Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor [Archiv]

Christian H

14.05.2006, 12:23

Der Rasenrobo wurde zwischenzeitlich umgebaut. Bilder gibt´s auf Seite 14 und ein Video mit dem letzten Stand der Technik auf der letzten Seite 28. Die Ortung des rasenrobo mit einer WLAN-Camera zur Navigation gibt´s auf Seite 29 und 30

Hallo liebe Freunde von Robos und Rasenmäher,

es ist das erste Mal, dass ich mich im Forum melde. Als Gast habe ich ettliche nützliche Informationen aus dem Forum erhalten und möchte deshalb zeigen was daraus geworden ist. Ich denke, es ist am geeignetsten bereits alle wichtigen und für euch hoffentlich interessante Punkte komplett in einen Beitrag wiederzugeben. Dieser Beitrag ist deshalb etwas lang geraten.

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1210.jpg

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1201.jpg

Mein Rasenrobo hat die ersten praktischen Einsätze erfolgreich hinter sich.
Chassis: Unten 2 parallele Regalschienen. Eine Metallschiene quer. Darüber Platte aus Flugzeugsperrholz (Modellbau, 4 mm, sehr stabil und eben)
RBNFRA-Board
Navigation mit Begrenzungsschleife (4 Sensoren) und Kompass CMPS03. Neigunssensor. 1 Sharp GP2D12. 9 Mikroschalter.
Kommunikation zum PC über easy radio: ER900TRS-02. RF04/900 USB Telemetrie Modul
Antrieb: 2 x RB35 Getriebe 1:200, Drehzahlmessung und Odometrie mit Hall-Sensoren.
Rasenmähermotor : brushless Torcman 420-20 ohne Getriebe (Abgeschirmt mit Mu-Metall). Regler: Jeti 40-O- F, Drehzahlmessung optisch mit CNY70.
Sichel: Kunststoffscheibe mit 3 beweglichen 4 cm langen Klingen
Akkus 10 x 2000 und 12 x 3600 NiMH.
(Ultraschallentfernungsmesser SRF10 eingebaut, wegen Störanfälligkeit nicht verwendet)

Grundsätzliches zur Navigation: Für den Rasenrobo ist absolut erforderlich, dass er eine Begrenzungsline auf cm genau erkennt, da ich ihn ungern aus unserem Teich fischen möchte. D.h. GPS auch mit Referenzmessung, Peilung mit rotierender IR – Strahl nach VOR – Prinzip, US-Entfenungsmessung, Triangulation mit IR – Baken sind zwar reizvoll aber entweder zu ungenau oder zu unsicher, da mechanisch anfällig.

Induktionsschleife: Über einen Timer - gesteuerten MOS-FET (noname aus altem Regler. evtl. BS 170 verwenden) wird ein kurzer Strompuls durch die Induktionsschleife geschickt. Die steil ansteigende Flanke induziert im Sensor eine Spannung deren Polarität (z.B. positiv) davon abhängt, ob der Sensor innerhalb oder ausserhalb der Induktionsschleife liegt. Anschliessend bricht die Spannung vom Netzteil ein, da fast ein Kurzschluss über die Induktionsschleife vorliegt. Der Abfall ist aber flacher und induziert eine geringere, entgegengesetzte Spannung (negativ) im Sensor. Beim kurz darauf folgenden Abschalten der Induktionsspannung wird durch eine Freilaufdiode ebenfalls die Flanke des Spannungsabfalls eher flach gehalten. D.h. der im Sensor gemessene 2. entgegengesetzte Spannungsimpuls (negativ) ist geringer und kann auch durch die zeitliche Abfolge leicht vom 1. auseinandergehalten werden. Als Netzteil verwende ich, wegen des kräftigen Strompulses, eins für Notebooks 15V (3,5A)-24V 15V Einstellung reicht aber locker aus.

Schaltung:
http://www.Rasenrobo.de/ Induktionsgenerator.JPG

Sensor: Spule mit Eisenkern aus einem alten Relais (z.B. 24V, 300 Ohm Innenwiederstand). Die induzierte Spannung und deren Polaritität wird über einen Operationsverstärker gemessen und über den ADC ausgewertet. Die Spule nur an OP anzuschliessen war bei mir nicht erfolgreich. Die Zeitdauer des Spannungsimpulses ist zu kurz. D.h. Kondensator zur Spule parallel schalten. Damit aber kein Schwingkreis entsteht, muss über einen, ebenfalls parallel geschalteten, Widerstand der Spannungsabfall gedämpft werden. Die u.g. Werte habe ich durch Versuch und Irrtum. Vielleicht kann das ja jemand von Euch optimieren.

Schaltung:
http://www.Rasenrobo.de/ Induktionssensor.JPG

Im Programm wird in einer Schleife gewartet bis am ADC eine größere Schwankung auftritt. Dafür werden die Maximal- und Minimalwerte des ADC seit Einstieg in die Schleife bestimmt. Bei entsprechender Differenz Ausstieg aus der Schleife und Bestimmung ob eine Spannungsausschlag nach + oder – erfolgt ist. Kommt kein Impuls ist der Sensor genau über der Schleife. Liefern alle Sensoren keinen Impuls ist die Induktionsschleife nicht aktiv oder kaputt und der Rasenrobo schaltet sich ab.

Programmschnitzel in BASIC für 4 Sensoren.

Max0 = 0 : Max1 = 0 : Max2 = 0 : Max3 = 0
MIN0 = 1024 : MIN1 = 1024 : MIN2 = 1024 : MIN3 = 1024
B0 = getadc(0): B1 = getadc(1): B2 = getadc(2): B3 = getadc(3)
Ii = 0
For Iii = 1 To 1000
D0 = getadc(0) : D1 = getadc(1): D2 = getadc(2): D3 = getadc(3)
If D0 > Max0 Then Max0 = D0
If D1 > Max1 Then Max1 = D1
If D2 > Max2 Then Max2 = D2
If D3 > Max3 Then Max3 = D3
If D0 < Min0 Then Min0 = D0
If D1 < Min1 Then Min1 = D1
If D2 < Min2 Then Min2 = D2
If D3 < Min3 Then Min3 = D3
If Ii = 1 Then Exit For ‘nach Ansprechen eines Sensors noch ein Durchgang
D0 = Max0 - Min0
If D0 > 50 Then Ii = 1
D1 = Max1 - Min1
If D1 > 50 Then Ii = 1
D2 = Max2 - Min2
If D0 > 50 Then Ii = 1
D3 = Max3 - Min3
If D0 > 50 Then Ii = 1
Next
D0 = Max0 : D0 = D0 + Min0 : D0 = D0 - B0 : D0 = D0 - B0
D1 = Max1 : D1 = D1 + Min1 : D1 = D1 – B1 : D1 = D1 – B1
D2 = Max2 : D2 = D2 + Min2 : D2 = D2 - B2 : D2 = D2 - B2
D3 = Max3 : D3 = D3 + Min3 : D3 = D3 - B3 : D3 = D3 - B3
‚D > 0 Sensor innen. D< 0 Sensor aussen

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1219.jpg

Kompass und Induktionssensor

Prinzip der Kurssteuerung:
Robot kommt an Begrenzung > Neues Kurssoll = Kompasskurs + 60 Grad (z.B.)
Berechnung Kursabweichung = Kurssoll – Kompasskurs
Kursabweichung > 10 Grad: linker Motor volle Kraft zurück, rechter Motor volle Kraft voraus
Kursabweichung < 10 Grad: linker Motor 0, rechter Motor volle Kraft voraus
Kursabweichung < 3 Grad beide Motoren volle Kraft voraus

Dann Beschränkungen durch Sensoren
Ein vorderer Sensor aktiv >> beide Motoren zurück
Linker hinterer Sensor aktiv >> linker Motor darf nicht zurückdrehen
Rechter hinterer Sensor aktiv >> rechter Motor darf nicht zurückdrehen

Rasenmähermotor: Aus meiner Erfahrung mit der Modellfliegerei, kam primär ein brushless Aussenläufer in Betracht, da diese einen hohen Wirkungsgrad und insbesondere ein hohes Drehmoment auch bei niedriger Drehzahl besitzen. Nach Beratung durch Herrn Zaiser von Torcman www.torcman.de (http://www.torcman.de) wurde ein Torcman 420-20 geordert. Dieser wird normalerweise in Segler bis 7,5 Kg, Motormodelle bis 4 Kg eingesetzt und zieht diese mit etwa 5 m/s hoch. Der Motor ist eigentlich für 600 bis 1000 W ausgelegt. Im Rasenmäher wird ihm nur eine Leistung von etwa 40 bis 100 W abverlangt. Der Vorteil ist aber ein sehr hohes Drehmoment durch eine relativ breite Glocke mit 14 Magneten. Deshalb kann auf ein Getriebe verzichtet werden. Der Motor ist sehr leise und im Freien fast nicht zu hören. Dichtes Gras zu schneiden ist kein Problem. Ein kleinerer Motor würde eohl doch reichen.

