Робот-пылесос своими руками: что понадобится и схемы изготовления

Что нужно для изготовления своими руками робота-пылесоса и схемы работ

Идея создания своими руками действующего робота-пылесоса не нова. Как только появились самоделки на платформе микроконтроллера Arduino, любители начали разрабатывать на их базе более серьезные вещи. Например, комплекс управления жилищем «умный дом» или домашнего уборщика. Причем, в бюджетном варианте его можно собрать буквально на коленках, за пару вечеров.

Что понадобится для изготовления самодельного устройства

Чтобы сделать робот-пылесос ничуть не хуже (но дешевле) заводского, нужно не так много. Одна из аматорских конструкций пылесоса собрана из упаковочного гофрокартона, который применяется для упаковки грузов. Из него же делают коробки. Но для нормального эстетического впечатления необходимо нечто большее. Это может быть склеенный из пластика корпус пылесоса или готовый элемент, позаимствованный от пришедшего в негодность заводского робота-помощника.

Итак, что будет нужно в первую очередь:

Микроконтроллер Arduino.
Макетная плата.
Дальномеры.
Устройство управления двигателями.
Моторы.
Колеса.
Кулер от компьютера.
Турбина.
Аккумуляторы типоразмера 18650.
Провод.

Это минимальный вариант комплектации пылесоса. В дальнейшем роботокомплекс пылесоса допускается модернизировать, адаптировать под конкретную ситуацию.

Изготавливаем корпус

Если сразу же захотелось сделать все правильно, то без корпуса для нашего пылесоса не обойтись. Для этого нам понадобится пластик – полистирол, поливинилхлорид.

Предварительно нужно прикинуть, как начинка разместится внутри корпуса. Если пойти по пути наименьшего сопротивления, то можно взять за основу эргономику любого готового пылесоса. Обычно они дисковой формы, примерно одинаковые по размерам. Значит, понадобится вырезать (изготовить) 2 круга одинакового диаметра и боковую стенку (сплошная полоса) пылесоса.

В зависимости от питания выделяется батарейный отсек. Лучше всего использовать широко распространенные АКБ 18650 – такие есть в ноутбуках, применяются в игрушках и пауэрбанках. Датчики движения размещаются впереди, они отвечают за «поведение» пылесоса. Непременно нужно учесть размещение колес, их приводов, центральной платы (Arduino) и турбины с пылесборником.

От правильности расчета, тщательности компоновки деталей зависит, придется в скором времени кардинально переделывать конструкцию пылесоса или ограничиться небольшой модернизацией. Размеры корпуса привязаны к типу микроконтроллера, дополнительных плат.

В оригинальном Arduino предусмотрено 3 градации: «Uno», «Pro», «Leonardo», а также платы с дополнительными разъемами («Mega», «Due»). Есть также и более компактные варианты – «Nano», «Micro». И это не считая многочисленных китайских клонов, которые ничуть не хуже по функционалу. Зато зачастую гораздо дешевле.

Поэтому лучше заранее предусмотреть указанные факторы. А уже потом начинать реализацию своей идеи, изготавливать корпус пылесоса. Меньше 30 сантиметров диаметр делать не стоит. Иначе ничего не поместится. Лучше затем использовать свободное пространство для добавления АКБ или расширения пылесборника.

Также конструкция корпуса должна учитывать возможность разборки, ремонта пылесоса. Поэтому рекомендуется сделать съемные крышки или лючки для обеспечения доступа к внутреннему пространству. Это займет чуть больше времени, чем просто изготовление пластиковых деталей. Возможно, даже придется сначала сделать макет пылесоса, нарисовать робота на бумаге.

Зато такой тактический ход избавит от множества проблем, связанных с перекомпоновкой, переделкой пылесоса. Зачастую устранение таких сложностей требует больших усилий, чем первоначальный расчет, размещение узлов с учетом перечисленных требований.

Не помешает также учесть, что микроконтроллер Arduino потребует прошивки, смены ПО. Для этого обязательно нужно вывести разъем, через который «мозг» робота станет подключаться к большому ПК. А уже после того, как определены все главные моменты, можно приступать к воплощению идеи пылесоса в реальность.

При выборе корпуса из ПВХ, полистирола для сборки используют соответствующий по составу клей. Он не подойдет для склейки деталей, отлитых из эпоксидной смолы. И для плит, изготовленных из «эпоксидки», клей тоже должен быть свой. Это важно понимать.

Можно собрать корпус пылесоса даже и из тонкой (до 5 миллиметров) фанеры. Большая толщина приведет к увеличению веса. Меньшая не обеспечит требуемую жесткость. Работа с древесиной не представляется сложным занятием: детали выпиливаются лобзиком, ошкуриваются, подгоняются по размерам и склеиваются.

В этом случае допустимо отступить от дисковой конфигурации и сделать робота-пылесоса квадратным в основании.

И, наконец, вариант для самых ленивых – найти корпус от негодного робота-пылесоса или купить готовый в одном из сетевых магазинов. Но в этом случае следует заранее подобрать комплектующие с учетом габаритов. Иначе придется менять что-то одно: или корпус, или детали.

Сборка робота

Процесс сборки включает не только монтаж, размещение всех деталей на предусмотренных местах, но и прорезку окон, отверстий, формирование боковины корпуса. Листовой полистирол легко гнется, если его нагреть. Можно использовать горячую кастрюлю с водой или фен.

При склеивании детали фиксируются на все время схватывания состава. Более подробная инструкция приводится на тюбиках с клеем. Обычно это 24 часа. Для эпоксидных составов, других марок компонентов время полной готовности может отличаться.

Чтобы зафиксировать платы, отдельные узлы внутри корпуса пылесоса, допускается применять термопистолет с клеевыми стержнями. Но более надежным и гибким станет крепеж на саморезах. Механическая часть монтажа сложностей не вызывает.

Она доступна каждому, кто в детстве проходил практику сборки-разборки на конструкторе «Лего». Если в расчеты не вкралась ошибка, все детали становятся на свои места. Важно, чтобы электроника, двигатели и колеса были защищены от действия пыли. Для этого пылесборник обязательно изолируют от прочих отсеков. Варианты решений есть ниже. Там же вы найдете схему пылесоса.

