GRawler - Glass Roof Cleaner - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Dit is mijn grootste en moeilijkste project tot nu toe. Het doel was om een machine te bouwen voor het reinigen van mijn glazen dak. Een grote uitdaging is de steile helling van 25%. Eerste pogingen mislukten om van de volledige baan te rijden. De crawler gleed weg, de motoren of versnellingen vielen uit. Na verschillende pogingen heb ik voor de huidige aandrijving gekozen. De stappenmotoren zijn een grote hulp, omdat er een gedefinieerde afstand kan worden gereden en de rups kan stilstaan zonder terug te rollen. De machine bestaat in wezen uit een rupsaandrijving, een roterende borstel met wisser ervoor, een watertank met pomp en de besturingselektronica. Ook zijn er veel onderdelen gemaakt met de 3D-printer. De breedte van de rups is afhankelijk van het glasoppervlak en kan worden bepaald door de lengte van de metalen profielen.

Stap 1: Onderdelenlijst

Metalen profielen voor het frame:

• 1m Aluminium ronde metalen staaf 10mm
• stuk aluminium ronde metalen staaf 6 mm
• 2m aluminium vierkante buis 10x10mm
• 2m Aluminium L profiel 45x30mm

Draadstang:

• 3m M8 met veel moeren en ringen
• 1m M6"
• 1m M5"
• 0,2 m M3

Schroeven:

• 12x M3x12 (voor motoren en versnelling)
• 6x M3x50 (voor aandrijfwielen)met moeren
• M5x30
• M6x30
• M4x30

lagers:

6 stuks. 5x16x5

Elektronisch:

• Micro dompelpomp
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 stuks. NEMA 17 stappenmotor
• 2st. A4988 Stepper-stuurprogramma
• Arduino relaismodule
• 550 elektrische borstelmotor
• Standart Servo (of beter metalen versie met meer koppel)
• Universele broodplank uit blik
• Pin Headers mannelijk/vrouwelijk 2,54 standaard
• L7805
• LiPo 3.7V 4000-6000mAh
• LiPo 11.1V 2200mAh
• Ferrietkernkabelfilter
• BT-module HC-06
• kapjes, 3x100µF, 10nF, 100nF
• weerstand, 1K, 22K, 33K, 2x4.7K
• Zekeringen. 10A voor borstelmotoraccu, 5A voor "GRawler"-accu

Ander:

• plastic doos voor elektronische onderdelen, ongeveer 200x100x50mm
• Extra lange radiatorborstel (800 mm)
• plastic jerrycan 2l
• 1,5 m aquarium/vijverslang OD:.375 of 3/8 of 9.5 mm; ID: 0,250 of 1/4 of 6,4 mm
• Caterpillar / kunststof rupsband
• lang wisserblad (min. 700 mm) vanaf vrachtwagen
• veel kabelbinders
• isolatieband
• krimpkous

Gereedschap:

• heet lijmpistool
• bank boor
• boor 1-10mm
• 3D-printer
• kleine sleutels
• schroevendraaiers
• soldeerstation
• verschillende tangen
• metaalzaag
• het dossier

Stap 2: 3D-geprinte onderdelen

Veel onderdelen zijn gemaakt met mijn 3D-printer, veelvoorkomende instellingen:

• Pijpdiameter 0.4
• laaghoogte 0.3
• infill 30-40%, kies meer voor de versnellingen
• Materiaal: PLA met warmtebed

Stap 3: De borstel

Voor de roterende borstel gebruik ik een extra lange radiatorborstel, zorg ervoor dat de echte borstel een minimale lengte heeft van 700mm, na een tijdje zoeken in de webwinkels heb ik de juiste gevonden. Snijd het handvat af en laat de schacht aan beide zijden 20 mm uitsteken.

De schacht van mijn borstel heeft een diameter van 5mm, deze past perfect in de lagers van de zijdelen.

Om het slippen van de as te voorkomen gebruik ik een kleine alu buis met een krimpkous, de andere kant wordt vastgezet door het tandwiel.

Tip: Als de borstelharen te lang zijn, wordt de rotatie erg langzaam/uit.

Kort ze in dit geval gewoon in met een elektrische tondeuse, zoals ik heb gedaan:-)

Stap 4: Inlijsten

Bedenk vooraf hoe breed de rups moet zijn, of hoe breed de rijstroken zijn om mee te bewegen. De lengte van de profielen en draadstangen hangt daarvan af, ik gebruik 700mm.

Zorg ervoor dat de profielen 1-2 mm in de zijpanelen zakken

Door de zijpanelen en de profielen worden de draadstangen (M6 of M8) van buitenaf ingestoken en vastgeschroefd.

Stap 5: Versnellingsbak voor Borstel

De versnellingsbak van de borstel bestaat uit 4 versnellingen.

Voor een betere gladheid wordt het dubbele tandwiel vastgezet met een stuk messing buis (diameter 8 mm) en schroef M6.

Het andere tandwiel wordt vastgezet met een M4-schroef en borgmoer.

Het borsteltandwiel zit vast met twee M3 schroeven, vergeet niet eerst de moeren in het tandwiel te doen.

De motor is met M3-schroeven aan het zijdeel bevestigd.

Stap 6: Tank-, pomp- en PVC-buizen

Ik besloot een dompelpomp te gebruiken, dus ik heb maar één stuk pvc-slang nodig en de pomp verdwijnt in de tank.