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1217.jpg

Als Sichel verwende ich eine Kunststoffscheibe mit 3 beweglichen Klingen. Der Sicherheit halber habe ich mir diese komplett von AutoMower als Ersatzteil für etwa 10 Euro besorgt. Die Platte wird von zwei Zahnrädern (oben und unten), welche mit Madenschrauben an der 6mm Welle befestigt sind, gehalten und damit doppelt gesichert.

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1222.jpg
http://www.Rasenrobo.de/IMGP1223.jpg

Der Aussenläufer erzeugt natürlich ein starkes rotierendes Magnetfeld und stört die Induktionssensoren total. Zur Abschirmung musste deshalb spezielle Mu-Metallfolie mit 0,1 mm Stärke in 3 Schichten um den Rotor gewickelt werden. Mu-Metall ist mit einer Permeabilität von 8000 DAS Metall zur Magentfeldabschirmung. Quelle: www.db-electronic.de (http://www.db-electronic.de), Kiefersfelden. Ausserdem sind die Sensoren parallel und in gleicher Höhe zum Motor angeordnet. Damit wird ebenfalls die induzierte Spannung stark reduziert. Aus Symmetriegründen ist theoretisch die Induktion bei exakt paralleler Stellung sogar gleich Null. Die Drehzahl wird durch einen optischen Sensor CNY70 gemessen und geregelt.

Ich habe festgestellt, dass auch ein Notebook in etwa 10 cm Entfernung die Sensoren noch deutlich stört. Auch muss der Antriebsakku etwa 10 cm entfernt von den Sensoren angeordnet werden. Bei den Antriebsmotoren reichten je 2 Statorringe (Graupner) zur Abschrimung aus. Die Motoren werden auch nicht schlagartig eingeschaltet, sondern schnell aber kontinuierlich über PWM rauf bzw. runtergeregelt.

Aus Bedenken wegen Verschmutzung habe ich bei den Antriebsmotoren auf Drehzahlmessung durch HALL – Sensoren gesetzt. 16 kleine Magnete (Conrad PIC-M0204 mit 3 mm Durchmesser) sind in einer Holzscheibe an der Antriebsachse angeordnet. 2 unipolare Hall-Sensoren USB620 sitzen unmittelbar nebeneinander, dicht vor der Scheibe.
Tip: nicht die empfindliche Vorderseite zu den Magneten ausrichten, sondern die Stirnseite. Dann gibt’s einen eindeutigen Impuls bei Vorbeiziehen des Magneten durch Wechsel der Polarität im Hall-Sensor.
2. Tip Als Versorgungsspannung für den Hall-Sensor nicht 5 V sondern z.B. 12 V verwenden und nur den Ausgang über einen Pullup-Widerstand an 5 V anschliessen. Hierdurch höhere Sensitivität und der Abstand zu den Magneten ist nicht so kritisch.
Ein Hall-Sensor triggert den Interrupt. In der IR-Routine wird der Zustand des 2. Sensors abgefragt und so die Drehrichtung bestimmt. (Abstand zwischen den Magneten weiter als zwischen den Hall-Sensoren).

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1220.jpg
http://www.Rasenrobo.de/IMGP1224.jpg

Die beste Position für den Kompass CMPS03 wurde mit einem magnetischen Kompass bestimmt. (Oder Auspendeln mit einem, an einem Faden aufgehängten Neodym-Magneten). Für den Kompass ist leider ein etwa 8 cm hoher Sockel erforderlich.

Als Stosssensoren habe ich etliche Mikroschalter angebracht. Als Stossstange dient der gesamte Deckel oder Rahmen über dem Robo. Der Deckel ist einfach mit einigen Federn oder Gummi in der Schwebe gehalten. So reagieren die Mikroschalter egal wo der Rasenrobo andotzt.
Tip: Für den Deckel oder Rahmen leichte Platten mit Aluminiumbeschichtung zur Wäremisolierung (Obi) verwenden. Die Isolierplatten sind meiner Meinung nach wesentlich besser als z.B. Depron, Styropor oder Styrodur, da sehr stabil, leicht und einfach zu bearbeiten sind, ohne dass in der gesamten Wohnung Flocken von Styropor an einem kleben bleiben und sehen ausserdem besser aus.

http://www.Rasenrobo.de/IMGP1221.jpg
http://www.Rasenrobo.de/IMGP1227.jpg

Kommpunikation zum Notebook per easy radio 800Mhz.
Progammschnitzel im Robo

Print "x"; ‘Markiert Anfang
Print Hex(servo); ‚geht auch an Coprocessor zur Steuerung des Torcman
Print Hex(volt) ;
Print Hex(volt2) ;
Print Hex(kurs) ;
Print Hex(entf) ;
Print Hex(d0) ;
Print Hex(d1) ;
Print Hex(d2) ;
Print Hex(d3) ;
Print Hex(rpmTorcman) ;
Print Hex(sharp) ;
Print Hex(Radsensor1);
Print Hex(Radsensor2);
Print Hex(kurssoll);
Print Hex(Essi2); ‚Empfangsstärke des easy radio
Print Chr(13); ‘Abschluss

‘mit folgender loop kann Empfangsstärke des easyradio bestimmt werden

Essi2 = 1000
Do
Essi3 = getadc(5) : If Essi2 > Essi3 And Essi3 > 5 Then Essi2 = Essi3
Loop Until Ischarwaiting() = 1
Input Inputstring

Programm in VisualBasic im PC

Private Sub MSComm1_OnComm()
buffer = buffer + MSComm1.Input
End Sub

Sub Hauptprogramm
Do: DoEvents: i = InStr(buffer, "x")
If InStr(buffer, Chr(13)) > 10 And i > 0 Then ‘Buffer komplett ?
DoEvents
sensor0 = Val("&h" + Mid(buffer, i + 1, 4)): Text2(3) = sensor0
sensor1=.......
........ etc.

buffer = "": Text4 = Timer - t: t = Timer: MSComm1.Output = message ‘Sendung an Robo
End If

If Timer > t + timedif Then Fehler = Fehler + 1: t = Timer: buffer = "": MSComm1.Output = message ‘falls keine Meldung vollständig erhalten wird, erfolgt trotzdem Aufnahme der Verbindung zum Robo nach timedif
Loop
End Sub

Zu Beginn habe ich die Verbindung genützt, um die Sensordaten komplett in den PC zu übertragen, dort den neuen Kurs für den Rasenrobo zu berechnen und diese zurück an den PC zu schicken. Dadurch war es etwas einfacher das Programm zur Steuerung zu entwerfen. Inzwischen ist das Steuerprogramm ganz im Robo und der schickt nur Daten zur Information zurück (Versorgungsspannungen, Kurs, Sensordaten). Für einen geordneten Datenverkehr ist erforderlich, dass jede Stelle abwechselnd sendet und empfängt. Das Roboprogramm stopt z.B. bei Input Inputstring bis Zeilenvorschub (vbcrlf) eintrifft. Dann sendet Robo und schließt mit chr(13) ab. PC-Programm wartet in Schleife bis Chr(13) eintrifft und sendet dann seine Daten.

Alle schweren Teile Akkus wurden möglichst weit nach hinten verlegt. Dadurch werden die Vorderräder entlastet und der Robo dreht auch in unebenen Gelände oder auf Rasen.

Das wär´s fürs Erste. Mal sehen, ob ich mich zu einem 2. Bericht aufraffen kann, nämlich über die Schwierigkeiten - z.B. lange Print Befehle beissen sich mit Interrupt, ein Antriebsmotor schaltet sich ohne jeden ersichtlichen Grund nach einigen Minuten aus - deren Lösung und Irrwege (Induktionsschleife mit HF).

Verbesserungsvorschläge sind natürlich gern gesehen !!

Video:
http://www.youtube.com/watch?v=6B8TxPeCObI
http://www.youtube.com/watch?v=v-EaSPodC-I

Viele Grüsse

ogni42

14.05.2006, 12:31

Gratulation und Respekt! Ein tolles Projekt.

Christian H

14.05.2006, 12:36

Merci, hat auch jede Menge Zeit gekostet

djdune

14.05.2006, 14:56

Sehr interessantes Projekt. Ich hab auch schon lang mit Induktionsschleifen herumgetan aber bei mir hat das nie so richtig funktioniert.
Leider sind die Bilder so winzig, um nicht zu sagen mikroskopisch, sodass man nur wenig erkennt.
Zu dem Video: ist da unter den Steinen die Schleife?

Christian H

14.05.2006, 15:01

Also wenn dem so ist, dann stelle ich die Bilder natürlich groß ins Internet. Wollte das nur wegen der Ladezeit klein halten.

Die Schleife ist ein schwarzes normales Kabel und nicht zu sehen.

Christian H

14.05.2006, 16:16

Ich habe die Bilder jetzt größer ins Internet gestellt.

