Monter OOMWOO, l'aspirateur robot open source
OOMWOO est un aspirateur robot open source qui cartographie au LiDAR 2D sous ROS2 et Nav2, sans cloud. Le calcul tient sur un Compute Module, la sécurité sur un STM32, et le corps rond s'imprime en 3D. Les cinq phases ci-dessous suivent l'ordre de montage et indiquent, pour chaque pièce, s'il faut l'acheter, l'imprimer ou la faire fabriquer. Prévoyez 80 à 150 $ de plus pour la turbine, les brosses et les modules de roue, qui s'achètent en pièce détachée d'aspirateur et qu'aucune boutique indexée ici ne vend.
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Pièces et décisions reprises de makerspet/oomwoo github.com/makerspet/oomwoo · Apache-2.0
1 · Châssis imprimé et roulement
Tous les autres modules se fixent sur le châssis, donc il se monte en premier. La géométrie de référence est un corps rond d'environ 349 mm, pour une hauteur d'une dizaine de centimètres. Le diamètre exact reste marqué « à définir » dans les documents amont, donc ce que vous imprimez aujourd'hui pourra demander une reprise. Le projet tranche entre imprimer et acheter par une règle simple : la géométrie s'imprime, les mécanismes et les pièces d'usure s'achètent.
1.Filament pour la coqueÀ imprimer
La coque, la jupe de pare-chocs, le corps du bac et les disques de serpillière s'impriment, et le BOM budgète 5 à 15 $ de filament. Prenez du PETG plutôt que du PLA pour tout ce qui passe près de la turbine ou d'un moteur. Une coque en PLA laissée dans une pièce ensoleillée se déforme lentement, et la géométrie des roues se déforme avec elle.
Montage
- Partez de l'URDF oomwoo-one, qui porte la géométrie de référence du corps rond de 349 mm.
- Découpez les grandes pièces pour qu'elles tiennent sur un plateau courant, ce pour quoi le projet les conçoit.
- Imprimez les joints d'étanchéité en TPU si vous préférez ne pas les acheter.
2.Modules de roue motrice× 2À acheter
Les documents amont désignent cette pièce comme celle qu'il ne faut pas imprimer. Une paire de rechange Roborock coûte 24 à 33 $ et arrive en module complet : motoréducteur, encodeur, suspension, pneu caoutchouc, câbles et détecteur de décollement. La turbine (10 à 45 $) et les brosses (3 à 30 $) s'achètent au même rayon, et rien dans cette liste ne les remplace. Fabriquer l'équivalent demande des motoréducteurs à encodeur, environ le double du prix et une suspension à concevoir.
Montage
- N'imprimez au plus qu'une équerre d'adaptation, jamais le réducteur ni le pneu.
- Câblez le détecteur de décollement sur le MCU, où il déclenche un arrêt au lieu de remonter un simple état.
- Relevez le nombre de points d'encodeur par tour avant de régler l'odométrie sous ROS2.
3.Roulette folleImprimer + acheter
Le troisième point d'appui, et l'une des rares pièces que le projet autorise à simplement imprimer. Une roulette à bille se boulonne sur une platine imprimée. La roulette Roomba à emmancher coûte 2,50 à 5 $ mais réclame un logement imprimé à sa géométrie exacte.
Montage
- Réglez sa hauteur pour que le châssis soit de niveau sur ses roues motrices, suspension comprimée.
- Placez-la hors du chemin des débris de la brosse, sinon elle se charge et le robot monte sur sa propre saleté.
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4.Visserie et insertsÀ acheter
Vis M3, entretoises, inserts à chaud et connecteurs. Le BOM compte 12 à 25 $ pour cette ligne, que la plupart des monteurs oublient et qui arrête le chantier une semaine. Le pas de la grille de fixation n'est pas encore fixé en amont, donc achetez un assortiment plutôt qu'une seule longueur.
Montage
- Posez des inserts à chaud partout où une vis sera démontée plus d'une fois, car un filet imprimé ne tient pas à l'entretien.
