Топ-5 роботов-пылесосов с лидаром

Содержание:

Идея №1: робот-пылесос из картона
Как работает магнитная лента для робота пылесоса Xiaomi
Как выбрать: критерии и характеристики
Процесс уборки
3 место – Okami U100
Нужна ли самоочистка
Лидирующие производители

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:

Любая плата Arduino.
Breadboard или простая макетная плата, в принципе можно и без неё, всё просто спаять.
2 ультразвуковых датчика расстояния (дальномер).
Турбина от пылесоса.
Небольшой двигатель или кулер от компьютера.
Двигатели с редукторами и колеса.
Контроллер для двигателя.
Провода для соединений схемы.
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.

Как работает магнитная лента для робота пылесоса Xiaomi

Faq для роботов-пылесосов xiaomi

Робот-пылесос Xiaomi можно дополнить специальной магнитной лентой. Это устройство помогает зонировать помещение и поддерживать чистоту в определенных местах. С помощью магнитной ленты удастся оградить участки, на которые робот не должен попадать.

К основным характеристикам и преимуществам изделия стоит отнести следующее:

Небольшая толщина. Ширина ленты составляет 2,5 сантиметра, тогда как ее толщина не превышает 2 миллиметров. Это помогает избежать проблем с перемещением людей и домашних питомцев. Пол легко удается подметать и мыть.
Эффективная невидимая преграда для пылесоса. Умное устройство улавливает сигнал от ленты на расстоянии 3,5 метра. Это дает ему возможность заранее спланировать свои действия.
Виртуальные барьеры разной длины. Изделие продают в рулонах. Однако за счет особой разметки ленту удается разделить на отрезки, кратные 30 сантиметрам. Это обеспечивает экономное применение материала.
Воздействие на устройство с помощью магнитного излучения. Датчик, который имеется в пылесосе, способен без труда улавливать сигнал полосы, расположенной на ленте.
Отсутствие потребности в подключении к сети. Лента может функционировать без электропитания или аккумуляторов.
Простота фиксации. Для крепления ленты достаточно измерить длину преграды и отрезать требуемый фрагмент. Хорошо очистить напольное покрытие в области зонирования пространства. После чего постепенно снимать защитную пленку и фиксировать магнитный стикер на полу.

Как выбрать: критерии и характеристики

11 лучших роботов пылесосов с aliexpress

Чтобы пользоваться роботом-пылесосом было действительно комфортно, перед покупкой необходимо обратить внимание на его технические характеристики

Перед тем, как выбрать действительно подходящее вам устройство, определимся со всеми важными характеристиками.

Объем контейнера

Для очищения комнат, занимающих небольшую площадь, подойдут приборы с пылесборником, вмещающим 0.3-0,4 л. Чтобы убирать более просторное жилье, пригодятся аппараты с контейнерами объемом 0,5 л.

Уровень шума

Шум от 50 дБ и выше способен доставить ощутимый дискомфорт, особенно ночью. Чтобы пылесос не мешал отдыхать, уровень шума при его работе не должен превышать 36 дБ.

Тип навигации

Для работы хорошего робота-пылесоса пользователю практически не приходится прилагать усилий. Рекомендуется отдавать предпочтение девайсам, которые могут самостоятельно ориентироваться в окружающем пространстве, создавать карту убираемого помещения и с легкостью преодолевать препятствия. Такие опции особенно важны для домов и квартир с большим количеством комнат.

Система навигации имеется в каждом роботе-пылесосе. Она может состоять из трех типов датчиков:

ультразвуковые – позволяют гаджету без труда заезжать под мебель и выбираться из-под нее, обнаруживать дверные проемы и переходить к уборке соседней комнаты;
оптические – необходимы для идентификации препятствий и избежания столкновений с ними;
инфракрасные – благодаря им пылесос чувствует перепады высоты: проходит через провода, не путаясь в них, не падает с лестниц, не заезжает на ковры.

Существует еще одна классификация навигационных систем:

Бесконтактная. Устройство обнаруживает препятствия на дистанции и, чтобы не столкнуться с ними, корректирует направление движения. Девайс может двигаться по различным траекториям: прямо, кругами или зигзагами.
Бесконтактная. При столкновении с предметом начинает ехать в противоположную сторону. Такие модели дополнительно оборудуются мягким бампером.

