使用arduino的Diy智能吸尘机器人

嗨，大家好，您是机器人或电子世界的新手吗？或者您是否正在寻找一个简单而强大的项目来使您的朋友和老师印象深刻？然后这是地方。

在这个项目中，我们将利用嵌入式系统和电子技术的力量制造自己的机器人，这可以帮助我们保持家中或工作场所的整洁。该机器人是简单的四轮吸尘器，可以巧妙地避开障碍物并同时对地板进行吸尘。这个想法的灵感来自著名的真空吸尘器Robot Roomba，如下图所示。

我们的想法是从头开始制造一个简单的机器人，该机器人可以在清洁地板时自动避开障碍物。相信我，这很有趣！

所需的材料和组件：

好的，现在我们已经想到了自动地板清洁机器人的概念，并且知道我们要做什么。因此，让我们看看应该从哪里开始执行。为了构建我们所设想的机器人，我们首先需要确定以下几点：

单片机类型
需要传感器
所需马达
机器人底盘材料
电池容量

现在，让我们决定上述每个要点。这样，不仅可以构建此家庭清洁机器人，还可以构建任何其他引起您想象的机器人，对您有所帮助。

单片机类型：

选择微控制器是一项非常重要的任务，因为该控制器将充当机器人的大脑。大多数DIY项目都是围绕Arduino和Raspberry Pi开发的，但不必相同。没有可以使用的特定微控制器。这完全取决于需求和成本。

就像平板电脑无法在8位微控制器上进行设计一样，使用ARM cortex m4设计电子计算器也毫无价值。

单片机的选择完全取决于产品的要求：

1.首先确定技术要求，例如所需的I / O引脚数量，闪存大小，通信协议的数量/类型，任何特殊功能等。

2.然后根据技术要求选择控制器列表。此列表包含来自不同制造商的控制器。有许多专用的控制器可用。

3.然后根据成本，可用性和制造商的支持最终确定控制器。

如果您不想做很多繁重的工作，而只是想学习微控制器的基础知识，然后再深入研究它，那么可以选择Arduino。在这个项目中，我们将使用Arduino。我们以前使用Arduino创建了许多类型的机器人：

使用Arduino的DTMF控制的机器人
使用Arduino的Line Follower机器人
使用Arduino的计算机控制机器人
使用Arduino的WiFi控制机器人
使用Arduino的基于加速度计的手势控制机器人
使用Arduino的蓝牙控制玩具车

所需的传感器：

市场上有很多传感器都有各自的用途。每个机器人都通过传感器获得输入，它们充当机器人的感觉器官。在我们的情况下，我们的机器人应该能够检测并避开障碍物。

我们还将在未来的项目中使用许多其他凉爽的传感器，但现在让我们继续专注于红外传感器和US（超声波传感器），因为这两个家伙将为我们的自动驾驶汽车提供愿景。在此处检查红外传感器的工作情况。下面显示了红外传感器模块和超声波传感器的图片：

超声波传感器由两只圆眼组成，其中一只用来发射美国信号，另一只用来接收美国射线。光线通过微控制器计算得到的发射和接收回来的时间。现在，由于已知声音的时间和速度，因此可以通过以下公式计算距离。

距离=时间x声速除以2

由于光线向前和向后传播相同的距离，因此该值除以2。此处给出了使用超声波传感器的详细说明。

所需马达：

在机器人技术领域使用了很多电机，其中最常用的是步进电机和伺服电机。由于该项目没有任何复杂的执行器或旋转编码器，我们将使用普通的PMDC电动机。但是我们的电池有点笨重，因此我们使用四个电动机来驱动机器人，所有四个都是相同的PMDC电动机。但是，一旦您对PMDC电动机感到满意，建议将其设置为步进电动机和伺服电动机。

机器人底盘材质：

作为学生或业余爱好者，制造机器人时最困难的部分是准备机器人的底盘。问题在于工具和材料的可用性。该项目最理想的材料是丙烯酸，但需要钻孔机和其他工具才能使用。因此，选择了每个人都可以轻松加工的木材。

引入3D打印机后，该问题已完全从现场消失。我计划在某天进行3D打印，并用相同的方式更新您的人员。因此，现在让我们使用木板来构建我们的机器人。

电池容量：

选择电池容量应该是我们的最后工作，因为它完全取决于您的机箱和电动机。在这里，我们的电池应驱动一个吸尘器，该吸尘器可吸取3-5A电流和四个PMDC电动机。因此，我们将需要沉重的电池。我选择了12V 20Ah SLAB（密封铅酸电池），它非常笨重，这使我们的机器人得到了四个PMDC电动机来拉动这个笨重的家伙。

现在我们已经选择了所有必需组件，下面列出它们

底盘木板
红外和美式传感器
依靠直流电流运行的吸尘器
Arduino Uno
12V 20Ah电池
电机驱动器IC（L293D）
工作工具
连接线
学习和工作的热情。

上面的描述涵盖了我们大多数组件，下面将解释遗漏的内容。

直流吸尘器：

由于我们的机器人在12V 20Ah DC系统上运行。我们的真空吸尘器也应该是12V DC真空吸尘器。如果您对在哪里可以买到的东西感到困惑，则可以访问eBay或亚马逊购买汽车清洁吸尘器。

我们将使用上图所示的相同方法。

电机驱动器（L293D）：

电动机驱动器是Arduino与电动机之间的中间模块。这是因为Arduino微控制器将无法提供电动机工作所需的电流，而只能提供40mA，因此吸收更多电流将永久损坏控制器。因此，我们触发了电动机驱动器，该驱动器又控制电动机。

我们将使用L293D电机驱动器IC，该IC能够提供高达1A的电流，因此该驱动器将从Arduino获取信息，并使电机按要求工作。

而已！！我已经提供了大多数关键信息，但是在开始构建机器人之前，建议先阅读L293D和Arduino的数据表。如果您有任何疑问或问题，可以通过评论部分与我们联系。

构建和测试机器人：

吸尘器是放置机器人时最关键的部分。如图所示，它必须倾斜放置，以便可以提供适当的真空作用。真空吸尘器不受Arduino控制。接通机器人电源后，真空也将打开。

建造机器人的一个累人过程是木制品。我们必须雕刻木材并钻一些孔以放置传感器和真空吸尘器。

建议在布置传感器和电动机驱动器后，使用以下代码测试骑乘机器人，然后再连接传感器。

void setup（）{Serial.begin（9600）; pinMode（9，输出）; pinMode（10，输出）; pinMode（11，输出）; pinMode（12，输出）; } void loop（）{delay（1000）; Serial.print（“ forward”）; digitalWrite（9，HIGH）; digitalWrite（10，LOW）; digitalWrite（11，HIGH）; digitalWrite（12，LOW）; 延迟（500）; Serial.print（“ backward”）; digitalWrite（9，LOW）; digitalWrite（10，HIGH）; digitalWrite（11，LOW）; digitalWrite（12，HIGH）; }