GRAWler - น้ำยาทำความสะอาดหลังคากระจก: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

นี่เป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดและยากที่สุดของฉันจนถึงตอนนี้ เป้าหมายคือการสร้างเครื่องจักรสำหรับทำความสะอาดหลังคากระจกของฉัน ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่คือความชัน 25% ความพยายามครั้งแรกล้มเหลวในการขับออกจากเส้นทางที่สมบูรณ์ โปรแกรมรวบรวมข้อมูลเลื่อนออกไป เครื่องยนต์หรือเกียร์ล้มเหลว หลังจากพยายามหลายครั้ง ฉันได้ตัดสินใจเลือกไดรฟ์ปัจจุบัน สเต็ปเปอร์มอเตอร์ช่วยได้มาก เพราะสามารถขับตามระยะทางที่กำหนดได้ และโปรแกรมรวบรวมข้อมูลสามารถยืนนิ่งได้โดยไม่ต้องพลิกกลับ ตัวเครื่องประกอบด้วยส่วนขับเคลื่อนของหนอนผีเสื้อ แปรงหมุนพร้อมที่ปัดน้ำฝน ถังเก็บน้ำพร้อมปั๊ม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ชิ้นส่วนจำนวนมากถูกสร้างขึ้นด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ความกว้างของตัวตีนตะขาบขึ้นอยู่กับพื้นผิวกระจกและสามารถกำหนดได้โดยความยาวของโปรไฟล์โลหะ

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วน

โปรไฟล์โลหะสำหรับกรอบ:

• แท่งโลหะกลมอลูมิเนียม 1 ม. 10 มม.
• แท่งอลูมิเนียมกลม 6mm
• ท่อเหลี่ยมอลูมิเนียม 2 ม. 10x10 มม.
• โปรไฟล์อลูมิเนียม L 2 ม. 45x30 มม.

แกนเกลียว:

• 3m M8 พร้อมน็อตและแหวนรองจำนวนมาก
• 1ม. เอ็ม6"
• 1ม. เอ็ม5"
• 0.2m M3

สกรู:

• 12x M3x12 (สำหรับมอเตอร์และเกียร์)
• 6x M3x50 (สำหรับล้อขับเคลื่อน) พร้อมน็อต
• M5x30
• M6x30
• M4x30

แบริ่ง:

6 ชิ้น 5x16x5

อิเล็กทรอนิกส์:

• ปั๊มจุ่มน้ำขนาดเล็ก
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 V 16 MHz)
• 2 ชิ้น NEMA 17 สเต็ปเปอร์มอเตอร์
• 2 ชิ้น ไดรเวอร์ A4988 Stepper
• โมดูลรีเลย์ Arduino
• 550 มอเตอร์แปรงถ่าน
• Standard Servo (หรือรุ่นโลหะที่ดีกว่าที่มีแรงบิดมากกว่า)
• เขียงหั่นขนม Universal Hole กระป๋อง
• Pin Headers ชาย/หญิง 2.54 standard
• L7805
• LiPo 3.7V 4000-6000mAh
• LiPo 11.1V 2200mAh

• ตัวกรองสายเคเบิลแกนเฟอร์ไรต์

• โมดูล BT HC-06
• แคป, 3x100µF, 10nF, 100nF
• ตัวต้านทาน, 1K, 22K, 33K, 2x4.7K
• ฟิวส์ 10A สำหรับแบตเตอรี่มอเตอร์แปรงถ่าน, 5A สำหรับแบตเตอรี่ "GRAWler"

อื่น:

• กล่องพลาสติกใส่ชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิคส์ ขนาดประมาณ 200x100x50mm
• แปรงหม้อน้ำแบบยาวพิเศษ (800 มม.)
• กระป๋องพลาสติก 2l
• พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ/บ่อปลา 1.5 ม. OD:.375 หรือ 3/8 หรือ 9.5 มม. ID:.250 หรือ 1/4 หรือ 6.4 mm
• หนอนผีเสื้อ / รางพลาสติก
• ใบปัดน้ำฝนแบบยาว (ขั้นต่ำ 700 มม.) จากรถบรรทุก
• ที่รัดสายไฟมากมาย
• เทปฉนวน
• ท่อหด

เครื่องมือ:

• ปืนกาวร้อน
• สว่านตั้งโต๊ะ
• สว่าน 1-10mm
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• ประแจขนาดเล็ก
• ไขควง
• สถานีบัดกรี
• คีมต่างๆ
• เลื่อยวงเดือน
• ไฟล์

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติของฉันผลิตชิ้นส่วนต่างๆ มากมาย การตั้งค่าทั่วไป:

• เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด 0.4
• ความสูงของชั้น 0.3
• เติม 30-40% เลือกเกียร์มากขึ้น
• วัสดุ: PLA พร้อมแผ่นทำความร้อน