Мощность всасывания

Обычные модели имеют мощность всасывания не более 20-22 Вт. Более дорогие роботы могут похвастаться мощностью от 30 до 35 Вт. Этого хватит, чтобы убрать мелкий мусор и пыль.

Тип и емкость аккумулятора

Современные роботы-пылесосы работают на батареях трех видов:

Li-Ion. Девайс с таким аккумулятором может за короткий промежуток времени справиться с очищением большой площади.
Li-Pol. При изготовлении батарей Li-Pol применяются полимеры высокого качества. обеспечивающие продолжительный срок эксплуатации прибора. В их составе отсутствуют легковоспламеняющиеся компоненты.
Ni-MH. Могут выдержать на 20% циклов зарядки больше, чем литий-ионные. Недостаток – высокая скорость разрядки и нагревание во время работы, что может оказаться опасным.

Количество ступеней фильтрации

Всасывая воздух, устройство пропускает его через фильтры, задерживающие пыль и мусор. От системы очистки напрямую зависит качество уборки и отсутствие повторного загрязнения.

Существует два вида фильтров:

грубой очистки – экономный вариант, удерживающий крупный мусор, но не защищающий от выброса пыли;
HEPA-фильтр – имеет уплотненную структуру и большое количество слоев, не позволяющих пыли попадать в воздух.

Комплектация

Основное устройство обязательно должно быть дополнено следующими комплектующими:

адаптер питания;
инструкция по использованию прибора;
база для подзарядки;
гарантийный талон.

Желательно, чтобы в набор входили запасные щетки и фильтры, ограничители и координаторы движения.

Высота робота

В среднем высота роботизированного пылесоса равна 6-10 см, но в продаже можно найти модели, высота которых составляет всего 3 см.

Процесс уборки

5 лучших моющих роботов-пылесосов

Теперь непосредственно рассмотрим принцип уборки робота-пылесоса. Основным его долгом считается удаление мусора и грязи, что попадается на его пути. При работе принцип действия любой модели не сильно отличается друг от друга и такого разнообразия, как в навигационной системе нет. Принцип сухой уборки мусора состоит в следующем: щетка или 2 щетки, которые находятся по бокам, при передвижении сметают всю пыль, шерсть, волосы и грязь, что находятся в углах, под мебелью или возле плинтусов к центральной щетке.

Как раз основная (или центральная) щетка играет главную роль при работе аппарата. Благодаря ворсистой структуре, она способна собирать не только пыль и грязь, но и волосы и шерсть. Многие люди предполагают, что уборка различных частиц происходит за счет двигателя, который всасывает всю грязь. Но это заблуждение. Щетка убирает все загрязнения в мусоросборник. Она играет роль веника и после того как мусор попал в мусоросборник, он там за счет воздушного потока прессуется в пылесборнике. После этого воздух от двигателя поступает через фильтры, которые находятся в мусороприемнике, наружу. От того, насколько качественный фильтр, зависит чистота выдуваемого воздуха.

Однако существуют некоторые нюансы в конструкции и комплектации устройства, в зависимости от производителя. К этим нюансам относят:

Основные щетки, их количество и разновидности. Как правило, она одна, но бывает и две, как в роботах-пылесосах iRobot. Принцип работы следующий: при вращении щеток навстречу друг к другу, ворсяная собирает шерсть и различные загрязнения, а резиновая собирает более крупный мусор (песок или крошки). Есть модели, у которых стоит только одна резиновая или ворсяная щетка.
Боковые щетки и их количество. Для более быстрой уборки у некоторых моделей есть еще одна боковая щеточка, которая устанавливается слева от прибора. Бытует мнение, что две щетки справляются хуже чем одна, т.к. раскидывают мусор навстречу друг друга. Мы считаем, что 2 боковых щетки справляются лучше.
Фильтры, их разновидности. Робот-пылесос может иметь как простые фильтры, которые представляют собой салфетки, так и многослойные НЕРА. Последние фильтры предпочитают люди, у которых аллергия на пыль.
Контейнер и мощность двигателя. Объем контейнера колеблется между 0,25 и 1 литром, а мощность от 15 до 65 Ватт.

Следует отметить то, что робот-пылесос будет работать качественнее за счет основной щетки и от мощности всасывания

Поэтому при покупке в первую очередь следует обращать внимание на эти два фактора. В то же время, если вам нужен робот-пылесос для уборки шерсти или очистки ковров, должна быть центральная щетка

Для очистки гладких напольных покрытий лучше чтобы было всасывающее отверстие без турбощетки.

