Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

Hallo MichaelM,


toll, dass Du gezeigt hast, dass die Induktionsschleife auch im große Format funktioniert.

Unter rn-wissen werde ich die Freilaufdiode demnächst aus dem Sender rausnehmen. Denke zwar, dass dies nicht allzuviel ändert, aber wenn dann mußte es tatsächlich ohne Diode besser gehen.

Für die Empfänger scheint es letztlich viele Möglichkeiten zu geben. Es bringt ja auch nichts die Empfindlichkeit besonders hoch zu schrauben, wenn dabei auch die Störungen durch Motoren etc. zunehmen.

Trotzdem hätte ich noch gern die Funktion der antiparallel geschalteten Dioden verstanden. Liegt der Sinn darin Spannungsspitzen (egal ob pos. oder neg. zu kappen) um den OP zu schützen ? Kannst Du mir dazu etwas sagen ?

Kannst Du mal die Schaltungen unter rn-wissen ansehen ? Was würdest Du nach Deiner jetzigen Erfahrung abändern ?


Gruß

Michael

Hallo,
Danke für die Blumen.
Zu der Freilaufdiode: Meine Überlegung war dass der Strom umso schneller abnimmt, je höher die Induktionsspannung an der Schleife ist. Der Mosfet begrenzt die Spannung ja auf 60V und nimmt keinen Schaden. Der Strom muss so schnell zusammenbrechen, damit in der Empfangsspule der zweite Impuls auch groß genug wird. Die Induktionsschleife ist ja letztlich nichts anderes als ein Transformator, man kann also die Gesetze von den Schaltnetzteilen (z.B. Durchfluss- / Sperrwandler) üertragen.
Zur Empfindlichkeit: Genau deswegen möchte ich mal die Störungen der "üblichen" Motoren messen.
Die antiparallelen Dioden sind in der Tat nur zum Schutz des OPs. Wenn der Draht nur ein paar Meter lang ist und direkt neben der Spule liegt hat man durchaus 10Vs, ich habe sogar an einer unbelasteten Spule und 0,5m Drahtschleife mal 400Vs gemessen. Das hat natürlich nichts mit der Realität zu tun aber zeigt deutlich das Gefahrenpotential für den OP (eine Glimmlampe hat geleuchtet :-) ).
Ich hatte ja vor kurzem eine Empfängerschaltung mit AC-Kopplung. Der Vorteil ist der geringe DC-Offset, da für DC die Verstärkung nur 1 beträgt. Das funktioniert soweit auch ganz gut, jedoch nur bis zu einer maximalen Signalamplitude. Das Sensorsignal ist immer etwas unsymmetrisch, deshalb laden sich die Kondensatoren in der Schaltung etwas um, wenn die beiden Impulse vorbei sind stellt sich das Gleichgewischt wieder ein und erzeugt einen dritten Impuls: es wird genau das Gegenteil erkannt; z.B.: normal 1. Pos. 2. Neg, durch das Umladen des Kondensators kommt noch ein Impuls dazu: 1. Pos. 2. Neg. 3. Pos. - und da haben wir den Salat. Einen Gleichspannungsverstärker mit Wald- und Wiesen-OPs bei brauchbarer Verstärkung und nicht zu hohem Offset zu bauen kann auch Kopfschmerzen machen, die Schaltung darf nicht zu hochohmig ausgelegt werden, ist sie zu niederohmig verschiebt sich jedoch die Triggerschwelle des Schmitt-Triggers weil dieser am gleichen Spannungsteiler hängt. Einen weiteren Spannungsteiler kann man aber auch nicht verwenden weil man ja nur im Bereich von 20mV abreitet, die Toleranz der Widerstände wäre viel zu groß und Potis bei Temperatur und Feuchtigkeit auch zu anfällig. So wie es jetzt ist kann man jedoch von Nachbausicherheit sprechen.
Ich werde mir vielleicht morgen nochmal die rn-Schaltungen ansehen und von meinem jetzigen Sender einen Schaltplan hier ins Forum stellen, dann ist alles komplett.

Anderes Thema: Von deinem Neuaufbau hat man auch schon länger nichts gehört, wie gehts dem?

Gruß,
Michael

Hallo,
ich habe mir nochmal den rn-Artikel angesehen.
Bei der Senderschaltung würde ich die Freilaufdiode weglassen. Außerdem würde ich einen Widerstand (z. B. 10 Ohm) zwischen Netzteil und Kondensator einfügen um das Netzteil zu schonen. Den 10k Widerstand am Gate des Mosfets (R4) würde ich auf 100 Ohm verkleinern damit der Mosfet schnell genug angesteuert wird. Beim Empfänger hat die Methode mit einem Kondensator bei mir gänzlich versagt, man bekommt einen wunderbaren Schwingkreis, diesen kann man natürlich bedämpfen aber dann bleibt kein Signal mehr übrig. Der ideale Lastwiderstand für die Spule (24V Omron-Relais von Pollin) war bei mir im Bereich von 33k bis 68k. Den invertierenden Verstärker kann ich auch nur bedingt empfehlen da sich leicht eine Schwingung aufbaut, nichtinvertierende Verstärker sind hier meiner Erkenntnis nach im Vorteil. Wenn man einen Schmitt-Trigger verwendet (so wie ich jetzt auch) muss man das Ausgangssignal filtern da man sonst genau zum falschen Zeitpunkt abfragen könnte (passiert öfter als man denkt), ein einfaches RC-Glied reicht. Noch ein Tipp zur Messtechnik: billige Digitalmessgeräte können evtl. Mist anzeigen, wenn man mit dem Ostilloskop misst nur im DC-Bereich. Im AC-Bereich kann das gleiche Problem wie in meinem Empfänger mit AC-Kopplung entstehen. Weiterhin muss man den Eingangswiderstand des Tastkopfes berücksichtigen, auch bei 1:10 muss man wissen wo wie man misst, schnell hat man mal den Triggerpunkt des Schmitt-Triggers beim Empfänger verschoben. Außerdem darf man mit den Messleitungen bzw. den Netzkabeln keine Schleife bilden. Da mein Oszi an Masse hängt habe ich die Empfängerschaltung nur aus Akkus + 7805 versorgt. Den Massebezug für das Oszilloskop sollte man nur mit der Leitung am Tastkopf herstellen (nicht über separate Leiteung, auch wenns bequemer ist). Soweit mal meine Anregungen.

