GRAwler - Środek do czyszczenia szklanych dachów: 13 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

To mój największy i najtrudniejszy dotychczas projekt. Celem było zbudowanie maszyny do czyszczenia mojego szklanego dachu. Dużym wyzwaniem jest strome nachylenie 25%. Pierwsze próby nie zdołały zjechać z całego toru. Pełzacz odsunął się, silniki lub przekładnie uległy awarii. Po różnych próbach zdecydowałem się na obecną jazdę. Silniki krokowe są bardzo pomocne, ponieważ można przejechać określoną odległość, a gąsienica może stać w miejscu bez cofania się. Maszyna składa się zasadniczo z napędu gąsienicowego, obrotowej szczotki z wycieraczką z przodu, zbiornika wody z pompą i elektroniki sterującej. Wiele części powstało również za pomocą drukarki 3D. Szerokość gąsienicy zależy od powierzchni szkła i może być określona przez długość profili metalowych.

Krok 1: Lista części

Profile metalowe do ramy:

• 1m aluminiowy okrągły metalowy pręt 10mm
• kawałek aluminiowego okrągłego metalowego pręta 6mm;
• 2m Aluminiowa Rura Kwadratowa 10x10mm
• Profil aluminiowy 2m L 45x30mm

Pręt gwintowany:

• 3m M8 z dużą ilością nakrętek i podkładek
• 1m M6"
• 1m M5"
• 0,2m M3

Śruby:

• 12x M3x12 (dla silników i przekładni)
• 6x M3x50 (do kół napędowych) z nakrętkami
• M5x30
• M6x30
• M4x30

Namiar:

6szt. 5x16x5

Elektroniczny:

• Mikro zatapialna pompa wodna
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 szt. Silnik krokowy NEMA 17
• 2szt. A4988 sterownik krokowy
• Moduł przekaźnika Arduino
• Elektryczny silnik szczotkowy 550
• Standardowy serwo (lub lepsza wersja metalowa z większym momentem obrotowym)

• Uniwersalna płytka do krojenia chleba cynowana

• Nagłówki pinowe męskie/żeńskie 2.54 standardowe
• L7805
• LiPo 3,7 V 4000-6000 mAh
• LiPo 11,1 V 2200 mAh
• Filtr kabla z rdzeniem ferrytowym
• Moduł BT HC-06
• nasadki, 3x100µF, 10nF, 100nF
• rezystor, 1K, 22K, 33K, 2x4,7K
• Bezpieczniki. 10A dla akumulatora silnika szczotkowego, 5A dla akumulatora „GRawler”

Inne:

• plastikowe pudełko na części elektroniczne, około 200x100x50mm
• Bardzo długa szczotka do chłodnic (800 mm)
• kanister plastikowy 2l
• 1.5m Akwarium/Staw Rury OD: 0,375 lub 3/8 lub 9,5 mm; ID: 0,250 lub 1/4 lub 6,4 mm
• Gąsienica / gąsienica plastikowa
• długie pióro wycieraczki (min 700mm) od ciężarówki
• dużo opasek zaciskowych
• taśma izolacyjna
• kurcząca się rura

Narzędzia:

• pistolet na gorący klej
• wiertarka stołowa
• wiertło 1-10mm
• drukarka 3d
• małe klucze
• śrubokręty
• stacja lutownicza
• różne szczypce
• brzeszczot
• plik

Krok 2: Części drukowane w 3D

Dużo części jest wykonanych na mojej drukarce 3D, wspólne ustawienia:

• Średnica dyszy 0,4
• wysokość warstwy 0.3
• wypełnij 30-40%, wybierz więcej dla biegów
• Materiał: PLA z podgrzewanym stołem

Krok 3: Szczotka

Do szczotki obrotowej używam bardzo długiej szczotki do chłodnic, upewnij się, że prawdziwa szczotka ma minimalną długość 700mm, po chwili przeszukiwania sklepów internetowych znalazłem właściwą. Odetnij uchwyt i pozwól, aby wał wystawał 20 mm z obu stron.

Trzonek mojej szczotki ma średnicę 5mm, co idealnie pasuje do łożysk bocznych części.

Aby zapobiec poślizgowi wału używam małej rurki aluminiowej z rurką termokurczliwą, druga strona jest mocowana za pomocą przekładni.

Wskazówka: jeśli włosie jest zbyt długie, rotacja będzie bardzo wolna/zawolniona.

W tym przypadku po prostu skróć je elektryczną maszynką do włosów, tak jak ja:-)

Krok 4: Kadrowanie

Zastanów się wcześniej, jak szeroki powinien być robot lub jak szerokie mają się poruszać pasy. Od tego zależy długość profili i prętów gwintowanych, ja używam 700mm.

Upewnij się, że profile zanurzają się 1-2 mm w panelach bocznych

Przez panele boczne i profile pręty gwintowane (M6 lub M8) są wkładane i przykręcane od zewnątrz.

Krok 5: Skrzynia biegów do pędzla

Skrzynia biegów szczotki składa się z 4 biegów.

Dla lepszej gładkości podwójne koło zębate mocowane jest kawałkiem mosiężnej rurki (średnica 8mm) i śrubą M6.

Drugie koło zębate mocowane jest śrubą M4 i przeciwnakrętką.

Koło zębate szczotki jest mocowane za pomocą dwóch śrub M3, nie zapomnij najpierw włożyć nakrętek do koła zębatego.

Silnik jest przymocowany śrubami M3 do części bocznej.

