Можно ли сделать робот пылесос своими руками?

За и против

Стоит ли покупать робот-пылесос? Нужен ли он? Не будет ли покупка бесполезной тратой денег? Безусловно, на эти вопросы вы должны ответить себе сами.

Однако, мы напомним вам основные аргументы ЗА и ПРОТИВ покупки робота-пылесоса.

Аргументы ЗА:

• Экономит время. Особенно при наличии большой квартиры, которую необходимо долго убирать.
• Убирает не только пыль и грязь, но еще и шерсть домашних животных
• Возможность уборки в труднодоступных местах: под шкафами, столами, диванами
• Незаменимый помощник в уборке, если дома есть аллергики. Помогает всегда поддерживать квартиру в чистоте.

Аргументы ПРОТИВ:

• Высокая стоимость
• Могут возникнуть проблемы с сигнализацией, установленной в доме. Сигнализация может срабатывать в ответ на передвижения робота.
• Менее тщательная уборка в углах квартиры и труднодоступных для робота местах.
• Невозможность уборки пола под низко стоящей мебелью.
• Робот-пылесос не способен справиться с сильными загрязнениями: прилипшая к полу еда или напитки. Такие загрязнения все равно придется устранять в ходе влажной ручной уборки.

Сборка робота-пылесоса

Подготовив все необходимое можно приступать к сборке. Она заключается в прохождении вышеописанных этапов.

Все детали закрепляются на имеющиеся для этих целей у них разъемы саморезами либо клеем, скотчем. Полученный результат представлен на фотографии:

Science Vetal

Показано, как делать робот-пылесос. Он автоматически объезжает препятствия и пылесосит, при этом собирает бумажки, крошки различного происхождения.

Нужен стандартный набор для arduino машинки. Берём одну arduino uno, драйвер двигателя l298n, датчик приближенности, старый вентилятор и системного блока компьютера. Сначала взял толстую гофрокартон, вырвали снимок кружок, установил вентилятор, размер. Начал вырезать. Размер восьмиугольника должен быть несколько меньше вентилятора. Затем взял вентилятор и попробовал вставить туда в отверстие. Думал, что контур немного растянется. Но так не случилось. Немного подрезал и только после этого получилось установить вентилятор. Высота вентилятора над столом должно получиться небольшой, около 0,5 см. Только при этом он будет хорошо всасывать пыль. Затем установил двигатели и приклеил всё с помощью термоклея. В том числе и вентилятор. Его нужно клеить после того, как установлены моторы, чтобы видеть необходимо высоту. Практика показала, что хорошо будет всасываться мусор, если высота над столом от 0,5 до 1 см. Затем занялся установкой еще одного колеса, чтобы это система стояла на трех колесах. Третье колесо вращается не будет.
Все элементы пылесоса присоединяется с помощью термоклея. Для подобного устройства такой прочности предостаточно.

Кашаса всасывание мусор зависит от скорости работы, она не должна быть большой. Необходимо вставить глаза. Используем датчик ультразвуковой для arduino.

Кнопка установил сбоку, но практика показала, что это не совсем правильное решение, потому что робот сам себя несколько раз отключал. Он ударился о стену именно этой кнопкой. В принципе, это не совсем классический пылесос, потому что обычно используется коробка. А здесь стоит прямо на всасывание. Но это не ухудшает характеристик

Обратите внимание, что мастер взял обычный вентилятор, не предназначен для того, чтобы сосать были. Он просто дует воздух

Поэтому, если вы хотите создать пылесос, который будет сосать не только бумагу, то нужно установить двигатель помощнее. И придать лопастями необходимую для пылесоса конфигурацию. Весь процесс создания робота занял около 3 часов. Как видите, ничего сложного нет. Самое сложное в этом деле, это программирование. В этом случае мастер программируют лишь немного. Он взял свою машину, который объезжает препятствия, и чуть-чуть изменил, чтобы ограничить скорость передвижения робота. Для этого применил шим выводы на arduino и подключил их соответствующим выводом на драйвере двигателя. Кстати, он не такой и маленький расчёт радиатора. Но у него есть большой плюс по сравнению с другими драйверами двигателей. А именно, вывод на 50. Им очень удобно, сервоприводы а также arduino. Если вам не нравится большой размер этого драйвера, то можно просто взять и убрать оттуда радиатор. Дело в том, что при использовании этих двух двигателей, он греется не сильно. Температура не поднимается выше 40 градусов. Схема получает питание с аккумулятора с через выключатель и nano драйвер двигателя. Сюда же подключен и вентилятор.