Zu meinem Sender: Der Widerstand R5 muss schon etwas Leistung verkraften können, ein 4W-Typ erwärmte sich bei mir nicht, bei einem 0,25W hätte ich aber bedenken. Mit P1 kann man die Impulsbreite einstellen, R3 bestimmt die Wiederholfrequenz. Für C3 sollte man einen LowESR Elko nehmen (oder einen mit höherer Nennspannung) damit er die Stromimpulse liefern kann.


Ich möchte mich an dieser Stelle nochmal herzlich bei allen bedanken, die sich an diesem Thread beteiligt haben. Nach vielen Diskussionen und noch mehr Versuchen (ausgedruckt fast 70 Seiten) haben wir denke ich ein ganz passables und einfaches System auf die Beine gestellt, welches sich anscheinend recht großem Interesse erfreut. Ich bin mal gespannt ob es in nächster Zeit hier ein paar Rasenmäher zu sehen gibt.

Gruß,
Michael

Hallo,
nach Urlaubspause habe ich wieder Zeit, mich um den Rasenmäher zu kümmern. Die letzten Beiträge habe ich mit grossem Interesse gelesen, insbesondere die Hintergrundinformationen zur Funktionsweise usw. sind für mich sehr informativ: Dank insbesondere an MichaelM und ChristianH.

Die Ausführungen zur Schwingneigung kann ich nur bestätigen. Das C parallel zur Empfangsspule habe ich auch schon entfernt.

@MichaelM:
Das mit der Filterung des Ausgangssignals mit Hilfe eines einfachen RC-Gliedes habe ich nicht so richtig verstanden. Ich bin gerade dabei, diese Stufe einmal nachzubauen. Vielleicht dämmert es mir, wenn ich mir die Signale auf dem Osci anschauen kann. So wie ich die Schaltung verstehe, müsste der Schmitt-Trigger-Ausgang doch ein positives und zeitlich versetzt ein negatives Rechtecksignal liefern, wobei die „Null-Linie“ etwa ½ der Speisespannung beträgt. Wäre dankbar, wenn du bei Gelegenheit das mit dem RC-Glied etwas ausführlicher erläutern und auch etwas zur Weiterverarbeitung im Prozessor sagen könntest.

Meine Antriebsmotoren habe ich in Mu-Metall eingewickelt. Die Störungen im Empfänger sind erheblich geringer, aber eben nicht vollständig beseitigt.
Die letzten Tage habe ich mich auch damit beschäftigt, meinen Grundaufbau über eine übliche RC-Fernsteuerung zu betreiben. Auch hier habe ich Probleme mit Störungen durch die Fahrmotore. Durch Änderung der Anordnung der Bauteile zueinander (maximaler Abstand von AKKU und Motor) habe ich allerdings deutliche Fortschritte erzielt.

@ChristianH:
Dein Mähmotor ist ein bürstenloser von Torcman. Deine Ausführungen zu diesem Motor fand ich sehr überzeugend. An diesem Motor hat mich nur die hohe Drehzahl gestört. Alles was über 2000-3000 rpm liegt, ist m.E. überflüssig. Jetzt bietet Torcman die Motoren auch mit Getriebe an. Das könnte die Sache optimieren. Was meinst Du dazu ?
Gruss
jguethe

Hallo,

die Filterung des Ausgangssignals ist notwendig. Wenn sich der Roboter innerhalb der Schleife befindet erhalte ich zuerst ein positives Signal an der Spule, der Schmitt-Trigger schaltet am Ausgang nach Masse, 150µs später (das ist die am Sender eingestellte Impulsbreite) erhalte ich dann ein negatives Signal, der Trigger schaltet wieder nach +4V. Das Ganze wiederholt sich bei jedem Impuls und läuft außerhalb der Schleife genau entgegengesetzt ab. Wenn der Controller jetzt genau während dieser 150µs den Sensor abfragt intepretiert er das Signal "Innen" als "Außen", bzw. umgekehrt. Das RC-Glied glättet das Ausgangssignal, da die Zeitkonstante viel größer als die Impulsbreite des Senders ist. Das mit der Nulllinie würde ich so nicht ausdrücken. Der Schmitttriggerausgang liegt immer fest auf 0V oder auf +4V (rein digitales Signal), je nachdem ob sich der Sensor außerhalb oder innerhalb der Schleife befindet. Das Signal kehrt sich nur für 150µs um, bzw. gibt es beim Überfahren der Schleife einen Signalwechsel. Der Schmitt-Trigger speichert mir also quasi immer die letzte Halbwelle aus der Empfangsspule. Siehe auch das Bild, der Zeitbereich ist allerdings nicht maßstäblich und die 80ms nur ein Beispiel (ich habe glaube ich nur ca. 5Hz Wiederholfrequenz, werden aber später mal mehr).

Generell zur Erfassung der Sensoren und Taster: Ich lese zunächst alle Ports ein und speichere diese im RAM, danach habe ich alle Zeit der Welt um alles auszuwerten. Im Programm die Sensoren und Taster direkt abzufragen kann großen Blödsinn ergeben, wenn sich innerhalb der Bearbeitungszeit ein Zustand ändert. Die neuen Sollwerte werden auch im RAM abgespeichert und dann am Ende des Zyklus aus dem RAM geholt und ausgegeben. So arbeiten übrigens auch die Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) in der Industrie und das mit großem Erfolg.

Den direkten Ausgang des Schmitt-Triggers aller 4 Sensoren werde ich mit einem 555 als Monoflop auswerten, solange Signalwechsel anstehen wird vor Ablauf der Zeit immer nachgetriggert. Die Zeit muss nur etwas länger sein als die Periodendauer des Senders.

EDIT: Nochmal zum Problem mit den Störungen. Mu-Metall schirmt zwar das magn. Feld ab, nicht jedoch das elektrische. Dazu sollte man das Motorgehäuse und das Mu-Metall mit einer starken Aderleitung mit dem zentralen Massepunkt der Stromversorgung verbinden. Weiterhin sollte man die Motorleitungen (Hin- u. Rückleitung) möglichst parallel führen oder verdrillen. Ein dicker ELKO direkt an der Leistungsstufe vermindert die Störungen vom Akku und den Zuleitungen. Evtl. mal ein paar Bilder einstellen für konkretere Hinweise.

Gruß,
Michael

Hallo MichaelM,
besten Dank für die sehr imformative Erläuterung. Jetzt habe ich es begriffen.