- Gardez une seule famille de vis sur tout le robot, un seul tournevis suffira.
2 · Calcul et temps réel
Le travail est réparti sur deux processeurs. Le Compute Module fait tourner ROS2, slam_toolbox, Nav2 et le comportement du robot. Le STM32 tient les moteurs, les encodeurs, les capteurs et toutes les réactions de sécurité : il coupe les moteurs sur un choc de pare-chocs, une détection de vide ou un décollement de roue, limite le courant d'une brosse bloquée et surveille le CPU. Aucune de ces protections ne dépend du démarrage de Linux. Les deux processeurs dialoguent par un protocole série maison plutôt que par micro-ROS.
5.Module de calcul (CPU)À acheter
Un Raspberry Pi CM4 ou CM5, sans fil, en version Lite. La cible minimale annoncée est 4 Go. Faire tenir la pile logicielle dans 2 Go reste un objectif sans garantie, donc 4 Go est l'achat sûr. Le brochage CM4 étant un standard de fait, les modules compatibles broche à broche (Radxa, Pine64, LuckFox) entrent dans le même connecteur, certains avec un NPU.
Montage
- Prenez la variante sans fil : le Wi-Fi porte l'intégration Home Assistant et il n'y a pas la place pour un dongle.
- Ne prévoyez pas de ventilateur de CPU. Le flux de la turbine refroidit la carte, comme sur les aspirateurs du commerce.
- Raccordez ici le LiDAR, les caméras, la centrale inertielle et l'audio. Les moteurs et les capteurs de sécurité vont sur le MCU.
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6.Carte porteuseÀ acheter
Un Compute Module n'a aucun connecteur en propre. La carte officielle CM4IO ou CM5IO permet de démarrer le logiciel pendant que la carte d'E/S du projet est encore en conception. Un second profil existe : une carte ESP32-S3 au format CM4 entre dans le même connecteur et fait tourner micro-ROS, avec le SLAM déporté sur un PC de développement. Elle coûte moins cher et dépend de votre Wi-Fi.
Montage
- Démarrez le logiciel sur la carte officielle, puis migrez vers la carte d'E/S du projet à sa sortie.
- Mesurez la hauteur d'empilage tôt, puisque tout le robot doit tenir sous une dizaine de centimètres.
7.Contrôleur temps réel (MCU)Carte à faire fabriquer
Le choix pressenti est un STM32G070RBT6 : boîtier LQFP64, environ 1 $ chez JLCPCB, 56 GPIO dont 16 entrées analogiques. Un robot à six moteurs et une douzaine de capteurs a besoin de ce nombre de broches. Il finira sur le PCB d'E/S du projet, chiffré à environ 40 $ fabriqué. En attendant cette carte, n'importe quelle carte de développement STM32 suffit pour écrire et tester le firmware sur l'établi.
Montage
- Gardez ici les réactions de sécurité : pare-chocs, vide, décollement de roue, limitation de courant sur brosse bloquée, chien de garde du CPU.
- Parlez au CPU par le protocole série maison. micro-ROS n'appartient qu'au profil ESP32-S3.
- Câblez la ligne de reset du CPU, que le MCU active quand les paquets de santé cessent d'arriver.
8.LiDAR 2DÀ acheter
Le capteur de cartographie, sur liaison série à environ 5 Hz. Il fixe aussi la hauteur de la tourelle. Le BOM l'achète en pièce détachée d'aspirateur entre 13 et 32 $ : Camsense, Xiaomi LDS02RR, 3irobotix Delta-2, LDROBOT LD14P. Tout modèle géré par le pilote kaiaai/LDS reste compatible avec l'interface. Une unité de loisir coûte trois à cinq fois plus cher et arrive documentée.
Montage
- Achetez sur le marquage du PCB plutôt que sur le modèle d'aspirateur, car une même référence est vendue avec des cartes différentes.
- Budgétez sa hauteur de tourelle en premier, puisque tout le reste passe dessous.
- Comptez sur le pare-chocs pour la bande de sol qu'il ne voit pas.