В современном ритме жизни не всегда получается поддерживать в доме чистоту. В этом деле поможет современные технологии. Робот-пылесос появился более 15 лет назад. Его типовой внешний вид напоминает крупную шайбу, которая передвигается по комнате по заданному алгоритму или случайным образом (пока на что-нибудь не наткнется) и собирает мусор. Предлагаем вам изучить 2 пошаговые инструкции, позволяющие сделать робот-пылесос своими руками.

HOBOT 288

Второе место в рейтинге заслужено достается относительно новому HOBOT 288. Этот стеклоочиститель также вакуумного крепления, однако салфетка закреплена жестко на корпусе, чистящий блок не двигается. Из особенностей модели хотелось бы выделить автоматическое определение загрязнений, способность очищать безрамные окна и работу через мобильное приложение.

HOBOT 288

Говоря о характеристиках, скорость уборки примерно такая же (2,2-3 мин/м²), мощность примерно такая же (72 Вт), время работы от аккумулятора до 20 мин. Судя по отзывам покупателей, со своей задачей робот справляется на 4+. Есть незначительные недочеты, но и цена ниже — около 25 тыс. рублей. За свои деньги это вполне адекватный вариант.

Что пригодится для сборки?

Перед тем как самостоятельно изготовить автоматизированную технику следует обзавестись всеми нужными материалами и схемой сборки. В интернете есть достаточно много видео, обучающее робототехники. Рассмотрим подробнее список необходимых материалов, и как все-таки собрать агрегат самостоятельно.

Материалы необходимые для самостоятельной сборки пылесоса:

• мозг системы;
• 4 ИК, для обнаружения препятствий на воем пути;
• 2-3 вращающих аксессуара;
• переключатели, которые необходимы для изменения траектории движения во время столкновения;
• модель для контроля движения передней щетки;
• преобразователь тока;
• драйвер моторов;
• мотор, отвечающий за вращение щетки;
• редуктор;
• Li ion блок;
• изготовленный корпус робота;
• основание из фанеры;
• несколько магнитов, обеспечивающих крепление;
• клей, саморезы;
• провода, переключатели, кабели и т.д.

Схема

Для того, чтобы сделать робот, который ничем не будет отличаться от промышленной модели. Процесс программирования производится через ПК, следует загрузить код на плату. Существует большое множество различных планов роботизированной модели. Схема робота пылесоса:

1. Берем основание из фанеры, к нему крепим с помощью клея — двигатель, пылесборник, кулер, микросхема, аккумулятор, ИК лазеры передвижения. Стоит не забывать что у пылесборника должна быть трубка, позволяющая воздуху выйти наружу. Колеса решили взять уже готовые, то просто крепим к основанию.
2. Установить бампер. Его можно сделать из металлического материла, главным критерием является воздействие контактного аксессуара на переключатель, заставляющий двигаться его назад, в противоположную сторону от препятствия.
3. Далее устанавливаем корпус, следует заметить, что корпус крепится с помощью магнитов. Чем выше количество используемых магнитов, тем прочнее корпус будет держаться. Лучше всего подойдет корпус из поливинилхлорида.

Подробнее о процессе сборки

Теперь детально рассмотрим проект сборки:

1. Корпус изготавливается из картона, либо поливинилхлорида.
2. Закрепляем на корпусе ИК лазеры и контактный аксессуар;
3. Пылесборник изготавливается из картона или поливинилхлорида;
4. Для фильтра подойдут тканевые или микрофибровые салфетки;
5. Двигатель подключается к ардуино;
6. ИК аксессуары подключаются к контроллеру;
7. Устанавливаются батареи;
8. Устанавливаем щетки;
9. Далее следует процесс программирование;
10. Устанавливаем верхнюю крышку и проверяем целостность робота.

