Ce dont vous avez besoin pour fabriquer un aspirateur robot de vos propres mains et des schémas de travail
L'idée de créer un aspirateur robot fonctionnel de vos propres mains n'est pas nouvelle. Dès que des produits faits maison sont apparus sur la plate-forme de microcontrôleur Arduino, les amateurs ont commencé à développer des choses plus sérieuses sur leur base. Par exemple, un complexe de gestion de logements « maison intelligente » ou un nettoyeur de maison. De plus, dans une version économique, il peut être monté littéralement à genoux, en quelques soirées.
Ce dont vous avez besoin pour fabriquer un appareil fait maison
Il ne faut pas grand-chose pour fabriquer un aspirateur robot aussi bon (mais moins cher) qu'un aspirateur d'usine. L'une des conceptions amateurs de l'aspirateur est assemblée à partir d'emballages en carton ondulé, qui est utilisé pour l'emballage des marchandises. Des boîtes en sont faites. Mais pour une impression esthétique normale, il faut quelque chose de plus. Cela peut être un corps d'aspirateur collé à partir de plastique ou un élément prêt à l'emploi emprunté à un robot assistant d'usine usé.
Alors, de quoi aura-t-il besoin en premier lieu :
- Microcontrôleur Arduino.
- Planche à pain.
- Télémètres.
- Dispositif de commande du moteur.
- Moteurs.
- Roues.
- Refroidisseur de l'ordinateur.
- Turbine.
- 18650 piles.
- Le fil.
C'est la configuration minimale pour un aspirateur.À l'avenir, le complexe robotique de l'aspirateur pourra être modernisé, adapté à une situation spécifique.
Nous faisons le cas
Si vous vouliez tout faire immédiatement, vous ne pouvez pas vous passer d'un boîtier pour notre aspirateur. Pour cela, nous avons besoin de plastique - polystyrène, chlorure de polyvinyle.
Vous devez d'abord déterminer comment le remplissage s'adaptera à l'intérieur du boîtier. Si vous suivez le chemin de la moindre résistance, vous pouvez vous baser sur l'ergonomie de n'importe quel aspirateur prêt à l'emploi. Ils sont généralement en forme de disque, à peu près de la même taille. Cela signifie que vous devrez découper (faire) 2 cercles de même diamètre et une paroi latérale (bande pleine) de l'aspirateur.
Un compartiment à piles est alloué en fonction de l'alimentation. Il est préférable d'utiliser les batteries 18650 largement utilisées - celles-ci se trouvent dans les ordinateurs portables, les jouets et les banques d'alimentation. Des capteurs de mouvement sont situés à l'avant, ils sont responsables du "comportement" de l'aspirateur. Assurez-vous de considérer l'emplacement des roues, leurs entraînements, la carte centrale (Arduino) et la turbine avec le dépoussiéreur.
Cela dépend de la justesse du calcul, de la minutie de l'agencement des pièces, il faudra bientôt modifier radicalement la conception de l'aspirateur ou se limiter à une petite modernisation. Les dimensions du boîtier sont liées au type de microcontrôleur, aux cartes supplémentaires.
L'Arduino d'origine propose 3 gradations : "Uno", "Pro", "Leonardo", ainsi que des cartes avec des connecteurs supplémentaires ("Mega", "Due"). Il existe également des options plus compactes - "Nano", "Micro". Et c'est sans compter les nombreux clones chinois, qui ne sont pas pires en termes de fonctionnalités. Mais c'est souvent beaucoup moins cher.
Par conséquent, il est préférable de prévoir ces facteurs à l'avance. Et seulement alors, commencez à mettre en œuvre votre idée, en créant un corps d'aspirateur. Ne faites pas un diamètre inférieur à 30 centimètres. Sinon, rien ne rentrera. Mieux vaut alors utiliser l'espace libre pour ajouter une batterie ou étendre le sac à poussière.
De plus, la conception du boîtier doit prendre en compte la possibilité de démonter, de réparer l'aspirateur.Par conséquent, il est recommandé de réaliser des capots ou des trappes amovibles pour permettre l'accès à l'intérieur. Cela prendra un peu plus de temps que de simplement fabriquer les pièces en plastique. Vous devrez peut-être même d'abord faire une maquette d'aspirateur, dessiner un robot sur papier.