Ich hoffe es ist so o.k.

mfg

Darth_Ding

14.05.2006, 17:51

wow, respekt. habe selten ein so gut dokumentiertes projekt hier gesehen! da ich mich auch gerade mit dem thema rasenmähen beschäftige, ist mir dein beitrag eine große hilfe! gerade im bezug auf die induktionssache. echt genial gelöst! kannst du noch ein bild machen, wo man die größe des roboters erkennt? (an referenzpunkten wie zB einem DINA4 blatt oder so)

marvin42x

14.05.2006, 19:22

Alle Achtung und Danke.
Da hast du ja der Gemeinde jede Menge praktische und theoretische Erfahrung zur Verfügung gestellt.
Da brauche ich den einen oder anderen Fehler ja gar nicht erst machen :-)
Mir hat sehr gefallen, dass Du besonders die Niederungen der Praxis ausgeleuchtet hast.
Die vielen Probleme die erst auftauchen wenn man zur Tat schreitet.
Weiter gefällt mir der schlichte elektronische Ansatz für die Induktion.
Mein Projekt hat ziemlich die gleichen Eckdaten wie Dein Mäher.
Ich habe hier:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=16297&postdays=0&postorder=asc&start=0
Ein Projekt vorgeschlagen welches die Programmseite dieser Aufgabe sein könnte.

Ansonsten sei herzlich begrüßt in der „Rasenmähergemeinde“

Netter Gruß von jemand der dieses Jahr schon zweimal von Hand seine Rasen mähen musste.
Natürlich unter dem Absingen von Protestliedern.

Christian H

14.05.2006, 19:43

Hallo,

der Rasenrobo ist 65 cm lang und 30 cm breit. Anbei ein Foto von oben.

http://www.rasenrobo.de/IMGP1228.ipg

Vielen Dank für die Anerkennung!

Christian

Enigma1

14.05.2006, 21:16

Hallo Christian !

So Leute wie dich suche ich :-)
Ich habe mit Respekt sehr interessiert deinen Bericht mehrfach durchgelesen.
Ich finde den Robby ganz prima !
Besonders interessant finde ich Details wie deine offensichtlich selbst entworfenen drehbaren Vorderrädern oder auch den brushless Motor.

Zu dem Motor habe ich ein paar Fragen. Wie schnell dreht er deine Messerscheibe in etwa ?
Der Motor wirkt so winzig, das man ihm eine so hohe Abgabeleistung nicht zutrauen mag. Sicher ist bei einer hohen Leistungsabgabe dann eine Kühlung erforderlich ? Wie teuer ist ein Motor dieser Leistungsklasse in etwa ?

Wie lange kannst du den Robby in etwa mit deinen jetzigen Akkus laufen lassen ?

Sorry für die vielen Fragen, aber wie du meiner Signatur entnehmen kannst, gehöre ich auch zu den Rasenrobby infizierten :-)

Vogon

14.05.2006, 22:07

Hallo Christian !

Gratulation, ein tolles Projekt und Respekt für die gute Beschreibung.

Kaum schau ich mal einen Tag hier nicht herein, tun sich wegweisende Dinge in der Rasenmäherwelt.

... Ein kleinerer Motor würde wohl doch reichen...
Ja, wenn du zu der Messerscheibe vom Automower auch die dazu gehörende Abdeckscheibe montierst. Das und die leichte schrägstellung der Motorachse verringern die Reibung. Der Automower mäht ja mit seinem 40 Watt Motor sehr gut.

marvin42x

14.05.2006, 22:27

Hätte ich mir denken können das die Vogonen davon Wind bekommen :-)

Weis jemand die Orginaldrehzahl mit der die Messerscheibe läuft?
Und welchen Durchmesser sie hat?
@ Vogon: Hast Du ein Bild von der Abdeckung?

Netter Gruß

Vogon

14.05.2006, 23:05

@ Vogon: Hast Du ein Bild von der Abdeckung?
Der Motor dreht mir ca 2500 UpM.
Im AM ist ein NiMH Akku von 2200 MAH mit 15 Zellen (18Volt) eingebaut.
Die Stromaufnahme liegt je nach Belastung (Hang, Mähwiederstand) bei 1 bis 2 Ampere. Kann aber in Spitzen auch bis auf 6 Ampere hochgehen. Zb. Motoranlauf, Räder blockiert. Eine Akkuladung reicht etwa 30 bis 60 Minuten.
Dann sucht er seine Ladestation und ladet 30 bis 60 Minuten mit 1,8 Ampere. Die Zeiten werden kürzer bei steigender Temperatur. Vor allem beim laden im Sonnenschein kann die Akkutemperatur bis auf 50 Grad ansteigen.

http://img379.imageshack.us/img379/6688/ammhwerk0kv.jpg
DOC zu finden beim European Patent Office:
http://ep.espacenet.com
dort lass dir mal die Patente von COLENS ANDRE zeigen.
Der hat sich den Automower und noch so einiges ausgedacht:

Christian H

14.05.2006, 23:08

Hallo Bernd,
Hallo Vogonen und andere Außerirdische.
Hallo an all die Bekloppten (bin ja selber einer!) die sich mit sowas die Zeitvertreiben,

bis jetzt habe ich die Geschwindigkeit des Rasenmähermotors noch gar nicht bestimmt. Kann das ja demnächst mal mit Timer machen. Bis jetzt habe ich die Geschwindigkeit einfach nach Bedarf, wie folgt, eingestellt. Es dürften etwa 1500 rpm sein.

Urm= 0 : D5b = Pina.5 ' an Pina.5 hängt der optische Sensor
For Iii = 0 To 15000
If D5b <> Pina.5 Then
Incr Urm: Toggle D5b
End If
Next

If Urm < 17 Then
If Servo2 < 12000 Then Servo2 = Servo2 + 500 ' Anlaufen des Motors
Servo2 = Servo2 + 20
If Servo2 > 20000 Then Servo2 = 20000 'ihn solls ja nicht zerreissen
End If
If Urm > 17 Then 'Einstellen auf passende Geschwindigkeit
Servo2 = Servo2 - 20
End If
PWM= High(servo2) 'PWM zum Regler

Die Motoren sind wahre Kraftpackete. Schau mal auf www.torcman.de. Der 420-20 ist etwa 5 cm breit. Die 14 Magnete und 6 Windungen 2 cm lang. Die Windungszahl ist 40 und damit deutlich höher als üblicherweise für die Flieger verwendet. Dadurch kann er aber relativ langsam bei niedrigen Stromverbrauch und doch hohen Drehmoment (wichtig) betrieben werden. Bei Torcman kann man beim Bestellen die Windungszahl angeben. Die Motoren werden dann nach Wunsch gewickelt. Mann kann sie auch als Bausatz bestellen. Ich habe ihn mit Verlängerungsset zum besseren montieren.

Der Spass ist leider nicht ganz billig. Fertig kostet er 220 Euro brutto. Ich wollte mich aber nicht über mehrere Versuchen mit verschiedenen Getriebemotoren nach oben arbeiten und bin halt auf Nummer sicher gegangen. Die Leistungsanforderung zum Rasenmähen von 40 bis 100 W sind für den Motor ein Klacks. Motor und Steller bleiben kalt. Und das Äußere des Motors, die Glocke dreht sich ja und sorgt auch etwas für Kühlung.

Der Rasenrobo läuft hoffentlich 30 min.

Die Vorderräder habe ich selbst gebaut, da ich sie mit maximalen Durchmesser unter dem Robo haben wollte. Alles von Obi. Übliches drehbares Rad zerlegt und nur die Halterung verwendet. Achse für Rad passend gekürzt und wie erkennbar angeschraubt.

Ich bin damit eigentlich nicht zufrieden. Sieht nicht gut aus. Ich wäre für einen Verbesserungsvorschlag dankbar, da ich bis jetzt nichts passendes, Fertiges gefunden habe !!!! Ausreichend stabil ist die Konstruktion aber schon.

Vielleich bau ich demnächst eine Ladestation (bekloppt wie ich bin). Habt Ihr damit Erfahrung? Ich habe mich damit noch nicht beschäftigt. Könnte man währen des Ladens die Akkus am Board angeschlossen lassen?

Gruss

Christian

Vogon

14.05.2006, 23:47

Vielleich bau ich demnächst eine Ladestation (bekloppt wie ich bin). Habt Ihr damit Erfahrung? Ich habe mich damit noch nicht beschäftigt. Könnte man währen des Ladens die Akkus am Board angeschlossen lassen?

Na na, nur weil du keine Lust auf selber mähen hast, brauchst du doch kein schlechtes Gewissen haben. Ich renne meinem Mäher auch hinterher, aber nicht als Sklave, sondern als Aufsichtsperson.

Das mit der Ladestation ist doch sehr nützlich. Der AM soll mit seinem Tages und Wochenprogramm in der Lage sei, selbständig und unbeaufsichtigt bis zu 1800 m² Rasen kurtz zu halten.
Die Ladeautomatik für seine Akkus ist ein Teil des Betriebssystems. Rein geht 24 Volt Wechselspannung aus einem Trafo, denn Rest macht er alles ON-Bord.

