Пользователь
0,0
рейтинг
14 января 2015 в 11:46

Картонный робот-пылесос на Ардуино из песочницы

Следуя инструкции под катом (и имея в наличии все нужные компоненты), за несколько часов можно построить простой картонный робот-пылесос. Конечно, это, скорее, игрушка, но удивительно, сколько пыли она собирает с вроде-бы чистого пола. Также может быть любопытно опробовать на ней алгоритмы управления роботом-пылесосом, дополнить сонаром или другими датчиками препятствий.
(много картинок)

Требуемые компоненты:
  • Модуль Ардуино
  • Motor-shield — модуль управления двигателями, также известный как H-Bridge
  • Два мотора с редукторами и проводами питания
  • Два колеса
  • Набор аккумуляторов, батареек или power-bank на 5 вольт
  • Турбинка охлаждения для компьютера (не вентилятор, а именно турбина) на 5 вольт (или на 12 вольт — с преобразователем напряжения 5 вольт — 12 вольт)
  • Набор сильных магнитов
  • Кабель с USB коннектором
  • Кабель с разъемом питания для Ардуино
  • Провода для соединения контактов Ардуино
  • Плотный картон
  • Клеевой пистолет с термоклеем
  • Кусочек жести (можно от консервной банки или алюминиевой банки из под сока)
  • Пластиковую коробку — емкость для собираемой пыли


image

Определяется примерное расположение компонент, вырезается из картонна круг подходящего размера — шасси робота:

image

В шасси вырезаются отверстия для колес надетых на оси редукторов и под входное отверстие турбинки. Моторы прикрепляются к шасси пластиковыми стяжками:

image

К шасси термоклеем приклеивается турбина:

image

Турбина — на верху шасси, моторы — внизу:

image

С нижней стороны шасси отмечается контур коробки (той, что для сбора пыли) и вокруг контура прокалываются насквозь отверстия, отмечая расположения магнитов — магнитами коробка будет удерживаться на шасси (простейший из испробованных ранее способов):

image

С верхней стороны шасси приклеиваются магниты на местах отметок-проколов. Если картон гофрированный — вырезается фрагмент верхнего слоя по размеру магнитов:

image

С нижней стороны шасси прикладываются магниты, подложив под них лист бумаги:

image

Коробка для пыли устанавливается между магнитами и приклеивается к ним:

image

С верхней стороны шасси наклеиваются аккумуляторы или отсек с батареей и крепления для модуля Ардуино. В данном случае используются куски деревянных шпажек приклееных термоклеем.

image

Модуль Ардуино с motor-shield устанавливаются в крепления. Провода питания от аккумулятора и Ардуино отрезаются по размеру.
Провода питания скручиваются (еще лучше — спаиваются), изолируются и подключаются к турбине, Ардуино, motor-shield и аккумулятору.

image

Из полосок картона вырезаются, сгибаются и склеиваются полукругом бамперы:

image

Бамперы приклеиваются с боков шасси — шасси предварительно подрезается так, чтобы приклеенные бамперы могли немного придавливаться к нему при столкновении с припятствием:

image

Два проводника присоединяются к двум кусочкам жести (предварительно зачищенной для хорошего контакта) и фиксируются на них термоклеем:

image

Кусочки жести приклеиваются к бамперам, их провода будут подключены к Ардуино (к контактам 5 и 8 для приведенной программы). Напротив них приклеиваются контакты двух других проводников, присоединяемые к контактам GND Ардуино.

image

Для фильтрации пыли используется многослойная волокнистая синтетическая ткань (например прямоугольник вырезанный из салфетки вытирания столов на кухне) — фильтр кладется снизу на шасси и прижимается коробкой с приклеенными на нее магнитами:

image

В коробке прорезается длинное отверстие — краями выгнутыми наружу. К коробке приклеивается округлая опора — кусок пластика или пробки так, чтобы выгнутый край отверстия коробки находился на 1 мм над полом, когда робот установлен на колеса и опирается на опору. Высотой опоры можно регулировать качаство уборки и проходимость робота:

image

Если у коробки слишком высокие стенки — их можно укоротить, переклеив магниты:

image



Программа для Ардуино и motor-shield на Github.

