Raumpfleger (Selbstfahrender Staubsauger fertig)

[PICture]

Die ganze bisherige Diskussion bewegt mich immer mehr in Richtung seit lange bewährtem Staubsauger. Mit der Fuselrolle ist es vielleicht neu aber nicht gut, sonst würde es schon zum Kaufen sein. Ich bin keiner, der glaubt, dass er nur gute Ideen hat...

MfG

[mausi_mick]

ich glaube , das ist auch gut so.

Alles andere ist meiner Ansicht nach mit häufigen Störungen / Eingreifen verbunden, die ein automes Arbeiten des Roboters behindern.
Obwohl die Saugleistung beim Teppichsaugen eine andere Herausforderung ist als bei einem Sauger für glatte Böden. Für die hohe Saugleistung (hPa) braucht man einen Radiallüfter - Axiallüfter bringen zwar viel Volumen, aber wenig Saugkraft auf -
und die sind vergleichsweise gross (Anbieter z.B. Pollin) und energiehungrig.
Nur wird das mit der angestrebten Bauhöhe dann eng. Bei meinen Versuchen lag die immer so zwischen 8 und 10cm (1cm Bodenabstand, 1,5 cm Akkus (mit LIPO auf 0,5cm reduzierbar) , 3,5 cm Lüfter/Sauger, 2,5 cm Staubbehälter/Filter). Man kann zwar die Akkus auch seitlich unterbringen, vermasselt aber dann den Schwerpunkt und es führt zu grösserem Durchmesser, was z.B. unter Stühlen oder in Ecken Probleme macht. Saugdüse hab ich vorne zwischen den Antriebsrädern angebracht, damit der aufzusaugende Schmutz nicht erst festgefahren wird bzw. sich in die Antriebsachsen reinwickelt (Haare).

Steuerung / Messung Wegstrecke über Quadraturencoder meiner Ansicht nach überflüssig, da durch Schlupf zwischen Rad und Boden zurückgelegte
Strecke so nicht exakt erfassbar. Besser ist hier z.B. ein Positionierungssystem mit Baken (z.B. IR).

Hab aber - ich vermute beim C't Bot - ein interessantes System zur Erfassung des Fahrwegs gesehen, schien mir aber sehr speicherintensiv zu sein.

Bei meinen mehrmonatigen Versuschen mit Zufallssteuerung war ich eigentlich zufrieden:
Bei den z.T. nächtlichen Fahrten (durch den Riemenantrieb war das lauteste Geräusch der Saug-Lüfter) wurden dann zwar manche Bereiche mehrfach abgesaugt, und vielleicht auch nicht immer eine 100% Erfassung erzielt. Da ber der reine Saugvorgang berührungsfrei/verschleissfrei und damit schonend verlief, war mir das egal. Eine 100% Reinigung - wie vielleicht per Hand möglich - wird man mit dem Robi-Sauger sowieso nicht erzielen,
auch mit dem gekauften (Roomba iRobot) war das nicht der Fall.
Bei mir wird der Saugroboter mehrmals in der Woche eingesetzt - zur Zwischenreinigung des Parketts/Fliesen, den "normalen" Staubsuger setze ich dann nur noch 1 mal in der Woche ein.
Hat der Roboter hat sich wegen der geringen Abmessungen auch bewährt für schlecht erreichbare Flächen (z.B. unter Bett/ Sofa), wo sich oft viel Staub absetzt.

Ein Problem mit einem kleien Saugroboter möchte ich nicht verschweigen:
Im Gegensatz zum normalen Sauger , bei dem die Saugöffnung und der Austritt der gefilterten Luft meist weit (1-2m) auseinanderliegen, sind hier die Saugöffnung und der Luftaustritt benachbart (ca 20 cm Abstand), was z.b. in Ecken zu Verwirbelungen führen kann (der Staub wird vorher weggeblasen, bevor er aufgesaugt werden kann). Daher sind hier riesige Saugleistung (z.B. > 1000W wie beim normalen Sauger) eher problematisch. Auch sollte man sich über den Luftaustritt Gedanken machen.

Gruss mausi_mick

[PICture]

Hallo mausi_mick!

Weil ich noch nicht voll für eine Säuberungsmethode entschieden bin, habe ich noch ein bischen mit Lüfter experimentiert.

Ich kann zwar keine genaue Messwerte nennen, habe ich aber sicher festgestellt, dass eine Turbine von einem kleinem Papst Prozessorkühler das mehrfache von Luftmenge bewegt, wenn sie mit einem DC Motor gleicher Leistung betrieben wird. Es lässt sich damit erklären, dass die Stepper (auch Brushless genannt) viel schwächer als die DC Motoren sind.