Mais un tel geste tactique vous évitera de nombreux problèmes liés au réarrangement, à l'altération de l'aspirateur. Souvent, l'élimination de telles difficultés nécessite plus d'efforts que le calcul initial, le placement des nœuds, en tenant compte des exigences énumérées.
Il ne fait pas de mal non plus de prendre en compte le fait que le microcontrôleur Arduino nécessitera une modification du micrologiciel et du logiciel. Pour ce faire, il est impératif de sortir le connecteur par lequel le « cerveau » du robot sera connecté à un gros PC. Et une fois que tous les points principaux ont été identifiés, vous pouvez commencer à traduire l'idée d'un aspirateur dans la réalité.
Lors du choix d'un boîtier en PVC, polystyrène, un adhésif de la composition appropriée est utilisé pour l'assemblage. Il ne convient pas pour le collage de pièces moulées en époxy. Et pour les dalles en « époxy », la colle doit aussi avoir la sienne. Ceci est important à comprendre.
Il est possible d'assembler le corps de l'aspirateur même à partir de contreplaqué fin (jusqu'à 5 millimètres). Une plus grande épaisseur augmentera le poids. Moins ne fournira pas la rigidité requise.Le travail du bois n'est pas une tâche difficile : les pièces sont découpées à la scie sauteuse, poncées, ajustées sur mesure et collées.
Dans ce cas, il est permis de s'écarter de la configuration du disque et de rendre le robot aspirateur carré à la base.
Et, enfin, une option pour les plus paresseux est de trouver un étui à partir d'un aspirateur robot inutilisable ou d'en acheter un prêt à l'emploi dans l'une des chaînes de magasins. Mais dans ce cas, vous devez sélectionner les composants à l'avance, en tenant compte des dimensions. Sinon, vous devrez changer une chose : soit le corps, soit les détails.
Assemblage du robot
Le processus d'assemblage comprend non seulement l'installation, le placement de toutes les pièces aux endroits désignés, mais également la découpe des fenêtres, des trous, la formation de la paroi latérale du boîtier. La feuille de polystyrène se plie facilement lorsqu'elle est chauffée. Vous pouvez utiliser une casserole d'eau chaude ou un sèche-cheveux.
Lors du collage, les pièces sont fixées pendant tout le temps de prise de la composition. Des instructions plus détaillées sont données sur les tubes de colle. Il s'agit généralement de 24 heures. Pour les époxydes et d'autres marques de composants, le temps de préparation peut différer.
Pour fixer les planches, unités individuelles à l'intérieur du corps de l'aspirateur, il est permis d'utiliser un pistolet thermique avec des bâtons de colle. Mais les fixations sur les vis autotaraudeuses deviendront plus fiables et plus flexibles. La partie mécanique de l'installation ne pose aucune difficulté.
Il est accessible à tous ceux qui, dans leur enfance, ont subi la pratique du montage et du démontage sur le constructeur Lego. Si aucune erreur ne s'est glissée dans les calculs, tous les détails se mettent en place.Il est important que l'électronique, les moteurs et les roues soient protégés de la poussière. Pour cela, le dépoussiéreur doit être isolé des autres compartiments. Les options de solution sont ci-dessous. Vous y trouverez également un schéma de l'aspirateur.
Quelle façon de se déplacer - chacun décide pour lui-même. Si vous souhaitez créer un simple assistant à domicile, vous pouvez le faire avec un minimum de détails sans surcharger la structure.
Les perfectionnistes peuvent choisir une version plus compliquée de l'aspirateur : ajouter un indicateur de charge, des brosses rotatives, « conjurer » avec les roues, en fournissant la vitesse de déplacement requise.
Il en va de même pour augmenter (diminuer) la capacité de la batterie, en remplaçant la carte Arduino par une carte plus compacte, comprenant des capteurs supplémentaires. Et la version de base de l'aspirateur peut être assemblée littéralement pendant le week-end ou 2-3 soirs.