Идея №1: робот-пылесос из картона

Основа робота делается из плотного картона. Его лучше склеить в пару слоев, а волокна разместить перпендикулярно. Для его технической начинки нужен такой набор деталей:

1. Любая плата Arduino.
2. Breadboard или простая макетная плата, в принципе можно и без неё, всё просто спаять.
3. 2 ультразвуковых датчика расстояния (дальномер).
4. Турбина от пылесоса.
5. Небольшой двигатель или кулер от компьютера.
6. Двигатели с редукторами и колеса.
7. Контроллер для двигателя.
8. Провода для соединений схемы.
9. Аккумуляторы и контроллер заряда.

В качестве питания для робота нужно использовать 3 литиевых аккумулятора. Напряжение каждого из них 3,7 В. Для их заряда нужен контроллер. Например, такой как на фото:

Контроллер

Для управления двигателями привода робота удобно использовать модуль на L298-микросхеме. Схемотехнически это H-мост, вы можете его собрать своими руками из отдельных компонентов, но купить готовую плату будет надежнее. С его помощью вы можете задавать скорость движения робота-пылесоса и изменять направление вращения.

Модуль управления

Для регулировки скорости на пин ENA или ENB подаётся ШИМ сигнал, а для задания направления вращения подают разноименные сигналы на IN1 и IN2 для одного двигателя и IN3, IN4 для другого двигателя. При этом если на пине IN1 у нас логическая единица, а на пине IN2 – логический ноль, двигатель крутится в одну сторону, чтобы сменить направление нужно поменять местами 1 с 0. Его нужно собрать с ардуино по такой схеме (пины можно использовать любые, это вы укажете в скетче).

Схема на ардуино

Далее нужно делать основу из картона и закрепить на ней колеса, должно получиться что-то вроде этого:

Основа из картона

Вот вид с нижней стороны. Два ведущих колеса с угловым редуктором и поворотное колесо:

Колесная база

Теперь нужно собрать схему, которая монтируется на основание. Диаметр основания должен быть около 30 см, чтобы туда влезла и электроника и сам блок пылесоса.

Сборка корпуса

Вместо дальномеров можно использовать вариант с бамперами, которые соединены с концевыми выключателями. При столкновении с препятствием система управления даст сигнал о смене направления движения.

Бампер

Контактные бампера можно сделать и своими руками, для этого нужен тонкий, но жесткий провод, например от витой пары. Для этого формирует контактную площадку на внутренней стороне бампера из фольги, и закрепляем проводник как это показано ниже. При столкновениях робота-пылесоса с мебелью и стенами они будут соприкасаться. Вам остается отрегулировать расстояние от проволоки до фольги, чтобы добиться нужной чувствительности и исключить ложные срабатывания. На фольгу подается 5В, а провод идёт на вход Ардуино, подтянутый к минусу через резистор на несколько кОм.

Самодельный контактный бампер

Устройство питается от аккумуляторов, для питания системы управления можно применить линейные стабилизаторы типа l7805. Чтобы отрегулировать скорость вращения моторов подойдет понижающий преобразователь, например LM2596.

Самое сложное — это сконструировать и собрать пылесос. Вот его приблизительный чертеж:

Схема пылесоса

Отламываем родные лопасти от кулера, и закрепляем на его роторе турбину от пылесоса

Важно закрепить турбину точно в центре, иначе вы получите дисбаланс и вибрации

Турбина робота

Вот так выглядит обратная сторона турбины, закрепленной на роторе кулера. Закрепить её можно на термоклей или на суперклей

Вид турбины изнутри

Вот и вся пошаговая инструкция по сборке робота-пылесоса, сделанного из подручных материалов. Алгоритм его работы такой: робот-пылесос едет вперед, пока не встретит препятствие. После столкновения (или приближения, если вы используете УЗ дальномеры) останавливается, отъезжает назад на заданное расстояние, разворачивается на произвольный угол и едет дальше.

