GRawler - Glasdachreiniger - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Das ist mein bisher größtes und schwierigstes Projekt. Ziel war es, eine Maschine zur Reinigung meines Glasdaches zu bauen. Eine große Herausforderung ist die steile Steigung von 25 %. Erste Versuche scheiterten, die komplette Strecke abzufahren. Die Raupe rutschte weg, die Motoren oder Getriebe fielen aus. Nach diversen Versuchen habe ich mich für den aktuellen Antrieb entschieden. Die Schrittmotoren sind eine große Hilfe, da eine definierte Strecke gefahren werden kann und der Crawler ohne Zurückrollen stehen bleiben kann. Die Maschine besteht im Wesentlichen aus einem Raupenantrieb, einer rotierenden Bürste mit Wischer davor, einem Wassertank mit Pumpe und der Steuerelektronik. Viele Teile wurden auch mit dem 3D-Drucker erstellt. Die Breite der Raupe hängt von der Glasoberfläche ab und kann durch die Länge der Metallprofile bestimmt werden.

Schritt 1: Teileliste

Metallprofile für den Rahmen:

• 1m Aluminium runder Metallstab 10mm
• Stück Aluminium runder Metallstab 6mm
• 2m Aluminium-Vierkantrohr 10x10mm
• 2m Aluminium L-Profil 45x30mm

Gewindestange:

• 3m M8 mit vielen Muttern und Unterlegscheiben
• 1m M6"
• 1m M5"
• 0,2 m M3

Schrauben:

• 12x M3x12 (für Motoren und Getriebe)
• 6x M3x50 (für Antriebsräder)mit Muttern
• M5x30
• M6x30
• M4x30

Lager:

6Stk. 5x16x5

Elektronisch:

• Mikro-Tauchwasserpumpe
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 Stk. NEMA 17 Schrittmotor
• 2Stk. A4988 Stepper-Treiber
• Arduino Relaismodul
• 550 Elektrischer Bürstenmotor
• Standart Servo (oder besser Metallversion mit mehr Drehmoment)
• Lochverzinntes Universal-Breadboard
• Stiftleisten männlich/weiblich 2.54 Standard
• L7805
• LiPo 3.7V 4000-6000mAh
• LiPo 11,1V 2200mAh
• Kabelfilter mit Ferritkern
• BT-Modul HC-06
• Kappen, 3x100µF, 10nF, 100nF
• Widerstand, 1K, 22K, 33K, 2x4,7K
• Sicherungen. 10A für Bürstenmotorbatterie, 5A für "GRawler"-Batterie

Sonstiges:

• Kunststoffbox für Elektronikteile, ca. 200x100x50mm
• Extra lange Heizkörperbürste (800mm)
• Plastikkanister 2l
• 1,5 m Aquarium-/Teichschlauch AD: 0,375 oder 3/8 oder 9,5 mm; ID:.250 oder 1/4 oder 6,4 mm
• Raupe / Kunststoffkette
• langes Wischerblatt (min. 700mm) vom LKW
• viele Kabelbinder
• Isolierband
• Schrumpfschlauch

Werkzeuge:

• Heißklebepistole
• Tischbohrer
• 1-10mm bohren
• 3D Drucker
• kleine Schraubenschlüssel
• Schraubendreher
• Lötstation
• verschiedene Zangen
• Säge
• Datei

Schritt 2: 3D-gedruckte Teile

Viele Teile werden mit meinem 3D-Drucker hergestellt, allgemeine Einstellungen:

• Düsendurchmesser 0,4
• Schichthöhe 0,3
• Füllung 30-40%, wähle mehr für die Zahnräder
• Material: PLA mit Heizbett

Schritt 3: Der Pinsel

Für die rotierende Bürste verwende ich eine extra lange Heizkörperbürste, achte darauf, dass die echte Bürste eine Mindestlänge von 700mm hat, nach einiger Suche im Webshop habe ich die richtige gefunden. Schneiden Sie den Griff ab und lassen Sie den Schaft auf beiden Seiten 20 mm überstehen.

Der Schaft meiner Bürste hat einen Durchmesser von 5mm, dieser passt perfekt in die Lager der Seitenteile.

Um das Verrutschen der Welle zu verhindern verwende ich ein kleines Alurohr mit Schrumpfschlauch, die andere Seite wird durch das Zahnrad fixiert.

Tipp: Wenn die Borsten zu lang sind, wird die Rotation sehr langsam.

In diesem Fall einfach mit einem elektrischen Haarschneider kürzen, wie ich es gemacht habe:-)

Schritt 4: Rahmung

Überlegen Sie sich vorher, wie breit der Crawler sein soll oder wie breit die Fahrspuren sind. Die Länge der Profile und Gewindestangen hängt davon ab, ich verwende 700mm.

Achten Sie darauf, dass die Profile 1-2mm in die Seitenwände eintauchen

Durch die Seitenwände und die Profile werden die Gewindestangen (M6 oder M8) von außen gesteckt und verschraubt.

Schritt 5: Getriebe für Bürste

Das Getriebe der Bürste besteht aus 4 Zahnrädern.

Für eine bessere Laufruhe wird das Doppelzahnrad mit einem Stück Messingrohr (Durchmesser 8mm) und Schraube M6 befestigt.

Das andere Zahnrad wird mit einer M4-Schraube und Kontermutter befestigt.

Das Bürstengetriebe wird mit zwei M3-Schrauben befestigt, vergessen Sie nicht, zuerst die Muttern in das Zahnrad zu stecken.

Der Motor wird mit M3-Schrauben am Seitenteil befestigt.

Schritt 6: Tank, Pumpe und PVC-Schlauch

Ich habe mich für eine Tauchpumpe entschieden, also brauche ich nur ein Stück PVC-Schlauch und die Pumpe verschwindet im Tank.