По какому пути двигаться – каждый решает сам. Если есть желание сделать простого домашнего помощника, то можно обойтись минимумом деталей, не перегружая конструкцию.

Перфекционисты могут выбрать вариант пылесоса посложнее: добавить индикатор заряда, вращающиеся щетки, «поколдовать» с колесами, обеспечивая требуемую скорость перемещения.

То же касается увеличения (уменьшения) емкости батареи, замены платы Arduino на более компактную, включение дополнительных датчиков. А базовый вариант пылесоса можно собрать буквально за выходные или 2-3 вечера.

Где взять и как залить прошивку

Программное обеспечение, или прошивка – это то, без чего наш робот-пылесос не сдвинется с места, не будет выполнять свои функции домашнего помощника. Взять ее можно на том же ресурсе, где приобреталась плата Arduino, или на одном из любительских сайтов, где собираются самоделкины.

В одном из решений автор разработки любезно поделился с читателями программой, рассчитанной на самую простую, хаотичную уборку. Вообще Arduino – это платформа, на которой энтузиасты сами создают решения под свои нужды. Поэтому существует 2 пути: писать ПО самостоятельно (если вы умеете программировать) или воспользоваться чьей-то помощью, взять готовое.

Без базовых знаний об Arduino, ПК, принципе их взаимодействия не обойтись. Тем, кто не уверен в собственных силах, лучше не рисковать. Существуют несколько способов синхронизации микроконтроллера Arduino, заливки ПО:

используя среду Arduino IDE;
программатором;
подключением к другой плате Arduino.

Первый способ подразумевает загрузку (или использование онлайн) программной среды Arduino IDE. ПО работает на большинстве современных ОС – Windows, Linux, Mac OS. Перед тем, как начать действовать, очень желательно понимать, что именно предпринимается.

Делать с Arduino что-то вслепую, методом проб и ошибок, настоятельно не рекомендуется. Лучше заказать уже готовую и прошитую плату. Также следует заранее приготовить USB-кабель для подключения. Вся информация о работе с Arduino, ее программной средой есть в сети. Освоить ее несложно, было бы желание.

Интерфейс Arduino IDE достаточно прост, интуитивен. Если что-то не получается, всегда можно обратиться за помощью к специальному разделу Arduino Wiki.

Следующий способ заключается в использовании программатора. Это специальное устройство, приобретаемое отдельно. Зато оно позволяет работать с разными платами Arduino, загружать на них ПО.

Последнее предложение использует одну из Arduino в качестве программатора. Способ ничуть не хуже прочих, достаточно действенный. Чтобы реализовать каждый из предложенных вариантов, не разбирая каждый раз пылесос, следует предусмотреть доступ к разъему платы в корпусе. Это может быть окно, выведенный под крышку пылесоса шнур-удлинитель с коннектором USB или свой собственный способ. Лишь бы было удобно пользоваться.

Тестирование изделия

Как правило, собранный пылесос не нуждается в особой обкатке. После зарядки АКБ он сразу же «готов к бою». Первые же минуты эксплуатации позволят выявить дальнейшие узлы, которые нужно будет модернизировать. Например, колеса пылесоса. Или заменить редукторы, двигатели на более тихоходные, надежные.

В базовом режиме пылесос должен хотя бы без проблем передвигаться по помещению, выявляя препятствия. А если он еще и мусор собирает, то значит, задумка удалась на все 100 %.

Варианты модернизации

Совершенству нет предела. Модернизация робота-пылесоса может коснуться как механики (колеса, установка дополнительных вращающихся щеточек), так и электроники (замена платы Arduino, датчики, контроллер заряда и тому подобное).

Не исключено, что в процессе эксплуатации владельцу пылесоса захочется покрасить корпус, для этого подойдут аэрозольные нитроэмали. Или заменить ПО, адаптировав его к среде Андроид, чтобы пылесос стал еще «умнее». И управлять им можно было с помощью смартфона. Есть уже готовые идеи, решения. А можно придумать что-то свое, платформа Arduino для этого и создавалась.

Создание прототипа робота пылесоса на базе Arduino Uno

Цена: $5.80

Перейти в магазин

Arduino — это открытая платформа, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства. Arduino будет интересен креативщикам, дизайнерам, программистам …., и желающим собрать собственный гэджет. Устройства могут работать как автономно, так и в связке с компьютером. Всё зависит от идеи.
Платформа состоит из аппаратной и программной частей. Для программирования используется упрощённая версия C++. Разработку можно вести как с использованием бесплатной среды Arduino IDE, так и с помощью произвольного C/C++ инструментария.
Для программирования и общения с компьютером понадобится USB-кабель.

Для постройки прототипа робота — пылесоса заказал плату Arduino Uno. Вместе c Uno заказал: Драйвер двигателей, для управления двигателями, Ик датчики «органы чувств» робота пылесоса, Ну и проводочки, куда без них? Преобразователь DC-DC и аккумуляторы заказывал в других онлайн магазинах.

Составляющие моего устройства:

— Arduino -центральный контроллер
— Драйвер двигателей — устройство, которое преобразовывает управляющие сигналы малой мощности в токи, достаточные для управления моторами
— ИК датчики — датчики препятствий расстояние обнаружения препятствия 3-80см
— ИК датчики — датчики препятствий расстояние обнаружения препятствия 2-20см
— Электродвигатель турбины
— Электродвигатель боковых щеток
— Электродвигатель центральной щетки
— Электродвигатель перемещения
— Аккумуляторы литиевые

Вот, что получилось.
Фотки не все, загружаю, какие остались.