Пылесос для мастерской по дереву своими руками

Для людей, которые плотно занимаются деревообработкой, рано или поздно остро назревает вопрос эффективного удаления стружки и опилок, особенно при работе в помещении. Как показывает практика, при больших объёмах часто не справляются даже сильные промышленные пылесосы, фильтры которых слишком быстро забиваются отходами. Именно поэтому, так часто мастера прибегают к самостоятельной сборке устройства, которое показывает отличные результаты при сборе мусора и пыли.

Схема

Существует множество различных схем стружкоотделителя. Одной из наиболее эффективных конструкций считается сепаратор-стружкоотделитель, сборка которого выполняется поэтапно. В первую очередь собирается сам сепаратор:

1. Он состоит из нескольких частей: верхней и нижней крышки в форме круга, боковины и входного отверстия. В качестве основного материала можно использовать фанеру или ДСП, толщиной 8 мм для крышек и трёхслойную фанеру, толщиной 6 мм — для боковины (при её выполнении, фанеру распиливают поперёк волокон, что обеспечит большую гибкость и лёгкое вклеивание).
2. На верхней крышке прикрепляется брусок, в котором высверливают отверстие. Его диаметр равен диаметру подключаемого шланга.
3. На входном раструбе также приклеивают брусок с высверленным отверстием.
4. Габариты сепаратора задаются размерами бака, который будет служить мусоросборником. По его диаметру на нижней части сепаратора вырезают кольцевую накладку, которая будет удерживать устройство на месте во время работы.
5. От кольцевой накладки в нижней крышке проделывают прорезь, диаметром около 20 мм. Начинается она в том месте, в котором воздушный поток соприкасается с боковой стенкой и заканчивается до входного потока.
6. Ширина боковой полосы должна составлять около 60–70 мм.

Далее следует сама сборка:

1. Сепаратор выставляется на мусоросборник, который можно сделать из железной бочки или любого прочного бака.
2. Шланг пылесоса подключают в верхнее отверстие, шланг от инструмента — в боковое.
3. На баке и сепараторе делают специальные защёлки, а к корпусу мусоросборника приваривают колёса для удобного передвижения.

Роботы для детей

Робототехника позволяет школьникам развивать творческие навыки и знакомить с техническими терминами. Освоив принципы конструирования lego-роботов (как правило, в школах робототехники используют для обучения lego-платформы), дети учатся разбираться в новых технологиях и осваивают азы востребованной профессии.

Ребятам будет интересно самостоятельно построить или поучаствовать в сборке:

• механических насекомых, которые передвигаются, светятся в темноте;
• квадропода (4-хногого шагохода) по специальным чертежам;
• умных робоживотных, которые могут передвигаться по заданной траектории;
• робота-колобка для накопления солнечной энергии;
• настоящей роботизированной руки для игры на барабане и других манипуляций.

Как сделать микроволновку для куклы своими руками?

Принятие пищи в кукольном мире занимает не самое последнее место. Кукла должна где-то готовить и разогревать свою кукольную еду из пластилина или полимерной глины.

Очень удобная и многофункциональная микроволновка для куклы может получиться из обычной точилки. Выбирайте точилки, в которых есть отделение для сбора опилок. Используя декоративную клейкую бумагу оклейте точилку в нужный вам цвет – белый, черный или металлический (для более реалистичного внешнего вида).

Кнопочки можно сделать из обычного пластилина или же приклеить бусинки, ненужные детальки от сломанных ручек или фломастеров.

Стеклоочиститель Керхер

В комплект стеклоочистителя Karcher входит не только резиновая насадка, но и пульверизатор. Приготовленным раствором из пульверизатора сбрызгивают очищаемую поверхность, затем с помощью насадки с салфеткой протирают окно. Остатки влаги и грязи резиновой насадкой всасываются с помощью вакуума в специальную емкость.

Внешний вид одного из представителей модельного ряда стеклоочистителей Керхер

Прибор хорош тем, что провода не мешают работе, так как агрегат питается от аккумулятора. Использовать его можно для мытья керамической плитки, зеркал и стекол. Одной зарядки батареи хватает на площадь в 60 м кв. и на работу в течение 1,5 часов.

