Lo que necesitas para hacer una aspiradora robot con tus propias manos y esquemas de trabajo.
La idea de crear un robot aspirador que funcione con tus propias manos no es nueva. Tan pronto como aparecieron productos caseros en la plataforma de microcontroladores Arduino, los aficionados comenzaron a desarrollar cosas más serias sobre su base. Por ejemplo, un complejo de gestión de viviendas de "hogar inteligente" o un limpiador de casas. Además, en una versión económica, se puede montar literalmente de rodillas, en unas pocas tardes.
Lo que necesitas para hacer un dispositivo casero.
No se necesita mucho para hacer que una aspiradora robot sea tan buena (pero más barata) que una aspiradora de fábrica. Uno de los diseños de aficionados de la aspiradora se ensambla a partir de envases de cartón corrugado, que se utiliza para envasar productos. Las cajas están hechas de eso. Pero para una impresión estética normal, se necesita algo más. Puede ser un cuerpo de aspiradora pegado de plástico o un elemento prefabricado tomado de un robot asistente de fábrica gastado.
Entonces, ¿qué necesitará en primer lugar?
- Microcontrolador Arduino.
- Tabla para cortar pan.
- Telémetros.
- Dispositivo de control de motores.
- Motores.
- Ruedas.
- Enfriador de computadora.
- Turbina.
- 18650 baterías.
- El hilo.
Esta es la configuración mínima para una aspiradora.En el futuro, el complejo robótico de la aspiradora puede modernizarse, adaptándose a una situación específica.
Hacemos el caso
Si querías hacerlo todo de inmediato, no puedes prescindir de una funda para nuestra aspiradora. Para esto necesitamos plástico - poliestireno, cloruro de polivinilo.
Primero debe determinar cómo encajará el relleno dentro de la caja. Si sigue el camino de la menor resistencia, puede optar por la ergonomía de cualquier aspiradora lista para usar. Suelen tener forma de disco, aproximadamente del mismo tamaño. Esto significa que deberá cortar (hacer) 2 círculos del mismo diámetro y una pared lateral (tira completa) de la aspiradora.
Se asigna un compartimento de batería de acuerdo con la fuente de alimentación. Lo mejor es usar las baterías 18650 ampliamente utilizadas; se encuentran en computadoras portátiles, juguetes y bancos de energía. Los sensores de movimiento están ubicados en la parte delantera, son responsables del "comportamiento" de la aspiradora. Asegúrese de considerar la ubicación de las ruedas, sus accionamientos, el tablero central (Arduino) y la turbina con el colector de polvo.
Depende de la exactitud del cálculo, la minuciosidad de la disposición de las piezas, pronto será necesario cambiar radicalmente el diseño de la aspiradora o limitarse a una pequeña modernización. Las dimensiones de la caja están relacionadas con el tipo de microcontrolador, placas adicionales.
El Arduino original ofrece 3 gradaciones: "Uno", "Pro", "Leonardo", así como placas con conectores adicionales ("Mega", "Due"). También hay opciones más compactas: "Nano", "Micro". Y eso sin contar los muchos clones chinos, que no son peores en términos de funcionalidad. Pero a menudo es mucho más barato.
Por lo tanto, es mejor predecir estos factores por adelantado. Y solo entonces comience a implementar su idea, creando un cuerpo de aspiradora. No hagas un diámetro inferior a 30 centímetros. De lo contrario, nada encajará. Mejor entonces use el espacio libre para agregar una batería o extender la bolsa para el polvo.
Además, el diseño de la carcasa debe tener en cuenta la posibilidad de desmontar y reparar la aspiradora, por lo que se recomienda hacer tapas extraíbles o escotillas para facilitar el acceso al interior. Tomará un poco más de tiempo que solo hacer las piezas de plástico. Incluso es posible que primero deba hacer un modelo de una aspiradora, dibuje un robot en papel.
Pero tal gesto táctico lo salvará de muchos problemas asociados con la reorganización, la manipulación de la aspiradora. A menudo, la eliminación de tales dificultades requiere más esfuerzo que el cálculo inicial, la ubicación de los nodos, teniendo en cuenta los requisitos enumerados.
Tampoco está de más tener en cuenta que el microcontrolador Arduino requerirá modificación de firmware y software. Para hacer esto, es imperativo sacar el conector por el cual el "cerebro" del robot se conectará a una PC grande. Y después de que se hayan identificado todos los puntos principales, puede comenzar a convertir la idea de una aspiradora en realidad.
Al elegir una caja de PVC, poliestireno, se utiliza un adhesivo de la composición adecuada para el montaje. No es adecuado para unir piezas moldeadas con epoxi. Y para las baldosas "epoxi", el pegamento también debe tener el suyo. Esto es importante de entender.
Es posible ensamblar el cuerpo de la aspiradora incluso con madera contrachapada delgada (hasta 5 milímetros). A mayor grosor aumentará el peso. Menos no proporcionará la rigidez requerida.Trabajar la madera no es una tarea difícil: las piezas se cortan con una sierra de calar, se lijan, se ajustan a la medida y se pegan.
En este caso, está permitido desviarse de la configuración del disco y hacer que el robot aspirador quede cuadrado en la base.
Y, por último, una opción para los más vagos es encontrar un estuche de un robot aspirador inutilizable o comprar uno ya hecho en una de las cadenas de tiendas. Pero en este caso, debe seleccionar los componentes por adelantado, teniendo en cuenta las dimensiones. De lo contrario, tendrás que cambiar una cosa: o el cuerpo o los detalles.
