Neu hier - Spindelmähroboter

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Hallo,

ich bin Joe und habe schon öfters interessiert in diesem Forum vorwiegend Rasenmäherroboterthemen gelesen und mich nun angemeldet. Erste Modellbau-Erfahrungen habe ich mit RC-Multifunktionsmodellschiffen bis zu 64 Funktionen gemacht. Neben meinen technischem gelerntem Beruf "Kunststoffformgeber" habe ich Wirtschaftsinformatik studiert. In meiner Freizeit spiele ich Golf und bin somit ein Freund von englischem Rasen.

Es gibt viele Mähroboter, welche leider immer nur Sichelmäher sind. Wenn ein perfekter Rasen gewünscht wird, ist ein Spindelrasenmäher das ideale. Auch ein Spindelmäher könnte man mit dem Zufallsprinzip über den Rasen mit Induktionsschleifen laufen lassen um einen idealen Rasen zu schaffen.

Meine Vorstellung des Perfekten Rasens lässt jedoch das Chaosprinzip nicht zu. Ich möchte ein Muster (hell dunkle Linien oder Rauten) nach dem Mähen auf dem Gartenrasen sehen. Diese werden nach der Reihenfolge der Mähgänge erzeugt. Eine genaue Fahrt wäre hier nötig, am besten mit verschiedenen Musterprogrammen. Da fällt GPS wegen Ungenauigkeit raus. Inwiefern man Galileo nächstes Jahr nutzen kann, weiß ich auch nicht. Ich habe bei den anderen Beiträgen auch gelesen, dass hier der Knackpunkt liegt. Entweder eine Ortung oder den Weg merken. Kann hier eine Kombination gewählt werden? Der Weg wird mit den Koordinaten verglichen?

In der Hardware sehe ich hier kein Problem. Programmiertechnisch habe ich wenig Maschinennah programmiert, aber C Kenntnisse sind ein paar "übrig" und das wird auch machbar sein (Die Programmcodes hier sind gut zu lesen). Das Wunschprojekt ist von der Steuerung des Roboters der Wegstrecke abghängig. Ich habe keine Erfahrung mit Ortung, ob via Satellit/Optisch/WLAN/BAKEN/... .

Was meint ihr? Ist eine solche Steuerung wie ich mir diese vorstelle möglich? Wenn ja, wie wäre eine theoretische Umsetzung?

Gruß Joe

Edit: Spindelrasenmäher benötigen zudem für besseres Ergebnis deutlich weniger Energie. Somit würde diese technik auch für andere Mähroboterbauer eignen.

[Peter(TOO)]

Hallo Joe,

GPS geht schon, aber du musst Differenzial GPS verwenden.
Das ist kein Problem, wenn sich der Robi immer im selben Garten bewegt.

Das Problem ist, dass die gemessenen Position immer rumtanzt, je nach Aufwand im 10m Bereich oder noch schlechter.

Wenn man nun 2 GPS-Empfänger nimmt, einen auf dem Roboter und einer an eine festen Position, kann man bei dem Festen Empfänger die Abweichung von der Festen zur gemessenen Position berechnen. Diese Werte überträgt man dann zum beweglichen Empfänger, und dieser korrigiert dann seine Messung entsprechend.

Im Profibereich kommt man dann auf Fehler <1mm.
Für dich müssten cm eigentlich ausreichen.

Unpraktisch wird es, wenn so eine einfache Installation immer an einem anderen Ort verwendet werden soll. Da musst du dann jedes mal deinen Fixpunkt neu einmessen.

MfG Peter(TOO)

[Online]

Hallo Peter,

vielen Dank für die Anwtort - das sind gute Nachrichten! Ja, der Rasenmäher ist nur für mich/meinen Garten gedacht. Im Prinzip benötige ich dann zwei GPS-Empfänger, eine Verbindung zwischen den beiden GPS-Empfänger zum Beispiel via Wlan, Elektronik und Hardware. Kannst du mir Lektüre zum Einlesen/Umsetzten empfehlen? Ich würde als ersten Schritt dies mit einem Versuchsaufbau der GPS-Ortnung versuchen wollen. Ich hätte auch noch ein "altes" Notebook, welches ich vorerst verwenden könnte.
Da ich immer nur in Programmierumgebungen (außer die Multifunktionsbausteine im Modellbau) gearbeitet habe, kommt meine nächste und wahrscheinlich nicht letzte Frage : Welche Software, Schnittstellen und Elektronibaukteile benötige ich für einen ersten Versuchsaufbau?