Krok 6: Zbiornik, pompa i rury pcv

Postanowiłem użyć pompy głębinowej, więc wystarczy mi tylko jeden kawałek wężyka pcv i pompa znika w zbiorniku.

Wiercę do otworów w górnej części zbiornika na rurkę i kabel.

WAŻNE: Silnik pompy nie ma tłumienia zakłóceń, które sprawią, że GRrawler oszaleje:-) użyj nasadki (10nF) równolegle i pierścienia ferrytowego na kabel.

Po zmierzeniu wymaganej długości węża zaznacz część, która znika w pojemniku szczotki. Teraz wywiercisz małe otwory (1,5mm) w wężu w odległości 30-40mm. Ważne jest, aby otwory znajdowały się w jednej linii. Zamocuj wąż gorącym klejem w pojemniku na szczotki i zamknij otwarty koniec węża (ja używam opaski zaciskowej)

Krok 7: Wycieraczka

Gumowe pióro pochodzi z pióra wycieraczki (te duże z samochodów ciężarowych). Następnie wziąłem kwadratowy profil rurowy z małym wgłębieniem (patrz zdjęcie), aby zamocować ostrze. Do każdego końca przymocowałem małą aluminiową rurkę, aby uzyskać funkcję zawiasu w połączeniu ze śrubą.

Drukowana dźwignia jest mocowana śrubą. Pręt gwintowany (M3) zapewnia połączenie między wycieraczką a serwomechanizmem.

Serwo jest przykręcone na górze skrzynki na szczotki, potrzebne są dwa drukowane wsporniki.

Krok 8: Napęd gąsienicowy

Do poruszania się wykorzystujemy klasyczny napęd gąsienicowy. Gumowe gąsienice optymalnie przylegają do mokrych paneli szklanych.

Łańcuchy prowadzone są przez dwa krążki. Większe koło napędowe z przekładnią składa się z czterech części, które łączą się za pomocą trzech śrub/nakrętek M3x50. Mniejsze składają się z dwóch identycznych części z dwoma łożyskami kulkowymi poruszającymi się na gwintowanym pręcie. Koła napędowe poruszają się na profilu z rury mosiężnej lub aluminiowej o średnicy 10mm.

Aby zapobiec poślizgowi, do osi przymocowany jest kawałek rurki termokurczliwej. Ze względu na małą liczbę obrotów jest to w zupełności wystarczające.

Na koniec ustaw koła pasowe równolegle do siebie i do ramy.

Krok 9: Elektroniczny

Część elektroniczna może być przylutowana do płytki stykowej. Zobacz załączony schemat dla szczegółów.

Załączam również plik eagle sch-file, jeśli chcesz zrobić własną płytkę drukowaną.

Aby chronić elektronikę przed wilgocią, wszystko, w tym baterie, można wbudować w pudełko pcv.

Zasilanie realizowane jest przez dwa oddzielne LiPo dla silnika szczotkowego, który potrzebuje dużego prądu i drugi dla reszty.

Użyj bezpieczników dla obu obwodów, LiPo może generować ekstremalnie wysoki prąd!

Aby uzyskać odpowiedni prąd do silników krokowych, bardzo ważne jest dostosowanie sterowników A4988.

Znalazłem tutaj bardzo dobrą instrukcję.

Krok 10: Arduino

Do sterowania Grawlerem wybrałem mikro wersję Arduino Leonardo. Ma wbudowany kontroler USB, dzięki czemu można go łatwo programować. Ilość pinów IO jest wystarczająca do naszych celów. Aby zainstalować IDE i wybrać odpowiednią płytę, skorzystaj z tego przewodnika.

Następnie możesz pobrać załączony szkic.

Zmiany do wprowadzenia w Kodeksie:

Wartości góra/dół dla serwa muszą być znalezione eksperymentalnie i mogą być edytowane na górze kodu:

#define ServoDown 40 //użyj wartości 30-60#define ServoUp 50 //użyj wartości 30-60

Kod NIE będzie działał na innych Arduino, które nie używają ATmega32U4. Te używają różnych timerów.

Krok 11: Kontrola BT

Do zdalnego sterowania naszym małym crawlerem używam modułu BT i aplikacji „Joystick BT Commander”. Aby nie musieć wymyślać koła na nowo, jest też przewodnik.

I przewodnik dla modułu BT, użyj szybkości transmisji 115200bps. Kod parowania to „1234”.

Aplikacja zawiera 6 przycisków (potrzebujemy tylko 3) i joystick. Użyj preferencji, aby skonfigurować etykiety przycisków, 1. Włączenie/wyłączenie pędzla

2. Silniki włączone/wyłączone

3. Wycieraczka góra/dół

Odznacz pole „powrót do centrum”

i zaznacz "automatyczne łączenie"

Załączam kilka zrzutów ekranu z mojego telefonu, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Krok 12: Uzyskaj jasny obraz

Teraz czas na czyszczenie dachu.

• Umieść Grawlera na dachu
• Dolej trochę wody (lepiej ciepła!)
• Zasilanie włączone
• aktywuj silniki
• aktywuj Pędzel
• Wchodzić
• na górze jechać do tyłu
• i ścisz wycieraczkę

I oczywiście baw się dobrze !!!

Krok 13: Aktualizacje

2018/05/24:

Do automatycznego śledzenia zainstalowałem mikroprzełączniki po każdej stronie. Połączenie jest już uwzględnione w schemacie połączeń i oprogramowaniu. Po uruchomieniu przełącznika przeciwny silnik zwalnia.

I nagroda w konkursie Spotless