Компоненты устройства:

Вид снизу:

Вид сверху:

Вид сбоку:

Перед первым пуском:

Первый пуск)) без корпуса

#define DriveVector1 2
#define DriveSpeed1 3
#define DriveVector2 4
#define DriveSpeed2 5
#define InSensor1 12
#define InSensor2 11
#define LedLamp 13

int sensorStatus1, sensorStatus2;
int HIGHValue, LOWValue;

void setup()
<
// put your setup code here, to run once:
pinMode(DriveVector1, OUTPUT);
pinMode(DriveVector2, OUTPUT);
pinMode(DriveSpeed1, OUTPUT);
pinMode(DriveSpeed2, OUTPUT);
pinMode(LedLamp, OUTPUT);
pinMode(InSensor1, INPUT);
pinMode(InSensor2, INPUT);
HIGHValue = HIGH div 2;
LOWValue = LOW;
>

sensorStatus1 = digitalRead (InSensor1);
sensorStatus2 = digitalRead (InSensor2);

void BodyForward()
<
digitalWrite(DriveVector1, LOWValue);
digitalWrite(DriveSpeed1, HIGHValue);
digitalWrite(DriveVector2, LOWValue);
digitalWrite(DriveSpeed2, HIGHValue);
>

void BodyBackward()
<
digitalWrite(DriveVector1, HIGHValue);
digitalWrite(DriveSpeed1, LOWValue);
digitalWrite(DriveVector2, HIGHValue);
digitalWrite(DriveSpeed2, LOWValue);
>

void BodyRight()
<
digitalWrite(DriveVector1, HIGHValue);
digitalWrite(DriveSpeed1, LOWValue);
digitalWrite(DriveVector2, LOWValue);
digitalWrite(DriveSpeed2, HIGHValue);
>

void BodyStop()
<
digitalWrite(DriveVector1, 0);
digitalWrite(DriveSpeed1, 0);
digitalWrite(DriveVector2, 0);
digitalWrite(DriveSpeed2, 0);
>

Робот-пылесос на Arduino для автоматической уборки помещений

Ритм жизни современного человека становится все более насыщенным и в его плотном графике становится все меньше времени на уборку собственного дома. В связи с этим в последнее время появляется все больше устройств, упрощающих наведение порядка в доме, одними из которых являются роботы-пылесосы, позволяющие в автоматическом режиме производить уборку пола в помещениях. У этих роботов-пылесосов достаточно много достоинств, но их существенным недостатком, сдерживающим их широкое распространение, является цена. Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание робот-пылесоса на основе платы Arduino, который по функциональности будет мало отличаться от коммерческих моделей роботов-пылесосов, но стоить будет существенно дешевле них.

В составе робота мы будем использовать ультразвуковые датчики и инфракрасный датчик (IR proximity sensor). Ультразвуковые датчики будут помогать роботу избегать столкновения с препятствиями во время уборки помещения, а датчик приближения будет предотвращать падение робота с лестниц.

Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали проект чистящего робота пылесоса на основе Arduino, но он был недостаточно совершенным и очень громоздким. Рассматриваемый в данном проекте робот-пылесос значительно более компактный и отличается более интеллектуальным алгоритмом работы. Также на нашем сайте вы поможете посмотреть похожие проекты роботов на основе платы Arduino:

Необходимые компоненты

Плата Arduino Pro Mini (купить на AliExpress).
Ультразвуковой датчик HC-SR04 – 3 шт. (купить на AliExpress).
Драйвер двигателей L293d (купить на AliExpress).
Электродвигатели постоянного тока формата N20, работающие от 5 В, с кронштейнами для их установки – 2 шт. (купить на AliExpress – смог найти только на 6 В, на 5 В почему то не удалось найти).
Переключатель.
Регулятор напряжения LM7805 (купить на AliExpress).
Литий-ионная батарея 7.4V (купить на AliExpress).
Инфракрасный датчик (купить на AliExpress).
Перфорированная плата.
Опорный ролик (колесо) для робота.
MDF (из него будет делаться корпус робота).
Портативный вакуумный пылесос (Vacuum Cleaner).

Внешний вид компонентов, необходимых для сборки данного робота-пылесоса, показан на следующем рисунке:

Портативный пылесос (Portable Vacuum Cleaner)

Для того, чтобы наш робот мог выполнять свою функцию по предназначению (то есть пылесосить помещение), в его составе должен быть портативный пылесос. Внешний вид подобного пылесоса показан на рисунке ниже. Этот пылесос имеет очень простой механизм. Он имеет три части внизу – небольшую камеру для сбора пыли, двигатель постоянного тока и вентилятор. Сверху пылесоса имеется контакт для подключения питания. Двигатель непосредственно запитывается от напряжения 3V (2 батарейки по 1,5 В формата AA) через простой выключатель. Поскольку мы будем запитывать все наше устройство от литий-ионной батареи 7.4V, мы можем отрезать провода пылесоса от его внутреннего источника питания и запитать его от напряжения 5V с нашей схемы. Таким образом, мы удалили все ненужные нам внутренности пылесоса и он стал выглядеть внутри так, как показано на следующем рисунке.

Ультразвуковой датчик HC-SR04

Для обнаружения роботом препятствий в нашем проекте мы будем использовать популярные ультразвуковые датчики HC-SR04. Принцип их работы достаточно прост: передающий модуль датчика излучает ультразвуковую волну, которая распространяется в окружающем пространстве, отражается от препятствия и улавливается (принимается) приемным модулем датчика, в результате чего на выходе датчика формируется импульс, равный времени распространения ультразвуковой волны до препятствия и обратно. Зная скорость распространения звука в воздухе, достаточно просто на основе этого времени определить расстояние до препятствия. Более подробно об определении расстояний с помощью данного ультразвукового датчика и платы Arduino можно прочитать в этой статье. Также на нашем сайте вы можете посмотреть все проекты, в которых для определения расстояния использовался ультразвуковой датчик HC-SR04.

Инфракрасный датчик для обнаружения лестниц

Для того, чтобы наш робот-пылесос мог обнаруживать лестницы и не падать с них, мы будем использовать инфракрасный датчик (IR Sensor). Принцип его действия достаточно прост – он содержит в своем составе излучающий инфракрасный диод (IR LED) и фотодиод. Излучающий инфракрасный диод излучает инфракрасный свет и если на его пути встречается препятствие, то он отражается от него и улавливается (принимается) фотодиодом. Но напряжение на выходе фотодиода достаточно мало, поэтому для его усиления до необходимого уровня в составе датчика содержится компаратор на основе операционного усилителя.

