Для чего нужна магнитная лента для робота пылесоса
Что такое виртуальная стена и как ее сделать для робота-пылесоса своими руками
Под виртуальной стеной для робота-пылесоса понимают приспособление, которое создает инфракрасный луч. За его пределы устройство выйти не может. Благодаря этому удается удачно зонировать пространство. Если поставить виртуальную стену в области двери, пылесос не сумеет покинуть комнату и будет убирать исключительно в ней. Таким же способом можно защитить лестницу, шторы, миски с едой домашних питомцев.
Описание и назначение
Производители таких устройств оснащают свои изделия разными функциями. Это помогает сделать их работу более качественной. Для улучшения эксплуатационных характеристик используется виртуальная стена.
Под этим термином понимают особое приспособление, которое помогает пылесосу ориентироваться в комнате. Устройство дает возможность разделять помещение на зоны. Благодаря его использованию робот не сможет покинуть комнату, в которой проводится уборка. Виртуальная стена используется при потребности в ограничении доступа прибора к хрупким предметам. Это может быть напольная ваза или посуда с кормом домашних питомцев. В подобных ситуациях приспособление будет очень актуальным.
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.
Нужна или нет
Применение такого приспособления имеет целый ряд достоинств:
Такие устройства обязательно рекомендуется применять в домах, в которых есть домашние питомцы. Благодаря правильной расстановке техники удается избежать опрокидывания чаши с кормом. Альтернативой виртуальной стене могут быть специальные камеры. На основе информации, полученной с них, устройство составляет карту уборки. Однако виртуальные стены все же считаются более предпочтительными. Этот вариант реже приводит к сбоям. Помимо этого, использование камер требует составления новой карты при смене положения крупных объектов.
Конкуренцию виртуальной стене может составить разве что особый маяк, который представляет собой более совершенное устройство. При этом его действие базируется на тех же принципах. Единственным отличием считается то, что у робота-пылесоса с маяком имеется 2 режима. Первый – тот же, что и у виртуальной стены, второй – сам маяк. Он создает связь между прибором и пылесосом. Это происходит благодаря радиоволнам.
После окончания работы пылесос находит станцию для зарядки и возвращается на нее. Такой эффект достигается благодаря инфракрасному излучению.
Как работает магнитная лента для робота пылесоса 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:
Как изготовить своими руками
Чтобы самостоятельно сделать виртуальную стену, нужно понимать механизм ее функционирования. Зонирование пространства осуществляется с помощью инфракрасного излучения. Потому для использования устройства нужно правильно распределить потоки лучей.
Виртуальная стена – эффективное приспособление, которое помогает разделить помещение на зоны. Благодаря использованию этого устройства удается защитить хрупкие предметы от робота-пылесоса или направить его на уборку только в одной конкретной комнате.
Как работают сенсоры роботов-пылесосов
Содержание
Содержание
Наблюдение за работой робота-пылесоса — довольно медитативное и умиротворяющее занятие. Но время от времени у пытливых умов появляется вопрос: «Как роботу удается ориентироваться в пространстве и преодолевать возникающие на его пути препятствия?» Давайте разбираться!
Несмотря на огромное количество мифов о работе робота-пылесоса, этот девайс по праву занимает свое место в наших домах, а все благодаря той легкости и скорости, с которой он выполняет уборку. Его эффективность во многом зависит от количества и типа электронных сенсоров, установленных на борту. В зависимости от модели, робот-пылесос использует от 6 до 15 датчиков, включенных в различные системы.
Назначение датчиков — построение карты объекта, ориентирование в пространстве и обеспечение безопасности девайса. Данные, получаемые с сенсоров, обрабатывает управляющая программа. Ориентируясь на полученные значения параметров, применяются те или иные сценарии, непосредственно влияющие на действия робота-уборщика.
Только слаженная работа всех систем обеспечивает работу пылесоса.
Система позиционирования
Основная система любого робота-пылесоса, отвечающая за построение карты убираемой территории и определение точного местоположения электронного уборщика внутри помещения.
В основе работы системы лежит метод SLAM (Simultaneous Localization And Mapping), основная идея которого — построение ситуационной карты и локализация объекта в пространстве. Это происходит следующим образом. Сканер, установленный на объекте, проверяет пространство вокруг и по отклику своих датчиков составляет карту местности.
В сегмент бытовой техники изобретение пришло из области освоения космоса и близлежащих планет: одними из первых такие радары (точнее, лидары) получили луноходы и марсоходы.