Da ich gerade an der RC-Steuerung arbeite und dort die BASCOM-Funktion "Pulsein" (welche die Impulsdauer zurückgibt) verwende, fiel mir angesichts der Signal-Struktur sofort die Möglichkeit ein, die Impulsdauer als Alternative zum RC-Glied zu verwenden. Dieses Merkmal ist ja für die Unterscheidung innerhalb / außerhalb ebenfalls eindeutig. Ich möchte hier aber keine neue "Baustelle" aufmachen; ich glaube, dass dies sogar schon einmal hier thematisiert worden ist. Ich probiere es mal aus.

Die Hinweise zum Thema Störungen habe ich mir zu Herzen genommen. Hier habe ich noch großen Nachholbedarf in der Umsetzung. Ich werde dies jetzt aber umgehend in Angriff nehmen.

zur Signalverarbeitung:
das blicke ich auch noch nicht durch. Die Ablage im RAM und Ausgabe der Sollwerte am Ende des Zyklus hört sich gut an, ist für mich aber doch noch zu kryptisch (ich bin kein Informatiker!). Über die Problematik habe ich mir auch schon Gedanken gemacht, die ich etwa wie folgt zusammenfassen kann: Mein Robo läuft unter BASCOM. In der Programmschleife bzw. in den ISR muss ich ja irgendwann einmal die Signale der Sensoren/Ports verarbeiten; während dieser Zeit kann der Controller doch keine andere Aufgabe erledigen, gleichgültig wo die Daten gespeichtert sind. Ereignisse, die während einer solchen Phase eintreten,werden entweder gar nicht erkannt oder es kann nur mit entsprechender Verzögerung reagiert werden; handelt es sich um mehrere Ereignisse - was hier wohl die Regel ist - müsste ggf. die Frage der Prioritiät geregelt werden.
Gruss
jguethe

Hallo Michael M,

ich habe soeben den rn-wissen Beitrag abgeändert und viele Deiner Ideen übernommen. Ich war so frei Deine Abbildungen zu verwenden. Vielleicht willst Du ja noch einige Anmerkungen dazuschreiben.

Ich habe jetzt, um den Artikel etwas zu vereinfachen nur noch 2 Varianten, Deine und meine mit der Auswertung über ADC.

In gewisser Weise hänge ich noch an meiner Empfängerschaltung mit der Auswertung über ADC. Einfach weil man nur wenig Bauteile braucht und das ganze bei mir problemlos funktioniert. Wahrscheinlich hängt es von der genauen Wahl der Spule ab. Je nach Induktivität bildet sich ein Schwingkreis oder nicht. Ich habe in dem Artikel deshalb eine entsprechende Anmerkung an meinen Empfänger angefügt.

Schade ist, dass Deine Empfängerschaltung mit Spule und Widerstand, aber ohne Kondensator und Schmitt-Trigger nicht über den ADC direkt auswertet werden kann. Auf diese Weise hatte ich keinen Erfolg. Die Spikes sind zu kurz und es dauert einfach zu lange bis mehrere ADC ausgewertet sind. Eine Möglichkeit wäre evtl. noch nach deiner Empfangsschaltung (ohne Schmitt-Trigger) ein RC - Glied anzuhängen. Habe dies noch nicht ausprobiert und derzeit auch keine Zeit.

Ich denke auch, dass eine vernünftige Sache zustande gekommen ist, wenn ich überlege welche Spekulationen über die Funktionsweise von Begrenzungsschleifen in früheren Threads angestellt wurden.

Eigentlich alles sehr einfach und trotzdem haben wir lange dazu gebraucht. Da erblasse ich vor Neid vor denen, die demnächst einen Roboter zum Mond schicken können \:D/


Gruss

Christian

Hallo jguethe,

habe erst jetzt gesehen, dass Du einen Beitrag geschrieben hast, wären ich mit meinem beschäftigt war.

Der Torcman mit Getriebe denke ich, wäre eine gute Wahl für den Rasenmähermotor. Auf alle Fälle empfiehlt es sich, sich von den Tormännern direkt beraten zu lassen. Man gibt die etwa erforderliche Leistung und die Drehzahl vor. Danach gibt´s eine Empfehlung zur Grösse, Anzahl der Pole, Windungszahl etc.. Man kann den Motor dann selbst wickel und zusammenbauen oder komplett bestellen. Letzteres leider nicht ganz billig.

Ich nehme an, dass sich deine Frage mit der Programmschleife nicht auf mein Programm bezieht. Oder doch ? Bei mir wartet tasächlich das Programm einen kurzen Moment, bis die Signale von den Sensoren, bzw. ADC kommen. Aber das ist ja nur sehr kurz. Interrupts werden trotzdem während dieser Zeit erfasst (z.B. von den Drehgeber. Es wird dabei nur eine Variable hochgesetzt, kostet also praktisch keine Zeit).

Ich glaube vor kurzem gab´s noch eine Frage wegen den Drehencoder an den Rädern. Ich habe mit etwa 16 Magenten nur eine geringe Auflösung. Dies hat den Vorteil, dass Interrupts nicht allzu oft ausgelöst werden und damit mein Sensorenauswertungsprogramm nicht stört. Mir gehts bei dein Drehencoder auch nicht um Odometrie. Die Fahrtrichtung wird ja durch den Kompass gesteuert. Mir gehts nur darum zu sehen, ob die Räder aus irgendeinem Grund blockieren, um dann erst in eine andere Richtung zu steuern und, falls das nichts hilft, den Robo abzuschalten. Ganz glücklich bin ich damit nicht. Am liebsten würde ich mit einem Drehgeber an den nicht angetriebenen Rädern messen, um auch ein Durchdrehen der Räder zu erfassen. Die Scheiben mit den Magneten an den Rädern stören mich auch beim Bau der Abdeckung. Wäre eleganter ohne. Bin bis jetzt aber bzg. "feststellen ob Räder blockieren oder durchdrehen" noch nicht auf eine befriedigende Lösung gestossen. Vorschläge diesbzgl. sind immer gern gesehen. Deshalb stockt auch mein Rasnroboumbau.



Grüsse

Christian H

Hallo ChristianH

danke für die Infos, auch die Anmerkung zur Signalverarbeitung in der Programschleife waren willkommen.
Welche konkreten Erfahrungen hast Du mit deinem Torcman-Motor. Ist dieser nicht überdimensioniert ?. Ich werde auch die Messer-Scheibe vom Automover verwenden, ist inzwischen bestellt.