Инфракрасный датчик содержит 3 контакта – Vcc (питающее напряжение), ground (общий провод, земля) и output (выход). Когда вблизи датчика есть препятствие, то на его выходе формируется напряжение низкого уровня (low). Поэтому данный датчик мы можем использовать для обнаружения пола комнаты. Если он передвигается по полу, то на выходе датчика будет low. Если же на выходе датчика мы неожиданно обнаружим напряжение высокого уровня, то мы должны либо остановить робота, либо двигать его в обратном направлении, либо сделать что-либо другое чтобы предотвратить его падение с лестницы.

Схема проекта

Схема робота-пылесоса на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.

Для обнаружения препятствий мы в схеме робота используем три ультразвуковых датчика. Их контакты питания подключены к общему питанию схемы, а земля – к общему проводу схемы. Управляющие (trigger) и выходные контакты (echo pins) датчиков подключены к ШИМ (широтно-импульсная модуляция) платы Arduino. Инфракрасный датчик также запитывается от общих VCC и земли (ground) схемы, а его выходной контакт подключен к цифровому контакту D2 платы Arduino. У драйвера двигателя мы два его контакта, разрешающих его работу (enable pins), подключили к 5 В, также контакт подачи питающего напряжения мы подключили к 5 В поскольку мы используем электродвигатели, работающие от напряжения 5 В. Поскольку наш робот-пылесос запитывается от литий-ионной батареи напряжением 7.4 В, а все компоненты схемы питаются от напряжения 5 В, то для преобразования напряжения 7.4 В в напряжение 5 В мы используем регулятор напряжения LM7805.

Сборка конструкции робота

Для спайки компонентов между собой мы использовали перфорированную плату. Эта часть работы очень проста, но к ней все равно необходимо отнестись с тщательностью. Для подключения платы Arduino pro mini мы использовали два контакта типа “мама” (female headers). После того как мы закончили пайку на перфорированной плате мы использовали соединительные провода для подключения ультразвуковых датчиков.

Изготовление корпуса для робота-пылесоса

Мы решили сделать наш робот-пылесос круглой формы как и большинство современных коммерческих моделей роботов-пылесосов. В качестве материала для изготовления корпуса робота мы решили использовать MDF поскольку он достаточно прочный и имеет неплохую влагозащищенность. Разумеется, вы можете выбрать другой материал, какой вам больше по душе.

Для изготовления корпуса робота мы вырезали из MDF круг радиусом 8 см, а в нем отверстие радиусом 4 см – в него будет вставляться наш портативный пылесос. Также мы вырезали соответствующие отверстия под колеса и три небольшие отверстия для установки опорного валика (колеса). Далее мы установили двигатели с помощью кронштейнов, колеса и опорное колесо. Затем мы установили ультразвуковые датчики слева, справа и спереди робота. Также мы закрепили инфракрасный датчик снизу робота. И не забудьте установить в корпус робота выключатель питания. На следующем рисунке вы можете визуально посмотреть описанную последовательность шагов по сборке корпуса робота.

Для изготовления верхней части робота мы вырезали круг радиусом 11 см. Для скрепления верхней и нижней частей робота и обеспечения необходимого промежутка между ними мы использовали три пластиковых трубы длиной 4 см. Всю конструкцию мы скрепили с помощью клея. При желании боковые стенки робота вы можете изготовить из пластика или какого-нибудь другого материала.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

В коде программы мы не будем использовать никаких внешних библиотек, поскольку взаимодействие с датчиком HC-SR04 осуществляется достаточно просто. Первым делом в программе мы объявим переменные для взаимодействия контактами Echo и Trigger ультразвуковых датчиков. Первый датчик у нас стоит слева робота, второй – спереди, а третий – справа робота.

Как сделать робот-пылесос своими руками: алгоритм производства домашнего помощника

Робот-пылесос – нужная машина. Но у нее есть один существенный недостаток – цена.

Хорошая модель стоит недешево, а дешевая модель больше напоминает игрушку, но за нее тоже нужно заплатить определенную сумму.

Поэтому народные умельцы предпочитают собирать такие системы самостоятельно, благо в продаже для этого есть все комплектующие.

Многие из них охотно рассказывают, как сделать пылесос-робот своими руками.

Самое важное в этом деле, кроме необходимой базы запчастей, — почувствовать себя настоящим конструктором и не бояться экспериментировать. А получившуюся модель всегда можно улучшить.

Материалы для сборки робота-пылесоса в домашних условиях

Перед тем, как сделать робот-пылесос, нужно подготовить все необходимое.

Ножницы;
Циркуль;
Простой карандаш;
Линейка;
Пистолет для термоклея;
Две трубки термоклея.

Гофрированный картон размером 1.5х1.0 м;
Марля размером 0.3х0.3 м;
Резинка для банкнот.

Два блока колес;
Плата ARDUINO UNO;
Драйвер двигателя L298N;
Два мотора на метелки по 12 В;
Датчик приближенности для Ардуино ультразвуковой;
Блок аккумуляторов;
Кулер от компьютера из системного блока;
Опорное колесо.

Как сделать робот-пылесос своими руками в домашних условиях

Когда все комплектующие и материалы в наличии, следует преступить к сборке.

Общий план таков:

Вначале собирают корпус – здесь каждая деталь оригинальна и изготавливается отдельно;
Следующий этап – установка Ардуино для робота-пылесоса своими руками и другой электроники, блока аккумуляторов и коммутация их проводами;
В корпус устанавливают приводы – это колеса и моторы боковых щеток;
Далее изготавливают всасывающий узел и крепят его к корпусу;
Крепят самодельные боковые метелки;
Программируют устройство и проводят полевые испытания;
Если все работает, закрывают корпус верхней панелью.