ขั้นตอนที่ 3: แปรง

สำหรับแปรงแบบหมุน ฉันใช้แปรงหม้อน้ำที่ยาวเป็นพิเศษ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแปรงจริงมีความยาวขั้นต่ำ 700 มม. หลังจากค้นหาเว็บสโตร์ในขณะที่ฉันพบอันที่ใช่ ตัดด้ามจับออกแล้วปล่อยให้ด้ามยาว 20 มม. ทั้งสองด้าน

ด้ามแปรงของฉันมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. ซึ่งพอดีกับตลับลูกปืนของชิ้นส่วนด้านข้าง

เพื่อป้องกันการลื่นไถลของเพลา ฉันใช้ท่ออะลูมิเนียมขนาดเล็กที่มีท่อหด อีกด้านหนึ่งยึดด้วยเฟือง

เคล็ดลับ: หากขนแปรงยาวเกินไป ขนแปรงจะหมุนช้ามาก

ในกรณีนี้ ให้ย่อให้สั้นลงด้วยที่ตัดผมไฟฟ้า อย่างที่ฉันทำ:-)

ขั้นตอนที่ 4: การจัดเฟรม

ลองคิดดูก่อนว่ารถตีนตะขาบควรจะกว้างแค่ไหน หรือเลนกว้างแค่ไหนที่จะเคลื่อนไปพร้อมกัน ความยาวของโปรไฟล์และแกนเกลียวขึ้นอยู่กับนั้น ฉันใช้ 700 มม.

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโปรไฟล์จุ่มลงในแผงด้านข้าง 1-2 มม

ผ่านแผงด้านข้างและโปรไฟล์ แท่งเกลียว (M6 หรือ M8) จะถูกสอดและขันเกลียวจากด้านนอก

ขั้นตอนที่ 5: กระปุกเกียร์สำหรับ Brush

กระปุกเกียร์ของแปรงประกอบด้วย 4 เกียร์

เพื่อความนุ่มนวลยิ่งขึ้น เกียร์คู่จะถูกยึดด้วยท่อทองเหลือง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม.) และสกรู M6

เกียร์อื่นยึดด้วยสกรู M4 และน็อตล็อค

เฟืองแปรงยึดด้วยสกรู M3 สองตัว อย่าลืมใส่น็อตในล้อเฟืองก่อน

มอเตอร์ถูกยึดด้วยสกรู M3 ที่ส่วนด้านข้าง

ขั้นตอนที่ 6: ถัง ปั๊ม และท่อพีวีซี

ฉันตัดสินใจใช้ปั๊มจุ่ม ฉันต้องใช้ท่อพีวีซีเพียงชิ้นเดียวและปั๊มจะหายไปในถัง

ฉันเจาะรูที่ด้านบนของถังสำหรับท่อและสายเคเบิล

สำคัญ: มอเตอร์ปั๊มไม่มีการระงับสัญญาณรบกวน ที่จะทำให้คุณคลั่งไคล้ GRrawler:-) ใช้ฝาปิด (10nF) แบบขนานและวงแหวนเฟอร์ไรต์สำหรับสายเคเบิล

หลังจากวัดความยาวท่อตามที่ต้องการแล้ว ให้ทำเครื่องหมายส่วนที่หายไปในกล่องแปรง ตอนนี้คุณเจาะรูเล็กๆ (1.5 มม.) ในท่อที่ระยะ 30-40 มม. เป็นสิ่งสำคัญที่รูจะอยู่บนเส้นเดียว แก้ไขท่อด้วยกาวร้อนในกล่องแปรงและปิดปลายเปิดของท่อ (ฉันใช้แคลมป์ท่อ)

ขั้นตอนที่ 7: ที่ปัดน้ำฝน

ใบมีดยางนำมาจากใบปัดน้ำฝนสกรีน (ใบใหญ่จากรถบรรทุก) จากนั้นฉันก็เอาโปรไฟล์ท่อสี่เหลี่ยมที่มีช่องว่างเล็กน้อย (ดูรูป) เพื่อแก้ไขใบมีด ฉันติดท่ออะลูมิเนียมขนาดเล็กที่ปลายแต่ละด้านเพื่อรับหน้าที่ของบานพับร่วมกับสกรู

คันโยกพิมพ์ได้รับการแก้ไขด้วยสกรู แกนเกลียว (M3) ให้การเชื่อมต่อระหว่างที่ปัดน้ำฝนและเซอร์โว

เซอร์โวถูกยึดที่ด้านบนของกล่องแปรง จำเป็นต้องใช้วงเล็บพิมพ์สองอัน

ขั้นตอนที่ 8: ไดรฟ์หนอนผีเสื้อ

สำหรับการเคลื่อนไหวเราใช้ตัวขับหนอนแบบคลาสสิก รางยางของตีนตะขาบยึดติดกับแผงกระจกเปียกได้อย่างเหมาะสม

โซ่ถูกนำโดยรอกสองตัว รอกขับเคลื่อนที่ใหญ่กว่าพร้อมเฟืองประกอบด้วยสี่ส่วนที่ยึดด้วยสกรู/น็อต M3x50 สามตัว ชิ้นที่เล็กกว่าประกอบด้วยสองส่วนที่เหมือนกันโดยมีตลับลูกปืนสองตัววิ่งอยู่บนแกนเกลียว รอกของไดรฟ์ทำงานบนโปรไฟล์ท่อทองเหลืองหรืออะลูมิเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.

