Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[Christian H]

Hallo,
@Bernd_Stein: Dann wird´s wohl auch mit der Induktivität funktionieren. Werd´s mal ausprobieren, wenn ich mal wieder eine Bestellung habe. Wäre natürlich einfacher (aber warum einfach, wenn´s auch kompliziert geht :=)

@damfino: Die Videoüberwachung der Rasenrobo sehe ich eher als Spielerei. Kommerzielle Hersteller brauchen ja eine universell einsetzbare, robuste Technik und da ist die Schleife überlegen. Habe mir übrigens letzte Woche eine 2. Webcam zugelegt. Von ELV die EDIMAX IP Kamera IC-3115W für 49,95 Euro. Für das Geld super. Auflösung bis 1280 x 960 Pixel bei 30 Bilder/s und weiter 75 ° Blickwinkel. Einfach ins Netzwerk einzubinden. Eigentlich nur für Indoor, hab sie jetzt aber außen angebracht. Hat den Hagel von Sonntag überstanden. Bin jetzt von VB6 endlich auf VB.NET umgestiegen. Die Bildverarbeitung ist damit deutlich einfacher und eleganter.

Muß jetzt leider weiter meine Brötchen verdienen. Werde aber morgen oder übermorgen etwas von dem Programm reinstellen

Viele Grüße

Christian

[hsiegel]

Hallo Christian,
ich habe mir mal 4 Induktivitäten bestellt mit unterschiedlichen µH-Werten und ein Industrierelais dazu, mal schauen, was besser läuft. Melde mich, wenn ich das habe und Zeit finde, es zu löten + zu testen.

[Christian H]

Hallo jguethe,

schön mal wieder etwas von Dir zu lesen. Habe jetzt erst das Video ganz angesehen. Deiner fetzt ja ordentlich durch die Gegend. Scheint alles sehr robust und zuverlässig zu funktionieren. Wie lange hält der Akku durch? Du hast je wohl ein etwas größeres Grundstück, schaft Dein Rasenrob das weitgehend in einem Durchgang? Der Torcman (350?) ist ja sicher nicht unterdimensioniert. Drehteller und Klingen hast Du wohl von einem Händler, richtig? Der Schaltplan und Dein Trick bzgl. der Motorstörungen wären natürlich interessant. Mit Antwort-Erweitert, Anhänge verwalten, Datei auswählen, hochladen, sollte es eigentlich funktionieren.

Viele Grüße

Christian

[jguethe]

Hi Christian,
danke für den Hinweis zum Hochladen von Anhängen; jetzt habe ich es begriffen.

Jetzt bin ich aber schon wieder frustriert. Ich hatte eine längere Antwort formuliert, mit 2 Anhängen.
Als ich es absenden wollte, war ich nicht mehr eingeloggt; nach dem Wiedereinloggen war mein Geschreibsel weg.

Ich wiederhole das morgen noch einmal in Ruhe.

Nur den Sensorschaltplan hänge ich schon mal an.
Der Empfangsteil mit den 2 OP-Verstärkern geht auf MichaelM zurück (weiter oben in diesem Thread und RN-Wissen). Den Hexinverter 4096 habe ich aus 2 Gründen hinzugefügt
Das RC-Glied R9/C2 kann man jetzt am Ausgang des 2 Inverters positionieren; damit ist es absolut entkoppelt von der Empfangsschaltung. Die restllichen Inverter dienen bei mir lediglich als Treiber für eine
Power-LED. Diese blinkt mit der Frequenz des Schleifensignals (bei mir 5 Hz); im praktischen Betrieb ist das ein netter Gag in der Dämmerung (20mA-LED, weiß-blau), hat aber auch eine Kontrollfunktion.
Besonders in der "Entwicklungsphase" kann man damit den Sensor und die Poti-Einstellung ideal testen (5-Volt-Akku-Pack und Sensorspule anschließen und dann damit ins Gelände). Aber um es deutlich zu sagen:
Für die Sensor-Funktion selbst ist der 4069 nicht erforderlich. R9/C2 müssen dann nur an den Ausgang des 2.OP angeschlossen werden.

vg
Jguethe

[Christian H]

Hallo jguethe,

der Beitrag ist wahrscheinlich nicht komplett weg, sondern sollte sich, wenn man anfängt eine neue Antwort zu schreiben, mit der Funktion "gespeicherten Text wiederherstellen", wiederherstellen lassen.

Christian

[Bernd_Stein]

...
Meine grosse Schleife ist ca 130 m lang, besteht aus 4mm Kupferlitze und wird mit einem Netzteil 24 V, 20 A !! versorgt (das alte Netzzeit 36 V 12 A reichte nicht).

