικό λειτουργεί στα περισσότερα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα - Windows, Linux, Mac OS. Πριν αναλάβετε δράση, συνιστάται ιδιαίτερα να κατανοήσετε τι ακριβώς γίνεται.
Το να κάνετε κάτι στα τυφλά με το Arduino μέσω δοκιμής και λάθους αποθαρρύνεται έντονα. Είναι καλύτερο να παραγγείλετε μια έτοιμη και ραμμένη σανίδα. Πρέπει επίσης να προετοιμάσετε ένα καλώδιο σύνδεσης USB εκ των προτέρων. Όλες οι πληροφορίες σχετικά με την εργασία με το Arduino, το περιβάλλον λογισμικού του βρίσκονται στο διαδίκτυο. Δεν είναι δύσκολο να το κατακτήσεις, θα υπήρχε λαχτάρα.
Η διεπαφή Arduino IDE είναι αρκετά απλή και διαισθητική. Εάν κάτι δεν λειτουργεί, μπορείτε πάντα να απευθυνθείτε στην ειδική ενότητα του Arduino Wiki για βοήθεια.
Ο επόμενος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν προγραμματιστή. Αυτή είναι μια ειδική συσκευή που πωλείται χωριστά. Αλλά σας επιτρέπει να εργάζεστε με διαφορετικές πλακέτες Arduino, να ανεβάζετε λογισμικό σε αυτές.
Η τελευταία πρόταση χρησιμοποιεί ένα από τα Arduinos ως προγραμματιστή. Η μέθοδος δεν είναι χειρότερη από τις άλλες, είναι αρκετά αποτελεσματική. Για να εφαρμόσετε καθεμία από τις προτεινόμενες επιλογές χωρίς να αποσυναρμολογείτε την ηλεκτρική σκούπα κάθε φορά, πρέπει να παρέχετε πρόσβαση στον σύνδεσμο της πλακέτας στη θήκη. Μπορεί να είναι ένα παράθυρο, ένα καλώδιο προέκτασης με υποδοχή USB, που έχει αφαιρεθεί κάτω από το κάλυμμα της ηλεκτρικής σκούπας ή η δική σας μέθοδος. Αν ήταν βολικό στη χρήση.
Δοκιμή προϊόντος
Κατά κανόνα, η συναρμολογημένη ηλεκτρική σκούπα δεν απαιτεί ειδική διάρρηξη. Μετά τη φόρτιση της μπαταρίας, είναι αμέσως «έτοιμη για μάχη».Τα πρώτα λεπτά λειτουργίας θα αποκαλύψουν άλλες μονάδες που πρέπει να αναβαθμιστούν. Για παράδειγμα, οι τροχοί μιας ηλεκτρικής σκούπας. Ή αντικαταστήστε τα κιβώτια ταχυτήτων και τους κινητήρες με πιο αργά, πιο αξιόπιστα.
Στη βασική λειτουργία, η ηλεκτρική σκούπα θα πρέπει τουλάχιστον να κινείται στο δωμάτιο χωρίς προβλήματα, εντοπίζοντας εμπόδια. Και αν μαζέψει επίσης σκουπίδια, αυτό σημαίνει ότι η ιδέα ήταν 100% επιτυχημένη.
Δυνατότητες εκσυγχρονισμού
Δεν υπάρχουν όρια στην τελειότητα. Η αναβάθμιση μιας ηλεκτρικής σκούπας ρομπότ μπορεί να επηρεάσει τόσο τη μηχανική (τροχοί, τοποθέτηση πρόσθετων περιστρεφόμενων βουρτσών) όσο και τα ηλεκτρονικά (αντικατάσταση της πλακέτας Arduino, αισθητήρων, ελεγκτή φόρτισης κ.λπ.).
Είναι πιθανό κατά τη λειτουργία ο ιδιοκτήτης της ηλεκτρικής σκούπας να θέλει να βάψει το σώμα. Τα σμάλτα ψεκασμού nitro είναι κατάλληλα για αυτό. Ή αντικαταστήστε το λογισμικό προσαρμόζοντάς το στο περιβάλλον Android για να κάνετε το κενό ακόμα πιο έξυπνο. Και θα μπορούσε να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ένα smartphone. Υπάρχουν ήδη έτοιμες ιδέες και λύσεις. Και μπορείτε να δημιουργήσετε κάτι μόνοι σας, η πλατφόρμα Arduino δημιουργήθηκε για αυτό.