เพื่อป้องกันการลื่นไถล ให้ติดท่อหดเข้ากับเพลา เนื่องจากจำนวนรอบต่ำจึงเพียงพอแล้ว

สุดท้าย จัดรอกให้ขนานกันและเข้ากับเฟรม

ขั้นตอนที่ 9: อิเล็กทรอนิกส์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สามารถบัดกรีเข้ากับเขียงหั่นขนมได้ ดูแผนผังที่แนบมาเพื่อดูรายละเอียด

ฉันยังแนบไฟล์ eagle sch-file หากคุณต้องการทำ pcb ของคุณเอง

เพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากความชื้น คุณสามารถสร้างทุกอย่างรวมทั้งแบตเตอรี่ไว้ในกล่องพีวีซีได้

แหล่งจ่ายไฟถูกรับรู้โดย LiPos สองตัวที่แยกจากกันสำหรับมอเตอร์แปรงที่ต้องการกระแสไฟสูงและอีกอันสำหรับส่วนที่เหลือ

ใช้ฟิวส์ทั้งสองวงจร LiPos สามารถสร้างกระแสไฟสูงมากได้ !

ในการรับกระแสไฟที่เหมาะสมในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ของคุณ การปรับไดรเวอร์ A4988 เป็นสิ่งสำคัญมาก

ฉันพบคำแนะนำที่ดีมากที่นี่

ขั้นตอนที่ 10: Arduino

สำหรับการควบคุมของ GRAWler ฉันเลือกใช้ Arduino Leonardo รุ่นไมโคร มีคอนโทรลเลอร์ USB ในตัวและสามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างง่ายดาย จำนวนพิน IO เพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ของเรา สำหรับการติดตั้ง IDE และเลือกบอร์ดที่ถูกต้อง ให้ใช้คู่มือนี้

หลังจากนี้คุณสามารถดาวน์โหลดภาพร่างที่แนบมาได้

การเปลี่ยนแปลงในรหัส:

ต้องพบค่าขึ้น/ลงสำหรับเซอร์โวในการทดลองและสามารถแก้ไขได้ที่ด้านบนของโค้ด:

#define ServoDown 40 // ใช้ค่า 30-60# กำหนด ServoUp 50 / / ใช้ค่า 30-60

รหัสจะไม่ทำงานบน Arduinos อื่น ๆ ที่ไม่ได้ใช้ ATmega32U4 สิ่งเหล่านี้ใช้ตัวจับเวลาต่างกัน

ขั้นตอนที่ 11: การควบคุม BT

สำหรับการควบคุมโปรแกรมรวบรวมข้อมูลตัวน้อยของเราจากระยะไกล ฉันใช้โมดูล BT และแอป "ตัวควบคุมจอยสติ๊ก BT" เพื่อไม่ต้องคิดค้นล้อใหม่ก็มีคู่มือ

และคำแนะนำสำหรับโมดูล BT ใช้บอดเรต 115200bps รหัสการจับคู่คือ " 1234"

แอพนี้มี 6 ปุ่ม (เราต้องการเพียง 3) และจอยสติ๊ก ใช้การตั้งค่าเพื่อกำหนดค่าป้ายกำกับปุ่ม

1. เปิด/ปิดแปรง

2. มอเตอร์เปิด/ปิด

3. ปัดน้ำฝนขึ้น/ลง

ยกเลิกการทำเครื่องหมายที่ช่อง " กลับไปที่ศูนย์"

และทำเครื่องหมายที่ "เชื่อมต่ออัตโนมัติ"

ฉันได้แนบภาพหน้าจอบางส่วนจากโทรศัพท์ของฉันเพื่อดูรายละเอียด

ขั้นตอนที่ 12: รับมุมมองที่ชัดเจน

ถึงเวลาโชว์ทำความสะอาดหลังคาแล้ว

• วาง GRAWler ไว้บนหลังคา
• เติมน้ำ (อุ่นจะดีกว่า !)
• เปิดเครื่อง
• เปิดใช้งานมอเตอร์
• เปิดใช้งานแปรง
• ขึ้น
• บนไดรฟ์ย้อนกลับ
• และปิดที่ปัดน้ำฝน

และสนุกแน่นอน!!!

ขั้นตอนที่ 13: อัปเดต

2018/05/24:

สำหรับการติดตามอัตโนมัติ ฉันได้ติดตั้งไมโครสวิตช์ไว้ในแต่ละด้าน การเชื่อมต่อถูกนำมาพิจารณาในแผนภาพวงจรและในซอฟต์แวร์แล้ว เมื่อสวิตช์ทำงาน มอเตอร์ฝั่งตรงข้ามจะช้าลง

รางวัลที่หนึ่งในการแข่งขันไร้ที่ติ