Внимание! Для удобства работы к некоторым моделям стеклоочистителей можно подобрать специальные удлиняющие насадки, позволяющие работать с высокими окнами. Набор состоит из двух штанг.

1. Одна штанга служит для закрепления микрофибровой салфетки.
2. Вторая штанга служит для удлинения пылесоса. Устройство имеет шарнирное соединение, придающее ему необходимую гибкость. Благодаря этому устройство плотно прижимается к стеклу.

Пылесос Karcher может отмывать даже самые загрязненные поверхности.

С водяным фильтром

Строительные пылесосы, оснащённые аквафильтром, относятся к востребованным моделям за счёт их способности не только тщательно очищать поверхности, но и воздух в помещении

Это особенно важно при выполнении пыльных работ

Схема

Существует несколько основных вариантов, с помощью которых можно самостоятельно смастерить аквафильтр для уже имеющегося пылесоса. При этом, рекомендуется опираться на предварительно выполненные чертежи:

Приступая к конструированию аквафильтра, следует заранее подготовить необходимые материалы и инструменты:

1. пластиковое ведро на 10 л с крышкой,
2. переходники сантехнические – 2 шт.,
3. фитинг – 1 шт.,
4. панель ПВХ.

На первом этапе с боку ведра вырезают два отверстия, диаметр которых равен диаметру переходников. В одно из отверстий вставляют фитинг с трубой таким образом, чтобы конец переходника лишь на 2-3 см не доставал до дна. Именно к нему будет подключаться шланг от пылесоса. Сверху выставляется круг панели ПВХ, вырезанный по размерам ведра и оснащённый двумя отверстиями — под переходник и для выхода чистого воздуха. Во второе отверстие вставляется патрубок и к нему присоединяется выходной шланг (если его диаметр будет несколько меньше, край можно обмотать изолентой). Зазоры между переходниками и ведром обрабатывают герметиком, а в ёмкость заливается 2,5 л воды. Вся конструкция закрывается крышкой.

Послесловие

Несмотря на то, что есть гораздо более сложные и точные (в том числе дорогие) проекты, данный проект очень интересен и имеет отличный потенциал для практического применения. Такие конструкции нельзя использовать в непосредственном контакте с человеком из-за недостаточной точности самой концепции. А вот промышленность, медицина и т.д. Для задач без повышенных требований к точности движений в суставах наша роботизированная рука вполне подойдет. Ну а с точки зрения дальнейшей «апгрейда» руки тут поле вообще не вспахивается. Начиная с беспроводного управления, заканчивая заменой приводов, габаритов, развитием дополнительных степеней свободы.

Вот почему я люблю Arduino: вы можете очень быстро и за небольшие деньги собрать макет или прототип устройства, которое не только легко программировать, но и может выполнять действительно интересные задачи.

Принцип действия

Механизм действия прибора базируется на применении инфракрасного излучения и датчиков, которые могут его улавливать. При выявлении такого луча на пути робот воспринимает его как препятствие. Это позволяет ему выстроить маршрут так, чтобы не пересекать черту. Применение способа ограничения участков уборки требует определенного участия человека. Расставить такие стены хозяин должен самостоятельно

В этом случае немаловажное значение имеет грамотное размещение, которое обеспечивает покрытие максимального участка для уборки

Важно следить, чтобы в зоне воздействия отсутствовали хрупкие предметы или шторы. Для более комфортного зонирования приходится использовать сразу несколько виртуальных стен

Инфракрасный луч помогает пылесосу не задевать хрупкие или опасные предметы. Хозяину достаточно установить виртуальные стены. При этом они могут включаться и выключаться вручную или автоматически при запуске робота. Конкретный режим зависит от модели. Подобные средства навигации имеются в комплекте практически всех роботов-пылесосов.