Weil mein kleiner Staubsauger nur ca. 4 cm hoch seien darf, und der DC Motor mit 1W Leistung ca. 4 cm lang ist, ist ein Getriebe mit rechteckig angeordneten Achsen notwendig. Ich befürchte aber, dass ich das ganze nicht genug stabil für sehr hoche Drehzahl basteln kann.

Es ist wannsinig kraftvol, da ich mich wegen Unaufmerksamkeit mit so einer laufender Turbine am Zeigefinger verletzt habe und von der Turbine wurden zwei Flügel abgerissen, die ich nicht mehr finden kann.

Um mich zweifellos für die Fuselrolle zu entscheiden, möchte ich nach kleiner Bastelei einen Vergleich mit dem 1000 W Staubsauger machen. Ich möchte direkt nach dem Staubsaugen mit der Fuselrolle die gleiche Oberfläche durchfahren und sehen, ob sie noch was aufnimmt. Sie wird diesmal nicht mehr zusätzlich zum Boden gedrückt.

Ansschliessend dem Staubsaugen hat die Fuselrolle noch viel auf ca. 5 m² gesammelt (siehe Foto). Es scheint also so aus, das diese Reinigungsmethode für ein Teppichboden sogar besser als 1000 W Staubsauger ist. Sie hat aber auch spezifische Nachteile, z.B. sie kann bei unebenem Boden, nicht alle kleine Verschmutzungen aus "Löcher" aufnehmen.

Da ich beim Fahren die ganze durchgefahrene Fläche genau gesehen habe, muss ich dazu sagen, das sogar nach der Behandlung des Teppichbodens mit den beiden Methoden bleiben in dem Teppich noch kleine Teilchen.

Es ist weder ein Staubsauger noch eine Fuselrolle in der Lage sie rauszukriegen. Einige Teilchen z.B. Drädtchen sitzen so stark in dem Tepich, dass sie ohne Werkzeug und viel Kraft überhaupt nicht entfernt werden können.

Es ist also grunsätzlich unmöglich ein Tepichboden wirklich genau zu reinigen. Verwendung von beiden o.g. Methoden scheint also besser als jede einzeln zu sein. Ich habe mir wirklich nicht gedacht, das das Problem so schwerig ist.

Was könnte ich nun machen? Wachrscheinlich kann ich auf meinen 1000 W Staubsauger gar nicht verzichten, bloß ihn seltener benutzen, wenn mein Roboter mit Fuselrolle oft nachts fahren wird.

Ich werde aber wachrscheinlich ein Roboter bauen müssen, der die beide Methoden verknüpft und vorne einen kleinen Staubsauger und hinten eine Fuselrole hat. Dann kann ich erst sicher sein, das meine Wohnung sauberer als bisher wird.

MfG

[recycle]

Es ist also grunsätzlich unmöglich ein Tepichboden wirklich genau zu reinigen. Verwendung von beiden o.g. Methoden scheint also besser als jede einzeln zu sein. Ich habe mir wirklich nicht gedacht, das das Problem so schwerig ist.

Wieso schwierig? Du hast festgestellt, dass es zwei, bzw. sogar 3 verschiedenen Arten Verschmutzung gibt für die Staubsauger und Fuselrolle unterschiedlich gut geeiget sind.
D.h. das eine kann das andere nicht ersetzen und damit ist doch die "Sinnhaftigkeit" deines Fuselrollen-Roboters belegt.

Bei den unterschiedlichen Verschmutzungen gibt es meiner Beobachtungen nach noch einen ganz interessanten Aspekt: Das was einen dazu treibt den Staubsauger auszupacken ist oft der Schmutz, den der Staubsauger gar nicht so sonderlich gut wegbekommt, nämlich die Fusseln die sich besonders bei dunklen Teppichen meist gut sichtbar oben im Floor "festhalten".

Ich Dussel habe mir in einer vorherigen Wohnung mal schwarzen Teppichboden in ein Zimmer gelegt. Da hatte man den Staubsauger nach dem saugen kaum weggeräumt, schon waren wieder helle Fuseln überall zu sehen und der Boden sah ruckzuck wieder aus als sollte er dringend mal gesaugt werden.

Mit deinem Fusel-Roboter kannst du deinen normalen Staubsauger sicher nicht in Rente schicken, höchstens in die Kurzarbeit indem du die Intervalle in denen er benötigt wird verlängert.