В роботах-пылесосах построение карты необходимо для определения оптимального алгоритма уборки. После составления карты управляющая программа разрабатывает и отдает на исполнение оптимальный маршрут передвижения робота. Мобильный пылесос должен заглянуть даже в самый отдаленный уголок!
В современных роботах-пылесосах построение карты окружающего пространства производят одним из двух типов датчиков.
Лазерное сканирование пространства
Сканирование пространства происходит с помощью лидара (или, как его еще называют, LDS-датчика) — прибора, применяемого для точных измерений в газообразной среде. Распознать LDS-датчик достаточно просто: он представляет собой небольшой выступ в форме шайбы, расположенный на верхней плоскости девайса. Датчик содержит источник и приемник лазерного или светового луча (в маломощных девайсах применяют светодиоды, излучающие потоки света в инфракрасном диапазоне). Для обеспечения кругового обзора LDS-сенсор вращается вокруг своей оси с довольно высокой частотой.
Испускаемый световой луч, встречаясь с препятствиями на своем пути (стены, крупная мебель и т. д.), отражается от них и улавливается приемником лидара. Расстояние до препятствия вычисляется по временной задержке между генерацией и приемом лазерного луча. В большинстве моделей роботов-пылесосов частота вращения датчика, как правило, составляет 5 об/сек, чего вполне достаточно для построения карты и довольно точного вычисления положения пылесоса в помещении.
Работающие по такому же принципу датчики можно встретить и на прототипах беспилотных автомобилей.
LDS-датчик позволяет достаточно точно определять расстояние до стен, крупных предметов и других препятствий. Как правило, в роботах-пылесосах применяются датчики, позволяющие уверенно сканировать пространство на расстоянии до 6 метров.
Основным недостатком такой конструкции является то, что датчик выступает над уровнем верхней плоскости, и добавляет к высоте робота-пылесоса несколько сантиметров. В некоторых случаях это может быть критично, поскольку пылесос просто физически не сможет заехать под низко расположенную полку или пространство под кроватью или шкафом.
Визуальная система навигации
Другим способом навигации является так называемая безлидарная система, основанная на широкоугольной камере.
Вот только камера применяется особая, позволяющая создавать объемные снимки пространства. Иначе такие камеры называют «камерами глубины» или ToF-камерами (Time of Flight, что в буквальном переводе означает «время полета»).
ToF-камеры — новое веяние в сфере мобильных гаджетов. Ими оснащены многие флагманские смартфоны. С помощью такой камеры легко и довольно недорого реализуется механизм распознавания по лицу, обмануть его фотографией человека невозможно.
ToF-камера представляет собой источник света, излучающий в инфракрасном спектре, и светочувствительную матрицу, улавливающую интенсивность отраженного света. Их принцип действия схож с лазерным определением расстояния. Камера рассчитывает время с момента испускания пучка света до момента его фиксации на светочувствительной матрице, вычисляет расстояние до объекта в соответствии с временной задержкой и составляет объемную карту помещения.
Преимуществ у такого метода несколько. Во-первых, уровень освещения не играет определяющей роли. Даже в полумраке сенсору по силам «отрисовать» границы убираемого пространства. Во-вторых, камеру встраивают вровень с верхней поверхностью робота, что позволяет сделать его более компактным, и, следовательно, открыть ему дорогу в труднодоступные места.
Система ориентирования в пространстве
Задача системы ориентирования — минимизация столкновений с препятствиями, возникающими на пути робота-пылесоса.
В отличие от системы позиционирования, сканирующей пространство вокруг пылесоса на несколько метров, датчики ориентирования способны выявить препятствие в пределах одного метра. Как правило, для выявления преград используют датчики двух типов: ультразвуковые и инфракрасные.
Принцип их действия схож. В обеих конструкциях имеются передатчик и приемник сигнала. В качестве самого сигнала используют либо звуковые волны, неслышимые человеческому уху (частотой свыше 20 кГц), или световые лучи инфракрасного диапазона.
При обнаружении препятствий, управляющая программа вносит корректировку в траекторию движения робота-пылесоса и уводит его в сторону.
Ведущую роль в системе играет ультразвуковой датчик. Он располагается в передней части устройства.
Инфракрасные сенсоры располагают на боковых поверхностях робота по его периметру. Они дополняют основной датчик, обеспечивая пылесосу возможность кругового отслеживания препятствий.
