Fabriquer un robot aspirateur à la maison avec ses propres mains

Pour créer robot aspirateur de vos propres mains, il suffit d’acquérir le minimum de connaissances théoriques et un ensemble de composants facilement accessibles. Un tel assistant maintiendra les sols des locaux propres, ce qui permettra de gagner du temps sur le nettoyage. En raison de la présence de capteurs spéciaux, le mécanisme ne se déplace pas uniquement dans la pièce, mais le guide également. Le processus de fabrication à la maison prendra du temps et de la patience, mais le schéma de création est assez simple et accessible même aux amateurs, et l’argent dépensé est bien inférieur au prix des appareils du marché.

Aspects théoriques du problème

Les artisans domestiques ont déduit de manière pratique les exigences relatives aux aspirateurs robotisés, qui doivent être suivies lors de leur création.Le résultat de la conformité sera un mécanisme approprié pour une opération ultérieure. La liste des règles de base est la suivante:

• il est recommandé de faire un robot en forme de petit cylindre;
• pour que la machine tourne sur place - les roues doivent être placées le long du diamètre;
• pas de volant supplémentaire nécessaire;
• le mécanisme doit collecter les déchets dans une poubelle facilement amovible;
• le robot doit être équipé contact de pare-chocsoccupant au moins la moitié de sa circonférence;
• Le chargement de l'appareil doit s'effectuer à partir du chargeur, sans le démonter.
• le meilleur emplacement pour le centre de gravité du robot sont les roues, il est également permis de l’avoir près d’eux;
• vitesse de déplacement optimale - de 25 à 35 cm / s;
• Les moteurs fonctionnent en association avec des boîtes de vitesses équipées de ressorts.

Il existe des modèles avec des moteurs pas à pas, ce qui vous permet de les gérer par programmation sans utiliser de boîtes de vitesses.

Moyens d'assurer le mouvement, le nettoyage et la puissance de l'aspirateur robot

Le mouvement d'un dispositif robotique s'effectue généralement de deux manières: en spirale (du centre vers l'extérieur) et en zigzags.Dans les microcontrôleurs peuvent également être enregistrés et les schémas de salles séparément.

Orientation spatiale, détournement d'obstacles le long du chemin fourni par l'aspirateur grâce aux capteurs de contact et infrarouge intégrés - ils forment un système de rétroaction. Les infrarouges régulent les mouvements, déterminent la distance aux murs, aux objets et aux altitudes. Les capteurs de contact fonctionnent dans les pare-chocs lorsqu’ils heurtent un obstacle (pour plus de détails sur le fonctionnement de l’appareil, voir l’article).principes de fonctionnement des robots aspirateurs).

Un aspirateur automatisé avec source d’alimentation autonome ne développe bien entendu pas une telle puissance d'aspirationen option manuelle. Des tests pratiques ont montré la grande efficacité de l’utilisation d’une petite brosse avec une turbine aspirante. Pour nettoyage dans les coins La partie avant de l'aspirateur est équipée de 2 brosses qui, lorsqu'elles sont utilisées, ramassent les débris vers la principale.

L’alimentation du système robotique peut être réalisée à partir de plusieurs batteries, dont la tension aux bornes est de 12 V (18 V) et sa capacité est de 7 Ah. La charge est effectuée par contact direct ou sans fil. L'utilisation de ce dernier augmente le coût des composants.

Le retour indépendant du robot sur le lieu de chargement est une tâche difficile qui peut être résolue en installant une balise émettrice.

Tout modèle automatisé va basé sur le contrôleur (système cérébral). Par conséquent, il est nécessaire d'étudier son langage de programmation pour entrer dans l'algorithme de commande. Il convient également de prendre en compte l'orientation intuitive de l'interface de commande, ce qui simplifie grandement le processus. Le microcontrôleur et les capteurs utilisés disposent souvent de connecteurs normalisés pour les connexions; une soudure est donc rarement requise.

Préparation à la mise en œuvre pratique du projet

Considérez l'application des principes ci-dessus basés sur la plate-forme Arduino Mega 2560. Le processus de création se déroulera en plusieurs étapes:

• préparation des outils et du matériel;
• la fabrication de logements avec roues et d'un département pour les déchets, les dépoussiéreurs et les turbines;
• installation de capteurs et de microcontrôleurs, moteurs avec boîtes de vitesses, batterie, balais;
• faire des connexions électriques;
• l'introduction du programme dans l'Arduino, déterminant la cohérence des capteurs;
• test fonctionnel du robot aspirateur et sa capacité à charger de manière indépendante.

L'idée est mise en œuvre en utilisant les matériaux et outils suivants:

• Contrôleur Arduino - 1 pc, avec pilotes;
• une feuille de contreplaqué (ou de carton épais) - 1 m²;
• roues - 3 pièces;
• un fil avec une section ne dépassant pas 0,75 mm.kv (une paire torsadée fera l'affaire) - environ 2 m;
• alimentation - 4 batteries de 18 V chacune, indicateur de charge pour elles, chargeur;
• capteurs infrarouges - 4 pièces, contact - 2 pièces;
• moteurs électriques: pour une turbine - 1 pc, rotation d'une brosse - 1 pc, 2 moteurs avec réducteur assurent le mouvement;
• étui en chlorure de polyvinyle - 1 pc;
• colle - 1 paquet, vis autotaraudeuses - 10 pièces, scotch tape - 1 pièce, jeu d'aimants;
• un ensemble de tournevis et perceuses, pinces, couteau de papeterie, crayon, règle, tournevis, puzzle.

Assemblage du robot aspirateur

En préparant tout ce dont vous avez besoin, vous pouvez commencer à assembler. C'est le passage des étapes ci-dessus.

1. Nous créons un corps cylindrique en carton ou en chlorure de polyvinyle: diamètre - 30 cm, hauteur - 9 cm, épaisseur de paroi - 0,6 cm, il est préférable de couper le fond en contreplaqué.
2. Nous fixons le cas butoir en polychlorure de vinyle à l'aide de ruban adhésif, pré-installer les capteurs infrarouges et réagir à l'impact.
   

   Capteur de collision

   

   Pare-chocs attaché

3. Nous fabriquons un compartiment pour les ordures en carton ou en chlorure de polyvinyle avec un couvercle fixé par des aimants.
   
4. Nous fabriquons un filtre à partir de serviettes en tissu.
   

5. Nous fabriquons une turbine de chlorure de polyvinyle et des disques d’ordinateur.
6. Nous connectons les capteurs au contrôleur: le mode de fonctionnement normal correspond à un mode logique et la réponse à zéro.
7. Le moteur de la brosse avant est connecté à l'arduino mega 2560 via un transistor MOSFET, ce qui lui permet de tourner rapidement dans les angles et plutôt lentement le long de la pièce principale.
8. Installer 4 piles (connectez-les par paires, chaque paire - en série) et le chargeur, connectez-les.
9. Nous montons des brosses fabriquées indépendamment de la ligne de pêche et des roues (achetées ou retirées d'un jouet approprié) au fond.
   

   Brosse radiale

10. Nous installons les programmes nécessaires sur Arduino en utilisant un ordinateur disponible sur Internet.
11. Nous vérifions la fixation de tous les composants sur le fond et les parois du boîtier.
12. Coupez un couvercle en carton ou en chlorure de polyvinyle, fixez-le avec des vis.

Le point important du travail est le retour du pare-chocs à sa position initiale après avoir heurté un obstacle, c’est-à-dire son élasticité suffisante.

Toutes les pièces sont fixées aux connecteurs disponibles à cet effet avec des vis, de la colle ou du ruban adhésif. Le résultat est montré sur la photo: