GRawler - Nettoyant pour toit en verre : 13 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

C'est mon projet le plus important et le plus difficile à ce jour. Le but était de construire une machine pour nettoyer ma verrière. Un grand défi est la pente raide de 25%. Les premières tentatives n'ont pas réussi à sortir de la piste complète. La chenille a glissé, les moteurs ou les engrenages sont tombés en panne. Après plusieurs tentatives, j'ai opté pour l'entraînement actuel. Les moteurs pas à pas sont d'une grande aide, car une distance définie peut être parcourue et la chenille peut rester immobile sans reculer. La machine se compose essentiellement d'un entraînement à chenilles, d'une brosse rotative avec essuie-glace à l'avant, d'un réservoir d'eau avec pompe et de l'électronique de commande. De nombreuses pièces ont également été créées avec l'imprimante 3D. La largeur de la chenille dépend de la surface du verre et peut être déterminée par la longueur des profilés métalliques.

Étape 1: Liste des pièces

Profilés métalliques pour le cadre:

• Tige métallique ronde en aluminium 1m 10mm
• morceau de tige métallique ronde en aluminium 6mm
• Tube carré en aluminium 2m 10x10mm
• Profilé en L aluminium 2m 45x30mm

Tige filetée:

• 3m M8 avec beaucoup d'écrous et rondelles
• 1m M6"
• 1m M5"
• 0,2 m M3

Des vis:

• 12x M3x12 (pour moteurs et engrenages)
• 6x M3x50 (pour roues motrices) avec écrous
• M5x30
• M6x30
• M4x30

Roulements:

6 pièces. 5x16x5

Électronique:

• Micro pompe à eau submersible
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 pièces Moteur pas à pas NEMA 17
• 2 pièces. Pilote pas à pas A4988
• Module de relais Arduino
• 550 Moteur Électrique Brossé
• Standard Servo (ou meilleure version en métal avec plus de couple)

• Planche à pain universelle étamée

• Embases à broches mâle/femelle 2.54 standard
• L7805
• LiPo 3.7V 4000-6000mAh
• LiPo 11.1V 2200mAh
• Filtre de câble à noyau de ferrite
• Module BT HC-06
• bouchons, 3x100µF, 10nF, 100nF
• résistance, 1K, 22K, 33K, 2x4,7K
• Fusibles. 10A pour la batterie du moteur de la brosse, 5A pour la batterie "GRawler"

Autre:

• boîte en plastique pour pièces électroniques, environ 200x100x50mm
• Brosse de radiateur extra longue (800 mm)
• bidon plastique 2l
• Tube d'aquarium/d'étang de 1,5 m DE: 0,375 ou 3/8 ou 9,5 mm; ID:.250 ou 1/4 ou 6,4 mm
• Chenille / chenille en plastique
• balai d'essuie-glace long (min 700mm) du camion
• beaucoup de serre-câbles
• ruban isolant
• tube rétractable

Outils:

• pistolet à colle chaude
• perceuse d'établi
• perceuse 1-10mm
• Imprimante 3D
• petites clés
• tournevis
• poste de soudure
• diverses pinces
• scie à métaux
• déposer

Étape 2: Pièces imprimées en 3D

Beaucoup de pièces sont réalisées avec mon imprimante 3D, réglages communs:

• Diamètre de la buse 0,4
• hauteur de couche 0.3
• remplissage 30-40%, choisissez plus pour les engrenages
• Matériel: PLA avec lit chauffant

Étape 3: Le pinceau

Pour la brosse rotative, j'utilise une brosse de radiateur extra longue, assurez-vous que la vraie brosse a une longueur minimale de 700 mm, après avoir cherché dans les magasins en ligne un certain temps, j'ai trouvé la bonne. Coupez la poignée et laissez la tige dépasser de 20 mm des deux côtés.

Le manche de ma brosse a un diamètre de 5mm, cela s'intègre parfaitement dans les roulements des parties latérales.

Pour éviter le glissement de l'arbre j'utilise un petit tube en alu avec une gaine thermorétractable, l'autre côté est fixé par l'engrenage.

Astuce: Si les poils sont trop longs, la rotation deviendra très lente.

Dans ce cas, raccourcissez-les simplement avec un coupe-cheveux électrique, comme je l'ai fait:-)

Étape 4: Encadrement

Pensez à l'avance à la largeur du robot ou à la largeur des voies à parcourir. La longueur des profilés et des tiges filetées en dépend, j'utilise 700mm.

Assurez-vous que les profils plongent de 1 à 2 mm dans les panneaux latéraux

A travers les panneaux latéraux et les profilés, les tiges filetées (M6 ou M8) sont insérées et vissées de l'extérieur.

Étape 5: Boîte de vitesses pour brosse

La boîte de vitesses de la brosse se compose de 4 engrenages.

Pour une meilleure finesse, le double pignon est fixé avec un morceau de tube en laiton (diamètre 8mm) et une vis M6.

L'autre pignon est fixé avec une vis M4 et un contre-écrou.

L'engrenage de la brosse est fixé avec deux vis M3, n'oubliez pas de mettre d'abord les écrous dans la roue dentée.

Le moteur est fixé par des vis M3 sur la partie latérale.