Схема работы роботизированного пылесоса наглядно показана видео обзоре:

https://youtube.com/watch?v=SrfzG8OKefw

Если говорить о влажной уборке, принцип работы в этом случае заключается в том, что первым делом моющий робот собирает с пола всю пыль и мусор (1), после чего из специального резервуара для воды разбрызгивается жидкость (2) и происходит натирание напольного покрытия щеткой (3). Окончательный этап работы моющего робота-пылесоса — удаление грязной воды с пола скребком и всасывание в резервуар (4). Применять моющий робот-пылесос для чистки ковров, ламината и паркета не рационально и не рекомендуется производителями.

Более подробно о том, как работает моющий робот, рассказывается на видео:

Существует еще комбинированный робот-пылесос с сухой и влажной уборкой. Принцип работы аппарата заключается в том, что гладкие поверхности очищаются тряпкой из микрофибры (крепится к корпусу снизу), а ковровые покрытия очищаются основными щетками либо турбощеткой.

Только в этом случае сначала выполняется сухая уборка (робот проходит всю доступную поверхность), после этого вы устанавливаете блок влажной уборки с тряпочкой, смачиваете ее (либо набираете в бак воду) и запускаете робот. Во время влажной уборки нужно ограничить попадание робота на ковры и деревянные полы, если не хотите их испортить. Для этого установите виртуальную стену, маяки либо магнитную ленту в нужных местах. В новых моделях можно прям в приложении ограничить зону уборки на карте.

3 место – Okami U100

Робот пылесос с высоким качеством сухой и влажной уборки. За мощность всасывания благодарим японский двигатель – 2500 Па, рекордный показатель. Влажная уборка производится Y-образными движениями (имитация швабры), чем и отличается от Xiaomi. Высокая мощность не сильно режет автономность модели. Батареи емкостью 3 200 мАч хватает на 2 часа уборки. При этом пылесборник объёмом 0,6 л. можно не чистить после каждой уборки. Как и конкурент от Xiaomi, Okami U100 строит карту помещения, можно установить виртуальную стену, задать график уборки, выбрать определенную комнату для уборки. Робот полностью русифицирован и говорит на русском языке. Еще одна интересная особенность – установка УФ-лампы для дезинфекции убираемой поверхности. В комплект поставки она не входит, стоит около 3 000 рублей.
По навигации все отлично, подвижный лидар справляется лучшим образом, к точности навигации никаких претензий.

Цена 40 000 рублей, что сопоставимо с Xiaomi S6.

3 причины выбрать U100

Мощность всасывания.
Качество уборки.
Фирменная технология влажной уборки.
Автономность.
Объём пылесборника.
Возможность установить УФ лампу.
Гарантийное обслуживание в РФ.

Минусы

Нет голосового управления.
Нельзя интегрировать в “умный дом”.
Мелкие недоработки ПО.

Модель имеет высокую оценку потребителей. 82% пользователей яндекс маркета рекомендуют её. Нарекания есть только на ПО, которое решатся с выходом обновлений, над которыми постоянно работает IT команда производителя. Главным конкурентным преимуществом считаю гарантийное обслуживание на территории РФ, которого нет у китайских аналогов.

Нужна ли самоочистка

Отличие самоочищающихся роботов заключается в конструкции зарядной базы, в которую вмонтирован пылесборник, объемом значительно больше, чем в самом роботе-пылесосе. К примеру, если средний объем пылесборника в роботе составляет 0,5 литров, база может быть рассчитана на 30 объемов этого контейнера (т.к. в базе мусор прессуется под давлением). Благодаря этому нет необходимости в частой чистке мусоросборника, а сам робот не будет завершать работу посередине цикла. После того, как контейнер в роботе заполнится, аппарат отправится на базу, очистится и самостоятельно возобновит уборку помещения.

С одной стороны, не так сложно самому почистить контейнер для сбора мусора, но допустим астматикам и аллергикам, используя робот-пылесос с самоочисткой, придется реже контактировать с возбудителями заболеваний.

Лидирующие производители

Какой же производитель заракомендовал себя лучше всего на рынке для уборки квартиры и дома? Давайте обратимся к подборе лучших моделей, а также не забывайте изучить статью, ссылка на которую был в начале статьи.

Xiaomi