Боковые датчики выполняют еще одну функцию. Они обеспечивают движение робота вдоль стены, когда нужно убрать по периметру помещения. Как правило, сенсоры позволяют выдерживать интервал от стены на уровне 10-15 мм. Этого вполне достаточно для уборки мусора подвижными щетками робота-пылесоса.
В случае, когда препятствие не попало в зону действия ни одного из перечисленных датчиков и столкновение с поверхностью все же произошло, в работу вступает третья группа датчиков, установленная в подвижном бампере робота-пылесоса, — датчики касания. При срабатывании они посылают сигнал в центральный процессор, а тот в свою очередь оперативно корректирует траекторию движения робота. Датчики касания выполнены либо в виде обычных концевых выключателей, либо в формате оптопары, в которой световой луч прерывается подвижным «флажком» в момент нажатия на передний бампер.
Система безопасности
Система безопасности предназначена для защиты робота-пылесоса от падений и неправильного его использования со стороны пользователя.
Защиту от падения с высоты обеспечивает группа датчиков, установленная в нижней части по периметру устройства.
Это уже привычные инфракрасные сенсоры, с тем же принципом действия, но вот логика их работы существенно отличается. Датчик постоянно отслеживает наличие твердой поверхности под колесами робота-пылесоса. Как только она пропадает (робот подъехал к краю ступени или пытается съехать с высокого порожка), центральный процессор получает тревожный сигнал с датчика и изменяет траекторию движения робота-уборщика.
Сочетание светлых и темных цветовых схем напольного покрытия может вызвать ложные срабатывания оптических датчиков высоты, вследствие чего робот просто откажется проводить уборку темных зон.
В мотор-редукторах, приводящих в движение колеса пылесоса, установлены датчики опрокидывания робота. Если одно или оба колеса окажутся вывешенными, срабатывание датчиков приведет к остановке моторов. Это убережет аккумуляторную батарею от разрядки. Возобновление работы возможно только после установки робота-пылесоса на ровную поверхность.
Датчик опрокидывания — обычный концевой выключатель, разрывающий цепь питания при опрокидывании пылесоса или вывешивании одного из колес.
Чтобы не допустить использование робота-пылесоса без контейнера для сбора мусора, в приемный лоток устанавливают датчик наличия контейнера. Вариаций исполнения не так уж и много. Самый простой — установка концевого выключателя, более продвинутый — датчик в виде геркона. На корпусе контейнера устанавливают постоянный магнит, активирующий геркон, когда контейнер установлен на свое место. Процессор «видит» замкнутую цепь и «понимает» что устройство можно использовать.
Система парковки на базовую станцию
Возвращение на базовую станцию после уборки или в случае необходимости пополнения заряда аккумулятора, — еще одна интересная функция, реализованная в роботе-пылесосе. При выполнении процедуры возвращения на базовую станцию, задействованы две системы. На первом этапе — система позиционирования, которая отвечает за текущее положение устройства по отношению к базовой станции. Алгоритм определяет кратчайший оптимальный маршрут. Когда робот-пылесос находится в зоне видимости базовой станции, в работу включаются датчики парковки.
Система работает следующим образом. В базовой станции расположен мощный инфракрасный светодиод, выполняющий функцию маяка. В корпусе робота-пылесоса имеется пара оптических приемников, захватывающих луч маяка. Каждый из приемников передает процессору свое значение расстояния до маяка, а тот корректирует маршрут движения таким образом, чтобы оба значения сигналов сравнялись по величине. Как только это происходит, считается, что робот занял позицию прямо перед базой, после чего происходит его парковка на контактных площадках базовой станции.
Как видно, датчики робота-пылесоса превращают его в полностью автономное устройство, способное самостоятельно навести порядок в доме. Получается как в той известной песне Сережи Сыроежкина: «Вкалывают роботы, счастлив человек!». Единственное, за чем необходимо следить, чтобы девайс всегда находился в строю, так это за чистотой самих датчиков.
Как выбрать робот-пылесос: разбираемся в хитростях навигации
Как робот-пылесос ездит по квартире? Как выбрать робот-пылесос, чтобы он успешно ездил именно по вашей квартире? Узнаем вместе.
Один из вопросов, который возникает, когда мы начинаем присматривать робот-пылесос — какой выбрать, чтобы он шустро бегал по квартире и требовал минимум вашего внимания? Современные роботизированные пылесосы умеют ориентироваться в пространстве множеством различных способов.