Сборка корпуса из картона и установка Ардуино

Как сделать робот-пылесос, начиная с корпуса:

Из картона вырезают два круга диаметром 46 см. Один круг – это нижнее основание корпуса, другой – верхняя панель;
В нижней части посередине вырезают отверстие, равное диаметру крыльчатки компьютерного кулера;
Впереди нижней части по бокам вырезают два прямоугольника под моторы боковых щеток (ориентир – как у любого промышленного аппарата);
Сзади по бокам вырезают пазы под ведущие колеса – чем ближе к краю корпуса, тем лучше. Строго впереди – паз под опорное колесо;
Из картона вырезают прямоугольник размером 20 см на 146 см;
Гофрированный картон надрезают по одной плоскости через каждые 2 см. Режут поперек длинной стороны;
Полученную заготовку сворачивают в цилиндр и приклеивают к основанию термоклеем. Таким же способом приклеивают блоки колес, моторы на метелки, опорное колесо;
Блок Ардуино, соединенный с драйвером колес, крепят в передней части внутри корпуса, не закрывая среднее отверстие под турбину;
В торцовой части впереди вырезают два отверстия под датчик приближения.

Изготовление всасывающего модуля с турбиной

Из картона делают прямоугольный канал без торцовых частей, размер которых равен размеру основания кулера. Высота канала 25 см;
Посередине канала под наклоном 30 градусов вклеивают перегородку. С верхней стороны наклона должен быть зазор шириной 2 см между перегородкой и стенкой канала;
Изготавливают маленькую коробочку без крышки с размером сторон равным размеру перегородки и высотой бортов 5 см и устанавливают ее на перегородку;
Под перегородку в низ основания канала вставляют и вклеивают кулер так, чтобы он дул на перегородку;
На верхнюю часть канала надевают кусок марли, и свободные концы фиксируют резинкой для банкнот вокруг канала;
Канал стороной кулера приклеивают напротив отверстия в середине основания пылесоса;
В верхней панели вырезают прямоугольник под канал и надевают сверху.

Коммутация схем и настройка программы

После того, как установлены все элементы, питание колес подключают на драйвер колес на соответствующие управляемые разъемы. Моторы метелок подключают к выводам, где появляется постоянное напряжение при включении тумблера.

Тумблер впаивают между батареей и питанием схемы Ардуино. Схему датчика приближения подсоединяют к Ардуино. При включении тумблера пылесос начнет двигаться по площади, обходя предметы.

Настройка платы заключается в регулировке скорости (величины подачи напряжения на ведущие колеса), которая не должна превышать 30-25 см/с. Чтобы аппарат не ехал куда не нужно, можно подумать, как сделать виртуальную стену для пылесоса-робота своими руками.

Сборка корпуса из пластика и фанеры

Как сделать робот-пылесос не из картона, а, например, из пластика и фанеры? Очень просто.

В этом случае нижнюю часть вырезают из 4 мм фанеры при помощи электролобзика (размеры аналогичны вышеописанным).

В качестве торцовой части корпуса и верхней крышки можно использовать пластиковое ведро из-под фасадной краски (диаметр не должен превышать основания). Его обрезают так, чтобы высота с дном не превышала 20 см.

После того как на нижней части установят все оборудование и на ведре закрепят датчик приближения, ведро переворачивают и прикрепляют к основанию при помощи уголков.

Изготовление системы всасывания пыли

Турбину для робота-пылесоса своими руками в этом варианте конструкции можно изготовить по-иному принципу:

В качестве емкости пылесборника берут пластиковую емкость (объем — 1 литр);
В дне емкости посередине делают прорез шириной 1 см и длиной 10 см;
Из прозрачного файла для бумаги вырезают прямоугольник шириной 3 см и длиной 12 см;
Этим прямоугольником накрывают прорезь внутри емкости и фиксируют пленку с одной стороны скотчем на всю длину (12 см);
Получается клапан, который при втягивании воздуха внутрь емкости открывается, а при выключении пылесоса перекрывает канал;
В крышке от емкости делают отверстие, по диаметру равное диаметру крыльчатки вентилятора;
Вентилятор крепят к крышке с внутренней стороны, с наружной – наклеивают мелкую пластиковую москитную сетку;
Крышку ставят на место – турбина готова.

Как и в предыдущем варианте робота-пылесоса, после проведения всех работ по коммутации устройств между собой, необходимо провести настройку прибора.

Эта настройка заключается в выборе скорости движения машины. Отвечает за эту функцию драйвер двигателя.

Заключение

Рассмотренные самодельные модели роботов-пылесосов хороши для проведения быстрых уборок, когда нужно подмести полы.

Чтобы подобные аппараты могли хорошо втягивать и пыль – недостаточно обычного вентилятора от компьютера.

Нужно использовать более мощные моторы, например, от фена, и лопасти нужно изготавливать другой конструкции.

В этих же моделях для лучшего эффекта всасывания нужно соблюсти расстояние от дна до пола не более 1 см.

Робот-пылесос самодельной конструкции нельзя использовать в местах, где есть возможность падения его с высоты.

В простой системе не предусмотрены датчики контроля уровня пола. В сети имеются лайфхаки как сделать пылесос-робот моющим.

Видео: Как сделать робот-пылесос своими руками

Как сделать робот-пылесос?

Сейчас популярность роботизированных домашних уборщиков все возрастает с каждым днем. Это обосновано тем, что данные устройства способны поддерживать покрытия вашего пола в чистоте и при этом не отнимать у вас времени. Их главным отличием от управляемых человеком собратьев является то, что очистка поверхности, перемещение и ориентирование в пространстве осуществляются устройством самостоятельно. Этого удалось достичь благодаря наличию специальных датчиков, которые контролируют смену режима работы, перемещение и подзарядку пылесоса.

Основная проблема заключается в том, что приобрести робот-пылесос на рынке сейчас достаточно проблематично. Далеко не везде удается подобрать подходящую модель, да и ценовая политика некоторых реализаторов устраивает далеко не всех. Однако не стоит отчаиваться. У вас всегда есть возможность создать самодельный робот-пылесос. Само собой, сделать такое устройство своими руками и в домашних условиях — это весьма длительный процесс, который потребует терпения, определенного набора материалов и инструментов, а также навыков работы с подобного рода техникой. Схема создания робота-пылесоса в домашних условиях вполне постижима даже для любителя. Однако в процесс создания подобного рода механизмов необходимо вникнуть и выяснить все нюансы предстоящей операции. В противном случае вы лишь зря потратите время и средства.