Автоматическое увеличение мощности на ковре

Если у Вас большая площадь жилья и есть ковры, рекомендую обращать внимание на роботы-пылесосы, которые автоматически повышают мощность при заезде на ковер. Таким образом не только ковры лучше очищаются от волос, мусора и пыли, но и робот способен зря не расходовать заряд батареи. Смысл заключается в том, что на твердых полах робот пылесосит в стандартном режиме, чего и так хватает для качественной сухой уборки, а при заезде на ковер он повышает мощность до максимума и соответственно снижает мощность при съезде с ковра

Смысл заключается в том, что на твердых полах робот пылесосит в стандартном режиме, чего и так хватает для качественной сухой уборки, а при заезде на ковер он повышает мощность до максимума и соответственно снижает мощность при съезде с ковра.

Увеличение мощности на коврах

Уже достаточно большое количество роботов-пылесосов среднего и премиального сегмента оснащены этой функцией и на мой взгляд она полезная.

Как управлять процессом уборки

Управлять роботом-пылесосом Xiaomi можно со смартфона. Для этого есть приложение, в котором можно задавать график уборки, маршрут и контролировать параметры устройства. Приложение интуитивно покажет пользователю, как создать умную карту робота-пылесоса Xiaomi.

Чтобы осуществлять управление и контроль через приложение, необходимо выполнить следующие шаги:

• скачать приложение «Mi Home» для Android или IOS;
• выбрать сервер Европу, США или Сингапур, потому что на китайских серверах некоторые опции заблокированы;
• создать учетную запись либо совершить вход в уже существующий аккаунт;
• в пункте «Добавление устройства» выбрать Mi Robot;
• на корпусе пылесоса нажать и удерживать в течение 5 секунд иконку с изображением дома до звукового сигнала. Это будет свидетельствовать об успешном соединении приложения и устройства;
• выбрать Mi Robot и указать используемую сеть Wi-Fi;
• задать основное местоположение устройства и завершить настройку.

Роботы-пылесосы Xiaomi различаются по наличию функции влажной уборки. В каждой модели есть разделение на полную и частичную уборку.

При полной уборке происходит построение карты, разделяя большое помещение на квадраты. Затем по зигзагообразной траектории производится уборка каждого квадрата по очереди. Каждый квадрат робот-пылесос Xiaomi проходит повторно. После завершения робот возвращается на базу для зарядки. Если док-станцию переместить на другое место, то робот-пылесос вернется на то место, откуда началась уборка.

Частичная уборка представляет собой очистку поверхности площадью 1,5х1,5 метра. Для этого нужно поставить робот-пылесос Xiaomi на нужное место, нажать и подержать 5-6 секунд кнопку «Домой». Устройство начнет уборку и по её завершению вернется на базу.

Возможные трудности

При использовании робота-пылесоса могут возникнуть некоторые трудности. Зачастую они имеют простые решения.

• робот-пылесос больше не отображается в приложении. Причиной является потеря связи между утилитой и устройством. Как правило, это может произойти при изменении сети Wi-Fi, при обновлении прошивки. Чтобы устранить проблему, необходимо сделать сброс настроек робота-пылесоса. Для этого нужно одновременно нажать и удерживать кнопку включения и «Домой» до голосового оповещения. После этого через приложение заново добавить устройство;
• зависание устройства. При этом робот-пылесос не реагирует на команды с приложения и на нажатие кнопок на панели. Поможет перезагрузка при помощи кнопки Reset;
• робот перестал заряжаться. Помимо отсутствия напряжения в сети, к которой подключена док-станция, могут засориться контакты. После очистки от загрязнения процесс зарядки будет восстановлен;
• робот-пылесос Xiaomi не рисует карту. Причиной может стать низкий заряд батареи.

Основной строительный материал

Например, изготовление робота из картона. Некоторые из самых основных строительных материалов могут быть использованы для создания отличных каркасов. Одним из самых дешевых и наиболее доступных материалов является картон. Вы часто можете найти картон бесплатно, и его можно легко вырезать, согнуть, склеить и сложить.

робот из картона

Может быть вы можете создать усиленную картонную коробку, которая выглядит намного более красиво. И она соответствует размеру вашего робота. Затем вы можете нанести эпоксидную смолу или клей, чтобы сделать ее более долговечной. В заключение дополнительно можно разукрасить ее.