Bezüglich der unterschiedlichen Funktionsweisen der Sensorschaltungen bin ich nach dem Lesen Deines Beitrags an MichaelM und der neuen Fassung in RN-Wissen nun doch etwas verwirrt.

Du schreibst in Deinem an Michael M gerichteten Beitrag:
„Schade ist, dass Deine Empfängerschaltung mit Spule und Widerstand, aber ohne Kondensator und Schmitt-Trigger nicht über den ADC direkt auswertet werden kann usw.“

Ich nehme an, dass sich diese Bemerkung nur auf das Problem „innerhalb“ oder „außerhalb“ bezieht. Wenn auch die Erkennung der Annäherung an die Schleife gemeint ist, wäre ich vollends verwirrt und müsste gedanklich wieder von vorne anfangen.

Ich war bisher der Meinung, dass auch Michael M in seiner Empfängerschaltung für diesen Zweck die Signalamplitude auswerten muss. Wie soll man denn sonst erkennen, ob man 10 oder 20 cm entfernt ist ?
@Michael M: Darüber hast du dich überhaupt nicht ausgelassen. Oder ist das so selbstverständlich, dass meine diesebezüglich Frage und augenblickliche Verwirrung „unter „Niveau“ ist.

Ich meine auch, dass in RN-Wissen, die unterschiedlichen Funktionsweisen nicht deutlich genug werden; insbesondere bleibt bei der 1. Schaltung (von Michael M) offen, wo welches Signal für die Annäherungs-Erkennung abgegriffen wird und wie es weiterverarbeitet wird. Vielleicht könntes Du (noch besser Michael M als Urheber) das noch etwas deutlicher herausarbeiten.

Gruss
jguethe

Hallo jguethe

auweia, hoffentlich hab ich jetzt nicht unnötig Verwirrung gestiftet.

Sender sollte kein Problem sein.

Die Empfänger von Michael und mir unterscheiden sich nur gering. Das wesentliche ist aus meiner Sicht, dass ich parallel zur Spule einen Kondensator habe, MichaelM aber nicht.

Verwendet man keinen Kondensator ist die induzierte Spannung (Spike) nur sehr sehr kurz. Wenn man das Signal über einen Schmitt-Trigger auswertet, wie bei MichaelM, dann ist das egal, der Schmitt-Trigger wird einfach umgeschaltet. In diesem Fall empfiehlt es sich auf den Kondensator zu verzichten, damit man nicht aus Versehen einen Schwingkreis bastelt.

Will man das Signal über einen Microcontroler und ADC auswerten, muss der Spike aber etwas länger anhalten, insbesondere wenn man, wie bei meinem Robo, 4 Sensoren verwendet. Man sieht ja in dem Programmbeispiel, dass es ettliche Programmschritte dauert, bis der Vergleich aller 4 ADC - Werte mit den Grenzwerten erfolgt ist und die Werte abgespeichert sind. Ohne Kondensator hab ich das eben nicht geschafft. Mit Kondensator und Widerstand funktioniert´s halt, weil der Spike "in die Länge gezogen wird". Leider hab ich keinen Oszi, ansonsten hätte ich das ja genauer abstimmen können. Wie ich zu Beginn des theads mal gesagt habe, habe ich die Werte für C und R durch Versuch und Irrtum.

Um nur die Annäherung an die Schleife festzustellen ,könnte man wohl auch auch ohne Kondensator aber mit ADC -Auswertung arbeiten. Müsste man halt ausprobieren. Allerdings denke ich, sollte man schon einen Aufbau wählen, bei dem man immer sagen kann ob man innerhalb oder ausserhalb der Schleife ist.

Prinzipiell möchte ich noch anmerken, dass es nicht darum geht die Annäherung an die Schleife auf 10 oder 20 cm durch einen Anstieg der Signalstärke zu bestimmen. Das wesentliche ist die Stelle zu erkennen, bei der sich der Sensor über die Schleife bewegt. Dies erkennt man daran dass der Spike die Richtung ändert (nachdem er kurzzeitig durch 0 geht). Die Stärke des Signals ist eigentlich egal. Es geht primär um die Richtung. Die Stärke spielt nur insofern eine Rolle, als Grenzwerte über- oder unterschritten werden müssen, damit man nicht auf falsche Signale reagiert.

Ich denke, dass MichaelM´s Schaltung weniger kritisch im Aufbau und der Abstimmung ist als meine, da er ja nicht das Problem mit einem möglichen Schwingkreis hat. Aus diesem Grund habe ich MichaelM´s Schaltung übernommen. Ich habe nie Schwierigkeiten mit meinem Sensor gehabt. Deshalb hat es mich etwas überrascht, dass er sagt es, würde sich mit meiner Schaltung ein Schwingkreis ergeben. Ich kann das nicht nachzuvollziehen, wird aber wohl so sein, je nach verwendeter Spule. In dem Wiki-Beitrag habe ich deshalb ja geschrieben, dass man die Schaltung mal ausprobieren kann. Klappt´s nicht, muss man halt den etwas aufwendigeren Weg von MichaelM gehen.


Zum Motor: Ich hab ihn so stark gewählt, da der Motor eigentlich für deutlich höhere Drehzahlen ausgelegt ist, als man sie für Rasenmäher braucht. Der Motor läuft somit untertourig. Deshalb war die Empfehlung von Torcman einen starken Motor zu wählen, um genug Drehmoment zu haben. Auf ein Getriebe wollte ich wegen der Lautstärke verzichten. Mit Getriebe geht auch ein schwächerer Motor.


Grüsse

Christian

Hallo,
die Signalverarbeitung bei mir läuft nach dem weit verbreiteten EVA (Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe) Prinzip ab. Ich teste also nicht der Reihe nach den ersten Eingang, verarbeite das Signal, teste den zweiten Eingang, verarbeite das Signal, teste den dritten Eingang usw., sondern ich lese zunächst alle Eingänge ein (bei mir derzeit etwa 15). Die Zustände der Eingänge muss ich natürlich irgendwo zwischenspeichern, also im RAM des Controllers. Diesen Schritt nennt man in der Steuerungstechnik "Prozessabbild der Eingänge". Jetzt kommt die eigentliche Rechenarbeit, aus den eingelesenen Werten müssen neue Sollwerte (z. B. Geschwindigkeit, Richtung usw.) bestimmt werden. Alle neuen Werte werden nicht direkt ausgegeben sondern wieder im RAM gespeichert. Dies ist die "Verarbeitung". Wenn alles neu berechnet ist kommt die "Ausgabe", in der Steuerungstechnik nennt man das "Prozessabbild der Ausgänge". Hierzu werden die neuen Sollwerte aus dem RAM geholt und ausgegeben (z. B. den Geschwindigkeitssollwert an den PWM-Generator, irgendwelche Schltbefehle an normale Ausgänge, usw.).