Робот-пылесос своими руками

Описание самодельного робота пылесоса

Если вы хотите создать механизм, который будет идеально подходить для очистки поверхностей пола в вашем доме, вам следует внимательно соблюдать все правила, которые предписывает схема сборки, представленная в следующем пункте.

Если вы все сделаете правильно, у вас получится модель, соответствующая этому описанию:

диаметр устройства составляет 30 сантиметров, высота – 9 сантиметров. Корпус сделан из вспененного поливинилхлорида. При этом толщина самого корпуса достигает 6 миллиметров;
в бампере установлены 4 датчика, посредством которых будет фиксироваться положение робота-пылесоса в пространстве. При этом имеется пара переключателей, подсоединенных на случай непредвиденных столкновений. Края обиты резиновой прокладкой, чтобы при случайном столкновении с мебелью не повредить ее;
емкость для пыли и мусора изготовлена из поливинилхлорида толщиной в 4 миллиметра. Фильтр для пыли изготовлен из 2 обыкновенных тряпичных салфеток, которые можно купить в каком угодно бытовом магазине. Крышка, защищающая содержимое мусорного контейнера, прикреплена к основанию при помощи магнитов;
турбина изготовлена из тонких пластиковых листов, фрагментов компьютерных дисков и поливинилхлорида;
верхняя крышка устройства держится на суперклее;

инфракрасные датчики имеют 4 выхода подключения к системе «Ардуино». При этом обычный режим работы подразумевает выдачу логической единицы, а ситуация, в которой хотя бы один из датчиков системы срабатывает — логический ноль;
если ИК-датчик не сработал, а пылесос тем не менее наткнулся на какое-либо препятствие, его бампер нажмет на переключатель, что спровоцирует откат устройства на несколько сантиметров назад. После этого будет произведен разворот, а работа продолжится. Переключатели при этом нужны достаточно мощные, чтобы своевременно устанавливать бампер в исходное положение;
мотор, отвечающий за движение передней щетки, подключается в Arduino через MOSFET. При этом в том случае, когда робот-пылесос находится в движении, щетка вращается достаточно медленно для того, чтобы пыль, грязь и мусор не разбрасывались по комнате, а, наоборот, собирались вместе и втягивались в жерло. А если робот находится возле стены или угла, щетка ускоряет темп своей работы, так как большинство пыли и грязи как раз и скапливается вдоль плинтусов;
питание робота пылесоса осуществляют 4 литийионных аккумулятора, а также понижающий преобразователь переменного тока. Каждая пара вышеупомянутых литийионных аккумуляторов подключена последовательно;
основание устройства изготовлено из высокопрочной фанеры;
конструкция устройства подразумевает наличие 3 шариковых колес;
все щетки робота-пылесоса изготовлены из достаточно жесткой лески.

Схема сборки робота-пылесоса в домашних условиях

Чтобы правильно сделать робот-пылесос своими руками, необходимо придерживаться следующего алгоритма (схема должна выполняться в четко указанной последовательности):

Загрузить необходимое программное обеспечение. Если вы хотите сделать свой робот-пылесос максимально похожим на заводские аналоги (исходя из выполняемых функций), вам нужно будет загрузить на микроконтроллер «Ардуино» необходимое программное обеспечение. Это можно сделать при помощи обыкновенного персонального компьютера — достаточно лишь загрузить код на плату «Ардуино».
Закрепить основные компоненты. Чтобы средства передвижения робота-пылесоса, кулер, микросхемы, аккумуляторы и вся прочая начинка устройства были надежно закреплены, вам потребуется фанерная основа. Она же по совместительству будет днищем вашего пылесоса. Туда же крепятся предварительно склеенные между собой при помощи суперклея турбина и емкость для сбора отходов. Также контейнер должен быть оборудован специальной трубкой, через которую будет выводиться выдуваемый воздух. Она должна быть защищена плотной тканью, которая послужит средством фильтрации. Кулер должен быть последовательно склеен со всеми сервоприводами, после чего посажен на все ту же фанерную площадку, на которой к тому времени уже должны быть монтированы микросхемы и аккумуляторы для подпитки устройства. Колеса для робота пылесоса могут быть куплены на рынке (однако вы можете предпринять попытку сделать их своими руками из консервной банки).

Механическая часть робота-пылесоса

Установить бампер. В этой модели он изготавливается из поливинилхлорида. Однако возможны и металлические аналоги. В любом случае при столкновении он должен физически воздействовать на переключатель, который заставит аппарат двигаться в другую сторону. Также стоит отметить, что после столкновения бампер должен возвращаться на первоначальное место.
Установить корпус. Чтобы все содержимое конструкции было надежно защищено, лучше всего использовать корпус из поливинилхлорида. При этом на нем можно сделать надрезы, чтобы он лучше снимался. Крышка корпуса крепится при помощи магнитов. В идеале их должно быть не менее 8 (приветствуются вариации, в которых использовано большее их количество).

Изготовление робота-пылесоса в домашних условиях

Необходимые материалы

Чтобы сделать робот-пылесос своими руками, вам потребуются следующие материалы:

«Ардуино Про Мини» — главный мозг и информационный центр всей конструкции.
Драйвер моторов робота-пылесоса серии Л298Н.
Понижающий преобразователь переменного тока.
Модуль с мосфетом, посредством которого будет осуществляться контроль над темпом работы передней щетки устройства.
4 инфракрасных датчика, которые будут фиксировать наличие препятствий на пути робота пылесоса.
Пара переключателей, которые будут изменять направление движение устройства при столкновении.
3 шарообразных колеса.

Колеса для самодельного робота-пылесоса

Мотор, обеспечивающий вращение щетки в различных режимах.
Мотор высокой мощности, обеспечивающий нормальное функционирование турбины.
4 литийионных аккумулятора, а также средство контроля над ними.
Фанерное основание нужного размера.
Корпус из поливинилхлорида нужного размера.
8 пар магнитов для крепления.
Провода, кабели, переключатели и прочие элементы электрической сети.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

Читайте также:

Льнянка выращивание из семян

Как оформить экономное электроотопление для квартиры или дома

Решение о переходе на автономное отопление в квартире обычно ставит перед владельцами вопрос – выбирать в качестве теплоносителя газ или электричество. На первый взгляд вариант с газовым котлом кажется более экономичным. Однако на практике это не совсем так. Во-первых, тарифы на газ в Украине нестабильны и не включают ежемесячные сборы за обслуживание газовых сетей. Во-вторых, такой способ обогрева не предусматривает применения льготных условий оплаты. Индивидуальное электрическое отопление в квартире, напротив, позволяет получить сразу две категории скидок. И в определенное время суток цена электроэнергии будет составлять лишь четверть от стандартных ставок.

