Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[Vogon]

Wozu ist eigentlich der Lautsprecher im AM gut ...

Zur wirkungsvollen Diebstahlsicherung müsste er lauter sein!

Sinnvoll ist er für Rückmeldungen bei Tastatureingaben.

Er benutzt den Lautsprecher auch zum signalisieren bestimmter Ereignisse, zB Warntöne wenn er das Mähwerk starten will.

[MichaelM]

Hallo,
mal wieder ein kleiner Zwischenbericht.
Ich habe jetzt das Verhalten des Automowers einigermaßen nachgebildet, mal sehen ob es sich so bewährt.

Wenn vorne die Grenze überfahren wird setzt der Roboter zurück, dreht um einen zufälligen Winkel und fährt wieder vorwärts.
Wenn beim Zurückfahren die Grenze überfahren wird dreht er auf der Stelle um einen zufälligen Winkel.
Wenn beim Drehen seitlich die Grenze überfahren wird setzt er ein Stück zurück, dreht sich um einen zufälligen Winkel in die andere Richtung und fährt wieder vorwärts.
Nach 15 bzw. 31 Drehungen nach links bzw. rechts wird die Richtung automatisch gewechselt. (Die Werte müssen noch erprobt werden.)

Soviel zur Softwareversion Nr. 9, mittlerweile schon 520 Befehlszeilen lang.

Weiterhin habe ich mir einmal Gedanken über die Ladestation gemacht. Zuerst wollte ich die Schleifensteuerung über einen Printtrafo versorgen (10VA) und den Trafo zum Laden (Ringkern 160VA) wegen der Ruheversluste nur bei Bedarf einschalten. Nach einem Blick in die Datenblätter bin ich dazu übergegangen die Schleife auch aus dem Ringkerntrafo zu versorgen. Grund: der Printtrafo hat 1,5W Ruheverluste und 75% Wirkungsgrad, der Ringkerntrafo jedoch nur 0,9W Ruheverluste.

Fazit: Alle Steckernetzteile daheim rausschmeißen und Ringkerntrafos mit 30VA einbauen und schon können wir ein Kraftwerk sparen und die Feuerwehr muss auch weniger arbeiten.

Der Printtrafo ist übrigens von Block, also nicht der schlechteste.

Muss jetzt leider wieder etwas für den Fernlehrgang tun, es wird also in der nächsten Zeit etwas langsamer vorangehen.

Gruß,
Michael

[Christian H]

Hi,


endlich ist der Umbau von Rasenrobo weitgehend fertig. Hatte hierfür leider wenig Zeit. Die Größe des Rasenrobo ist jetzt o.k.. 40 cm ist er lang. Wesentlich kleiner gehts´wohl nicht, da ansonsten das Risiko zu hoch ist zwischen die rotierenden Messer zu geraten.

http://www.youtube.com/watch?v=v-EaSPodC-I

Insgesamt habe ich versucht ihn zu vereinfachen. Die Drehgeber mit den kleinen Magneten und Hallsensoren habe ich von beiden Radachsen entfernt. Dadurch passt der Deckel besser. Dafür habe ich jetzt einen neuen Drehgeber an einem der nicht angetriebenen Vorderräder. Dies hat den Vorteil, dass damit auch festgestellt werden kann, ob die Antriebsräder durchdrehen. Zeigen also dieser Drehengeber und der Kompass keine Änderung geht der Robo davon aus dass er festhängt. Er versucht dann nacheinander nach hinten, nach vorne, nach rechts und nach links zu fahren um sich zu befreien.

Da das Vorderrad ja nachläuft und auch um die Hochachse drehbar ist, habe ich durch die Achse der Befestigungsscheibe des Rades ein schmales Metallrohr (4mm Durchmesser) senkrecht nach unten bis knapp vor das Rad geführt. In diesem Metallrohr ist unten ein Reed-Kontakt. Die Anschlüsse gehen durch das Metallrohr nach oben. Das Rad kann sich jetzt um den Reedkontakt drehen und behält immer den gleichen Abstand. In das Rad selbst habe drei Löcher durch die Lauffläche gebohrt und starke Neodym-Magnete (von Geomag) hineingesteckt. Den Kompass muste ich nach dieser Aktion allerdings auf die andere Seite des Robos verlegen. 2 bis 3 Grad Missweisung treten leider noch immer auf.