Was du mit dem Fuselroboter aber erreichen kannst, ist dass der Teppich zwischen den Staubsaugintervallen auch so aussieht als sei er gesaugt.

Dass du dir zusätzlich sparen kannst mit dem Staubsauger unter Schränken und anderen schwerzugänglichen Stellen rumzufummeln ist doch nebenbei auch noch was wert. Unterm Schrank tritt man den Dreck ja nicht fest und den losen Staub bekommt dein Fuselroller ja auch gut weg.

[Richard]

Moin moin.

Erst einmal.."Stepper (auch Brushless genannt)"..! Brusless sind
keine Stepper sondern 3 Phasen "Drehstrommotore". Das sie
als DC Brusless (Bürstenlos) angespriesen werden liegt eher
daran das der Motoprtreiber mit DC angesteuert wird. Die
3 Phasen werden dann im Treiber erzeugt.

Diese Motoren haben erheblich mehr Power als DC Motoren
und drehen auch schon mal über 100.000 1/min beim Speed
Modellflug. Ziehen dann aber auch gut 120 AH und werden
oft aus selbst umgewickelten CD Laufwerkmotoren gebaut.

Fusselrolle:

So eine Fusselrolle ist doch eher soperschnell vol Fusseln und
nimmt dann keine neuen Staubteile mehr auf bis die volle
Lage entfehrnt worden ist. Ein Teppich verdreckt nicht nur, er wird
auch "abgelaufen", produziert also durch reine Benutzung laufend
"Fusseln". Ich schätze nach 1. Meter Teppich ist die Fusselrolle
hinnüber.

Staubsauger:

Nehme einmal einen kleinen Teppich, sauge den wirklich ausdauernd.
Danach nimmst Du diesen Teppich mit nach draußen (besser isses)
und bearbeitest denselben auf gute alte Art mit einem Teppichklopfer.
Du wirst Dich wundern was da dann noch an Dreck herauskommt!
Wirklich sauber ist der dann aber immer noch nicht.

Ich habe mir mal so einen Chemischen Teppich reiniger geliehen,
da wird erst ein Reinigungsmittel/Wasser Gemisch auf den Teppich
gesprüht und im gleichen Arbeitsgang wieder aufgesaugt. Der
Erfolg war durchaus sichtbar zu erkennen und das Abwasser sah
entsprechend aus.

Sollte man alle paar Jahre mal versuchen.

Fazit:

Um einen Fliesenboden "relativ" Sauber * (Staubfrei) zu halten könnte
so ein kleiner Saugroboter durchaus seinen Zweck erfüllen. Dann sollte
er aber quasie immer wenn er nicht stöhrt im Einsatz sein und muß
dann natürlich auch gewartet werden. Mit vollem Filter oder Staubbehälter
ist das Teil nutzlos. Für Teppich eh bunbrauchbar!

* Sauber, Mensch schleppt ja besonders wenn es reget, auch
antroknenden Schmutz auf den Fliesen/Pakett. Dafür braucht es dann
noch einen Wisch-Bot.

Ich will euch ja nicht den Spass verderben, aber wirklich brauchbares
dürfte nicht machbar sein. Mensch wischt/saugt nicht (jedenfalls keine
"echte Hausfrau") um Stuhl/Tischbeine herum! Die räumt alles beiseite,
wischt, wartet bis trocken und räumt wieder alles an seinem Platz.
Dann kommt die andere Seite dran. Jaa, jaa, mühsahm ernährt sich
das Eichhörnchen.

Gruß Richard

[PICture]

Hallo!

@ recycle

Danke für die optimistische Zusammenfassung. Dank dessen habe ich eigentlich keine Zweifel mehr. Ich werde mich dann an dem eigentlich universiellem Roboter konzentrieren. Anfangs wird er nur hinten eine abhebbare Fuselrolle haben. Später kann ich immernoch vorne einen kleinen Staubsauger befestigen, wenn ich ihn gebastelt hätte.

@ Richard

Danke für genaue Erklärung der Funktionsweise der brushless Motoren. Meine praktische Tests von Prozessorlüfter zeigen, dass ein DC Motor mit gleicher elektrischer Leistung viel stärker ist. Ich bemühe mich nicht um Erklärung der Tatsache zu finden...

Ich melde mich wieder, so wie schon erwähnt, erst wenn die "Kiste" schon ununterbrochen durch die ganze Wohnung fährt.