Der Schleifen-Generator des AM-G1 (den ich aber nich selber kenne) ist so ähnlich wie deiner. Bei AM-G2 werden mehrere Signale erstellt. Da habe ich das mal: http://www.razyboard.com/system/thread-schleifensignale-corsatimo-923427-2742353.html
Ein wenig technischer sieht das dann so aus: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=86947#86947
Oder mit kurzen Worten, der AM erkennt mit den gleichen Sensoren am zeitlichen Abstand der Impule, welche Schleife in seiner Nähe ist.
Der UDO-5 hat für die Ladestation eine Schleife mit anderen Frequenz. http://www.betuwe.net/~mowbot/Mowing/New_UDO_5/Electronics_UDO_5/electronics_udo_5.html

djdune

15.05.2006, 20:12

Zum finden der Ladestation wär Infrarot möglich, aber die Reflektionen sind halt enorm.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=1804
Hier wird ein wenig über das Thema der Auffindung diskutiert.
GPS ist meiner Meinung nach zu teuer und ungenau.

Bei der Gelegenheit zeig ich mal die Grundplatte meines Robos:
http://img274.imageshack.us/img274/7198/20040618528ne.th.jpg (http://img274.imageshack.us/my.php?image=20040618528ne.jpg)
Bei mir scheitets derzeit nur an der Induktionsschleife, weil ich noch nix funktionierendes zusammengebracht hab und an dem Spindelmäher, weil ich nirgens einen günstigen bekomm.

Christian H

16.05.2006, 19:03

Hallo,

erst Mal vielen Dank für die Tips von Vogon und djdune.

Nachdem der Rasenrobo jetzt überwiegend über die Induktionsschleife gesteuert wird, möchte ich vorerst, der Einfachheit halber, bei dieser Methode bleiben. Auch möchte ich nicht eine 2. Schleife verlegen. Vorerst versuche ich die Odometrie zu verbesser. 1. um feszusellen ob der Rasenrobo festhängt oder die Räder durchdrehen und 2. damit er den Rasen systematischer abfährt. Im Moment fährt er in 2 Durchgägneng, einmal mit Kursen von 0 und 170 Grad und beim 2. Mal mit 0 und 190 Grad.

Hierzu möchte ich einen oder zwei Drehgeber an den Vorderrädern montieren. Vor kurzem hat jemand einen neuen Drehgeber in der Größe eines Poti und rein mechanisch im Forum vorgestellt. Allerdings finde ich den Beitrag nicht mehr.

Für den Link wäre ich sehr dankbar.

Enigma1

16.05.2006, 21:19

@Vogon
Ist diese Messerscheibe tatsächlich so schräg wie in der Abbildung geneigt ? Oder ist das eher eine schematische Darstellung ?
Ich persönlich versuche Energie zu sparen, indem ich den Messerbalken direkt nach der Schneidfläche ca. 1cm nach oben kröpfe. Kraft kostet ja (unnötig) der Kontakt des Grases mit einer rotierenden, aber nicht schneidenden Fläche.

@Chrisitan H
Diese bürstenlosen interessieren mich immer mehr. Ich erinnere mich an eine ganze Kiste mit bürstenlosen Motoren die ich letztes Jahr im Kaufrausch bei Ebay erstanden habe. Es sind Kreiselkompassantriebe für Schiffskreisel. Muss mir die glaube ich nochmal näher angucken.
Mal blöd gefragt, das wahrscheinlich ja nötige Drehfeld wird durch irgendeine Schaltung erzeugt ? Also nix mit 12V drauf und gut iss... ?

Vogon

16.05.2006, 22:09

@Enigma1
Ja, so ist das. Die geringe Schrägstellung soll die Halme etwas tiefer abschneiden. Das hilft die Reibung zu verringern. Die Gleitplatte unter dem Messerteller kann sich kugelgelagert, frei drehen. Sie dreht sich zufällig hin und her, wie sie eben von den Rasenstoppel mit genommen wird. Ohne Kontakt zum Rasen dreht sie sich durch den Lufzug des Messertellers langsm mit. So wird der bremsende Kontakt mit dem Rasen verhindert. Auch wenn mal die Räder in einer Vertiefung stecken setzt er nur mit der Gleitplatte auf ohne den Motor zu blockieren. Diese Technik hat Centro Sistemi mit dem Ambrogio jede menge Ärger gebracht.
http://www.automower.de/assets/images/db_images/db_AM_04_Bilder_neu_-_0593.jpg

Electrolux Wins Patent Case for Auto Mower(TM) Apr 14, 2003

Electrolux has won a patent infringement case against Centro Sistemi in Holland and Germany. Electrolux brought the case against the Italian company, which has been marketing a product called Ambrogio that is very similar to the Electrolux/Husqvarna Auto Mower(TM). After noticing many similarities between the Ambrogio and Auto Mower, Electrolux discovered that Centro Sistemi used a similar technology to the patented technology used in Auto Mower. Electrolux took legal action against Centro Sistemi for patent infringement related to the marketing and distribution of the product in Germany, Holland, Belgium, and Switzerland. On April 1, Electrolux won the cases in Germany and Holland. The victory means that the present models of Ambrogio can no longer be sold on those markets. In Belgium and Switzerland, the distributors have been prohibited to sell the present product by court orders. In Austria, the distributor has agreed not to continue with the present product.

Der Udo5 hat auch eine Abdeckung unter dem Messer. Die ist aber fest montiert. http://www.betuwe.net/~mowbot/Mowing/New_UDO_5/Pictures_UDO_5/Pic_6_UDO_5/Boludofront500x246.jpg

Christian H

16.05.2006, 22:35

Hallo Enigma1,

das ist richtig, dass in den Motoren ein Drehfeld - ohne Hilfe von Kollektoren - erzeugt wird. Das Drehfeld nimmt den Rotor, an dem Permanentmagnete befestigt sind, mit. Wann, welche Spulen, wie mit Strom versorgt werden, bestimmt der Regler durch die induzierten Spannungen. Für mich ist diese Technik relativ kompliziert.

Unter
http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/SPEEDY-BL.html
findest Du hierzu genaue Angaben, auch zum Selbstbau.

Bei den bürstenlosen gibts zwei Varianten. Die normal Bauweise - mit Spulen aussen und Rotor mit Magneten innen - und die Aussenläufer. Neodymmagnete sind ziemlich flach und nehmen wenig Platz weg. Hierdurch liegt die Grenze und damit die Kraftübertragung zwischen Magnete und Spulen weiter aussen als beim Innenläufer. Hierdurch ergibt sich u.a. wiederum das hohe Drehmoment.

Das Magnetfeld rotiert beim Aussenläufer schneller als die Glocke. Warum das so ist, kannst Du bei www.torcman nachlesen. Is auch ziemlich komliziert und hängt von der Art der Zusammenschaltung der (6) Elektromagnete an 3 Leitungen ab.

Aussenläufer besitzen bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und hohen Wirkungsgrad. Deshalb werden sie auch in Modellfliegern eingesetzt. Für Propeller gilt: Je grösser der Propellerdurchmesser, desto größer der Schub bei gleicher Leistungsaufnahme und abnehmender Drehzahl. Deshalb haben die Quadrucopter und UFOs alle zumindest einen Getriebemotor mit großer Untersetzung oder eben brushless Aussenläufer mit gut abgestimmten Propellern (kleine Steigung). Also einfach mal nen Propeller auf nen Elektromotor setzen und damit Ufo oder Quadrocopter bauen geht nich.

Für den Antrieb in Robotern wäre der Aussenläufer nur geeignet, wenn er geschützt im Inneren untergebracht ist, da sich sein Äußeres dreht. Der Rasenmähermotor ist ja oben angebracht und da kommt ihm nichts in die Quere.

Viele Grüsse

Christian H

16.05.2006, 22:38

Enigma1

17.05.2006, 19:27

@Vogon @Christian H
Vielen Dank euch beiden für die super Infos !

@Vogon
Ich hätte es präziser formulieren sollen, ich meinte das ich die Schrägstellung in der Abbildung schon sehr kräftig finde. Das führt, wenn die Scheibe wirklich derart kräftig schräg steht, ja dazu das am Rand der Scheibe nicht so tief gemäht wird wie vorne. Vermutlich fällt das auf den Rasen aber nicht auf.

Die Sache mit der Gleitplatte ist so genial, das es von mir sein könnte O:)
naja im Ernst, das ist eine ganz prima Idee und einfach zu realisieren. Ich denke das die Motorwelle einfach etwas länger ist, darauf sitzt ein Kugellager und an dessen Rand ist die Gleitplatte befestigt ? Schade das diese Idee bereits gesetzlich gegen Nachbau geschützt ist.

Bei Udo5 ist die Abdeckung ja äusserst merkwürdig, die ist ja so riesig das sie wohl fast bis auf dem Boden reichen wird. Was mag da der konstuktive Hintergrund sein ?

@Christian H
Meine Motoren aus diesen Schiffskreiseln haben die Magnete auf dem Rotor, und irgendwie leider nicht soviel Kraft. Naja ich schätze die sind auf lange Lebensdauer gezüchtet und nicht auf hohe Leistung. Ich werde aber trotzdem mal einen rauskramen und damit experimentieren. Ich glaube im Automower verrichtet auch ein bürstenloser seine Arbeit.