Ich habe gerade meine größte Schleife grob per Schritte gemessen, sie ist etwas über 50m mit Klingeldraht ( Durchmesser 0,8mm ) verlegt. Ich halte 480W für sehr sehr sehr sehr viel Leistung für diese Aufgabe. Mein kommerzieller Begrenzungsdrahtsignalgeber arbeitet umgebaut mit vier Akku-Mignonzellen in Serie ( 4,8Volt ), die schon sehr verbraucht sind. Das heißt sie besitzen einen hohen Innenwiderstand und können dementsprechend keinen hohen Strom liefern. Mehr zu diesen Thema hier :

http://ocfnash.wordpress.com/2010/06...powered-mower/

Und nun zum Schaltplan der vom RoboMow RL550 stammt. Die Kondensatoren haben keine Werte, da die Sache wahrscheinlich von einem Franzosen per " reverse engineering " erstellt wurde. Man kann ihn jedoch auch käuflich bei Manual Fox erwerben.

Begrenzungsdrahtsignalaufnehmer.pdf


Die Eagle 6.1.0 Light Pläne ( Schaltplan + Layout ) habe ich als XYZ.rar Datei angefügt, aber ich glaube das funktioniert nicht,
da dieses Forum anscheinend auf XYZ.zip besteht. Würde diese auch gerne ungezipt also ungepackt hier hochladen, weiß aber leider nicht wie es gehen soll.


Bernd_Stein

- - - Aktualisiert - - -

Hallo Christian,
ich habe mir mal 4 Induktivitäten bestellt mit unterschiedlichen µH-Werten und ein Industrierelais dazu, mal schauen, was besser läuft. Melde mich, wenn ich das habe und Zeit finde, es zu löten + zu testen.

Threads nicht aufmerksam genug gelesen ?
Mit 330µH funktionierte es nicht ausreichend.
Millihenry ( mH ) ist um den Faktor 1000 mal größer als Mikrohenry ( µH ). Also unter 100mH würde ich da gar nicht herumexperimentieren. Und ca. 50 Cent sind doch bestimmt günstiger als der Preis für ein Relais auch die Platzersparnis sollte man nicht vergessen oder die Arbeit, falls man versucht die Spule von den übrigen Relaisteilen zu trennen.


Bernd_Stein

[Christian H]

Hallo Bernd_Stein,

sehr, sehr interessanter Artikel. Ich denke mir das Funktionsprinzip ist folgendes: Durch den Phasensprung in der Mitte der Sinuswelle, hat man einen definierten Zeitpunkt in dem Signal. Geht man z.b. x ganze Phasen nach vorne erhält man eine positive oder negative Halbwelle je nachdem ob der Sensor innerhalb oder außerhalb der Schleife ist. Der Zeitpunkt des Phasenwechsels müßte dabei ganz genau bestimmt werden, was ich mir andererseit schwer vorstelle, aber wie soll´s denn sonst funktionieren.

Beste Grüße

Christian

[damfino]

Hallo jguethe,

Meine grosse Schleife ist ca 130 m lang, besteht aus 4mm Kupferlitze und wird mit einem Netzteil 24 V, 20 A !! versorgt (das alte Netzzeit 36 V 12 A reichte nicht).

Als Vergleich: ich habe den Schleifensender + Empfänger von ChristianH nachgebaut, Schleife ist ~250m lang, größter Abstand zur Schleife sind 12m, versorgt wird der Schleifensender mit einem Eco Friendly Schaltnetzteil 12V/1500mA.

LG!

[jguethe]

Hallo zusammen

In Ergänzung meiner unvollständigen Vorstellung der aktuellen Version meines Rasen-Roboters liefere ich nun folgende Details nach:
Fahrmotoren: EMG 49 mit integrierten Drehgeber(robotikhardware.de)
Mähmotor: Torcman 430 Serie 20 (brushless-Aussenläufer) mit Jeti-Controller Spin 75
Mähteller: kommerziell von Husquarna
Räder: Durchmesser ca. 21 cm aus 6mm-Acrylglas, Eigenproduktion
Basisgestell: Acrylglas 6mm, Abmessungen: 450 mm x 320 mm (L x B)
Sensoren: vorne links und rechts je eine Sensor-Spule (ex 24V-Relais, 900 r) sowie je 1 Bumper
Gewicht: mit Akku ca. 15 kg
Akku: LiFePo 7s, 10Ah (Akkupack aus Headway-Einzelzellen selbst zusammengestellt)
Laufzeit: ca. 4,5 Std
Akku-Ladezeit: ca. 1,5 Std bei 5,2A max.

Nachdem ich etwa 15-20 Motoren vom Typ RB35 vernichtet habe, weil diese im oberen Grenzbereich betrieben wurden und die Regelung deshalb auch nur unvollkommen funktionierte habe ich mich für eine Radikallösung entschieden.

Für die Steuerung des Mähmotors und der Fahrmotoren verwende ich als Basis jeweils eine Platine vom Typ RN-AVR-Universal (robotikhartdware.de). Diese Platine eignet sich ideal für eigene Entwicklungen, da überflüssiger Schnickschnack fehlt. Sämtliche Anschlüsse sind verpolungssichere Steckanschlüsse, wobei die Versorgungsspannung in Hochstromtechnik ausgeführt ist.