Où obtenir et comment télécharger le firmware
Le logiciel, ou firmware, est quelque chose sans lequel notre aspirateur robot ne bougera pas, ne remplira pas ses fonctions d'assistant à domicile. Vous pouvez l'obtenir sur la même ressource où la carte Arduino a été achetée, ou sur l'un des sites amateurs où les produits faits maison sont collectés.
Dans l'une des solutions, l'auteur du développement a gentiment partagé avec les lecteurs un programme conçu pour le nettoyage le plus simple et le plus chaotique. En général, Arduino est une plate-forme sur laquelle les passionnés créent des solutions pour leurs propres besoins. Par conséquent, il y a 2 façons: écrivez vous-même un logiciel (si vous savez programmer) ou utilisez l'aide de quelqu'un, prenez-en un prêt à l'emploi.
Des connaissances de base sur Arduino, PC, le principe de leur interaction est indispensable. Pour ceux qui n'ont pas confiance en leurs propres capacités, il vaut mieux ne pas prendre de risques.Il existe plusieurs façons de synchroniser le microcontrôleur Arduino, téléchargez le logiciel :
- en utilisant l'IDE Arduino ;
- programmeur;
- connexion à une autre carte Arduino.
La première consiste à télécharger (ou à utiliser en ligne) l'IDE Arduino. Le logiciel fonctionne sur la plupart des systèmes d'exploitation modernes - Windows, Linux, Mac OS. Avant d'agir, il est fortement conseillé de comprendre exactement ce qui est fait.
Faire quelque chose à l'aveuglette avec l'Arduino par essais et erreurs est fortement déconseillé. Il est préférable de commander une planche prête à l'emploi et cousue. Vous devez également préparer un câble de connexion USB à l'avance. Toutes les informations sur le travail avec Arduino, son environnement logiciel sont sur le net. Il n'est pas difficile de le maîtriser, il y aurait une envie.
L'interface Arduino IDE est assez simple et intuitive. Si quelque chose ne fonctionne pas, vous pouvez toujours vous tourner vers la section dédiée du Wiki Arduino pour obtenir de l'aide.
La prochaine façon est d'utiliser un programmeur. Il s'agit d'un appareil spécial vendu séparément. Mais cela vous permet de travailler avec différentes cartes Arduino, de télécharger des logiciels dessus.
La dernière proposition utilise l'un des Arduino comme programmeur. La méthode n'est pas pire que les autres, elle est assez efficace. Pour mettre en œuvre chacune des options proposées sans démonter l'aspirateur à chaque fois, vous devez permettre l'accès au connecteur de la carte dans le boîtier. Cela peut être une fenêtre, une rallonge avec un connecteur USB, sorti sous le couvercle de l'aspirateur, ou votre propre méthode. Si seulement c'était pratique à utiliser.
Tests de produits
En règle générale, l'aspirateur assemblé ne nécessite pas de rodage spécial. Après avoir chargé la batterie, elle est immédiatement "prête au combat".Les toutes premières minutes de fonctionnement révéleront d'autres unités qui doivent être mises à niveau. Par exemple, les roues d'un aspirateur. Ou remplacez les boîtes de vitesses et les moteurs par des moteurs plus lents et plus fiables.
En mode de base, l'aspirateur doit au moins se déplacer dans la pièce sans aucun problème, en identifiant les obstacles. Et s'il ramasse aussi des ordures, cela veut dire que l'idée a réussi à 100 %.
Possibilités de modernisation
Il n'y a pas de limites à la perfection. La mise à niveau d'un aspirateur robot peut affecter à la fois la mécanique (roues, installation de brosses rotatives supplémentaires) et l'électronique (remplacement de la carte Arduino, des capteurs, du contrôleur de charge, etc.).
Il est possible que pendant le fonctionnement le propriétaire de l'aspirateur veuille peindre le corps; les émaux nitro en aérosol conviennent à cela. Ou remplacez le logiciel en l'adaptant à l'environnement Android pour rendre l'aspirateur encore plus intelligent. Et il pourrait être contrôlé à l'aide d'un smartphone. Il existe déjà des idées et des solutions toutes faites. Et vous pouvez créer quelque chose par vous-même, la plate-forme Arduino a été créée pour cela.