Плоский материал для конструкции

Один из наиболее распространенных способов сделать раму – это использовать стандартные материалы, такие как лист фанеры, пластика или металла. И просверлить отверстия для подключения всех исполнительных механизмов и электроники. Прочный кусок фанеры может быть довольно толстым и тяжелы. В то самое время как тонкий лист металла может быть слишком гибким.

Например, доску или фанеру из плотной древесины можно легко разрезать с помощью пилы, просверлить (не опасаясь разрушения), покрасить, отшлифовать и т.д. Следовательно вы можете устанавливать устройства с двух сторон. Например, подключить двигатели и колесики колес к нижней части, а электронику и аккумулятор к верхней части. При этом древесина останется неподвижной и твердой.

Лазерная резка, изогнутый пластик или металл

Если вы находитесь на том этапе, когда вам необходим внешний блок, то лучшим вариантом будет высокоточная резка деталей лазером. Любая ошибка в расчетах будет дорогостоящей и приведет к порче материалов. Для изготовления робота нужна собственная мастерская. Возможно нужно найти компанию, производящую такой тип роботов. Может быть она предлагает множество других услуг, включая работы с металлом и покраску.

3D-печать

3D принтер, печатающий раму или каркас, редко бывает наиболее обоснованным решением (потому что он печатает послойно). В результате этого процесса можно создавать очень сложные формы. Такие формы было бы невозможно (или очень сложно) изготовить другими способами.

3D принтер

Отдельная трехмерная печатная деталь может содержать все необходимые монтажные точки для всех электрических и механических компонентов. При этом способе изготовления каркаса сохраняется незначительный вес изделия. Изготовление робота потребует дополнительной обработки и шлифовки.

Поскольку 3D-печать становится более популярной, цена на детали также снижается. Дополнительно преимуществом 3D-печати является не только то, что ваш дизайн легко воспроизводить, но и им легко делиться. При помощи нескольких кликов мышки можно получить все инструкции по дизайну и файлы САПР.

Полиморф

При комнатной температуре полиморф является твердым пластиком. При нагревании (например, в горячей воде) он становится податливым и может быть сформирован в сложные детали. Затем они охлаждаются и затвердевают в прочные пластмассовые детали.

робот из полиформа

Обычно пластиковые детали требуют высоких температур и необходимы различные формы для изготовления. Изготовление робота таким способом делает их недоступными для большинства любителей. Например, вы можете комбинировать различные формы (цилиндры, плоские листы и т.д.).

Так формируются сложные пластмассовые структуры, которые выглядят как сделанные промышленным способом. Вы также можете экспериментировать с различными формами и  достичь с помощью этого материала многого.

Робот, реагирующий на источник света

Для быстрого сбора механизмов используются предметы, которые можно найти дома. Это моторчики и батарейки из детских игрушек, проволока, солнечные аккумуляторы от старых калькуляторов, светодиоды. Дополнительно потребуются фиксаторы (клей, изолента), отвертка и другие инструменты из домашней мастерской.

Перед началом работы следует определить, какие функции возьмет на себя готовый механизм. За 15 минут можно собрать робота, который ищет источник света. При включении лампы он будет двигаться к ней, а при перемещении фонаря — следовать за потоком лучей.

Необходимые инструменты и детали

При сборке конструкции простого робота своими руками потребуются:

• основа – монтажная плата или плотный материал (картон);
• движущая сила – миниатюрные моторчики мощностью 3 или 5 В (из старой игрушки);
• колеса – крышки от пластиковых бутылок;
• датчики – фототранзисторы на 3 В;
• источник питания — 3 спаянные батарейки АА (пальчиковые);
• управляющие элементы – транзисторы 816Г (производство – Россия);
• монтажные приспособления – провода из витой пары.

Для проделывания отверстий на картоне потребуется шило, а фиксатором элементов послужит термопластичный клей (из термопистолета). Для работы также понадобится паяльник и жесткая проволока, которую заменит разогнутая скрепка.

Процесс сборки

Готовые детали следует разложить на рабочем столе и включить паяльник. Первоначально собирают плату, для чего подготавливают текстолитовую или картонную основу со сторонами от 4 до 5 см. На ней должна уместиться схема, батарейки, двигатели и крепеж переднего колеса.