Ich bohre Löcher in die Oberseite des Tanks für das Rohr und das Kabel.

WICHTIG: Der Pumpenmotor hat keine Entstörung, das macht den GRrawler verrückt:-) Verwenden Sie eine Kappe (10nF) parallel und einen Ferritring für das Kabel.

Nachdem die erforderliche Schlauchlänge gemessen wurde, markieren Sie den Teil, der im Bürstenkasten verschwindet. Nun bohren Sie kleine Löcher (1,5 mm) in den Schlauch im Abstand von 30-40 mm. Wichtig ist, dass die Löcher auf einer Linie liegen. Fixieren Sie den Schlauch mit Heißkleber im Bürstenkasten und verschließen Sie das offene Ende des Schlauchs (ich verwende eine Schlauchschelle)

Schritt 7: Der Wischer

Das Gummiblatt stammt von einem Scheibenwischerblatt (die großen von LKWs). Dann habe ich ein Vierkantrohrprofil mit einer kleinen Aussparung (siehe Bild) genommen, um die Klinge zu fixieren. An jedem Ende habe ich ein kleines Alurohr befestigt, um die Funktion eines Scharniers in Verbindung mit einer Schraube zu erhalten.

Der bedruckte Hebel wird mit einer Schraube befestigt. Eine Gewindestange (M3) stellt die Verbindung zwischen Wischer und Servo her.

Das Servo wird oben auf den Bürstenkasten geschraubt, es werden zwei bedruckte Halterungen benötigt.

Schritt 8: Der Caterpillar-Antrieb

Zur Fortbewegung verwenden wir einen klassischen Raupenantrieb. Die Gummiraupenketten haften optimal an den nassen Glasscheiben.

Die Ketten werden von zwei Umlenkrollen geführt. Die größere Antriebsscheibe mit dem Getriebe besteht aus vier Teilen, die mit drei Schrauben/Muttern M3x50 zusammengehalten werden. Der kleinere besteht aus zwei identischen Teilen mit zwei Kugellagern, die auf einer Gewindestange laufen. Die Treibscheiben laufen auf einem Messing- oder Alu-Rohrprofil mit einem Durchmesser von 10mm.

Um ein Verrutschen zu verhindern, ist an der Achse ein Stück Schrumpfschlauch angebracht. Aufgrund der geringen Drehzahl ist dies völlig ausreichend.

Richten Sie abschließend die Riemenscheiben parallel zueinander und zum Rahmen aus.

Schritt 9: Elektronisch

Der elektronische Teil kann auf ein Steckbrett gelötet werden. Details finden Sie im beigefügten Schaltplan.

Ich hänge auch die Adler-Sch-Datei an, wenn Sie Ihre eigene Platine erstellen möchten.

Um die Elektronik vor Feuchtigkeit zu schützen, kann alles inklusive der Batterien in eine PVC-Box eingebaut werden.

Die Stromversorgung erfolgt über zwei separate LiPos für den Bürstenmotor der viel Strom benötigt und einen weiteren für den Rest.

Verwenden Sie Sicherungen für beide Stromkreise, LiPos können extrem hohe Ströme erzeugen!

Um den richtigen Strom in Ihre Schrittmotoren zu bekommen, ist es sehr wichtig, die A4988-Treiber anzupassen.

Ich fand hier ein sehr gutes instructable.

Schritt 10: Arduino

Für die Steuerung des GRrawlers habe ich mich für die Micro-Version des Arduino Leonardo entschieden. Dieser hat einen eingebauten USB-Controller und lässt sich somit problemlos programmieren. Die Anzahl der IO-Pins ist für unsere Zwecke ausreichend. Um die IDE zu installieren und das richtige Board auszuwählen, verwenden Sie diese Anleitung.

Danach können Sie die angehängte Skizze herunterladen.

Änderungen im Kodex:

Die Up/Down-Werte für das Servo müssen experimentell gefunden werden und können oben im Code bearbeitet werden:

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

Der Code wird NICHT auf anderen Arduinos ausgeführt, die den ATmega32U4 nicht verwenden. Diese verwenden unterschiedliche Timer.

Schritt 11: BT-Steuerung

Zur Fernsteuerung unseres kleinen Crawlers verwende ich ein BT-Modul und die App "Joystick BT Commander". Um das Rad nicht neu erfinden zu müssen, gibt es auch eine Anleitung.

Und eine Anleitung für das BT-Modul, verwenden Sie eine Baudrate von 115200bps. Der Pairing-Code ist " 1234".

Die App kommt mit 6 Tasten (wir brauchen nur 3) und einem Joystick. Verwenden Sie die Voreinstellungen, um die Schaltflächenbeschriftungen zu konfigurieren.

1. Bürste ein/aus

2. Motoren ein/aus

3. Wischer hoch/runter

Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen " zurück zur Mitte"

und aktivieren Sie "automatische Verbindung"

Ich habe einige Screenshots von meinem Telefon für Details angehängt.

Schritt 12: Erhalten Sie eine klare Sicht

Jetzt ist Showtime für die Dachreinigung.

• Stellen Sie den GRrawler auf das Dach
• Füllen Sie etwas Wasser ein (warm ist besser!)
• Ein
• Motoren aktivieren
• Pinsel aktivieren
• Geh hinauf
• oben rückwärts fahren
• und dreh den Wischer runter

Und natürlich viel Spaß!!!

Schritt 13: Aktualisierungen

2018/05/24:

Für die automatische Nachführung habe ich auf jeder Seite Mikroschalter eingebaut. Der Anschluss ist im Schaltplan und in der Software bereits berücksichtigt. Beim Auslösen eines Schalters verlangsamt sich der gegenüberliegende Motor.

Erster Preis beim Spotless-Wettbewerb