GRawler - Pulitore per tetti in vetro: 13 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo è il mio progetto più grande e difficile finora. L'obiettivo era costruire una macchina per pulire il mio tetto in vetro. Una grande sfida è la ripida pendenza del 25%. I primi tentativi non sono riusciti a guidare fuori dalla pista completa. Il cingolato scivolò via, i motori o gli ingranaggi si guastarono. Dopo vari tentativi, ho deciso per l'azionamento attuale. I motori passo-passo sono di grande aiuto, perché è possibile percorrere una distanza definita e il crawler può rimanere fermo senza indietreggiare. La macchina è costituita essenzialmente da una trasmissione a cingoli, una spazzola rotante con tergicristallo davanti, un serbatoio dell'acqua con pompa e l'elettronica di controllo. Molte parti sono state create anche con la stampante 3D. La larghezza del cingolo dipende dalla superficie del vetro e può essere determinata dalla lunghezza dei profili metallici.

Passaggio 1: elenco delle parti

Profili metallici per il telaio:

• Asta metallica tonda in alluminio da 1 m 10 mm
• pezzo di asta di metallo tonda in alluminio 6mm
• Tubo quadrato in alluminio da 2 m 10x10 mm
• Profilo a L in alluminio 2m 45x30mm

Barra filettata:

• 3 m M8 con molti dadi e rondelle
• 1 metro M6"
• 1 metro M5"
• 0,2 m M3

Viti:

• 12x M3x12 (per motori e ingranaggi)
• 6x M3x50 (per ruote motrici) con dadi
• M5x30
• M6x30
• M4x30

Cuscinetti:

6 pezzi 5x16x5

Elettronico:

• Micro pompa dell'acqua sommergibile
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 pz. Motore passo-passo NEMA 17
• 2 pezzi A4988 Driver passo-passo
• Modulo relè Arduino
• 550 Motore Elettrico Spazzolato
• Servo standard (o migliore versione in metallo con più coppia)

• Tagliere Universale Stagnato Foro

• Pin Header maschio/femmina standard 2,54
• L7805
• LiPo 3.7V 4000-6000mAh
• LiPo 11,1 V 2200 mAh
• Filtro per cavi con nucleo in ferrite
• Modulo BT HC-06
• tappi, 3x100µF, 10nF, 100nF
• resistore, 1K, 22K, 33K, 2x4.7K
• Fusibili. 10A per batteria motore spazzolatore, 5A per batteria "GRawler"

Altro:

• scatola plastica per parti elettroniche, circa 200x100x50mm
• Spazzola per radiatore extra lunga (800 mm)
• tanica di plastica 2l
• Diametro esterno tubo acquario/stagno 1,5 m: 0,375 o 3/8 o 9,5 mm; ID: 0,250 o 1/4 o 6,4 mm
• Bruco / binario in plastica
• spazzola tergicristallo lunga (min 700mm) da camion
• un sacco di fascette per cavi
• nastro isolante
• tubo termoretraibile

Utensili:

• pistola per colla a caldo
• trapano da banco
• trapano 1-10mm
• stampante 3d
• piccole chiavi
• cacciaviti
• stazione di saldatura
• varie pinze
• seghetto
• file

Passaggio 2: parti stampate in 3D

Molte parti sono realizzate con la mia stampante 3D, impostazioni comuni:

• Diametro ugello 0,4
• altezza dello strato 0,3
• riempire il 30-40%, scegli di più per gli ingranaggi
• Materiale: PLA con piano riscaldato

Passaggio 3: il pennello

Per la spazzola rotante uso una spazzola per radiatore extra lunga, assicurati che la spazzola vera abbia una lunghezza minima di 700mm, dopo aver cercato un po' nei webstore ho trovato quella giusta. Tagliare la maniglia e lasciare che l'asta sporga di 20 mm su entrambi i lati.

L'asta della mia spazzola ha un diametro di 5mm, questo si inserisce perfettamente nei cuscinetti delle parti laterali.

Per evitare lo slittamento dell'albero uso un piccolo tubo di alluminio con un tubo termoretraibile, l'altro lato è fissato dall'ingranaggio.

Suggerimento: se le setole sono troppo lunghe, la rotazione sarà molto lenta/disattivata.

In questo caso è sufficiente accorciarli con un tagliacapelli elettrico, come ho fatto io:-)

Passaggio 4: inquadratura

Pensa in anticipo quanto dovrebbe essere largo il crawler o quanto larghe devono essere le corsie lungo le quali spostarsi. La lunghezza dei profili e delle barre filettate dipende da questo, io uso 700 mm.

Assicurarsi che i profili scendano di 1-2 mm nei pannelli laterali

Attraverso i pannelli laterali e i profili vengono inserite e avvitate dall'esterno le barre filettate (M6 o M8).

Passaggio 5: cambio per spazzola

Il cambio della spazzola è composto da 4 ingranaggi.

Per una migliore scorrevolezza, il doppio ingranaggio viene fissato con un pezzo di tubo in ottone (diametro 8mm) e vite M6.

L'altro ingranaggio è fissato con una vite M4 e un controdado.

L'ingranaggio della spazzola è fissato con due viti M3, non dimenticare di inserire prima i dadi nella ruota dentata.