Vogon

17.05.2006, 21:43

... das ich die Schrägstellung in der Abbildung schon sehr kräftig finde. Wenn ich mir die Zeichnung anschaue muss ich dir Recht geben. Ich habe ihn gerade mal auf den Tisch gestellt. Erst wenn ich vorne zwei Zentimeter anhebe, ist die Gleitscheibe parallel zur Tischplatte.
Im Garten sieht man nichts davon auch nicht am Ergebniss.

So wie du vermutest - die Scheibe ist am Ende der Motorwelle. Das Kugellager befindet sich in dem Spalt zwischen den Scheiben. Der Messerteller ist da etwas vertieft. Die Patentzeichnung lügt da ein wenig, denn die Scheibe ist nur aus ca 0,8 mm hartem Alublech.
Der Abstand Messerteller zu Gleitscheibe ist so klein, das man die Schraube durch das Loch in der Gleitscheibe fummeln muss. Nur wenn die Schraube zur Messerbefestigung richtig rein gedreht ist bleibt noch genügend Luft zwischen Schraubenkopf und Gleitscheibe.
Die Sache mit der Gleitplatte ist so genial, das es von mir sein könnte Angel
Find ich auch sehr gut. Das Spart nicht nur Leistung, es ist auch sehr leise. Vom Mähwerk ist nur ein leises "rasseln" zu hören.

Christian H

30.07.2006, 22:34

Hallo Rasenmäherroboter - Freaks,

Inzwischen habe ich einige Verbesserungen an meinem Rasenrobo vorgenommen. Um alle Informationen so komplett als möglich zusammen zu haben, ist dieser Beitrag wieder etwas lang geraten.

http://www.rasenrobo.de/Robo an Ladestation.jpg

Der Rasenrobo hat eine Ladestation bekommen. In die Ladestation ist der Induktionsgenerator für die Induktionsschleife mit eingebaut. Im Rasenrobo sind zwischen Akku und Rnbfra - Board zwei solid state Relais (WG MODC 5-18 von Conrad) geschaltet, um den Stromverbrauch in Ruhephasen auf 0 zu reduzieren. Da ich 2 Akkus - einen für die Elektronik mit 8 Zellen und einen mit 12 Zellen für den Rasenmähermotor und den Antrieb – verwende, sind 2 Ladegeräte (Universal-Lademodul für 1-16 NC/NiMH-Zellen von ELV) im Rasenrobo dazugekommen.
Ein LCD-Display (LCD 162 DIP von Reichelt) auf dem Rasenrobo zeigt interessante Werte (Induktionssensoren, Akku-Spannung etc. an).
Die Mikroschalter sind durch Drucksensoren (FSR-151NS von Conrad) ersetzt.
Ein Regensensor ist auf dem Deckel des Rasenrobo (Typ SHS A2 von Conrad) angebracht.
Der gesamte Ablauf vom Rasenmähen, über Einparken in die Ladestation, Laden der Akkus bis zum erneuten Rasenmähen ist automatisiert.

Das LCD-Display wird vom Coprocessor im 4Pin - Modus angesteuert. Die Leitungen RS, E und D4-7 hängen an den Servoausgängen des Coprocessors. Ansonsten wird nur noch ein Ausgang des Coprocessors gebraucht, um den Rasenmähermotor mit PWM zu regeln.

Der Vorteil von Drucksensoren gegenüber Mikroschaltern ist, dass man keine Federn oder ähnliches braucht um die Mikroschalter (bzw. Stossstange) wieder zurückzustellen. Die Drucksensoren sind variable Wiederstände. Bei einem Druck von 1 Kg sinkt der Widerstand von MOhm auf einige kOhm. Man braucht die Drucksensoren nur zwischen Masse und Eingang des PCF8574 zu schalten, entweder direkt oder besser in Serie mit einem 10 KOhm Poti. Über das Poti kann dann die Empfindlichkeit der Drucksensoren gut geregelt werden. Eine Widerstandsbrücke o. ä. ist nicht nötig. Bei den Mikroschaltern hat mich insbesondere gestört, dass man die langen Schalthebel leicht aus Versehen verbiegt, wenn man am Robo arbeitet. Vorne, hinten und an den Seiten sind jeweils 2 Drucksensoren angebracht. Auf jeder der drei Säulen, auf denen der Deckel aufliegt, ist ein weiterer Drucksensor als Notaus-Schalter angebracht.

Der zeitliche Ablauf ist wie folgt:

- Die Ladestation ist über Zeitschaltuhr ausgeschaltet. Der Rasenrobo ist an der Ladestation angedockt. Der Rasenrobo ist über die Relais ausgeschaltet.
- Das Netzteil der Ladestation wird über die Zeitschaltuhr eingeschaltet. Der Ausgang des Netzteils ist über einen 100 mOhm – Shunt mit den Kontakten zum Rasenrobo verbunden. Im Raenrobo hängen beide Ladegeräte direkt an den Ladekontakten. Durch den Ladestrom fallen an dem Shunt ca.0,1 V an. Über einen Operationsverstärker wird der Induktionsgenerator angesteuert, so dass dieser während des Ladevorgangs ausgeschaltet bleibt um Spannungschwankungen zu vermeiden. Im Rasenrobo wird durch ein, mit den Ladekontakten verbundenes, solid state Relais das rnbfra - Board eingeschaltet. Ein zweites, parallel geschaltetes Lastrelais wird danach vom rnbfra – Borad selbst aktiviert, damit auch nach Beenden des Ladevorgangs das Board weiter eingeschaltet bleibt. Die LEDs der Ladegeräte zur Statusanzeige sind mit Eingängen am Board verbunden.
- Melden beide Ladegeräte, dass die Akkus geladen sind, fährt der Rasenrobo einen Meter rückwärts.
- Durch Unterbrechung des Ladestroms wird in der Ladestation der Induktionsgenerator eingeschaltet, bzw. die Induktionsschleife aktiviert.
- Rasenobo beginnt mit Rasenmähen und kann locker über eine Sunde arbeiten.
- Bei fast leeren Akkus fährt der Rasenrobo automatisch die Ladestation an. Schlägt das Manöver fehl (beide vordere Sensoren melden Rasenrobo ausserhalb Induktionsschleife, aber kein Ladestrom) fährt Rasenrobo etwa 1 m rückwärts und probiert erneut anzudocken.
- Bei Kontakt mit der Ladestation schaltet das rnbfra-Board sein Lastrelais aus. Der Induktionsgenerator in der Ladestation schaltet sich aus.
- Über die Zeitschaltuhr wird einige Zeit später die Ladestation ausgeschaltet. D.h. auch das zweite Lastrelais schaltet auf aus und das Board, die gesamte Peripherie und alle Motoren sind aus.

Ich möchte nicht verschweigen, dass mich die Testläufe zum Anfahren der Ladestation und das Laden der Akkus einige Nerven gekostet haben. Der Oberklopper kam ganz zum Schluss. Mir ist eine Lötbrücke zwischen Chassie und 5V-Leitung an einem der beiden Drehzahlmesser (Hall-Sensoren) verborgen geblieben. War ja auch ohne Relevanz. Bei einer schrägen Anfahrt zur Ladestation kam´s dann zu einem Kontakt des Plus-Ladekontaks mit dem Chassie. Volle 20V auf Vss. Processor, Coprocessor, beide PCF8574, LCD-Display, EasyRadio und Ultraschallsensor SRF10 abgeschossen.

Videos:
http://www.rasenrobo.de/Rasenrobo3.AVI
http://www.rasenrobo.de/Rasenrobo andocken.AVI

Ansichten der Ladestation. Rechts ist der Shuntwiderstand zu sehen
http://www.rasenrobo.de/Ladestationinnen.jpg
http://www.rasenrobo.de/Ladestation.jpg

Gesamtansicht des Rasenrobo von oben:
http://www.rasenrobo.de/Rasenrobo von oben2.jpg

Die zwei Ladegeräte auf dem Rasenrobo:
http://www.rasenrobo.de/Rasenrobo von oben.JPG

Rasenrobo an Ladestation:
http://www.rasenrobo.de/Rasnrobo beim Andocken.jpg
http://www.rasenrobo.de/Robo an Ladestation.jpg

Details:
http://www.rasenrobo.de/Relais.jpg
http://www.Rasenrobo.de/Display.JPG
(Akkuspannugen 8,03V und 13,98V, Kurs 64 und Kurssoll 148 Grad)

Falls jemand die Induktionsschleife nachgebaut haben sollte, würde mich die interessieren, wie euere Erfahrungen damit sind.

Hat jemand Erfahrung mit den ELV – Ladegeräten ? Bis jetzt habe ich ein Implusladegerät Reflex benützt und damit jahrelang nur gute Erfahrungen gemacht. Ich kann meine allerersten Akkus noch immer verwenden. Ich habe etwas Bedenken, ob die Abschaltung des Ladens exakt genug ist, insbesondere da das Board während des Ladens ja angeschaltet ist.

Grüsse

Christian

marvin42x

30.07.2006, 23:05

Starkes Stück, Du hast meinen Applaus.

Netter Gruß

Sommer

10.08.2006, 16:18

Hi Christan H!

habe mir gerade deinen Artikel nochmal angesehen...
Erstmal will ich mich den Lob´s anschließen und sagen super Sache....