Vielen Dank im Voraus!

Beste Grüße Joe

[Jimmybot]

Ich würde diese Hardware vorschlagen:
RN-Mega128Funk-Controllerboard

Dort hast du ein Funkmodul und die Möglichkeit Motoren über ein Treiberbaustein anzuschließen.
Ob es ein GPS-Empfanger gibt, den man über TWI auslesen kann, weis ich nicht. Meine flüchtige Google Suche hatte bis jetzt nichts gefunden.

Programmiert wird das Board über die ISP-Schnittstelle. Zum Programmieren über diese Schnittstelle benötigst du ein Gerät zwischen Computer und Board names Programmer (zB den hier).
Die Progamme kannst du zB Über AVR-Studio schreiben und aufspielen. Wo bei es auch andere Programme gibt, wie zB. WinAVR. Ich arbeite mit AVR-Studio.

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Hallo Jimmybot,

vielen Dank für die Antwort trotz ungenauer Anforderungsdefinition, was ich an HW benötige ist für mich noch schwer abzuwägen. Die Verwendung von zwei GPS-Empfängern(auslesen) ist für das Vorhaben wichtig, wenn ich es so wie Peter(TOO) vorgeschlagen hat umsetzten möchte. Wie finde ich heraus, welche GPS-Empfänger kompatibel mit dem Controllerboard/Funkmodul ist?
Ich möchte später nach Fahrtregler für Motoren , Servos etc anschließen/verwenden.

Ich fasse nochmal kurz zusammen: Ich benötige das Controllerboard (Hier werden alle Module angeschlossen von Farthregler ,Servos, Sender zum Empfängermodul) <=zwischen PC und Board sitzt der Controller als Interface zum Transport der compilierten Programme=> PC: AVR ist eine klassische Entwicklerumgebung.

Jochen
@Peter(TOO): Hast du Erfahrungen mit zwei GPS-Modulen gemacht und mir noch Tipps zur HW geben?

[Peter(TOO)]

Hallo Jochen,

Die meisten Module senden die Daten nach dem NMEA 0183-Protokoll:
http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/NMEA.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183

Entweder haben sie ein Serielle Schnittstelle (V.24 Pegel oder nur TTL) oder USB.

Die Hauptunterschiede der Module besteht in der Empfindlichkeit (manche Module haben im Haus einigermassen Empfang und andere am gleichen Ort gar keinen, im Freien gehen dann alle), der Genauigkeit und der Anzahl Satelliten, welche gleichzeitig empfangen werden können.

Differenzial GPS habe ich selber noch nicht gemacht, nur Geräte mit normalem GPS.
Wichtig ist, dass du immer zwei Messungen mit dem selben Zeitstempel vergleichst, der ist aber im NMEA-Protokoll mit drin.

Im Prinzip kannst du die NMEA-Daten des festen Empfängers direkt 1:1, z.B. über WLAN, an den Robi senden.
Dann musst du im Robi nur noch die feste Position dieses Empfängers ablegen.

Grundsätzlich brauchst du gar keine absoluten Koordinaten. Es sollte genügen wenn du den Robi unter die feste Antenne stellst und er die aktuellen Messungen als Ursprung abspeichert.
Dein Fahrprogramm muss dann einfach auf diesen Punkt bezogen sein.

Aufwändiger wird es, wenn du z.B. über Google-Maps den Fahrweg erstellen willst, dann musst du die Koordinatensysteme abgleichen.

MfG Peter(TOO)

[Online]

Hallo Peter,

vielen Dank für deine Antwort. Ich werde mich jetzt die Tage mit den Hardwarekomponenten beschäftigen und sobald ich eine Auswahl getroffen habe, melde ich mich nochmal zurück.
Ich möchte (vorerst) keine GoogleMap verwenden. Meine Überlegung war, dass ich nach der Synchronisation der GPS-Module das Grundstück abfahre um die Grundstücksgrenzen und nicht befahrbaren Zonen (Bäume, Beet etc.) zu ermitteln. Mit den absoluten Werten soll dann eine einfache Karte erstellt werden, die verschiedenen Muster in Form als Fahrt und Mähroute möchte ich hier dann eintragen können.