В этой статье попробуем объяснить, какие существуют технологии навигации, благодаря которым передвигается робот-пылесос, и как выбрать лучший вариант именно для вашего жилища, будь то малогабаритка без балкона или коттедж в несколько этажей.
Выбор робота пылесоса: все о технологиях навигации
Но обо всем по порядку. Расскажем, какие технологии используются для того, чтобы заставить робот-пылесос двигаться.
Каждый робот-пылесос оснащен системой навигации. В нее могут входить три вида датчиков:
Для таких фотографий есть отдельное название — «Roomba art». К роботу-пылесосу прикрепляется светодиод, а затем его движение по комнате снимается с долгой выдержкой. Снимки объединяются, пылесос убирается из кадра, и получаются фантастические узоры.
В первом случае робот опознает препятствие, столкнувшись с ним, и едет в противоположную сторону — для этого такие модели снабжаются мягким бампером. Пылесосы с контактной навигацией самые дешевые, например, вот такой Clever & Clean :
Во втором случае, робот-пылесос опознает препятствия, не доезжая до них. Он как бы ограничивает себе зону уборки, внутри которой он может двигаться по разным траекториям: по прямой, зигзагами, кругами. Ограничение зоны уборки может осуществляться тремя методами:
Два последних метода — опциональные: излучатели и магнитную ленту нужно покупать отдельно. Первые дороже, вторая — дешевле. К тому же, их еще надо найти: например, заказать с Aliexpress. Впрочем, та же Xiaomi официально продает в России расходники для своего робота-пылесоса Mi Robot Vacuum Cleaner:
Наконец, самые продвинутые модели имеют функцию построения карты помещения. Один раз проехав по дому и запомнив маршрут, такой робот-пылесос будет всегда знать, куда ездить можно, а куда — нельзя. Цены, конечно, у таких устройств соответствующие. Например, такая функция есть у модели Neato Botvac Connected — ему даже можно «нарисовать» оптимальную траекторию движения в мобильном приложении:
Робот-пылесос: как выбрать лучший для себя?
Для начала, стоит помнить, что вы покупаете не просто самодвижущуюся лежанку для кота, но в первую очередь, устройство для уборки. Чтобы обеспечить надлежащее качество, рекомендуем ознакомиться с нашими гайдами по выбору пылесосов:
В вопросе, какой робот-пылесос выбрать в 2018 году с точки зрения навигации, единых рекомендаций быть не может. Постарайтесь принять в расчет площадь и геометрию пространства, в котором ему предстоит убираться.
Что еще стоит учесть?
Для того чтобы помочь роботу-пылесосу эффективнее двигаться в вашей квартире, следует принять в расчет еще несколько вещей:
А еще выбрать робот-пылесос может помочь наш обзор:
Фото: Flickr, Xiaomi, Neato, iRobot
Виртуальная стена для робота-пылесоса
Виртуальная стена – это прибор, создающий инфракрасные лучи, которые пылесос не может преодолеть. Но для чего приходится ограничивать передвижения робота, ведь будет лучше, если он уберется во всех закоулках?
Зачем нужна виртуальная стена
Современный робот-пылесос способен быстро и качественно убрать пыль в квартире. Он шустро бегает по комнате, иногда натыкается на мебель или другие предметы интерьера. Перед использованием робота-пылесоса в режиме уборки по расписанию нужно убрать с пола все мелкие предметы, напольные вазы, миски домашних животных. Если вазу можно пристроить в другое место, то посуда с кормом должна оставаться на прежнем месте после уборки.
Есть ограничения и для самого робота. Нежелательно подпускать его близко к шторам или ковровым покрытиям с высоким ворсом, потому что он может запутаться в них и вместо уборки просидит на одном месте, пока аккумулятор не разрядится полностью.
Разработчики нашли как предотвратить такие ситуации. Теперь для этого используются специальные ограничители движения, которые получили название виртуальная стена (Virtual Wall). Они могут поставляться в комплекте с роботом-пылесосом или продаваться отдельно. Перед покупкой ограничителя нужно проверить, имеется ли он в комплекте, поддерживает ли пылесос работу с этим прибором.
Как выглядит
Внешне ограничитель – небольшая пластиковая коробочка со срезанными сторонами по одному или по двум краям. Обычно она имеет одну механическую кнопку включения, хотя встречаются модели с более богатым набором средств управления.