Der Vorteil des ganzen ist recht einfach erklärt: Wenn die Eingän direkt abgefragt und neue Werte sofort ausgegeben werden könnten sich innerhalb der Laufzeit des Rechenprogramms die Eingangszustände ändern. Dies kann bei gewissen Konstellationen ein Chaos verursachen. Außerdem müssen die neuen Sollwerte "gleichzeitig" ausgegeben werden. Berechnet man erst den Sollwert für den linken Motor, gibt diesen aus, berechent dann den Wert für den rechten Motor, gibt diesen aus fährt man eine Kurve obwohl man doch nur beschleunigen wollte (wenn das Programm langsam genug ist). In modernen Maschinensteuerungen wird das gleiche Verfahren angewandt denn dort kann ein Zyklus (Programmlaufzeit) durchaus bis zu 100ms betragen. In dieser Zeit kann sich viel ändern.
Übrigens, ich programmiere nur in Assembler und kenne mich in Hochsprachen leider nicht aus. Ich kann also leider keine Codebeispiele hier einstellen.

Zur Entfernungsmessung: Ich bestimme nicht den Abstand zur Schleife, noch nichtmal ob sich der Sensor genau darüber befindet. Ich bestimme nur Innerhalb / Außerhalb bzw. über einen 555 (Monoflop) in kürze ob die Schleife funktioniert. Es kommt auch nicht auf einen Zentimeter an. Ich werde wahrscheinlich gelegentlich die Schleife einmal komplett abfahren um die Ränder zu mähen (Christian macht das nebenbei mit wenn er die Ladestation anfährt).

Gruß,
Michael

PS: "unter Niveau" ist hier garnichts, man ist schließlich nicht überall Experte :-)

Hallo

Michael: Zu Deinem PS: Sehe ich natürlich genauso. Falls sich das auf meine Bemerkung bezieht, dass wir lange gebraucht haben. Das war nur eine Anspielung auf https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=34165.

Gruss

Christian

Hallo,
nein, ich meinte einen Beitrag von jguethe in Bezug auf die Auswertung der Signalamplitude (5.10.07, 15:02).
Gruß,
Michael

Hallo,

wegen der Problematik mit dem Schwingkreis bei meinem Sensor habe ich noch andere Kondensatoren ausprobiert und siehe da mit 10 statt 100 nF gehts besser.

Also, falls jemand Lust hat meinen Sensor nochmal auszuprobieren, möchte ich ihn bitten auch 10 nF zu verwenden und zu berichten. Das Timing spielt natürlich ebenfalls eine Rolle. Das Programm reagiert ja auf die erste Spannungsänderung welche am ADC gemessen wird. Dies sollte die erste Halbwelle sein. Insofern könnte der Sensor sogar einen Schwingkreis bilden und trotzdem funktionieren.

Insbesondere möchte ich Michael bitten das mit seinem Oszi zu testen. Vielen Dank!

Christian

Hallo,
soeben aufgebaut. Am besten man lässt den Kondensator ganz weg. Die Schaltung ist erstaunlich empfindlich, reagiert allerdings recht stark auf die Störungen von Motoren.
Ich habe an meinem Testchassis jetzt mal vier Sensoren angebaut und werde demnächst mal ein wenig probieren. Evtl. passe ich die Dimensionierung der Sensoren noch etwas an.
Danke übrigens für den Artikel im RN-Wissen, ich habe vorhin noch zwei Zeilen ergänzt, mit dem Bild bist du mir ja zuvor gekommen.
Gruß,
Michael

Hi ChristianH und MchaelM,

ich danke für Eure Geduld, die ihr mit mir habt. Das mit dem „Niveau“ sollte keine Spitze sein; es war vielmehr eine Frustreaktion, weil einige Beiträge nicht auf m e i n e m Niveau sind.
Mein hartnäckiges Nachfragen hat jetzt aber wenigstens ein Missverständnis ausgeräumt. Ich habe – zugegeben – etwas leichfertig unterstellt, dass die Schleifenbegrenzung auch bei Euren Versionen „analog“ erkannt wird. Ich war sozusagen historisch vorbelastet und gedanklich festgelegt, weil der Solarmover von Husquarna so arbeitet. Mein ursprüngliches Kabel liegt deshalb seit 1997 auch unter einer Thuja-Hecke. Mein neues Kabel habe ich genau so verlegt. Dann sah ich die Software von Chistian H.; diese hatte ich auch so interpretiert, dass er die Amplitude oberhalb eines Schwellwertes misst. Und genau so mache ich es bisher auch. Über die Änderung des Schwellwertes bestimme ich die Entfernung vom Schleifendraht. Aber natürlich kann man es auch anders machen, wobei mir der Ansatz von MichalM besser gefällt(definiertes Signal für außerhalb). Das Kriterium „kein Signal“ ist direkt über der Schleife vorhanden, leider aber auch, wenn der Generator nicht an ist. Wenn ich die Methode ändere, muss ich wohl ober übel das Kabel neu verlegen.

Zu den Sensor-Varianten:
Ich habe fleißig gebastelt (Sensor nach MichaelM aufgebaut) und gemessen. Im Prinzip kann ich bestätigen, was Michael M berichtet.

Sensor nach Christian H
ist sehr empfindlich, etwa Faktor 5 gegenüber MichaelM.
Ist aber auch sehr empfindlich gegenüber Störungen.
Zur Impulsbreite, Schwingneigung etc:
Inzwischen beitreibe ich diesen Sensor (erneut räumlich etwas grosszüger aufgebaut) ohne Parallel-C und R. Die Schwingneigung ist zu meiner Überraschung weg. Ob mit oder ohne C (ich habe es mit 10n – 470n probiert, ich kann keine signifikante Veränderung der Impulsbreite am Osci erkennen. Die Impulsbreite (eines Spikes) ist etwa 5ms. Hierzu aber folgende Information: Mein Generatorsignal ist 5ms breit, Wiederholfrequenz ist 5. Zu Christian H: Wenn du Schwierigkeiten mit der Breite des Impulses hast, warum änderst du das nicht an der Quelle, nämlich am Generator. Meine 5ms ziehen zwar etwas mehr Strom, aber das bewegt sich alles noch im erträglichen Rahmen (100 m Kabel, ca. 2,6 OHM, Generator mit 12V (ohne Widerstand vor dem FET) im Mittel ca 150mA ).
Gerade eben habe ich meinen Generator testweise auf eine Impulsbreite von 150 µs umgestellt. Das Signal ist auf dem Osci kaum zu erkennen. Schon aus optischen Gründen bleibe ich deshalb zunächst bei 5 ms.