Montaje de robots
El proceso de ensamblaje incluye no solo la instalación, colocando todas las piezas en los lugares designados, sino también cortando ventanas, agujeros, formando la pared lateral de la caja. La hoja de poliestireno se dobla fácilmente cuando se calienta. Puedes usar una olla de agua caliente o un secador de pelo.
Al pegar, las partes se fijan durante todo el tiempo de fraguado de la composición. Se dan instrucciones más detalladas en los tubos de pegamento. Esto suele ser de 24 horas. Para epoxis y otras marcas de componentes, el tiempo de preparación puede diferir.
Para fijar las tablas, unidades individuales dentro del cuerpo de la aspiradora, está permitido usar una pistola de aire caliente con barras de pegamento. Pero los sujetadores en tornillos autorroscantes serán más confiables y flexibles. La parte mecánica de la instalación no presenta ninguna dificultad.
Es accesible para todos los que en la infancia han pasado por la práctica del montaje y desmontaje en el constructor Lego. Si no se ha deslizado ningún error en los cálculos, todos los detalles encajan.Es importante que la electrónica, los motores y las ruedas estén protegidos del polvo. Para ello, el colector de polvo debe estar aislado de los demás compartimentos. Las opciones de solución se encuentran a continuación. También encontrará un diagrama de la aspiradora allí.
De qué manera moverse: todos deciden por sí mismos. Si desea crear un asistente doméstico simple, puede hacerlo con un mínimo de detalle sin sobrecargar la estructura.
Los perfeccionistas pueden elegir una versión más complicada de la aspiradora: agregar un indicador de carga, cepillos giratorios, "conjurar" con ruedas, proporcionando la velocidad de movimiento requerida.
Lo mismo ocurre con el aumento (disminución) de la capacidad de la batería, reemplazando la placa Arduino por una más compacta, que incluya sensores adicionales. Y la versión básica de la aspiradora se puede ensamblar literalmente durante el fin de semana o 2-3 noches.
Dónde conseguir y cómo descargar el firmware
El software, o el firmware, es algo sin lo cual nuestro robot aspirador no se moverá, no cumplirá sus funciones como asistente del hogar. Puede obtenerlo en el mismo recurso donde se compró la placa Arduino, o en uno de los sitios de aficionados donde se recopilan productos caseros.
En una de las soluciones, el autor del desarrollo compartió amablemente con los lectores un programa diseñado para la limpieza más simple y caótica. En general, Arduino es una plataforma donde los entusiastas crean soluciones para sus propias necesidades. Por lo tanto, hay 2 formas: escriba el software usted mismo (si sabe cómo programar) o use la ayuda de alguien, obtenga uno listo.
El conocimiento básico de Arduino, PC, el principio de su interacción es esencial. Para aquellos que no confían en sus propias habilidades, es mejor no correr riesgos.Hay varias formas de sincronizar el microcontrolador Arduino, descarga el software:
- utilizando el IDE de Arduino;
- programador;
- Conexión a otra placa Arduino.
El primero es descargar (o usar en línea) el IDE de Arduino. El software funciona en la mayoría de los sistemas operativos modernos: Windows, Linux, Mac OS. Antes de actuar, se recomienda encarecidamente comprender exactamente lo que se está haciendo.
Se desaconseja encarecidamente hacer algo a ciegas con el Arduino a través de prueba y error. Lo mejor es pedir una tabla confeccionada y cosida. También debe preparar un cable de conexión USB con antelación. Toda la información sobre cómo trabajar con Arduino, su entorno de software está en la red. No es difícil dominarlo, habría un antojo.
La interfaz Arduino IDE es bastante simple e intuitiva. Si algo no funciona, siempre puede acudir a la sección dedicada de Arduino Wiki para obtener ayuda.
La siguiente forma es usar un programador. Este es un dispositivo especial que se vende por separado. Pero le permite trabajar con diferentes placas Arduino, cargar software en ellas.
La última propuesta utiliza uno de los Arduinos como programador. El método no es peor que los demás, es bastante efectivo. Para implementar cada una de las opciones propuestas sin desmontar la aspiradora cada vez, debe proporcionar acceso al conector de la placa en la carcasa. Puede ser una ventana, un cable de extensión con un conector USB, sacado de debajo de la tapa de la aspiradora o su propio método. Si tan solo fuera conveniente de usar.
Pruebas de producto
Como regla general, la aspiradora ensamblada no requiere un rodaje especial. Después de cargar la batería, está inmediatamente "lista para el combate".Los primeros minutos de funcionamiento revelarán otras unidades que deben actualizarse. Por ejemplo, las ruedas de una aspiradora. O reemplace las cajas de engranajes y los motores por otros más lentos y confiables.
En el modo básico, la aspiradora debería al menos moverse por la habitación sin problemas, identificando obstáculos. Y si también recoge la basura, eso significa que la idea fue 100% exitosa.
Posibilidades de modernización
No hay límites para la perfección. Actualizar un robot aspirador puede afectar tanto la mecánica (ruedas, instalación de cepillos giratorios adicionales) como la electrónica (reemplazo de la placa Arduino, sensores, controlador de carga, etc.).
Es posible que durante el funcionamiento el propietario de la aspiradora quiera pintar la carrocería; los esmaltes nitro spray son adecuados para esto. O reemplace el software adaptándolo al entorno de Android para que la aspiradora sea aún más inteligente. Y podría controlarse con un teléfono inteligente. Ya hay ideas y soluciones preparadas. Y puedes crear algo por ti mismo, la plataforma Arduino fue creada para esto.