9.Centrale inertielleÀ acheter
L'odométrie des roues dérive dès qu'une roue patine sur un bord de tapis. Fusionnée aux scans du LiDAR, une centrale inertielle empêche la carte de tourner sur elle-même au fil d'un cycle complet. Elle se raccorde côté CPU, avec le LiDAR et les caméras.
Montage
- Fixez-la près de base_link, à plat et rigidement, car une carte qui fléchit ajoute de la dérive à chaque scan.
- Éloignez-la des moteurs et de la turbine, dont les champs et les vibrations sont pénibles à filtrer.
3 · Énergie et charge
Cette phase passe par une revue de sécurité du mainteneur avant d'être intégrée en amont. Le choix est déjà arrêté : un pack Li-ion 4S2P du commerce avec BMS intégré, 14,4 V nominal, environ 5200 mAh pour 75 Wh, chargé en 16,8 V CC/CV avec sonde de température NTC. Acheter la protection plutôt que la construire déplace le risque d'incendie hors de votre côté du montage.
10.Pack batterie à BMS intégréÀ acheter
Li-ion 4S2P, 14,4 V nominal, environ 5200 mAh pour 75 Wh, avec le BMS à l'intérieur du pack. La classe OEM BRR-2P4S-5200 se trouve entre 16 et 30 $ en pièce détachée d'aspirateur. Le projet a retenu un pack protégé du commerce pour laisser au fabricant la protection contre la surcharge, la décharge profonde et le court-circuit. Un pack monté à partir de cellules nues vous rend cette responsabilité.
Montage
- Repérez les quatre broches avant de câbler : B+, B−, NTC et sense.
- Chargez en 16,8 V CC/CV avec la NTC lue. Sans mesure de température, ne chargez pas.
- Laissez le BMS du pack en place au lieu de le shunter pour gagner quelques ampères.
11.Rails d'alimentationÀ acheter
Le pack à 14,4 V doit fournir du 5 V au module de calcul et du 3,3 V à la logique, pendant que le rail moteur s'effondre à chaque blocage de brosse. Dimensionnez le convertisseur 5 V sur la pointe de consommation du Compute Module plutôt que sur sa moyenne, sinon le robot redémarre en pleine cartographie.
Montage
- Séparez le rail moteur du rail logique pour qu'une brosse bloquée ne fasse pas chuter le CPU.
- Ajoutez une protection contre l'inversion de polarité et un fusible de surintensité en entrée de batterie.
- Mesurez le courant sur les rails moteurs, où un emmêlement se voit avant que le réducteur ne le paie.
4 · Capteurs de sécurité et perception
Un LiDAR 2D ne voit rien sous sa propre tourelle, ce qui laisse une dizaine de centimètres de sol sans surveillance. Cette bande est celle où traînent les câbles et les chaussettes. En v1, le pare-chocs et les capteurs de vide sous la jupe la couvrent, pendant que les caméras restent une piste expérimentale. Ces capteurs se câblent sur le MCU : leur premier rôle est d'arrêter le robot, leur second de le faire naviguer.
12.Capteurs de vide× 4À acheter
Quatre capteurs infrarouges à réflexion sous la jupe avant gardent le robot à l'écart de l'escalier. Le BOM les achète en lot Roomba à 1,50 ou 2,50 $ pièce, avec les deux contacteurs de pare-chocs fournis dans le même sachet.
Montage
- Lisez-les sur les entrées analogiques du MCU et coupez les moteurs à ce niveau, sans passer par ROS2.
- Étalonnez sur sol foncé : une moquette noire renvoie à peu près aussi peu de lumière qu'une marche, et un seuil mal réglé fige le robot au milieu de la pièce.
- Gardez les lentilles hors du panache de poussière de la brosse, sinon elles s'encrassent en quelques semaines.
13.Contacteurs de pare-chocs et de tourelle× 4Imprimer + acheter
Quatre microrupteurs SPDT à 0,70 $ pièce autour de la tourelle LiDAR, en plus des deux contacteurs de pare-chocs livrés avec le lot de capteurs de vide. En v1, le pare-chocs répond de tout ce que le LiDAR ne voit pas : la jupe flottante s'imprime, les leviers et les ressorts de rappel s'achètent.