Первоначально запаивают датчики с учетом полярности подсоединения фотодиодов и фототранзисторов. Их размещают по углам платы с одного края, располагая так, чтобы они смотрели в разные стороны. Это передняя часть робота, его «глаза».

Поодаль от переднего края фиксируют транзисторы, запаивая их так, чтобы маркировка располагалась на стороне правого колеса.

Двигатели устанавливают в конце шасси с противоположной стороны платы. Управляющий моторчик крепят напротив управляемой системы. Это необходимо, чтобы робот поворачивался на свет.

Сборку электрики начинают от отрицательного полюса батарейки к положительному контакту по всей схеме. Взяв часть витой пары, припаивают отрицательный контакт датчиков к минусу батарей, и в это же место добавляют коллекторы транзисторов.

Второй фотоэлемент припаивают небольшим куском провода к транзисторной базе. Остальные ножки присоединяют к моторчикам. Для проверки правильности сборки используют тестер полярности напряжения.

Когда все сделано правильно, двигатели на плате вращаются, меняя скорость в зависимости от степени освещения.

Если устройство не работает, проверяют правильность подключения контактов. В схеме каждый из датчиков отвечает за работу колес — правый за левое, и наоборот. Если это не так, корректируют полярность включения моторов.

Далее осуществляют сборку устройства. Первым делом изготавливают боковые колеса, склеив крышки между собой полой частью внутрь. Для их фиксации просверливают небольшые отверстия, используя миниатюрную дрель с насадками. В колесо продевают проволоку (бывшую скрепку) и закрепляют ее концы между фотодатчиками на плате.

На последнем этапе проверяют работу механизма, используя источники освещения разной интенсивности. Колеса робота должны ехать вперед. Если система работает, зафиксированные на плате моторчики и батарейки закрепляют термоклеем.

После приступают к изучению возможностей робота и расширению его функционала. Например, ставят задачу, чтобы он ездил по заданной траектории.

https://youtube.com/watch?v=tcAu85Ov9tk

Принцип работы

• Система навигации позволяет вашему «умному помощнику» ориентироваться в доме. Корректная работа этой системы не позволяет роботу заблудиться или где-то не убраться. Выделяют основные разновидности навигационных модулей, которые предлагают разные производители: датчики робота; внешние датчики; лазер; камера.
• Чистящий модуль отвечает непосредственно за очищение поверхностей в квартире. Если системы навигации у разных производителей могут значительно отличаться, то устройство чистящего модуля у всех примерно одинаково. Стандартная схема уборки «умного» пылесоса: при движении робота щетка, расположенная сбоку, собирает грязь и сметает ее под основную щетку. Основная щетка в свою очередь собирает пыль, грязь и подбрасывает в сторону пылесборника, где ее уносит потоком воздуха. Принцип уборки у «умных» пылесосов разных производителей примерно одинаков. Различия могут быть лишь в количестве основных или боковых щеток, фильтрах, а также в мощности и вместительности пылесборников.
• Механизм поиска базы и подзарядки. В роботе – пылесосе установлен аккумулятор, который дает прибору необходимый запас энергии для работы. Если аккумулятор разряжается, то робот выключается. Именно поэтому при снижении уровня зарядки до определённого уровня, в роботе включается режим поиска базы для дальнейшей подзарядки. Роботы-пылесосы, оснащенные различными навигационными системами (камеры, лазеры), запоминают свой путь и без труда сами находят базу.

Промежуточный итог

Цель достигнута: пылесос разговаривает. Я рад, что не стал городить слишком много сразу всего. Следующий шаг связать распознавание образов с потоком, регулирующим движение, а также попробовать transfer learning.

Искусственный интеллект, тема настолько объемная, что сложно определить, за что взяться в первую очередь. На мой взгляд не существует единой точки входа. Совсем не обязательно начинать с вычисления сложных производных или курсов программирования на Python (хотя и то и другое безусловно полезно). Выбирайте то, что интересно лично вам, и да пребудет с вами сила довести начатое до конца.

P.S. Детали реализации лежат в репозитории. Комментарии и пулл реквесты приветствуются.