Beim 1. Rasenrobo war der ganze Deckel beweglich. Feindberührung habe ich mit Drucksensoren zwischen Chasis und Deckel erfasst. Jetzt bin ich wieder zu einfachen Schaltern zurück, da der jetzige Deckel enger anliegt und nicht mehr verschieblich ist. Als Stossstangen sind einfach 4 Plexiglasscheiben beweglich am oberen Deckelrand mit Klebeband befestigt. Die Plexiglasscheiben hängen einfach lose nach unten. Durch schmale Schlitze im Deckel ragen die Hebel der Schalter und weden bei Berührung durch die Plexiglasscheiben nach innen gedrückt. Funktioniert bis jetzt gut. Scheint wenig anfällig zu sein. Man braucht keine Federn.

Bewährt haben sich die Antriebsräder welche einfach aus 4 mm Plexiglas bestehen. Durch den großen Durchmesser gute Kraftübertragung. Kein Durchdrehen, obwohl die Räder schmal sind und kein Profil haben. Durch den kurzen Achsabstand zu den Vorderrädern dreht der Robo problemlos auf der Stelle.

Die beiden solid state-Relais zum Aus- und Einschalten der gesamten Elektronik und Motoren habe ich unverändert übernommen.

Ein Ladegerät (von ELV) habe ich leider abgefackelt. Akku dusseligerweise falsch angeschlossen. Automatisches Laden ist deshalb noch nicht möglich. Auch die Kontakte mit denen der Robo später an der Ladestation andockt muss ich noch anpassen.

Einige Sharp-Sensoren habe ich zwar angeschlossen, aber noch nicht in Betrieb. Ich hoffe irgendwann damit in etwa die Rasenhöhe messen zu können, um den Rasenrobo effektiver arbeiten zu lassen.

Bis jetzt habe ich den Robo immer im Zick-Zack fahren lassen (also z.B. 175 °, 5° ,175° etc.). Ist er am Rand angekommen, hat er dies durch den häufigeren Kontakt mit der Begrenzungsschleife festgestellt und danach den Zich - Zack - Kurs geändert (185° , 355° etc.) . Sonderlich effektiv ist dies aber auch nicht. Ausserdem hängt er manchmal relativ lange am Rand fest, bis er die Orientierung ändert. Im Moment habe ich deshalb wieder zu dem einfacheren Zufallsmodus zurückgewechselt, bei dem der Robo einfach schräg von der Begrenzungsschleife zurückfährt.

Easyradio ist angeschlossen und funktioniert. Zusätzlich Graupner Fernsteuerempfänger angeschlossen. Funktioniert auch, benutze die Fernsteuerung aber trotzdem nicht.

Drehzahlmessung des Rasenrobomotors wie gehabt, optisch mit CNY70. Kompass und LCD-Anzeige (Spannung der Akku etc.).

Nächsten Jahr wird ihm noch der Regensensor (fertig von Conrad) aufs Dach gesetzt.

Begrenzungsschleife funktioniert problemlos. Wegen etwas stärkerer Störung von den Motoren habe ich softwaremäßig nur die Grenzwerte für das Ansprechen der Sensoren erhöhen müssen.

Noch ein Video zum Ende der Rasenrobosaison: http://www.youtube.com/watch?v=6B8TxPeCObI.



mfg

Christian

[sigo]

Weiterhin habe ich mir einmal Gedanken über die Ladestation gemacht. Zuerst wollte ich die Schleifensteuerung über einen Printtrafo versorgen (10VA) und den Trafo zum Laden (Ringkern 160VA) wegen der Ruheversluste nur bei Bedarf einschalten. Nach einem Blick in die Datenblätter bin ich dazu übergegangen die Schleife auch aus dem Ringkerntrafo zu versorgen. Grund: der Printtrafo hat 1,5W Ruheverluste und 75% Wirkungsgrad, der Ringkerntrafo jedoch nur 0,9W Ruheverluste.