Il motore è fissato tramite viti M3 alla parte laterale.

Passaggio 6: serbatoio, pompa e tubi in PVC

Ho deciso di utilizzare una pompa sommersa, quindi ho bisogno solo di un pezzo di tubo in pvc e la pompa scompare nel serbatoio.

Perforo i fori nella parte superiore del serbatoio per il tubo e il cavo.

IMPORTANTE: Il motore della pompa non ha soppressione delle interferenze, il che ti farà impazzire GRrawler:-) usa un cappuccio (10nF) parallelo e un anello di ferrite per il cavo.

Dopo aver misurato la lunghezza richiesta del tubo, segnare la parte che scompare nella scatola delle spazzole. Ora fai dei piccoli fori (1,5 mm) nel tubo a una distanza di 30-40 mm. È importante che i fori siano su una riga. Fissare il tubo con la colla a caldo nella scatola delle spazzole e chiudere l'estremità aperta del tubo (io uso una fascetta stringitubo)

Passaggio 7: il tergicristallo

La lama di gomma è presa da una spazzola tergicristallo (quelle grandi dei camion). Poi ho preso un profilo tubolare quadrato con un piccolo incavo (vedi foto) per fissare la lama. Ho attaccato un piccolo tubo di alluminio a ciascuna estremità per ottenere la funzione di cerniera in combinazione con una vite.

La leva stampata è fissata con una vite. Un'asta filettata (M3) fornisce il collegamento tra tergicristallo e servo.

Il servo è imbullonato sulla parte superiore della scatola delle spazzole, sono necessarie due staffe stampate.

Passaggio 8: l'unità Caterpillar

Per la locomozione utilizziamo un classico azionamento a cingoli. I cingoli in gomma aderiscono in modo ottimale ai pannelli in vetro bagnato.

Le catene sono guidate da due pulegge. La puleggia motrice più grande con l'ingranaggio è composta da quattro parti che si tengono insieme con tre viti/dadi M3x50. I più piccoli sono costituiti da due parti identiche con due cuscinetti a sfera che scorrono su un'asta filettata. Le pulegge motrici scorrono su un profilo tubolare in ottone o alluminio con un diametro di 10mm.

Per evitare scivolamenti, un pezzo di tubo termoretraibile è attaccato all'asse. A causa del basso numero di giri questo è del tutto sufficiente.

Infine, allineare le pulegge parallele tra loro e al telaio.

Passaggio 9: elettronico

La parte elettronica può essere saldata a una breadboard. Vedere lo schema allegato per i dettagli.

Allego anche il file sch dell'aquila se ti piace creare il tuo pcb.

Per proteggere l'elettronica dall'umidità, tutto, comprese le batterie, può essere inserito in una scatola di pvc.

L'alimentazione è realizzata da due LiPo separati per il motore a spazzole che necessita di alta corrente e un altro per il resto.

Utilizzare fusibili per entrambi i circuiti, LiPos può generare correnti estremamente elevate!

Per ottenere la giusta corrente nei tuoi motori passo-passo è molto importante regolare i driver A4988.

Ho trovato un ottimo istruttore qui.

Passaggio 10: Arduino

Per il controllo del GRawler ho optato per la versione micro dell'Arduino Leonardo. Questo ha un controller USB integrato e può quindi essere facilmente programmato. Il numero di pin IO è sufficiente per i nostri scopi. Per installare l'IDE e scegliere la scheda giusta, usa questa guida.

Successivamente è possibile scaricare lo schizzo allegato.

Modifiche da apportare al Codice:

I valori su/giù per il servo devono essere trovati sperimentalmente e possono essere modificati nella parte superiore del codice:

#define ServoDown 40 // usa Value 30-60#define ServoUp 50 // usa Value 30-60

Il codice NON verrà eseguito su altri Arduino che non utilizzano l'ATmega32U4. Questi usano timer diversi.

Passaggio 11: controllo BT

Per il controllo remoto del nostro piccolo crawler utilizzo un modulo BT e l'App "Joystick BT commander". Per non dover reinventare la ruota, c'è anche una guida.

E una guida per il modulo BT, usa il baudrate di 115200bps. Il codice di accoppiamento è "1234".

L'app ha 6 pulsanti (ne abbiamo bisogno solo 3) e un joystick. Usa le preferenze per configurare le etichette dei pulsanti, 1. Pennello acceso/spento

2. Accensione/spegnimento motori

3. Tergicristallo su/giù

Deseleziona la casella "torna al centro"

e seleziona "connessione automatica"

Ho allegato alcune schermate dal mio telefono per i dettagli.

Passaggio 12: ottenere una visione chiara

Ora è il momento di pulire il tetto.

• Metti il GRawler sul tetto
• Riempi un po' d'acqua (calda è meglio!)
• Accensione
• attivare i motori
• attiva Pennello
• Vai su
• in alto guida all'indietro
• e abbassa il tergicristallo

E ovviamente buon divertimento!!!

Passaggio 13: aggiornamenti

2018/05/24:

Per l'inseguimento automatico ho installato dei microinterruttori su ogni lato. Il collegamento è già preso in considerazione nello schema elettrico e nel software. Quando viene attivato un interruttore, il motore opposto rallenta.

Primo premio al concorso Spotless