Mit welcher Frequenz betreibst du die Induktionsschleife?
Bei den "einparken" an der Dockingstation wertest du nur
eine Parallele Leitung aus (Lautsprecherkabel) ?
Die Sensoren vorne mit der Relaisspule reagieren auf die eine Leitung oder?

Bye Ulli

Christian H

10.08.2006, 23:06

Hi Sommer,

Danke für die Anerkennung!
Zur Frequenz. Die Induktionsschleife hat nichts mit HF zu tun. Es handelt sich nur um kurze Stromimpulse (Rechteck oder besser Sägezahn). Diese induzieren eine Spannung in den Spulen der Sensoren.

Wahrscheinlich meinst Du ja auch die Frequenz mit der diese Stromimpulse wiederholt werden. Bei mir sind das etwa 5 Hz. Diese Frequenz muss man danach richten wie schnell das Programm des Roboters durchlaufen wird, bzw. wie schnell der Programmteil mit der Auswertung der Sensoren wiederholt wird. Bei meinem Rasenrobo wird das Programm in etwa 0,1 sec durchlaufen. Die Wiederholfrequenz der Stromimpulse in der Induktionsschleife habe ich deshalb etwas langsamer, etwa 0,2 sec gewählt. D.h. Das Programm wartet in der Programmschleife zu Auswertung der Sensoren auf den nächsten Impuls. Ganz ungünstig wäre es z.B. wenn das Programm gleichschnell wie die Impulsfolge der Induktionschleife wäre. Dann könnte es passieren, dass nicht die ansteigende Flanke des Impulses, sondern die abfallende Flanke von den Sensoren als erstes erfasst wird. D.h. der Sensor würde dann anzeigen, dass er ausserhalb der Schleife ist, obwohl er innerhalb ist.

Die Induktionschleife ist nur eine simple Drahtschleife. Verlegt habe ich ein zweiadriges Kabel, einfach weil ich zu faul war ein zweiadriges zu halbieren. Eine Ader ist nicht angeschlossen.

Insgesam hat der Roboter 4 Sensoren. Zum Einparken verwende ich primär nur den linken vorderen. Ist der Sensor zu weit links wird nach rechts gesteuert und umgekehrt. Nach Art einer Hundekurve richtet sich der Roboter dann parallel zur Induktionschleife aus und wird dann an die Ladestation geführt.

Sobald die Spanung eines Akkus unter einen Grenzwert sinkt, fährt der Roboter etwa 5m nach Westen. anschließend nach Norden. Dadurch trifft er auf die Induktionschleife vor der Ladestation. anschließend folgt er einfach der Induktionschleife bis er auf die Ladestation trifft.

Zur Zeit arbeite ich übrigens an einem DGPS. Auswertung der Rohdaten der GPS (NAV-DGPS,NAV-SOL,RXM-EPH,RXM-RAW). Vielleicht kann ich schon zum Wochendende genaueres posten.

Gruss

Christian

Sommer

11.08.2006, 07:01

Hi,

danke für dene Ausführliche Erklärung!

Ich dachte mir sowas schon mit den Impulsen.
Ich probiere gerade ein Low Cost FTS zu bauen für meinen SSR-1.
Vor allem für die Ladestation ist das mit der Schleife interessant.

Nur das ich das mit einen Draht ohne getrennter Rückleitung machen will ist das nicht so einfach :-)

Ich will mit einen 2 Adrigen "Lautsprecherkabel" das die Fahrbahn makiert ähnlich wie die S/W Linienverfolgung den Roboter zu Ladestation lenken.

Bis jetzt hab ich es mit einer getrennten Leitung also eine Fahrmakierung und eine seperate Rückleitung im Labor schon hinbekommen, jedoch nicht mit Zwillingsleitung.
Meine Idee ist nun am ende der Leitung einen Kondensator einzubauen um eine Phasenverschiebung zu erzielen um die Felder nicht aufzuheben.
Dann müsste der Sensor auf der Leitung die höchste Spannung haben und davon abweichend absinken...

Muss ich mal testen.

Tuxman

11.08.2006, 10:37

Hallo Christian
Respekt tolle Arbeit
Habe vor einem jahr auch einen Rasenrobot auf basis von udo5 gebaut der seinen dienst super erledigt,
nur halt ohne Ladestation.
Bei Udo5 wird der Begrenzungsdraht nur erkannt wenn er direkt drüber ist darum wollte ich die Schaltung von dir mal testen.
Deine Schaltung liefert bei mir leider kein Signal liegt wahrscheinlich am Operationsverstärker(mc1458)
welche hast Du verwendet?

Beim Induktionsgenerator hält der BS170 den Kurzschluss nicht aus,
hab jetzt mal einen widerstand mit 100 Ohm davorgeschaltet.

mfg Roland

Christian H

11.08.2006, 20:04

Hi Tuxman,

find ich gut, dass Du versuchst die Induktionskiste nachzubauen. Selbst weiss man ja nie ob man alle Details ausreichend angegeben hat, damit jemand anders das auch gut nachbauen kann. Ich bin sicher, dass wir das hin kriegen.

Als Operationsverstärker verwende ich einen Rail to Rail LTC1250.
Eigentlich erscheint mir aber nicht so wichtig. Hab früher einen anderen, nicht R2R verwendet und hat funktioniert.

Welchen FET ich verwende kann ich dir gar nicht sagen, da ich den aus einem alten Motorregler (bis 12 Zellen) ausgebaut habe. Ich habe nur gedacht ein BS170 würde auch gehen. Der BS170 geht aber doch nicht kaputt, oder doch?

Hast Du schon am Ausgang (ohne Schleife) mit einem Voltmeter gemessen. Es sollten sich sehr kurze Impulse ergeben, wenn der FET durchgeschaltet wird. Du brauchst ein gutes Netzteil (für Notebook) welches hohe Ströme liefern kann. Bei angeschlossener Schleife ergibt sich (fast) ein Kurzschluss und die Spannung brich auch bei mir deutlich ein, so dass fast kein Impuls beim parallelgeschalteten Messgerät mehr zu messen ist. Die Wiederholfrequenz ist mit dem Poti einzustellen.

Verwende von Anfang an eine lange (10 m oder mehr) Leitung.

Hast Du zum Empfang auch eine Spule von einem Relais mit Kern genommen? Eine Drossel mit wenigen Windungen reicht nicht aus. Im Relais darf nur der Kern sein. Der Bügel aussenrum muss weg.

Praktisch ist ein Oszilloskop. Selbst hab ich keins. Zum Testen hat sich aber ein PC mit der Oszilloskopsoftware WINSCOPE (Freeware) als sehr vorteilhaft erwiesen. Einfach den Mikrofoneingang des PC an die Spule oder (über einen kleinen Kondensator oder Widerstand zum Schutz) an den OP-Ausgang anschliessen. Dann sieht man schön die Spikes. Zu Beginn brauchst Du hierfür nicht einmal den Induktionsgenerator. Einfach die Schleife kurz an den Ausgang des Netzteils halten. Der FET macht letztlich ja nichts anderes.

Hast Du den Sensor schon zusammen mit dem Controler ausprobiert ?

Hoffe das hilft Dir vorerst weiter. Die Sache ist eigentlich ganz simpel und sehr zuverlässig. Ich war selbst von der Stärke der Signale überrascht als ich die große Schleife im Garten ausgelegt hatte. Das ging fast besser als mit kleinen Aufbau.

mfg Helmut

Christian H

15.08.2006, 13:03

Hallo,

W I C H T I G E R N A C H T R A G E

bei Nachbau des Induktionsgenerators durch Tuxman hat sich herausgestellt, dass der BS170 die hohen Ströme nicht verträgt.

Geeignet wäre z.B. ein IRL3803 (Conrad oder Reichelt) als N-Kanal MOSFET

mfg

Christian

Sommer

07.09.2006, 14:20

Hi Christian,

wieweit bist du bereits mit deinen DGPS?

Ich mache gerade an der Kombination Leitdraht als Sicherung und normalen GPS rum. Meine Wiederholgenauigkeit liegt bei 2m Radius zum Ziel je nach Position.

Vieleicht kannst du mal deine Erfahrung berichten.
Videos findes du auf meiner Homepage unter Projekte SSR1

Bye Ulli

uwe.arzt

10.09.2006, 20:46

Hi Christian,

wieweit bist du bereits mit deinen DGPS?

Würde mich auch interessieren :). BTW: Ein interessanter Link zum Thema (mit Software) ist:

http://home.comcast.net/~precision-gps/

Und dann hätte ich noch ne Frage: Wo kriegt man denn Ersatzteile vom Automower her? Mich würde die Mähsichel interessieren, das ist auch ein Teil, das ich lieber nicht selber fertige ;)

Viele Grüße Uwe

Vogon

10.09.2006, 22:33

Findest du bei www.automower.de im online-shop
Messerscheibe kompl. AM-G2 Preis: € 15,50 :-k
Ich habe aber keine Ahnung ob die Gleitscheibe auch dabei ist. :-k
:-k

csack

29.05.2007, 17:31

Hallo Robo-Fans,

ich lese hier schon eine Weile mit und will mir auch einen Räsenmäh-Roboter bauen. Angesichts der Preise für die Fertiggeräte ist der Ehrgeiz geweckt, und einen Selbstbau-Robby kann man wenigstens mit eigenen Mitteln reparieren (und optimieren).