Sensor nach MichaelM
P1 ist bei mir ein 100k-Trimmer, eingestellt auf 100k, also maximale Verstärkung.
Warum die Empfindlickeit deutlich niedriger ist gegenüber der Version von Christian H, kann ich nicht so recht nachvollziehen. Wenn ich mal als Laie eine Vermutung wagen darf: Liegt vermutlich an dem anders ausgeführten Gegenkopplungszweig (P1 zu R3,R5,L1 usw. Bei ChristianH scheint mir die Spule als Impedanz für den Impuls ein bestimmendes Element der Gegenkopplung zu sein, während sie bei der Schaltung von MichaelM nicht Teil der Gegenkopplung ist. Ich hänge mich mal wieder weit aus dem Fenster ! Falls das Schwachsinn ist, macht das nichts, wenn ich denn von Euch eine bessere Erklärung bekomme.

Zum Generator
Ich habe mir die Signale ohne Freilaufdiode angeschaut. Der negative Spike ist extrem ausgeprägt.
Ob das gut oder schlecht ist, kann ich im Moment nicht beurteilen, weil ich diesbezüglich noch keine weiterführenden Tests gemacht habe.
In Kladde gesprochen, fällt mir dazu auf Anhieb nur folgendes ein: Wir suchen doch alle nach einem wirklich signifikanten Signal. Je grösser die Amplitude um so besser. Ist der Signalpegel deutlich grösser als die Störsignale, wären die Störungen doch besser in den Griff zu bekommen.

Zum Programmablauf / Verarbeitung der Daten
Vielen Dank für die Erläuterungn zum EVA-Prinzip. Leuchtet mir ein. Das Grundprinzip müsste sich m.E. auch in BASCOM verwirklichen lassen. Auf die Problematik, wann die Daten verarbeitet und ausgegeben werden bin ich auch schon gestoßen. Bisher habe diese Probleme aber in den Griff bekommen. Assembler-Programmierung werde ich mir bei meiner persönlichen Restlaufzeit wohl nicht mehr antun.
Von meiner besseren Hälfte habe ich gerade einen Ordnungsruf bekommen, so dass ich jetzt einfach abbrechen muss. Das Wichtigste ist auch gesagt.
Gruss
jguethe

Hallo,

nochmal zu meiner Empfängerschaltung:
R4 und R5 bilden eine virtuelle Masse (+2V). Der Rückkopplungszweig (Spannungsgegenkopplung) besteht aus P1 und R3, maximal beträgt daher die Verstärkung (100k+10k)/10k = 11. R2 ist der Lastwiderstand für die Spule. R1 dient lediglich der Offsetkompensationd des OPs (ist ja in Wald- und Wiesen-OP). Meine Schaltung verstärkt also die Spanung die sich an R2 ergibt.

Empfänger von Christian: Diese Schaltng arbeitet mit einem invertierenden Verstärker. Diese Schaltungsart benutzt eine Stromgegenkopplung. Die Spannung an der Spule bleibt immer null, der Ausgang wird soweit aufgesteuert dass der Strom duch den Rückkopplungswiederstand genau so groß ist wie der Strom durch die Spule.

Ich habe heute meine Schleifenüberwachung fertiggestelt: Dazu führe ich die Impulse von allen Empfängern auf ein Monoflop. Der 555 ist leider von Haus aus nicht nachtriggerbar, mit einem externen Transistor (T2) ist es aber möglich. Die Impulszeit des 555 (R1 und C1) muss etwas größer eingestellt sein als die Periodendauer der Sendeschaltung. Die linke Seite der Schaltung arbeitet nur das Triggersignal auf, man kann auch mehr oder weniger Sensoren anschließen. Zur Funktion: Solange die Schleife funktioniert stehen an K3 Imulse an. Befindet sich der Sensor innerhalb ist das Tastverhältnis groß, befindet er sich außerhalb ist es klein. Zum Triggern wird nur die pos. Flanke benötigt. Befindet sich nun ein Sensor (oder 2) direkt über der Schleife und geben nur noch ein Dauersignal ab wird die Schaltung immernoch von den anderen Sensoren getriggert. Erst wenn kein Sensor mehr Pulse abgibt fällt die Triggerung aus und der Pegel an K7 wechselt nach 0V (LOW). Der Controller fragt (im noch zu schreibenden Programm) immer erst das Signal von K7 ab, ist dieses HIGH funktioniert die Schleife, ist es LOW bleibt das Fahrzeug stehen. Erst wenn die Funktion festgestellt wurde geht es an die Bestimmung der Position (innerhalb / außerhalb).

EDIT: Programm läuft, habe noch einen Kreidehalter angebaut und fahre die Garage ab.

Gruß,
Michael

Hallo,

ich habe mir mal die Simulation bei www.automower.de angesehen. Mal abgesehen davon, dass die Proportionen etwas "geschönt" sind (das Grundstück dort hat nur ca. 9 x 14m) ist mir vor allem eines aufgefallen: Der Automower dreht recht weit (meist 90 bis 200°) mehrfach hintereinander in die gleiche Richtung. Der Drehwinkel ist ein Zufallspodukt, die Richtung wahrscheinlich auch (z. B. 15 mal nach links, 5 mal nach rechts, 12 mal links, 22 mal rechts usw.).
Ich habe in Versuchen mit festem Winkel festgestellt, dass der Mäher bei zu kleinem Winkel nur den Bereich an der Schleife abfährt, bei großen Winkeln eher die Mitte der Fläche. Weiterhin kann sich der Mäher bei kleinen Winkeln besser aus Sackgassen befreien. Die Zufallsmethode muss ich noch ausprobieren, das Programm läuft soweit.

@Christian:

Mich würde etwas genauer interessieren wie du die Ladestation anfährst. Soweit ich weis fährst du solange bis du auf die Schleife triffst und dann immer der Schleife entlang. Leider hast du über das genaue Einparken noch wenig berichtet. Ich habe schon überlegt ob ich der Einfachheit halber auf jede Seite der Ladestation einen Kontakt mache und die Station einfach von der Seite anfahre (immer abwechselnd damit der Rand gemäht wird). Fährt dein Mäher täglich oder nur stundenweise?