MfG

[recycle]

Danke für genaue Erklärung der Funktionsweise der brushless Motoren. Meine praktische Tests von Prozessorlüfter zeigen, dass ein DC Motor mit gleicher elektrischer Leistung viel stärker ist. Ich bemühe mich nicht um Erklärung der Tatsache zu finden...

Dass so eine Lüftermotor keinen sonderlich hohen Wirkungrad hat liegt vermutlich daran, dass die Ansteuerung an sich nicht sonderlich effizient ist und aus kostengründen nicht darauf "getrimmt" sind.
Die Dinger sollen ja nur möglichst billig, leise und verschleissarm sein.

Die Brushlessmotoren die im Motelbau verwendet werden haben drei Kabel und davor sitzt ein Brushless-Regler der aus Gleichstrom ein Drehfeld erzeugt. Bei teureren/besseren Varianten wird dann die Motordrehzahl noch an den Regler zurückgemeldet und das Drehfeld angepasst.
Dadurch haben Brushlessmotoren deutlich mehr Leistung und einen besseren Wirkungsgrad als gleichgrosse Bürstenmotoren.

[PICture]

So wie ich schon geschrieben habe, wenn ich etwas brauche sehe ich den Rest nicht. So war es mit meinen Experimenten zweks kleines Staubsaugers. Ich habe dafür skrupellos den Brushlessmotor zestört und nur die Turbine, die ich nicht selber basteln konnte, an Achse von einem Gleichstrommotor mit gleicher elektrischer Leistung befestigt.

Nach der Zufuhr des Stroms habe ich viel grössere Efektivität der Turbine feststellen müssen. Wenn ich zukünftig einen sehr kleinen Staubsauger zu bauen versuche, würde ich sicher zum Antrieb der Turbine einen Gleichstrommotor nehmen, da er insgesamt nicht so viel, wie der CPU Lüfter, laufen wird.

Der Gleichstrommmotor mit gleicher elektrischer Leistung ist natürlich viel grösser als der Brushlessmotor, aber entsprechend auch mechanisch leistungsfähiger. Und das war eigentliches Ziel meines Experiments, die Leistungsfähigkeit der Turbine bei gleicher elektrischen Leistung zu erhöhen. Die kleine Gleichstrommotoren haben keine Kohlenbürsten, sondern sich nicht so schner verschleissende Metallbürsten.

MfG

[recycle]

Nach der Zufuhr des Stroms habe ich viel grössere Efektivität der Turbine feststellen müssen. Wenn ich zukünftig einen sehr kleinen Staubsauger zu bauen versuche, würde ich sicher zum Antrieb der Turbine einen Gleichstrommotor nehmen, da er insgesamt nicht so viel, wie der CPU Lüfter, laufen wird.

Was meinst du mit Effektivität? Einen besseren Wirkungsgrad oder nur dass der Gleichstrommotor stärker pustet?
Ich vermute beides.
Bei PC-Lüftern ist eine zu hohe Drehtzahl ja meit gar nicht gewünscht, weil die Lärm verursacht und wenns billig sein muss wird auf auf einen hohen elektrischen Wirkungsgrad ja meist gerne verzichtet.

Die normalen Anforderungen an einen PC-Lüfter sind halt andere als an einen Staubsauger, da ist es auch nicht erstaunlich, dass sie für letzteres nicht optimal sind.

Dass viele Leute sie trotzdem für Staubsauger Roboter verwenden - oder wenigstens anfangs erst mal damit herumexperimetieren, dürfte daran liegen, dass sie billig und gut erhältlich sind, bzw. oft eh einige Exemplare in der Bastelkiste danach schreieen für irgendwas verwendet zu werden.
Ausserdem sind sie noch schön flach und leicht zu montieren.

Wenn man sich ausführlichere Threads zum Thema Staubsauger-Roboter ansiehst, findet man da fast den Hinweis, dass PC-Lüfter eigentlich nicht sonderlich geeignet sind.

Und das war eigentliches Ziel meines Experiments, die Leistungsfähigkeit der Turbine bei gleicher elektrischen Leistung zu erhöhen.

Das ist schon klar. Wieviel Strom braucht denn der kleine Motor?
Wenn du statt stündlich die Fuselrolle abzureissen alle 2 Stunden die Akkus wechseln musst bringt dic das ja letzendlich auch nicht wirklich weiter.