Ik boor gaten in de bovenkant van de tank voor de buis en de kabel.

BELANGRIJK: De pompmotor heeft geen storingsonderdrukking, daar wordt je GRrawler gek van:-) gebruik een kap (10nF) parallel en een ferrietring voor de kabel.

Nadat de benodigde lengte van de slang is gemeten, markeert u het deel dat in de borstelbak verdwijnt. Nu boor je kleine gaatjes (1,5mm) in de slang op een afstand van 30-40mm. Het is belangrijk dat de gaten op één lijn liggen. Bevestig de slang met hete lijm in de borsteldoos en sluit het open uiteinde van de slang (ik gebruik een slangklem)

Stap 7: De wisser

Het rubberen blad is afkomstig van een ruitenwisserblad (de grote van vrachtwagens). Daarna heb ik een vierkant buisprofiel genomen met een kleine uitsparing (zie foto) om het mes vast te zetten. Ik heb aan elk uiteinde een kleine aluminium buis bevestigd om de functie van een scharnier te krijgen in combinatie met een schroef.

De bedrukte hendel wordt vastgezet met een schroef. Een draadstang (M3) zorgt voor de verbinding tussen wiper en servo.

De servo wordt op de borsteldoos vastgeschroefd, er zijn twee bedrukte beugels nodig.

Stap 8: De Caterpillar-aandrijving

Voor de voortbeweging gebruiken we een klassieke rupsaandrijving. De rubberen rupsbanden hechten optimaal aan de natte glaspanelen.

De kettingen worden geleid door twee katrollen. De grotere aandrijfpoelie met het tandwiel bestaat uit vier delen die met drie schroeven/moeren M3x50 bij elkaar worden gehouden. De kleinere bestaat uit twee identieke delen met twee kogellagers die op een draadstang lopen. De aandrijfrollen lopen op een messing of alu buisprofiel met een diameter van 10mm.

Om wegglijden te voorkomen is er een stuk krimpkous op de as bevestigd. Door het lage aantal omwentelingen is dit ruim voldoende.

Lijn ten slotte de poelies evenwijdig aan elkaar en aan het frame uit.

Stap 9: Elektronisch

Het elektronische deel kan op een breadboard worden gesoldeerd. Zie het bijgevoegde schema voor details.

Ik voeg ook het adelaarssch-bestand bij als je je eigen pcb wilt maken.

Om de elektronica te beschermen tegen vocht, kan alles inclusief de batterijen in een pvc-doos worden ingebouwd.

De voeding wordt gerealiseerd door twee aparte LiPo's voor een borstelmotor die een hoge stroom nodig heeft en een andere voor de rest.

Gebruik zekeringen voor beide circuits, LiPo's kunnen extreem hoge stroom genereren!

Om de juiste stroom in je stappenmotoren te krijgen is het erg belangrijk om de A4988 drivers af te stellen.

Ik vond hier een zeer goede instructable.

Stap 10: Arduino

Voor de besturing van de GRawler heb ik gekozen voor de microversie van de Arduino Leonardo. Deze heeft een ingebouwde USB-controller en kan dus eenvoudig worden geprogrammeerd. Het aantal IO-pinnen is voldoende voor onze doeleinden. Gebruik deze handleiding voor het installeren van de IDE en het kiezen van het juiste bord.

Hierna kunt u de bijgevoegde schets downloaden.

Aan te brengen wijzigingen in de code:

De up/down-waarden voor de servo moeten experimenteel worden gevonden en kunnen bovenaan de code worden bewerkt:

#define ServoDown 40 // gebruik Waarde 30-60#define ServoUp 50 / / gebruik Waarde 30-60

De code werkt NIET op andere Arduino's die de ATmega32U4 niet gebruiken. Deze gebruiken verschillende timers.

Stap 11: BT-bediening

Voor het op afstand besturen van onze kleine crawler gebruik ik een BT-module en de app "Joystick BT-commandant". Om het wiel niet opnieuw uit te hoeven vinden, is er ook een handleiding.

En een gids voor de BT-module, gebruik 115200bps baudrate. Koppelingscode is " 1234".

De app komt met 6 knoppen (we hebben er maar 3) en een joystick. Gebruik voorkeuren om de knoplabels te configureren, 1. Borstel aan/uit

2. Motoren aan/uit

3. Wisser omhoog/omlaag

Haal het vinkje weg bij "terug naar het midden"

en vink "automatisch verbinden" aan

Ik heb enkele schermafbeeldingen van mijn telefoon bijgevoegd voor details.

Stap 12: Krijg een duidelijk beeld

Nu is het showtime voor het schoonmaken van het dak.

• Zet de GRawler op het dak
• Vul wat water bij (warm is beter!)
• Inschakelen
• Activeer Motoren
• activeer Penseel
• Omhoog gaan
• bovenop achteruit rijden
• en zet de wisser neer

En natuurlijk veel plezier!!!

Stap 13: Updates

2018/05/24:

Voor automatisch volgen heb ik aan elke kant microschakelaars geïnstalleerd. In het schakelschema en in de software is al rekening gehouden met de aansluiting. Wanneer een schakelaar wordt geactiveerd, vertraagt de tegenovergestelde motor.

Eerste prijs in de Spotless-wedstrijd