Mein Konzept steht eigentlich schon fest, er soll in etwa so aussehen wie der Ambrogio 200, also das Messer zwischen den Antriebsrädern und 2 Lenkrollen. Dann noch Kompass, Regensensor, Lagesensor und Kollisionsdetektor mit Schlauch und Drucksensor. Ladestation am besten auch noch...

Durch die Erfolge und Probleme im Bezug auf die Realisierung der Begrenzungsschleife im Forum habe ich mal einen Testaufbau gemacht:

Als Impulsgeber habe ich einen CD 40106 (6-fach Inverter mit Schmitt-Trigger) verwendet, dieser erzeugt (mit passender Beschaltung) ca. 2 kHz mit 1% Pulsbreite. Damit steuere ich einen BUZ11 (lag gerade herum), daran hängt direkt die Schleife (habe ca. 10*10 Meter flach im Garten ausgelegt). Die Speisespannung (12V) ist mit einem dicken Elko gepuffert. Die mittlere Stromaufnahme liegt bei 50 mA, und der Spitzenstrom im Draht bei ca. 3 Ampere. Parallel zur Schleife liegt noch eine Freilaufdiode (1N4007).

Dann habe ich mit einer alten Ferritantenne, einer Diode (1N4148) und einem 100nF Kondensator ein einfaches Feldstärkemessgerät gebaut und bin die Schleife abgewandert. Antenne senkrecht, und Abstand der Unterkante Antenne zum Boden konstant 10 cm. Innerhalb der Schleife habe ich wenige mV gemessen, nahe an der Schleife wurden es ca. 150 mV, und genau darüber 0 mV. Ausserhalb der Schleife konnte ich nichts messen, bei umgedrehter Antenne wieder einige zig mV.

Dann habe ich eine 2. Diode antiparallel zur ersten gesetzt. Nun konnte ich innerhalb der Schleife eine pos. Spannung messen, und ausserhalb eine negative. Maximalwerte je ca. 150 mV.

Zu guter Letzt habe ich das Ganze am "kalten Ende" auf 2,5 Volt Potential angehoben und an einen Analogeingang meines uC-Boards (PIC, selbstgestrickt) gelegt. Damit konnte ich wunderbar die Position (innerhalb, darüber, ausserhalb) feststellen, 10 Bit Auflösung bei 5V Referenz reichen dicke aus.

Ich habe dann noch einen grossen DC-Motor laufen lassen und nahe an die Antenne gebracht. erst unter ca. 3 cm Abstand konnte man eine Änderung des Messergebnisses feststellen.

Ergebnis: Begrenzungsschleife funzt mit einfachsten Mitteln, die Verstärkerstufe auf der Empfängerseite kann man sich sparen, wenn die Antenne entsprechend empfindlich ist. Durch die Gleichrichtung entfällt zusätzlich die zeitkritische A/D-Routine.

Ich hoffe, der eine oder andere kann mit meiner Beschreibung was anfangen - ich werde diese Schaltung für meinen Robby übernehmen. Momentan suche ich gerade die Mechanik-Teile für den Bot zusammen, vielleicht wird's ja diese Saison noch was mit den ersten Mähversuchen. Bei Gelegenheit gibt's auch Fotos...

Gruß Christian S.

Manf

29.05.2007, 17:46

Das ist schön, dass mit so einfachen Mitteln etwas geht.
Du kannst ja vielleicht später noch etwas mehr zu den Daten der Schleife (eine Windung?) und zur Ferritantenne: Größe, Windungen, Resonanzfrequenz(?) sagen.
Manfred

Klingon77

29.05.2007, 18:11

hi,

bin begeistert!

bitte auch Bilder (Oszi ?), Schaltplan.

Was ich noch nicht verstanden habe:
Wie unterscheidet der ADC eine positive von einer negativ induzierten Spannung?
Der Bereich des ADC reicht doch von 0 - 256 oder von 0 - 1024...

Analog bin ich die reinste Null!!! :?: :oops:

mit fragendem Gruß, :mrgreen:

Klingon77

Sommer

29.05.2007, 19:58

Hi,

er hebt die Spannung mit 2,5V an, das heißt innerhal der Schleife hat er + etwa 150mV zu den 2,5V und ausserhalb eben 2,5V - 0.15mV.

Hab ich bereits vor einiger Zeit auch so gemacht, geht hervorragend.

Gruß Ulli

Klingon77

29.05.2007, 20:10

hi Sommer,

das bedeutet auf einen 8Bit ADC:

+ = 128 zuzüglich dem Wert von 0,15V
- = 128 abzüglich dem Wert von 0,15 V

so einfach ist das?

Danke! Wieder was gelernt!!

Gruß, Klingon77

Sommer

29.05.2007, 20:12

Hi,

genau richtig!

Jedoch würde ich nicht unter einen 10Bit ADC gehen.
Sonst hast du ja nur 20mV pro Step zu verfügung, also eine etwas kleine Auflösung der Werte. Zur Not gehts aber auch!

Gruß Ulli

bluesflyer

03.06.2007, 14:31

Hallo zusammen
lese hier schon eine Weile mit und bin auch dabei mir einen autonomen Mäher zu bauen. Mechanik, Antrieb und Mähwerk use sind schon fertig.

Der Beitrag von Csack hat mich total begeistert. Ich werde das gleich mal versuchen nachzubauen.
Was für eine Spule/Ferritantenne hast du verwendet?
Kannst du die Empfangsschaltung noch etwas genauer skizzieren?

Die Signalgenerierung werde ich wohl mit einem Ccontrol-Mirco machen. Dann kann ich gleich 2 verschiedene Signale (eine für die Begrenzung, eine für die Einparkschleife für die Ladestation) mit verschiedener Frequenz generieren.

Am Empfänger verstehe ich nicht ganz warum du das auf einen Analogeingang gelegt hast. Ist das nicht zu langsam?

Ich stelle mir hier einen Interrupteingang vor und einen Porteingang um die Polarität festzustellen.

Viele Güße...und danke dir

csack

04.06.2007, 12:36

Hallo,

anbei die Sender- und Empfängerschaltung. Habe noch etwas optimiert, das ist der aktuelle Stand. Die Induktionsschleife hat eine Windung, und die Ferritkern der Antenne ist ca. 8 cm, Durchmesser 10mm. Ist halt aus einem alten Radio. Die Wicklung habe ich nicht verändert, also weiss ich die Windungszahl nicht, geschätzt sind es wohl um die 300-500 Windungen. Der CD40106 hängt direkt an 12 Volt, habe ich vergessen einzuzeichnen.

Viel Spass beim Basteln,

Gruss Christian

EDIT: Bin über meine eigene Sauklaue gestolpert: Der zeitgebende Kondensator hat nicht 1µF, sondern 1nF. Dann klappt's auch mit den 2 kHz, sonst wären es nur 2 Hz...

jmetzkow

20.07.2007, 20:20

Hallo Ihr lieben und liebenden
Ich möchte mir den Induktionssensor und Induktionsgenerator
von Christian H nachbauen.

Der LTC1250 kostet aber bei Conrad Ja richtig Kohle :-&
Würde denn der LT1013CN8 auch gehen ?
Hier die Daten vom LT1013CN8 http://www.pollin.de/shop/downloads/D100938D.PDF
Und die Daten des LTC1250 http://www.tranzistoare.ro/datasheets/270/48152_DS.pdf
Und der IC 2206CP kann man den auch ersetzen mit IC's die man bei Pollin bekommt ?

Verzeiht aber in sachen Elektronik bin ich eine absolute Null, Nuller gehts nicht. :-$
Aber was ein Lötkolben und ein Wiederstand ist das weis ich schon O:)

Bye

Ich dachte nie das ein Forum süchtig machen könnte.

Christian H

20.07.2007, 21:49

hallo jmetzkow,

hab gerade mal wieder ins forum geguckt und bin total erfreut, dass der thread noch gelesen wird und bezügl. der Induktionsschleife noch Beiträge kommen! Die Induktionsschleife ist meiner Meinung nach für Rasenrobos das geeignesten, um auch kompliziert geformte Begrenzungen sicher und einfach festzulegen. Mein Robo ist zumindest noch nicht im Teich gelandet.

Für den Operationsversärker denke ich, kannst Du jeden beliebigen nehmen. Ich habe zwar nur 2 ausprobiert, da aber keine besondere Ansprüche bestehen, müsste eigentlich jeder funktionieren.

Die Lösung von csack für den Sensor finde ich auch interessant. Ich habe mich zu Beginn für eine Verstärkung unmittelbar nach der Spule entschieden, da ich sicher gehen wollte, dass von dem Sensor bis zum Mikrokontroller auch ohne Abschirmung und über längere Leitungen keine Störungen auftreten. Ob eine Ferritantenne oder eine Relaisspule effizienter ist, kann ich nicht beurteilen, da nicht selber ausprobiert. Eine Spule aus einem Relais ist halt klein, braucht nur 1 cm lang zu sein. Eine Ferritantenne mit 8 cm Länge ist vielleicht nicht immer gut zu verbauen. Wichtig ist sicher eine hohe Windungszahl.