[mausi_mick]

hallo,

eigentlich muss ich Richard und recycle Recht geben:

ein Reinigungsroboter für Böden schafft eigentlich nur eine Grund-/Grob-/Vor-Reinigung - erst Recht bei Teppichboden - und zwar aus folgenden Gründen:

1. die Fläche wird nicht komplett gesäubert
2. die Reinigungsgüte ist ungenügend
3. stark verschmutzte Bereiche werden nicht erkannt und nur "normal" behandelt
4. die Filterqualität ist mangelhaft

zu 1: Auslassen von Flächen

Liegt zum Teil am Fahralgorithmus (z.B. bei "Zufalls"-Fahrt können
bei endlich langer Fahrzeit Bereiche "übersehen" werden).
Bessere Algorithmen (wie Orientierung an "Karte") scheitern meist am Speicherplatz auf Roboter und gehen wohl nur mit Kommunikation mit PC. Auch ist da wohl eine gute Orientierung über Baken nötig. Eine reine
Orientierung an dem zurückgelegten Fahrweg (Erfassen Radbewegung über Qaudraturencoder oder direkt bei Schrittmotor bringt aufgrund des Schlupfs zwischen Rad und Boden wenig). Eine Möglichkeit wird bei Vorwerk und dem dazugehörigen Teppichboden genutzt: Im Teppich sind
codierte Chips (RFid von Infineon) integriert, aus denen der Roboter beim Überfahren die Koordinaten erhält. (Hatte bei mir aber keine Lust, Bohrungen ins Parkett zu machen und RFid-Chips zu versenken, obwohl man wohl im gefliesten Bereich die Fugen nutzen könnte ...).

Flächen werden aber auch ausgelassen, da der Roboter sie aufgrund seiner Abmessungen (Höhe/Durchmesser, Anordnung/Form der Saugdüse) nicht erreichen kann oder ihm
durch Kabel und andere Hindernisse versperrt sind.


Zu 2. Reinigungsgüte:

Aufgrund der vergleichsweise geringen Saugleistung z.B. 10W gegegenüber > 1000W wird auch bei kleinerer Saugöffnung nur eine
geringe Saug/Reinigungstiefe erreicht . Bei der Fuselrolle kann man eigentlich von Tiefenreinigung überhaupt nicht sprechen, es ist eine reine Oberflächenreinigung, wobei - je nach Teppich - das Verfahren wohl nicht unbedingt verschleissfrei ist.
Der normale PC-Lüfter ist zum Saugen ungeeignet, da er auf minimalem Stromverbrauch, Geräuscharmut und hohes Saugvolumen (Liter/h) ausgelegt ist. Nur Radiallüfter entsprechender Leistung und Grösse bringen den benötigten Sog (negativer Druck in hPa). Das gibt dann aber gleich wieder Konflikte mit der Baugrösse / Höhe.

zu 3. Keine Sonderbehandlung stark verschmutzter Bereiche :

Bei normaler Reinigung per Hand werden - solange man nicht im Dunkeln saugt - stark verschmutzte Bereiche erkannt und (können dann ) intensiver behandelt (werden).
Das ist bei einem Roboter nur bedingt möglich. Mein - gekaufter - Roomba (iRobot) hat zwar ein Intensivprogramm, aktiviert es aber in unserer Wohnung nur bei der Reinigung des Bades, wo er die anthrazitfarbenen Fugen zwischen den weissen Fliesen wohl als Schmutz interpretiert.

zu 4: unzureichende Filterung

aufgrund der geringen Saugleistung muss man - um überhaupt was zu saugen - am Filter sparen.
Hepa Filter kann man gleich vergessen, die Sauger mit Zyklon haben - da sie auf Schwerkraft basieren - einen recht hohen Aufbau und scheiden daher leider aus. Man muss da halt irgendeinen Kompromis finden zwischen Staub im Teppich oder Staub in der Luft.
Ein weiteres Problem dabei ist, was mit dem kompakten Aufbau zu tun hat,
die Nähe der Saugöffnung zum Luftauslass am Lüfterausgang, was zum Aufwirbeln des am Boden liegenden Satubs führen kann. Ich hab - um dieses Problem zu reduzieren, die Luft nach hinten/ oben austreten lassen.
Ich verwende/verwandte meinen selbstgebauten Roboter "Robertina" mehrmals wöchentlich daher nur zur Grobreinigung, er sammelt dann die für ihn verdaulichen Wollmäuse, Haare, kleinere Blätter ... ein.

Die für ihn unverdaulichen Sachen (z.B. von der spez. Dichte /Gewicht Katzenstreu ) und die nicht erreichbaren (in Eckken, unter Tisch und Stuhlbeinen) lässt er mir dann fürs wöchentliche Saugen per Hand ...

Gruss

und nicht entmutigen lassen

mausi_mick