Мотор с редуктором — 100-200 оборотов в минуту (RPM). Редукторы к моторам можно распечатать на 3D принтеревот так выглядит картонный робот с распечатанными мотор-редукторами. Желательно также припаять конденсаторы на 0.1 мкФ между контактами моторов (обычно на радиоутравляемых игрушках такие конденсаторы уже припаяны).
Турбина — 5 вольт, 0.2 А; 12 вольт, 0.2 А — лучше (она мощнее), но требует преобразователя 5 вольт — 12 вольт (Step-Up converter). Находится на ebay по словам «cooling blower fan 5V».
Ардуино motor-shield — в данном случае YFRobot на микросхеме L298P; другие motor-shield могут иметь другие номера контактов и программно управляться иначе — например, этот. Также возможно использование внешних модулей управления двигателями или просто микросхему L293D (последнее потребует пайки).
@Foreglance
карма
10,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (16)

  • +2
    А программа работы?
    • 0
      Программа для Ардуино и motor-shield на Github.
  • +3
    Одновременно потрясающая как по своей очевидности так и по оригинальности идея :) Сдается мне что при наличии прямых рук и доступа к некоторым ресурсам можно собрать аналога по функционалу не хуже популярных заводских моделей, и причем не дороже :) Ну разве что поиск базы для зарядки будет наверно сложновато реализовать. Ну и над системой сборки мусора придется поколдовать, но тут это даже к лучшему — нет предела совершенству. А уж за датчиками и алгоритмом управления дело не станет.
    • +2
      Заводские модели значительно прочнее. Описание реализации поиск базы можно найти например здесь.
      На этом же сайте выделен целый раздел про роботы-пылесосы.
    • 0
      Так и обычный пылесос по сути — примитив. Однако там много всяких тонкостей, почему дорогие, но вроде как, простые пылесосы до сих пор в ходу.
  • +1
    Очень хорошая идея и ее реализация. Сам являюсь владельцем IRobot 780 и подсадил родственников и друзей на IRobot 770,880,630 и тд. Замечательное это изобретение!!! Но ваша реализованная мысль радует. Вообще бы создать проект статрАпа. Очень не плохо было бы иметь такой пылесос с возможностью его модернизации. Создать корпус модульный и тд
    • 0
      У нас iRobot Roomba и Scooba убирают квартиру более пяти лет. Робот-пылесос вроде показанного выше — хобби. Интересно пробовать разные конструкции, по возможности дешевые и доступные — своего рода инженерная головоломка.
      В статье показано, что простейший действующий робот-пылесос вполне возможно собрать из доступных компонент.
      Если нет турбины — можно прикрепить салфетку для уборки кухни. Эффект как и от шарика с мотором внутри, двигающим салфетку, но робот — интереснее.
      Такой робот не может конкурировать с промышленными моделями качеством и долговечностью, но вполне позволяет попробовать собственные алгоритмы навигации и уборки.
  • +3
    Чертовски круто. Очень уважаю людей, способных делать такие «скетчи». Взять и сделать пылесос из куска картона и ардуины. Бамперы и пылесборник прекрасны в своей простоте. Я бы такой пылесос полгода проектировал и детали подбирал, даже не будучи уверенным, что это вообще заработает.
    • +1
      Это 18-я версия разработанная в течении нескольких лет с помощью сообщества на сайте roboforum — на нем также можно найти более совершенные разработки. Коротко историю развития можно посмотреть на видео.
      • +1
        Все равно круто. Эта простота решений невероятна хороша. Роботы на видео ваши или компиляция работ разных участников?
        • +1
          Только мои.
  • +3
    Было бы очень круто, если бы был робот пылесос, сделанный на открытых технологиях. Сообщество бы быстро допилило прошивку и вывело бы пылесос на новый уровень.
    • +1
      И модельку корпуса с пластиковыми запчастями для печати на 3d-принтере.
  • 0
    Интересно, какова приблизительная стоимость комплекующих. У меня от старого пылесоса остался довольно мощный насос, интересно было бы попробовать собрать такую штуку.
    • 0
      Конкретно эта конфигурация
      Arduino ~500 руб.
      Motor-shield ~400 руб.
      моторы 2 х ~400 руб.
      турбина ~400 руб.
      + Аккумуляторы, колеса, магниты

      Думаю модель Arduino, драйвера двигателей (здесь используется motor-shield для Arduino) и моторы можно найти дешевле.

      Для мощного насоса нужно предусмотреть ёмкий аккумулятор.
  • 0
    Мой Sencor SVC 9031 как правило он собирает около 30% пыль и 70% мелкий мусор — так что щетка для мусора очень нужна
    там сдвоеный контейнер мусор/пыль так что соотношение хорошо видно

    боковая щетка тоже весьма полезна — и реализовать вообще не проблема: просто еще один моторчик с «веником» прямо на валу = чистые углы и плинтуса
    101robot.com/images/upload/chema-iclebo.jpg
    i.otzovik.com/2014/06/21/1114967/img/53238013.jpg

    но даже от такого решения думаю будет весьма заметная польза,
    надеюсь не остановитесь на достигнутом и увидим еще несколько апгрейдов :)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.