Оформление электротопления – как сэкономить?

Для квартир с газовым обогревом объем использованной электроэнергии свыше 100 кВт в месяц рассчитывается по ставке 1,68 гривен за киловатт. Оформление и установка электроотопления позволяет платить за электричество всего 90 копеек за киловатт, вплоть до объема 3000 киловатт в месяц с 1 октября по 30 апреля включительно. Такая норма введена Постановлением НКРЭУ «О тарифах на электроэнергию, которая отпускается населению в населенных пунктах» от 01.03.2017.

Нововведение сразу позволило снизить предполагаемую стоимость электроотопления почти в два раза. Но и это еще не все. Следующим постановлением, от 01.10.2017, НКРЭУ предоставило возможность перейти на специальный тариф «Электрообогрев», оформление которого сделало использование электричества еще дешевле.

Оформление электротопления – Тариф «Электрообогрев»

Предыдущие нормы законодательства уже предусматривали льготы для некоторых видов отопительного электрооборудования при оформлении автономного электроотопления. А именно – для электрокотлов и тепловых насосов. Новый порядок включил в перечень и прочие современные системы, включая:

теплые полы (о том, как рассчитать теплый пол – читайте тут);
теплые плинтусы;
керамические панели (о том, как рассчитать теплый плинтус и панели для отопления – читайте тут);
стационарные конвекторы.

Дополнительным требованием стало только обязательное утверждение проекта, где указывалась совокупная мощность системы. В этом случае оформление своего автономного электроотопления позволяло на протяжении всего отопительного сезона оплачивать электричество до 3000 кВт:

по 0,90 грн/кВт в дневное время;
по 0,45 грн/кВт ночью, при условии оформления и установки зонного счетчика.

Таким образом, индивидуальное электротопление с параллельным учетом расхода энергии с помощью электросчетчика «день/ночь» снижало расходы уже не в 2, а в 3 раза.

Необходимые условия для оформления электроотопления

Таковыми условиями являются:

отсутствие любых других видов отопления – центрального, газового, твердотопливного (печного);
достаточные для повышенной потребительской нагрузки характеристики электросетей (согласно ТУ);
оформление проекта системы электроотопления, чья максимальная мощность не превышает расчетные показатели надежности проводки;
акт отключения от ЦО, если таковое присутствовало в доме/квартире ранее.

Если все условия соблюдены, можно переходить к стадии оформления документов на новый тариф.

Оформление льготного тарифа на автономное электроотопление

Чтобы оформить и подключить льготный тариф в квартире, в первую очередь необходимо обратиться в Облэнерго. Только специалисты этой организации могут разрешить или запретить установку электроотопления в зависимости от мощности, на которую рассчитан многоквартирный дом. Если лимит данной мощности выбран – например, значительная часть жильцов уже прошли сходную процедуру оформления – установить индивидуальное отопление не удастся.

Однако подобная ситуация маловероятна, и в случае положительного решения Вам понадобится:

выбрать лицензированную компанию, имеющую право реализовывать проекты под льготный тариф при условии его оформления;
заключить договор на установку электроотопления;
получить на руки готовый проект и приложить его к заявлению в Облэнерго;
не позднее, чем через 7 дней, Вам должны предоставить ответ с указанием технических условий и суммы оплаты работ для обеспечения подводки к дому кабеля достаточного сечения;
следующий этап на пути к своему автономному электроотоплению – выполнение работ компанией-лицензиатом по замене системы проводки внутри квартиры (включая разделение питания для отопления и бытовых приборов). О том, как правильно сделать разводку для электроототпления своими руками, читайте тут.
получение Акта о завершении проекта;
перезаключение Договора с Облэнерго на предоставление льготного тарифа вместо обычного.

Также для оформления электроотопления в РЭС потребуется предоставить такой пакет документов:

Копия паспорта и идентификационного кода.
Акт, удостоверяющий право на владение жильем (либо доверенность на пользование от владельца).
Справка об отсутствии в квартире/доме иных видов отопления.
Технический паспорт на электрооборудование.
Технический паспорт на квартиру.
Ныне действующий договор между Вами и РЭС.
Заявление на оформление автономного электроотопления по льготным ставкам

Важно! При условии заключения договора на установку электрического отопления с нашей компанией предварительные согласования с Облэнерго мы берем на себя.

Сколько можно сэкономить на грамотном электротоплении

Приведем пример с двухкомнатной квартирой общей площадью 50 квадратных метров.

1. Электрокотел, отсутствие оформления льготного тарифа.

Среднемесячное потребление в отопительный сезон – 1500 кВт*ч.

Первые 100 кВт – 0,90 грн., последующие – 1,68 грн.

(100 × 0,9) + (1400 × 1,68) = 2302 грн.

Для сравнения: газовый котел, расход ≈ 200 м3 газа, расходы от 1000 до 1500 грн. в месяц (прибл цифра + стоимость транспортирования ).

2. Электрокотел, электроотопление по льготному тарифу.

1500 × 0,9 = 1350 грн.

3. Электрокотел, электроотопление + установка зонного электрического счетчика.

Поскольку «половинный» ночной тариф действует с 23.00 по 07.00 (⅓ часть суток), получим:

(⅔ × 1500 × 0,9) + (⅓ × 1500 × 0,45) = 1125 грн.

4. Инфракрасные панели или инфракрасный теплый пол, оформление электроотопления + установка зонного электрического счетчика.

Поскольку ИК обогрев примерно на 35% экономичнее, итоговый результат будет таким:

((⅔ × 1500 × 0,9) + (⅓ × 1500 × 0,45)) × 35% = 731,25 грн.

