روبوت الفراغ DIY: 20 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

هذا هو أول روبوت فراغ لي ، والغرض الرئيسي منه هو السماح لأي شخص بامتلاك روبوت تنظيف دون دفع الكثير من المال ، ومعرفة كيفية عمله ، وبناء روبوت لطيف يمكنك تعديله وتحديثه وبرمجته بقدر ما تريد ، وبالطبع لتنظيف كل هذا الزغب المزعج.

يهدف هذا المشروع إلى أن يكون سهل البناء قدر الإمكان حيث يسهل العثور على جميع العناصر والأجزاء على Digikey و eBay و Amazon وما إلى ذلك.

تم تصميم الهيكل بالكامل في Solidworks بحيث يمكن طباعته ثلاثية الأبعاد.

يستخدم حاليًا Arduino Uno (إذا لم يعجبك كثيرًا يمكنك تغييره بسهولة لوحدة تحكم صغيرة أخرى ، فقد قررت استخدام هذا لأن هدفي هو أن يتمكن أي شخص بالفعل من بنائه) ، ومحركات معدنية دقيقة ، ومروحة مروحة وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء ووحدات التشغيل ذات الصلة.

شخص اخر حارب الرمال!

الخطوة 1: المواد

لذلك ، سأحدد أولاً جميع المواد التي استخدمتها وبعد ذلك سأقترح خيارات أخرى بسلوك مماثل.

أجهزة التحكم:

• 1 × Arduino Uno Board (أو ما شابه) (DigiKey)
• 1 × IRF520 MOS FET Driver Module (Aliexpress)
• 1 × H-bridge L298 Dual Motor Driver (Aliexpress)

المحركات:

• 2 × Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 × زوج قوس معدني متناهي الصغر (Pololu)
• 1 × زوج عجلة 42 × 19 مم (DigiKey)
• 1 × مروحة منفاخ AVC BA10033B12G 12V أو ما شابه (محرك BCB1012UH Neato) (Ebay ، NeatoOption)

المستشعرات:

2 × مستشعر المسافة الحادة GP2Y0A41SK0F (4-30 سم) (DigiKey)

قوة:

• 1 x ZIPPY Compact 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (HobbyKing)
• 1 × شاحن بطارية LiPo 3s (شاحن أمازون)
• 1 × 1 كيلو أوم المقاوم
• 1 × 2 كيلو أوم مقياس جهد صغير

طباعة ثلاثية الأبعاد:

• طابعة ثلاثية الأبعاد بحجم طباعة لا يقل عن 21 L × 21 W سم.
• PLA Fillament أو ما شابه.
• إذا لم يكن لديك ، يمكنك طباعة ملفك على 3DHubs.

مواد اخرى:

• 20 × مسامير M3 بقطر 3 مم
• 20 × M3 صواميل
• 2 × # 8-32 × 2 في براغي مع صواميل وغسالة.
• 1 × مرشح كيس فراغ (نوع القماش)
• 1 × كرة كروية مع 3/4 ″ كرة بلاستيكية أو معدنية (Pololu)
• 2 أزرار ضغط (AliExpress)
• 1 × مفتاح تشغيل / إيقاف

أدوات:

• مفك براغي
• لحام حديد
• كماشة
• مقص
• كابل (3 م)

الخطوة الثانية: كيف تعمل؟

غالبية المكانس مزودة بمحرك بمروحة. عندما تدور شفرات المروحة ، فإنها تدفع الهواء إلى الأمام باتجاه منفذ العادم. يوجد في منفذ العادم مرشح يمنع رمي جزيئات الغبار مرة أخرى.

كيف يعمل الفراغ الآلي؟

المبدأ مشابه جدًا ولكن كما ترى في الصورة الثانية ، يكون محرك المروحة في الخطوة الأخيرة مما يعني أن الغبار لا يمر من خلاله. يتم ترشيح الهواء الذي يتم امتصاصه أولاً ثم دفعه باتجاه منفذ العادم.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين كل من المكنسة في أن الروبوت يحتوي على متحكم دقيق وأجهزة استشعار تتيح للروبوت اتخاذ القرارات حتى يتمكن من تفريغ غرفتك بشكل مستقل. تحتوي معظم روبوتات الفراغ في الوقت الحاضر على خوارزميات رائعة مدمجة ، على سبيل المثال ، يمكنها تعيين غرفتك حتى يتمكنوا من تخطيط المسار وإجراء عملية تنظيف أسرع. لديهم أيضًا ميزات أخرى مثل الفرشاة الجانبية ، واكتشاف الاصطدام ، والعودة إلى قاعدة الشحن ، وما إلى ذلك.

الخطوة 3: حول المكونات …

كما قلت في البداية ، سأشرح بقدر ما أستطيع حتى يفهم أي شخص ، ولكن إذا كنت تعرف الأساسيات بالفعل ، فلا تتردد في تخطي هذه الخطوة.

المروحة

أهم شيء في الفراغ هو اختيار المروحة المناسبة مع CFM (قدم مكعب لتدفق الهواء في الدقيقة) ، إنها قوة تدفق الهواء عبر السطح الذي يلتقط الأوساخ وينقله إلى كيس الغبار أو الحاوية. لذلك ، كلما زاد تدفق الهواء ، زادت قدرة المكنسة الكهربائية على التنظيف [BestVacuum.com]. تستخدم معظم الفراغات الكبيرة أكثر من 60 CFM ولكن نظرًا لأننا نستخدم بطارية صغيرة ، فنحن على ما يرام مع 35 CFM على الأقل. تحتوي مروحة AVC التي سأستخدمها على 38 CFM [رابط AVC] ولديها بالفعل الكثير من القوة ، ولكن يمكنك استخدام أي مروحة بنفس الأبعاد (انظر الصورة 1).

سائق المروحة

نظرًا لأننا بحاجة إلى طريقة للتحكم في وقت تشغيل المروحة أو إيقاف تشغيلها ، فنحن بحاجة إلى سائق. سأستخدم MOS-FET IRF520 الذي يعمل بشكل أساسي كمفتاح ، عندما يتلقى إشارة من وحدة التحكم الدقيقة ، فإنه سيوفر جهد الدخل للمخرج (مروحة). (انظر الصورة 2)

جسر H

بالنسبة للمحركات ، سنحتاج إلى شيء مختلف قليلاً عن محرك Fan لأننا الآن سنحتاج إلى التحكم في اتجاه كل محرك. الجسر H عبارة عن مجموعة من الترانزسترات التي تسمح لنا بالتحكم في التدفق الحالي ، ومن خلال التحكم في ذلك ، سنكون قادرين على التحكم في اتجاه المحركات. L298 هو جسر H لائق جدًا يمكنه توفير 2A لكل قناة ، لذا سيكون مثاليًا لمحركاتنا! مثال آخر هو L293D ولكن هذا يعطينا 800 مللي أمبير لكل قناة فقط. (الصورة 3 تصور مفهوم الجسر H)

الخطوة 4: التصميم

تم تصميم الروبوت في SolidWorks ، وهو يتكون من 8 ملفات.

كانت هذه الخطوة هي الأكثر استنفادًا للوقت نظرًا لأن كل الروبوت مصنوع من نقطة الصفر مع الأخذ في الاعتبار المصد والحاوية والمرشح وما إلى ذلك.

الحجم الكلي للروبوت 210 مم × 210 مم × 80 مم.

الخطوة 5: الطباعة ثلاثية الأبعاد

الجائزة الكبرى في مسابقة الروبوتات 2017

الجائزة الثانية في مسابقة التصميم الآن: In Motion Contest