Vorerst kümmere ich mich nur um eine Synchronisation beider GPS Signale haben. Darauf baue ich dann auf.

Gruß Jochen

[Online]

Hallo,

ich kann es schon kaum mehr erwarten, die ersten "Gehversuche" zu machen. Bezüglich den GPS-Modulen habe ich mich umgeschaut und folgende gefunden:

GPS:
http://www.conrad.de/ce/de/product/3...ule-NL-501ETTL
http://www.ebay.de/itm/I2C-GPS-NAV-M...item3cd6f94dc2
http://www.ebay.de/itm/NAVILOCK-NL-5...item19e13b59ae
http://www.ebay.de/itm/NEO-6M-GPS-Mo...item56564bf8b1
http://www.ebay.de/itm/GPS-u-blox-NE...item2a21adbfba

Ich würde die von Jimmybot vorgeschlagene Elemente (Controllerboard/Funkmodul/IPS-Programmer) zu den GPS-Element erwerben, da ich selbst immer noch nicht abwägen kann auf was ich alles genau bei den Elementen/Konfigurationen achten muss. Bei Bedarf kann ich die Elektronikkomponenten später ja noch tauschen. Eine erste Funktionsfähige Basis mit GPS ist mir wichtig.

Welche GPS-Module (siehe oben) sind mit dem von Jimmybot vorgeschlagenem Controllerboard (RN-Mega128Funk-Controllerboard) kompatiblel (auslesbar) und zu empfehlen.

Steckbreck, Anti-Stati-Unterlage, Lötkolben, allerlei "normale" Kabel, Fahrtregeler, Motoren und Software (Programmierumgebung auf dem Rechner bereits installiert und mit kleinem Programm getestet) sind vorhanden.

Was habe ich noch nicht aufgezählt um starten zu können?

Vielen Dank!

Gruß Jochen

[huluvu]

Hallo Jochen,

mal was ganz anderes: Ein Spindelmäher braucht unglaublich viel Energie. Selbst wenn dein Rasen "englisch" ist, topfeben und Unkrautfrei musst du sehr fette Akkus mitführen. Oder einen Benziner automatisieren.
Behaupte ich mal....
Gruß, Robert

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Hallo Robert,

danke für deinen Hinweis. Woher hast du diese Information? Was den Energieverbrauch angeht, da bist du aus meiner Sicht fehlinformiert. Ein Spindelmäher ist zwar technisch vom Mähwerk komplizierter aufgebaut, dieser schneidet jedoch das Gras effizient ab und reißt es nicht wie bei einem Sichelmäher ab. Diese Technik ermöglicht es diesem auch, dass der Energiebedarf deutlich geringer ist (Geringer wie man das auf den ersten Blick vermuten würde). Wenn du zum Beispiel handelsübliche Rasenmäher vergleichst wird dir auffallen, dass in einem Spindelmäher mit Antrieb immer deutlich kleinere Motoren wie im vergleichbaren Sichelmäher verbaut sind. Auch Vergleichstest heben beim Spindelrasenmäher immer den geringeren Verbrauch als Vorteil hervor. Der Nachteil beim Spindelmäher liegt dabei, dass dieser das Laub nicht wegsaugt und nicht so wie ein Sichelmäher verkleinert.

Was den Antrieb des Mähwerks des Spindelmähroboters angeht, da habe ich mich auch noch nicht festgelegt.

Momentan beschäftigt mich die Frage, welche Elektronikkomponenten wie oben zusammen passen - damit ich mit der Controllerprogrammierung anfangen kann. Ich würde gerne mit dem Kauf und der Umsetzung beginnen, weiß aber nicht ob das dann alles zusammenpasst (Da muss ich noch Erfahrung sammeln). Über weitere Hilfestellung wäre ich sehr dankbar.

Grüße aus dem Weserbergland, Jochen