Étape 6: Réservoir, pompe et tubulure en PVC

J'ai décidé d'utiliser une pompe submersible, je n'ai donc besoin que d'un seul morceau de tube en PVC et la pompe disparaît dans le réservoir.

Je perce des trous dans le haut du réservoir pour le tube et le câble.

IMPORTANT: Le moteur de la pompe n'a pas d'antiparasitage, ce qui vous rendra fou de GRrawler:-) utilisez un capuchon (10nF) parallèle et une bague en ferrite pour le câble.

Après avoir mesuré la longueur requise du tuyau, marquez la partie qui disparaît dans la boîte à brosses. Maintenant, vous percez de petits trous (1,5 mm) dans le tuyau à une distance de 30 à 40 mm. Il est important que les trous soient sur une ligne. Fixez le tuyau avec de la colle chaude dans la boîte à brosse et fermez l'extrémité ouverte du tuyau (j'utilise un collier de serrage)

Étape 7: L'essuie-glace

Le balai en caoutchouc provient d'un balai d'essuie-glace (les plus gros des camions). Ensuite, j'ai pris un profil en tube carré avec un petit évidement (voir photo) pour fixer la lame. J'ai attaché un petit tube en alu à chaque extrémité pour obtenir la fonction d'une charnière en conjonction avec une vis.

Le levier imprimé est fixé avec une vis. Une tige filetée (M3) assure la liaison entre l'essuie-glace et le servo.

Le servo est boulonné sur le dessus de la boîte à brosses, deux supports imprimés sont nécessaires.

Étape 8: L'entraînement Caterpillar

Pour la locomotion, nous utilisons un entraînement à chenilles classique. Les chenilles en caoutchouc adhèrent de manière optimale aux panneaux de verre humides.

Les chaînes sont guidées par deux poulies. La plus grande poulie d'entraînement avec l'engrenage se compose de quatre parties qui tiennent ensemble avec trois vis/écrous M3x50. Les plus petits sont constitués de deux pièces identiques avec deux roulements à billes tournant sur une tige filetée. Les poulies d'entraînement tournent sur un tube profilé en laiton ou en alu d'un diamètre de 10 mm.

Afin d'éviter de glisser, un morceau de gaine thermorétractable est attaché à l'essieu. En raison du faible nombre de tours, cela est tout à fait suffisant.

Enfin, alignez les poulies parallèlement les unes aux autres et au châssis.

Étape 9: Électronique

La partie électronique peut être soudée à une maquette. Voir le schéma ci-joint pour plus de détails.

Je joins également le fichier sch eagle si vous souhaitez créer votre propre circuit imprimé.

Pour protéger l'électronique de l'humidité, tout, y compris les batteries, peut être intégré dans un boîtier en pvc.

L'alimentation est réalisée par deux LiPos séparés pour le moteur à balais nécessitant un courant élevé et un autre pour le reste.

Utilisez des fusibles pour les deux circuits, les LiPos peuvent générer des courants extrêmement élevés !

Pour obtenir le bon courant dans vos moteurs pas à pas, il est très important d'ajuster les pilotes A4988.

J'ai trouvé un très bon instructable ici.

Étape 10: Arduino

Pour le contrôle du GRawler, j'ai opté pour la version micro de l'Arduino Leonardo. Cela a un contrôleur USB intégré et peut donc facilement programmer. Le nombre de broches IO est suffisant pour nos besoins. Pour installer l'IDE et choisir la bonne carte, utilisez ce guide.

Après cela, vous pouvez télécharger le croquis ci-joint.

Modifications à apporter au Code:

Les valeurs haut/bas du servo doivent être trouvées expérimentalement et peuvent être modifiées en haut du code:

#define ServoDown 40 // utilise la valeur 30-60#define ServoUp 50 // utilise la valeur 30-60

Le code ne fonctionnera PAS sur d'autres Arduinos qui n'utilisent pas l'ATmega32U4. Ceux-ci utilisent des minuteries différentes.

Étape 11: Contrôle BT

Pour contrôler à distance notre petit robot, j'utilise un module BT et l'application "Joystick BT commander". Afin de ne pas avoir à réinventer la roue, il existe également un guide.

Et un guide pour le module BT, utilisez un débit en bauds de 115200bps. Le code d'appariement est " 1234 ".

L'application est livrée avec 6 boutons (nous n'en avons besoin que de 3) et un joystick. Utiliser les préférences pour configurer les libellés des boutons, 1. Brosse marche/arrêt

2. Moteurs marche/arrêt

3. Essuie-glace haut/bas

Décochez la case "retour au centre"

et cochez "connexion automatique"

J'ai joint quelques captures d'écran de mon téléphone pour plus de détails.

Étape 12: Obtenez une vue dégagée

C'est maintenant l'heure du nettoyage du toit.

• Mettez le GRawler sur le toit
• Remplir d'eau (chaud c'est mieux !)
• Allumer
• activer les moteurs
• activer le pinceau
• Monter
• en haut, reculer
• et baisse l'essuie-glace

Et bien sûr, amusez-vous !!!

Étape 13: Mises à jour

2018/05/24:

Pour le suivi automatique, j'ai installé des micro-interrupteurs de chaque côté. Le raccordement est déjà pris en compte dans le schéma électrique et dans le logiciel. Lorsqu'un interrupteur est déclenché, le moteur opposé ralentit.

Premier prix du concours Spotless