Fazit: Alle Steckernetzteile daheim rausschmeißen und Ringkerntrafos mit 30VA einbauen und schon können wir ein Kraftwerk sparen und die Feuerwehr muss auch weniger arbeiten.

Ja so issas wohl. Ich habe ein paar Steckernetzteile durch einstellbare Strecker-Schaltnetzteile ersetzt. Die brauchen <0,5W im Leerlauf und haben unter Last einen besseren Wirkungsgrad, zumindest besser als herzkömmliche Trafos. Wenn man sie in der Spannung knapp einstellt, sparen sie zusätzlich noch Energie bei Geräten, die intern einen Längsregler als Spannungsregler haben. Da der Spannungsabfall dann kleiner wird.

Besonders das Steckerschaltnetzteil meines DECT-Telefons wurde richtig ordentlich heiß. Das Steckernetzteil nicht.
Allerdings ging das beim DECT-Handy meines Vaters nicht, da hat das Schaltnetzteil gestört, bei mir nicht.

Warum nimmst du denn einen 160VA -Trafo für den Lader?
Iss das nicht ein bisschen viel?

Sigo

[sigo]

Gratuliere! Ein tolles Projekt und nochmals danke für die ausführliche Beschreibung.

Anbei noch eine Idee zur Graserkennung:

Einige Sharp-Sensoren habe ich zwar angeschlossen, aber noch nicht in Betrieb. Ich hoffe irgendwann damit in etwa die Rasenhöhe messen zu können, um den Rasenrobo effektiver arbeiten zu lassen.
Christian

Evtl. ist es einfacher vorne am Bot 2 Fühler ca. 5-10cm vor den Bot ragen zu lassen und dazwischen mit einer Lichtschranke (Laserdiode?) einfach auf Unterbrechung zu messen.

Wenn die Lichtschranke Gras sieht, kannst du den Kurs ändern.

Es gibt auch fertige Low-Cost-Gabellichtschranken, deren Schenkel ca. 30mm lang sind und eine Öffnung von ebenfalls ca. 30mm haben. Da würde das Gras locker reingehen, ohne hängen zu bleiben. Und auch sicher erkannt werden. Die sind glaube ich vorn Sharp. Muss mal nachsehen, komme jetzt aber nicht mehr in den Keller.

Wenn man vorne mehrere verteilt über die Breite anbringen würde, könnte man sehen, wo die Kante des Grases verläuft. Es würde immer so geregelt, dass möglichst nur die äußere Lichtschranke kein Gras sieht...ala Linienfolger..

Nur so ne spontane Idee.

Sigo

[Christian H]

Hi,

habe gerade noch die Frage von Michael zum anfahren der Ladestation gelesen. Die Ladestation steht in einer Ecke. Das Kabel ist vor der Ladestation so verlegt, dass er nur beim Anfahren zum Laden, also wenn er längs des Kabels fährt von vorne auf die Ladestation trifft (kurze Sackgasse). Oben an der Ladestation sind zwei breite Kupferbleche die sich beim Andocken zwischen die trichterförmigen Kontakte am Robo schieben. Ein Bild ist ja weiter vorne.

sigo: Werde nach diesen Gabellichtschranken suchen und nächstes Jahr ausprobieren !

mfg

[MichaelM]

Hallo,

@Christian: Tolles Projekt. Um das Mähen effektiver zu gestalten habe ich mir überlegt die Stromaufnahme des Messers zu messen und bei leichtgängigem Messer schneller bzw. bei schwergängigem langsamer zu fahren. Alternativ könnte man auch nur das Tastverhältnis der Regelung auswerten, dieses erhöht sich ja bei Belastung. Zum Laden habe ich schon überlegt ob ich an der Ladestation einen Arm wie beim Bigmow anbringe. Ich wollte übrigens Wechselspannung übertragen (18V) um Korrosion zu vermeiden.