Gruß,
Michael

Zur Strategie beim Automower kann ich was sagen. (... ich habe ja einen)

Der AM hat zwei Schleifen-Sensoren mittig im Front- und im Heckbereich. Eine Kollision erkennt er, wenn sich die elastisch befestigte Abdeckhaube ein Stück verschiebt. Dazu hat er zwei Melder die zwar einzeln erkannt, aber nicht unterschiedlich ausgewertet werden. Im normalen Mähbetrieb ist auch keinen unterschiedliche Reaktion beim erkennen der Schleife oder einer Kollision zu bemerken.

1. der AM stopt und setzt ein Stück zurück um von dem Hindernis bzw Schleife frei zu kommen.

2. Er dreht sich um einen zufälligen Winkel. Wenn in dieser Zeit einer der Sensoren anspricht geht er von einem Hindernis auf dieser Seite aus, wechselt die Drehrichtung und versucht es auf der anderen Seite.

3. Für den Fall das auch auf anderen Seite einer der Sensoren anspricht muss er in eine Gasse geraten zu sein. Da er sich die bisher zurückgemeldeten Drehwinkel gemerkt hat, kann er sich in die ursprüngliche Stellung zurück drehen und noch ein weiteres Stück zurück setzen. Dieses Spiel kann sich in einer Gasse noch mehrfach wiederholen.

4. Sollte einer der Sensoren beim zurücksetzen ansprechen ist der Mäher in eine missliche Situation geraten. Er schaltet das Mähwerk aus und versucht sich durch vor, rück und dreh Bewegungen zu befreien. Wenn das nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit gelingt, bleibt er mit Fehlermeldung stehen. Dabei kann er auch schon mal über die Schleife ins Blumenbeet geraten und mit den Rädern Löcher in den Rasen fräsen.

Der AM behält die einmal eingeschlagene Drehrichtung solange bei bis er durch ein Hindernis beim Wenden dazu gezwungen wird. Der Drehwinkel ist zufällig aber im Programm bei Gartenform zu beeinflussen.

Offen: der AM wendet überwiegend mit Werten zwischen 90° bis 180°.
Komplex: er wendet fast nur Winkel unter 90 Grad an.
Normal: hier wechselt er das Programm ab und zu zwischen Offen und Komplex.

Hallo,
danke für die Info. Anscheinend bin ich ja auf dem richtigen Weg. Zum testen muss ich allerdings erst wieder die Garage freiräumen (Metallgroßbearbeitung). Eine Suchschleife sowie ein Suchfeld um die Ladestation möchte ich eigentlich vermeiden. Wozu ist eigentlich der Lautsprecher im AM gut, nur für den Diebstahlalarm?.
Gruß,
Michael

Zitat:

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Zitat von MichaelM

Wozu ist eigentlich der Lautsprecher im AM gut ...

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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.

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

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

Zitat:

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Zitat von MichaelM

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. ;-)

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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

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

Anbei noch eine Idee zur Graserkennung:

Zitat:

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Zitat von Christian H

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

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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

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

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

Zitat:

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Zitat von Christian H

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

mfg

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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

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!!! :mrgreen:



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

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

Hallo,
ich hatte wieder mal ein paar Tage Zeit fürs Wesentliche. Der Prototyp fährt nun brav und sicher in seine Ladestation und es fehlen eigentlich nur noch die berühmten programmtechnischen "Kleinigkeiten".
Am Samstag habe ich die Messer für das ernsthafte Gerät gedreht, 12mm Aluscheibe mit 90mm Durchmesser und drei Nuten für Klingen von Teppichschneidern. Die Nuten sind 3° schräg gefräst sodass die Messerspitzen tiefer als die Aluscheibe hängen. Insgesamt gibt es drei Messer zu je drei Klingen und einem Durchmesser von 140mm. Angetrieben wird das Ganze durch einen 280W DC-Motor über Zahnriemen. Die Grundplatte aus Kunststoff habe ich auch schon bestellt. Für den Antrieb sorgen Scheibenwischer aus Kleintransportern (sehr stabil). Für die Akkus sind zwei mal 12V / 17Ah angepeilt.

@ ChristianH: Was sagen eigentlich deine Ladekontakte bezüglich Korrosion zu der Gleichspannung? Ich möchte eigentlich Wechselspannung nehmen und erst am Roboter gleichrichten. Einziges Problem sind dabei die großen Elkos und die recht hohe Verlustleistung.

Gruß.
Michael

hi MichaelM,

hast Du Bilder Deiner Scheibe?

liebe Grüße, Klingon77

Hallo,
hier ein paar Bilder. Die Schrauben sind nur provisorisch, deren Kopf ist nämlich noch zu dick und wird noch flachgedreht. Die Nuten sind 20mm breit und an der Außenkante der Scheibe 1mm tief. Die Klingen sind von OBI für einen Teppichschneider, nur diese haben so praktische Löcher. Wenn die Klingen stumpf sind kann man sie einmal wenden. In der Scheibe ist ein Gewinde M10, in den Flansch kommt sicherheitshalber noch ein Gewindestift oder Splint.
Gruß,
Michael

hi,

da erkennt man ja neidlos den Profi ! :cheesy:

Willst Du die Scheibe noch auswuchten?

liebe Grüße, Klingon77

Hallo,
danke für solche Worte aus deinem Munde, haben sich die zwei Stunden in der Kälte also gelohnt :-)
Das Ergebnis steht und fällt natürlich auch mit dem Werkzeug. An einer Fräsmaschine aus Guss mit 1200kg lässt es sich einfacher arbeiten als an einer 150kg-Hobbymaschine. Mein Ausbilder hat mal gesagt: Was hilft gegen viel Gusseisen an einer Maschine? - Noch mehr Gusseisen.

Es kommt auf einen Versuch an, ich hoffe natürlich dass ich sie nicht auswuchten muss. Aber ehrlich gesagt rechne ich bei fast 5000 U/min damit dass ich mir die Arbeit machen muss. Mal sehen, vielleicht bauen wir in den nächsten Tagen mal den Antrieb auf, habe heute schon die Mitnehmerscheiben für die Räder und die Lagerböcke für die Motoren fertiggestellt.