Сверху находится головка с излучателем. Внутри корпуса есть отсек для батареек. Чаще всего они продаются вместе с прибором, впоследствии их нужно будет покупать самостоятельно.
Принцип действия
Ознакомимся с тем, как работает виртуальная стена. Принцип действия ее достаточно простой. Включенный робот посылает инфракрасный луч так, чтобы он оказался на пути следования пылесоса.
Роботы среднего ценового диапазона ориентируются в пространстве квартиры при помощи инфракрасных датчиков. Они тоже излучают сигнал, который, достигая твердого препятствия (стены, стула, шкафа), возвращается на датчик, принимающий лучи и преобразующий их в команду для пылесоса.
Похожая ситуация происходит, когда сигнал от робота встречается с сигналом от ограничителя. Робот воспринимает его не как виртуальную, невидимую для человеческого глаза стену, а как реальное препятствие. Датчик подает сигнал, что в этом месте есть зона, запрещенная для уборки. Поэтому робот изменяет маршрут, чтобы не переходить за черту, обозначенную ограничителем, или сразу формирует его с учетом виртуальной реальности.
Установка виртуальной стены
Чтобы виртуальная стена дала положительный эффект, нужно правильно расположить ее в помещении. При этом площадь для уборки должна быть максимальной, ограничивают передвижение и доступ только в отдельные участки. Перед началом уборки нужно внимательно осмотреть квартиру. Определить, в какие комнаты и участки робот можно запускать сразу, а где нужно провести подготовительные мероприятия: убрать шторы, провода, детские игрушки и вещи, разбросанные по полу. Подлежат депортации все хрупкие предметы дизайна.
Обычно убрать абсолютно все не получится. Поэтому решают, какие участки сделать закрытыми для вездесущего робота. Устанавливают прибор возле стены так, чтобы формируемый им луч перекрывал пути следования пылесоса. Проверяют, не сможет ли робот обойти препятствие сбоку, обойдя прибор за его спиной.
Иногда вместо виртуальной стены используют межкомнатные двери, различные пуфики и чемоданы, перекрывающие дорогу к незащищенным местам. Но чемодан, перекрывающий дорогу пылесосу, мешает и жителям квартиры. Его нужно постоянно убирать и устанавливать перед тем, как робот начнет уборку. Да и выглядит это не очень аккуратно.
Если одна стена уже есть, можно дополнительно докупить любое их количество. Все они будут работать в комплекте с пылесосом, обеспечивая комфорт и чистоту. Некоторые роботы включаются автоматически с началом выполнения уборки, другие нужно включать заранее. Это зависит от конструкции и указывается в руководстве пользователя.
Преимущества использования стены
Использование виртуальной стены для робота-пылесоса имеет такие преимущества:
Сравнение с другими видами ограничителей движения
Кроме виртуальной стены используются еще несколько видов ограничителей движения роботов-пылесосов:
Вместо виртуальной стены для пылесоса можно использовать магнитную ленту. Она тоже не позволяет роботу-пылесосу проходить дальше, ограничивая передвижение робота.
Маяки обладают способностью пропускать пылесос в новую зону уборки только после того, как предыдущая комната или зона будет убрана. Так же происходит и с возвращением на базу. Это более продвинутые приборы, но и стоят они дороже. Сбои в их работе случаются чаще, чем у виртуальной стены.
В современных роботах-пылесосах с управлением через приложение на смартфоне можно выставлять зоны уборки и виртуальные стены непосредственно на карте, которая хранится в памяти приложения. Преимуществом является то, что установить новое заграждение можно, находясь где-нибудь на работе, если вспомнили, что забыли сделать это дома. Недостаток – чаще случаются сбои в работе, цена пылесоса выше.
Вывод
Камеры, датчики, установленные внутри робота-пылесоса, реагируют только на настоящие, твердые препятствия. Никакая программа не может предусмотреть, куда именно владелец не захочет пропускать домашнего помощника. Использование виртуальной стены позволяет «объяснить» роботу, что в конкретное место идти нельзя, хотя проход к нему не закрыт никакими реальными преградами.
Как работает робот-пылесос: устройство и принцип уборки
Робот пылесос iLife V50 Pro с функцией памяти
Робот пылесос iRobot Roomba 616: качественная уборка без больших затрат
Робот-пылесос ILife V8s с технологиями i-Move и i-Dropping
Робот пылесос Iclebo Omega: умная уборка с комфортом