@sigo: Ob nun 80VA oder 160 macht kaum einen Unterschied und ich weis noch nicht wie groß wir den Mäher bauen. Wahrscheinlich wird es nicht ein Gerät welches eine 7-Tage-Woche hat sondern nur ein- oder zweimal pro Woche fährt. Wir haben nämlich einen Vorgarten den man nur über ein Blumenbeet erreichen kann und dort wäre sowas praktisch. Allerdings möchte ich Ladestation und Begrenzungsschleife so auslegen dass man auch den ganzen Garten (1400m² Wiese) mähen kann. Wenn man sich nun Geräte wie z. B. den Robomow ansieht mit 3*150W und zwei Akkus 12V 17Ah muss man schon einiges an Leistung bereitstellen.

Ich habe jetzt erstmal ein neues RAM bestellt da mir das letzte vor ein paar Wochen aus unerklärlichen Gründen abgefackelt ist. Dann kann ich die Programme wieder Umstellen denn jetzt läuft die ganze Kommunikation über das EEPROM. Muss jetzt erstmal den Bleiakku wiederbeleben, der Robo war nämlich versehentlich 2 Tage an und er Akku hat nur noch 4V, die Spannungsüberwahung ist halt noch nicht drin.

Gruß,
Michael

[sigo]

sigo: Werde nach diesen Gabellichtschranken suchen und nächstes Jahr ausprobieren !

mfg

Ich habe eben mal meine beiden Muster ausgegraben.
Leider steht da gar nichts drauf. Sowas habe ich auch noch nicht erlebt!

Also die Öffnung ist 22-22,7mm weit, die Tiefe ab Lichtstrahl ebenfalls 22mm. An den Teilen ist ein recht langes Flachbandkabel. Die Lichtschranken sind vollständig vergossen. Also auch wasserfest.

Bild hier  

Viel Erfolg beim Suchen. Evtl. kann man ja auch normale Gabellichtschranken durchsägen und entsprechend montieren. Oder auch selbst welche basteln.

Zur Not kann ich dir auch meine beiden verkaufen. Ich meine aber, dass du eher 4 oder 6Stk. brauchen wirst. Ich halte die Methode für sicherer und schneller als die Sharp-Entfernungssensoren.

Sigo

[Klingon77]

hi,

Prima Projekt!!!

Habe nur sporadisch mitgelesen; aber es ist alles sehr sorgfältig und ausführlich beschrieben. Ich glaube, man kann es leicht nachbauen!

Großes Dankeschön an dieser Stelle!!!



wenn man die "Gras-Sensoren" (Lichtschranken) ca. 1- 1,5 cm über die Messerhöhe setzt, schneidet der Robby nicht gleich jeden gewachsenen mm ab. Das spart ebenfalls Energie.

Bei positiver Messung würde ich auch noch ein paar cm weiterfahren und dann erneut messen. Dies schließt das Abmähen einzelner Halme oder sonstiger rausragenden Elemente (z.B: hochkant zwischen den Halmen stehendes Blatt) aus.

Eine unterschiedliche Rasenhöhe von ca. 1,5 cm sollte bei einer Rasenfläche auch nicht auffallen.

Gruß, Klingon77

[MichaelM]

Hallo,
mal ein kleiner Statusbericht.
Da ich keine Zeit zum programmieren hatte (und habe) war (bin) ich auf Material- und Konzeptsuche. Für hinten habe ich schon 2 Kunststoffräderäder von Obi mit Querprofil (ca.240x30mm) besorgt. Außerdem eine Lenkrolle mit 100mm für vorne. Wahrscheinlich werden es 2 Messer (ca. 250mm), angetrieben über Zahnriemen von einem 24V Motor (ca. 500W, 3500U/min.). Meine Getriebemotoren die ich noch habe sind wohl zu schwach, im Dauerbetrieb max. ca. 4,5A. Der Richtwert für den Akku steht bei etwa 16 bis 28Ah, zwei Stück zu je 12V. Ach ja, die Messer drehe ich wohl aus Alu (d=200mm) mit eingefrästen Nuten für die Klingen, z. B. von Teppichmessern. Ich muss mich nochmal nach Fensterschabern umsehen, diese Klingen sind trapezförmig und haben in der Mitte ein Loch, man könnte sie schön befestigen und einmal wenden.
Gruß,
Michael