Gruß,
Michael

hi,

freue mich auf weitere Fotos und Beschreibungen :mrgreen:

Mit dem Gußeisen hast Du natürlich recht!
Meine hat mal schlappe 220 KG und ist schon schwer für Ihre 400mm Spitzenweite.

Dafür konnte ich sie aber bedenkenlos auf meine Holzbalkendecke über der Garage aufstellen.
Ich muß nur beim Außermittedrehen mit der Planscheibe aufpassen, damit ich die Eigenfrequenz der Decke nicht "treffe". #-o



Nachtrag:
benötigst Du wirklich 5000 1/min?

Rechne doch mal die Schnittiefe pro Klinge bei der entsprechenden Fahrgeschwidigkeit aus.

Könnte irgendwo im 1/100mm Bereich liegen. Bei Gras...

liebe Grüße, Klingon77

Hallo,
die Schnitttiefe pro Kling ist natürlich minimal. Es hätten wohl auch zwei Klingen gereicht, bei drei kann man aber besser wuchten. Viel wichtiger ist meiner Meinung nach die richtige Schnittgeschwindigkeit. Versuch doch mal mit einem herkömmlichen Rasenmäher (45 bis 55cm) im Standgas bei knapp 1000 U/min zu mähen. Mal abgesehen dass der Motor natürlich noch kaum Drehmoment hat und man dadurch schön langsam machen muss fällt auf dass die Halme icht sauber abgeschnitten werden. Vielmehr werden sie "angeschlagen und umgeknickt". Für den Versuch habe ich damals extra das Messer neu geschliffen. Wenn ich jetzt also weniger als die Hälfte des Durchmessers habe brauche ich eine höhere Drehzahl. Die kleinen Messer dürften jedoch etwas unkritischer sein als ein normaler Mäher da sie einen kleineren Keilwinkel haben.

Was anderes, ich habe mir gerade deine Planscheibe angesehen, sieht ja ganz ordentlich aus. Wenn ich da an die Kurbelwelle denke die ich mal zwischen Spitzen gedreht habe...
Die Maschine kommt mir irgendwie bekannt vor. Könnte es sein dass sie etwa 10 bis 15 Jahre alt ist und aus China kommt? Wir haben uns damals nämlich zwischen einer solchen und der kleineren entschieden, natürlich für die kleinere.

Gruß,
Michael

Hi,
ein rasenmähermesser ist auch nicht richtig scharf, das werden die halme immer mehr abgeschlagen, als geschnitten, die teppichmesser dagegen schon.
mfg jeffrey

hi,

da habe ich ja wieder was losgetreten... O:)

Mir kamen halt die 5000 1/min (aus dem hohlen Bauch heraus) recht hoch vor.

MichaelM hat natürlich recht, wenn er schreibt, daß ein Rasenmäher mit 1000 1/min "nicht zu gebrauchen" ist.

jeffrey hat auch recht, daß die Teppichmesserklingen viel schärfer sind als ein Rasenmähermesser. Nicht zuletzt die geringe Dicke (bzw. der Keilwinkel) dürfte mit entscheidend sein.

Wenn Du möchtest, kannst Du ja mal einen Versuch (über PWM ?) mit geringerer Drehzahl fahren.

1) spart Energie und verlängert die Laufzeit

2) Deine Messervariante ist, glaube ich zumidest, die Erste dieser Art im Forum und Erfahrungswerte sind immer (auch für andere) brauchbar.



OFF TOPIC AN

Ja, meine Maschine ist ein "China-Böller". Güde HQ 400
Günstig im Preis (nackte Maschine) und mit der einen oder anderen Tücke behaftet.
Aber ich bin zufrieden damit.
Wenn man die Grenzen und Möglichkeiten mal ausgelotet hat kann man ganz passabel damit arbeiten.
Insbesondere kann ich bei der Planung / Konstruktion schon darauf Rücksicht nehmen.

Eine Kurbelwelle zu drehen ist aber auch wirklich nicht das einfachste.
Selbst habe ich noch keine gefertigt - bin auch froh drumm.

Die Geschichte mit der Planscheibe war im wahrsten Sinne des Wortes eine wilde Kurbelei.
Alles mit einem Fingerfräser gefertigt.
Heute habe ich zumindest mal einen 22er Aufnahmedorn (MK3) und einen Walzenfräser.
Einen Walzenstirnfräser bekomme ich auch irgendwann noch
(falls ich mal versehentlich zu etwas Geld komme...)

Die 72er Aufnahmebohrung für den Flansch habe ich auf dem Rundtisch "rausgekurbelt".
Dann stand ich kruz vor der Sehnenscheidenentzündung...

Die Führungen sind einfache ST 37 K Flachführungen.
Alles nur geschraubt - nichts verstiftet; funzt aber Prima!
Die Klemmschrauben wurden mittlerweile durch 8.8er Inbus ersetzt.

Ich stand vor der Wahl:
a) ca. 100-180 Euris für eine fertige Planscheibe
b) ca. 15-20 Euris an Material und dann die Arbeitszeit.

Nun ja, Arbeit scheue ich nicht unbeding... O:) ...wenn sie Spass macht!

Welche Maschine hast Du?

OFF TOPIC AUS (und sorry dafür!)

liebe Grüße, Klingon77

Hallo,
Güde ist es nicht, stammt von Globus (anno 1992). Ich habe nur 3 Drehzahlen (500, 900, 1600) zum Drehen. Spitzenweite 440mm, 360W, 100mm Futter. Seit drei Jahren noch eine Thiel 158 (?) Fräsmaschine sowie Teilkopf und Rundtisch. Die kleine Maschine wird nur noch zum Drehen und als Ständerbohrmaschine genutzt.
Ein Tipp für dich (mache ich bei Lagerböcken so): Den Rundtisch habe ich "elektrifiziert". Ein alter Akkuschraubermotor mit Getriebe (7,2V) treibt den Rundtisch an. Dazu habe ich eine Blechhalterung gemacht und über eine 13mm (?) Nuss an die Handkurbel angekuppelt. Drehrichtung und Drehzahl sind über Poti und PWM einstellbar. Versorgt wird das Ganze passend zur Adventszeit von einem 24V Lichterkettentrafo (30W). Man muss nur die Pulsweite irgendwo bei 30% begrenzen.

Um zum Thema zu kommen; vielleicht kann ich mich mal zu ein paar Versuchen mit den Messern aufraffen. Bei dem strengen Winter jetzt muss man ja schon bald ans Grasmähen denken... vor drei Wochen haben die Erdbeeren geblüht.

Gruß,
Michael