Montage
- Prenez des rupteurs à levier, car la course du levier absorbe le choc avant qu'il n'atteigne le LiDAR.
- Câblez-les en arrêt dur sur le MCU, puis remontez le choc à ROS2.
- Vérifiez après impression que la jupe flotte librement, sinon le pare-chocs ne déclenche jamais.
14.Caméras d'évitement× 2À acheter
Deux modules OV5647 MIPI, 130° de champ, sans filtre IR-cut, 6 à 7 $ pièce. La mention qui les fait sortir chez les revendeurs est « vision nocturne ». Les documents amont sont clairs sur le résultat à attendre : un évitement d'obstacles fiable demande une fusion de capteurs à l'échelle industrielle, donc les caméras restent une piste expérimentale. Le ToF multizone VL53L7CX qui les compléterait a été rayé du BOM, trop cher au détail.
Montage
- Montez-les bas et vers l'avant, pour couvrir la bande de sol sous le plan du LiDAR.
- Amenez-les sur les entrées MIPI du CPU, jamais sur le MCU de sécurité.
- Prévoyez un accélérateur pour la détection temps réel, car l'inférence sur processeur seul ne suit pas.
15.Récepteurs IR : mur et base× 4Carte à faire fabriquer
Quatre récepteurs 38 kHz de type TSOP38238 sur deux petites cartes à faire fabriquer : deux capteurs de mur, chacun avec sa LED 940 nm, et un capteur de retour à la base qui en porte deux. Le BOM compte 3 $ la carte. Sans eux, vous allez chercher le robot à la main à la fin de chaque cycle.
Montage
- Isolez chaque récepteur de son propre émetteur, car la diaphonie directe fait voir un mur qui n'existe pas.
- Fixez le protocole de la balise avant d'imprimer la base, puisqu'il reste ouvert en amont.
- Commandez les récepteurs dès maintenant même si la base attend la phase 5, car ils coûtent peu et arrivent lentement.
5 · Aspiration et lavage, au-delà du MVP
Le MVP amont daté du 31 août 2026 couvre ROS2 sur le module de calcul, le LiDAR, la cartographie manuelle, le pilotage manuel, le châssis imprimé et la simulation Gazebo. Il laisse de côté le lavage, la base, la vidange automatique et Home Assistant. Achetez les pièces de cette phase le moment venu plutôt qu'avec le reste.
16.Pompe à eauÀ acheter
Une pompe péristaltique 6 V, 50 ml/min au minimum, tube de 2 mm intérieur et 4 mm extérieur, 3 à 6 $ en amont. Un modèle péristaltique s'amorce seul et s'arrête net, alors qu'une pompe qui continue de goutter laisse une flaque en fin de cycle.
Montage
- Pilotez-la par un MOSFET côté bas sur le MCU plutôt que par un relais.
- Imprimez le réservoir d'eau propre. Avec des disques rotatifs, l'eau sale reste dans le tampon jusqu'au lavage en base.
- Faites passer le tube au-dessus de l'électronique, jamais en travers d'un connecteur.
17.Servos de relevage de serpillière× 2Imprimer + acheter
L'ensemble de serpillière amont se compose de deux moteurs RS385 12 V pour la rotation et de deux servos MG90S pour le relevage, environ 20 $ la paire, le reste imprimé. L'ensemble tout fait se trouve rarement au détail et coûte cher. Les doubles disques rotatifs sont le meilleur compromis en DIY, et le projet écarte volontairement le rouleau autolavant.
Montage
- Prenez des pignons métalliques, car le relevage se déclenche à chaque franchissement de tapis, des centaines de fois par cycle.
- Imprimez la came et la tringlerie, et n'achetez que le servo.
- Faites remonter le relevage à la coupure d'alimentation, pour qu'une batterie à plat ne laisse pas un tampon mouillé sur le sol.
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