Die Platinen werden auf dem Chassis senkrecht in Platinenhalterungen eingeführt, können also sehr schnell ausgewechselt werden. Inzwischen habe ich jede dieser Platinen 2-fach.

Folgende Einzelheiten sollten erwähnt werden:
Antriebsplatine:
In der Mitte Processor und zugehörige Bauteile (Beschreibung siehe robotikhardware.de), oben habe ich die Anschlüsse für Drehgeber und Sensoren montiert. Auf der linken Seite habe ich einen 5-V-Regeler montiert. Es ist aber noch viel Platz für Ergänzungen.
Auf der rechten einen freien Fläche ist Platz für meinen elektronischen Leistungsschalter (saunten) und die beiden Motortreiber (High-Power Motortreiber 36V/9A ex robotikhardware.de), sowie Stecker/Buchsen für Stromversorgung und Motoranschlüsse.

Platine für Mähmotor
Stromversorgung über Hochstromstecker, ebenfalls ein elektronischer Schalter , Jeti-Controller auf Freifläche der Platine so befestigt, dass möglichst kurze Verbindungen für die Leistungs-Kabel entstehen

Akku-Überwachung:
Da ich nichts Passendes gefunden habe, habe ich einen Akkuwächter selbst gebaut. Die Fachleute mögen über meine Schaltung vielleicht die Stirn runzeln; aber siefunktioniert. Den unteren Schwellwert habe ich etwa bei 22,4 V (durchschnittliche je Zelle 3,2 V) eingestellt. Inzwischen gibt es sogar ein Platinen-Layout (Bastler-Version, keine Profi-Version). Die Platine ist am Akkupack dort montiert, wo der Platz für die 8. Zelle wäre.

Elektronischer Schalter für hohe Ströme
Anfänglich hatte ich normale Klein-Leistungsschalter, später Schalter aus dem Kfz-Bereich eingesetzt. Alle „klebten“ nach kurzer Zeit. Die Einschalt-/Ausschalt-Funkenüberschläge im brushless-Bereich haben jeden von mir probierten Schalter geschafft. SS-Relais waren auch nicht ideal (teuer und hoher Spannungsabfall). Da ich nichts Kommerzielles gefunden habe, habe ich meinen Schalter selber gebaut. Das ist der rechte Teil im Akku-Wächter. Jetzt kann ich alle Ein/Ausschalter beliebig positionieren, da ich jetzt nur ein Kleinsignale mechanisch schalte (Masseverbindung wird hergestellt). Der Spannungsabfall am Mosfet ist vernachlässigbar gering.

Sensoren / Störung durch die Motoren
Ich habe 2 Rasenflächen zu versorgen, eine hat ca. 150 qm, die andere ca.. 450 qm, der Schleifendraht der letzteren ist etwa 120-130 m lang.
Auf der kleinen Fläche hatte ich bisher kaum Störungen . Auf der großen Schleife hatte ich bis zur letzten Saison jedoch immer wieder Probleme, obwohl die Motoren durch einige Lagen Mu-Metall abgeschirmt waren. Im 2012 habe ich dann einen neuen Schleifendraht mit 4qmm Querschnitt verlegt und ein Netzteil 36-39V/ 12A für den Schleifengenerator eingesetzt. Es gab eine gewisse Verbesserung aber keine absolut befriedigende.
Seit Anfang dieser Saison setze ich ein Netzteil mit 24 V / 20 A ein. Seitdem läuft der Mäher absolut störungsfrei.

Bilder von meinen beiden Hauptplatinen muss ich erst noch "verkleinern"; sie folgen später. Edit: nun sind sie doch da !

@zu Damfino
das ist erstaunlich, mich würden aber auch die sonstigen Rahmenbedingungen interessieren (Motoren, wie weit sind die Sensoren davon entfernt usw).

gruss an alle
jguethe

[damfino]

Hallo jguethe,

die Sensoren sind ca 23cm vom Mähmotor (45W DC) entfernt, und ca 35cm von den Fahrmotoren (je 8W DC). Die Bodenplatte aber ist aus Alu, wovon einzelne Aluleisten genügen um das Schleifensignal zu stören. So musste ich einiges Alu im Bereich der Sensoren wieder entfernen. Die Sensoren sind unter der Bodenplatte angeordnet, ca 7cm über dem Boden/Wiese.
Wie halten die Motoren? Mein Robi hat nur das halbe Gewicht, die Getriebe halten 1.2Nm Dauer und 3.6Nm Kurzzeitig aus, und haben jetzt nach 2 Saisonen Probleme. Die EMG49 sind belastbarer? Ich habe schon mal andere Motoren vorgehalten, mit 2.5Nm Dauer und 7.5Nm Kurzzeitig.

Mit den Headways hatte/habe ich Probleme, letzten September waren nach 3 Wochen Pause 2 von 4 Zellen tot

LG!