Таким образом, при использовании льгот по установке автономного электроотопления с зонным электросчетчиком можно экономить:

300 – 800 гривен в месяц в сравнении с газовым котлом;
400 – 1600 гривен в месяц в сравнении с электрическим котлом.

Вывод: правильный выбор системы отопления и использование льготных тарифов только за один отопительный сезон может сократить Ваши затраты на 2000 – 10000 гривен. Двухтарифные электросчетчики предлагаются по средней цене 1200 – 1500 гривен, то есть окупятся менее, чем за сезон.

Кто может помочь в оформлении электроотопления?

Наша компания готова взять на себя все проблемы по оформлению автономного электроотопления Вашей квартиры и установке системы электрического обогрева согласно проекту.

Вам не придется тратить свое время и переплачивать РЭС. Мы гарантируем экономичность и комфорт наших систем отопления, а также максимальные сроки гарантии.

Льготный тариф на электроэнергию при отоплении электричеством: что это и как воспользоваться?

Проживание в частном доме имеет немало преимуществ. Собственник может в любое время построить на приусадебном участке террасу или баньку, а вместо темного грязного подъезда гостей будет встречать аккуратный дворик, благоухающий цветами. Счастливые владельцы дома могут забыть о трудностях с парковкой, дискомфорте от постоянного пребывания в тесном помещении, соседях, по воскресеньям стучащих в стену перфоратором.

Единственное, что иногда омрачает радость – это проблемы с отоплением. Относительно доступный по цене газ может отсутствовать, а связываться с дровами или дизельным топливом захочет не каждый. Поэтому собственники нередко принимают решение отапливать жилье электричеством. Такой вариант тоже недешев, но наличие льготного тарифа дает возможность сэкономить. Остается выяснить, как это сделать.

Законодательное регулирование вопроса

Возможность применения льготной тарификации к домам с электроотоплением, а также с подключенными электроплитами, зафиксирована в «Основах ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике». Этот документ утвержден правительственным постановлением № 1178 от 29.12.2011 г.

Данным нормативным актом устанавливаются следующие правила:

Право подать документы на получение скидки имеют жители домов с электроотоплением либо электроплитой, расположенных в черте городов.
Для получения льготы квадратные метры должны быть оснащены электроплитой (электроотоплением) в официальном порядке. Другими словами, поставить электрокотел мало, его монтаж придется оформить документально.
Для жителей сел и деревень действует беззаявительный порядок. Обращаться за льготой в энергоснабжающие организации им не требуется. Для этой категории граждан пониженная ставка устанавливается независимо от того, отапливается ли дом электричеством или хозяева выбрали другой способ обогрева жилья. Если же, к примеру, владельцы домика решат поставить еще и электроплиту – никаких дополнительных льгот на это не полагается.

Право определения величины скидки на оплату электричества в жилых домах предоставлено региональным властям. Ее максимальный размер, который действует в большинстве регионов, составляет 30%. Но поскольку тарифы на энергоресурсы местные власти устанавливают отдельным решением ежегодно, то и размер льготы может корректироваться.

Как воспользоваться правом на льготу по оплате электричества?

Теперь стоит разобраться с тем, как горожане могут узаконить электроотопление в своем доме и получить право на льготу. Легче всего это сделать еще на стадии подготовки строительства. Если землевладелец решил возвести здание в городской черте, а его газификация не планируется, предстоит выполнить следующие действия:

Включить установку электрокотла либо электроплиты в проект электроснабжения будущей постройки.
Предоставить проект в сетевую организацию и оформить ТУ на подключение к электросетям .
После выполнения всех пунктов технических условий получить акт о технологическом присоединении.
Обратиться с заявлением к поставщику энергоресурсов и заключить договор электроснабжения. В заявлении необходимо изложить просьбу проводить все расчеты с применением льготного тарифа для электроотопления.

Если же дом уже построен – процедура выглядит несколько сложнее. Для получения права на льготы хозяева должны иметь выписку из ЕГРН, и также оформленный в БТИ документ с указанием на то, что дом оснащен электрокотлом. Соответственно, придется вносить изменения в технический паспорт. Алгоритм действий в этом случае будет выглядеть так:

Собственник обращается в компанию, к электросетям которой подключено здание, с просьбой увеличить технические мощности. После рассмотрения заявки заключается договор, хозяин дома оплачивает услугу и выполняет свою часть договоренностей. В свою очередь, электросетевая компания должна выполнить работы в течение полугода с момента заключения соглашения. Этот срок обозначен в пп. «б» п.16 Правил технологического присоединения, утвержденных Постановлением № 861 от 27.12.2004 г.
Когда условия договора будут исполнены, заказчику выдадут соответствующий акт, а также акты разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности сторон (эти два документа часто совмещаются в одном).
На основании представленной документации специалисты БТИ вносят изменения в технический паспорт жилья.

Заключительным шагом является обращение в энергосбытовую компанию, с которой у собственника заключен договор снабжения ресурсами и от которой поступают счета за электричество. Собственник должен предоставить туда полученные от сетевиков акты, выписку из ЕГРН на жилой дом, а также справку о том, что здание не подключено к магистральному газоснабжению. Такие справки оформляются в территориальном отделе газоснабжающей организации.

Все перечисленные документы подаются вместе с заявлением о применении льготного тарифа, предусмотренного для домов с электроотоплением. Максимальный срок рассмотрения заявок граждан составляет 30 календарных дней

О результатах собственников, как правило, извещают письменно. В случае одобрения льготный тариф начнет применяться со следующего месяца. Если же последует отказ – заявитель имеет право подать жалобу в Энергонадзор. В крайних случаях можно обратиться с заявлением в прокуратуру или попробовать восстановить справедливость в судебном порядке.

Жизнь в частном секторе хороша тем, что владельцам домов обеспечена некоторая самодостаточность. Это означает и возможность выбирать способ, которым будет отапливаться жилое помещение. Отопление электричеством в данном случае – вполне удобный вариант. Правда, чтобы воспользоваться льготой, придется пройти длительную процедуру согласования. Но затраты времени и сил обычно оправданы: расходы на содержание жилья и оплату услуг энергосбыта удается существенно сократить.