Gut in csack´s Lösung ist sicherlich, dass man auf ein Programm mit Schleife, so wie ich es geschrieben habe, verzichten kann. Hab dies aber noch nicht ausprobiert, da meine Sensoren bis jetzt problemlos und sicher funktionieren. Never touch a running system !

Die Induktionsgeneratoren von csack und mir sind ja fast identisch. Wichtig ist ja nur einen Rechteckimpuls zu generieren, der für kurze Zeit den mosfet durchschaltet, z.B. mit der 1% Impulsbreite von csack. Mit der Frequenz kann man spielen. Mir reichen z.B. etwa 10 Hz. Wie die Ansteuerung erfolgt, ist ja letztlich beliebig. Ein NE555 würde auch ausreichen. Bei meiner Schaltung habe ich allerdings festgestellt, dass sie temperaturabhängig ist. Da ich den Generator in einem schwarzen Gehäuse verbaut habe, ist im Sommer die Frequenz deutlich nach oben gegangen. Die Frequenz hat dann nicht immer optimal zu dem Programmablauf auf der Empfängerseite gepasst. Ich mache deshalb inzwischen die Ansteuerung mit einem ATTiny2313 mit entsprechenden Miniprogramm in dem ich Impulsdauer und Frequenz genau vorgeben kann. Meine und csacks Lösungen kann man sicher kombinieren. Z.B. die Sache mit den 2 antiparallelen Dioden + Relaisspule + OP. Wieso das mit den antiparallelen Dioden funktioniert, verstehe ich allerdings noch nicht. Bewirken diese nicht einfach einen Kurzschluss?

Ein Tip zum Erbroben des Induktionsgenerators:
Zum Testen ob die Schleife funktioniert, kann man einfach die Spule direkt an einen simplen Kopfhörer (wie für mp3-Player) etc. hängen und hört - wenn er funktioniert - ein Knacken, entsprechend der gewählten Frequenz. Ist man soweit, kann man den Sensor weiter ausbauen.

Viel Erfolg! Würde mich freuen, wenn Du uns mitteilst, dass die Induktionssache erfolgreich nachgebaut werden kann!

Christian

jmetzkow

23.07.2007, 17:37

Hallo

Danke erstmal für deine Info.

Ich habe mir die Teile bei Ebay Ersteigert (kleine Grundausstatung) O:)
Aber sag mal wie gross im Durchmesser kann die Schleife sein, damit der Sensor noch in der Mitte korekt arbeitet ?
Wie weit kannst du den Robo etwa hochheben (bis der Sensor keine Signale mehr liefert)?

Sobald die Teile da sind werd ich Basteln und hier wieder Meldung machen =P~

Bye

Christian H

23.07.2007, 18:38

Hi,

meine Schleife ist über etwa 15 x 10 m ausgelegt. Überraschender Weise war die Signalstärke etwa dabei genauso groß wie bei meinen Anfangsversuchen mit einer kleineren Schleife von 1,5 x 1,5 m. Ich habe für diese ersten Versuche von einer Rolle mit etwa 15 m üblichen Verbindungsdrahtes ( vielleicht 0.5 mm Stärke) etwa 6 m abgerollt. Kürzer sollte man vielleicht nicht gehen, da man ja kurzzeitig die Spannungsquelle (Netzgerät und Kondensator) über die Schleife fast kurzschließt. Ansonsten könnte man das Netzgerät ja überlasten. Das Pulsverhältnis sollte man deshalb auch entsprechend sein, z.B. 1:100. Da bei mir die Sache von Anfang an funktioniert hat, habe ich aber nichts anderes ausprobiert.

Ein interessanter physikalischer Effekte war übrigens zu beobachten. Hiegen z.B. von der Schleife 2 Drähte nebeneinander parallel von der Tischkante, war das Magnetfeld so stark, dass die Drähte im Rhythmus der Pulse gezuckt haben. Die Plastikspule auf der der Rest vom Draht aufgewickelt war ist nach einiger Zeit ziemlich heiss geworden und hat sich verbiogen.

Im Garten habe ich ein dickeres Kabel mit etwa 2 mm Stärke verlegt. 2 Adern, eine zur Reserve.

Meine Sensoren sind auf dem Robo etwa 10 cm über dem Boden.

In der Mitte der Drahtschleife ist das Signal fast genauso stark wie am Rand. Das ist einfach ein physikalisches Gesetz und gilt für beliebig große Drahtschlingen. In der Mitte würde der Sensor sicher auch 1 bis 2 m über dem Boden ansprechen.

Christian

jguethe

25.07.2007, 15:36

Hi Rasenrobby-Freunde,

mein aktuelles Thema: meine Erfahrungen mit der Induktionsschleife und dem Sensor

ich lese hier schon eine Weile mit und bin – leider erst vor etwa 6 Wochen – auf die Beiträge von Christian H und csack gestossen. Insbesondere die wirklich lobenswerte, umfassende Darstellung von Christian H habe ich mit grossem Interesse gelesen. Sie ist für mein Projekt sehr hilfreich. Ich wäre dankbar, wenn ich zu gegebener Zeit bei der einen oder anderen Detailfrage auf das in diesem Forum versammelte know how zurückgreifen dürfte.

Zu meinem Projekt::
Räder, Getriebemotore dazu (mit Hallsensor auf Rotorachse), Stützräder stammen aus einen ausgeschlachteten Solarmover von Husquarna, den ich mir mal in 1997 zugelegt habe. Der Grundaufbau auf 30 x 50 cm Plexiglas (6mm) mit RNFRA-Board 1.2 mit (vorläufig ) 2 mechanischen Bumpern vorn. Die Grundfunktionen (vorwärts, rückwärts, 180-Grad-Wende, Drehzahlregelung über PWM) sind programmiert und funktionieren prinzipiell. Gleichlauf bei Geradeausfahrt funktioniert befriedigend bis gut, lediglich bei kurzen Strecken (rückwärts, Wende) und ganz besonders im schwierigen Gelände (auf dem Rasen) bin ich nicht ganz zufrieden. Mähteller usw. werde ich mir wahrscheinlich von automower.de / Elektorlux besorgen. Die Ausführungen von Christian H. zum Mähmotor scheinen mir sehr erfolgversprechend zu sein. Wenigsten ist der Mähmotor vom Solarmover zu schwach.

Nun zum Sensor:
Ich schildere hier meine Erfahrungen der letzten Wochen, die ich mit dem Nachbau und Variationen der Sensorschaltungen von Christian H und csack gemacht habe, weil der Nachbau nicht so problemlos ist, wie es sich in den Beiträgen anhört. Vielleicht sind diese Erfahrungen für den einen oder anderen von Nutzen.

Vorab: Ohne Begrenzungsschleife geht’s nicht. Deshalb ist diese Funktion zunächst vorrangig. Wenn diese Hürde nicht genommen wird, macht das ganze Projekt keinen Sinn.

Generator
- ist problemlos Ich habe beide Versionen (Chistian H und csack) nachgebaut. Die Version von Csack gefällt mir besser, weil dort die Impulsbreite nach meinen Geschmack besser einzustellen ist. Obwohl nur Hobbybastler verfüge ich über ein Oscilloscop. Die Impulsbreite kann nach meinen Erfahrungen so schmal wie möglich eingestellt werden. Der IRL3803 scheint sehr robust zu sein; das bestätigen meine diversen Fehleinstellungen bei meinen Versuchen. Ich habe mir an dem Ding schon die Finger verbrannt, es funktioniert immer noch.
Versuchsbedingungen: Von einer 100 m-Rolle isolierter Litze von beiden Enden etwa 5 m abgewicklet und im Raum ausgelegt. Die aufgewickelte Rolle mit den restlichen 90 Metern liegt in eine Ecke des Raumes. Das Generatorsignal schicke ich also durch insgesamt 100 m Litze. Je nach eingestellter Impulsbreite messe ich eta 10 – 50 mA. Der Wert, also die Impulsbreite, ist unkritisch. Zuviel ist überflüssig.

Sensor von csack
Empfangsspule: ca 450 Windungen auf Ferritstab ca 8cm Länge, 10 mm Durchmesser (Conrad). Mit dieser Windungszahl habe ich bisher die besten Erfahrungen gemacht (siehe weiter unten zu Sensor von Christian H).
Am ausgelegten Draht kann ich leider nicht den geringsten Ausschlag messen (mV-Bereich eines Vielfachmessgeräts). Nur wenn ich, den Sensor in die Nähe der aufgewickelten Rest-Rolle (s.o.) bringe, gibt es eine Messung (sogar bis zu 1,5 V, wenn ich den Sensor in der Mitte der Draht-Rolle platziere). Ich habe es mit Generatorfrequenzen von rd. 2 KHz und 100 Hz versucht; auch mit allen anderen mir zur Verfügung stehenden Spulen (s.u.). Ich kann nicht den geringsten Ausschlag am Voltmeter feststellen. Den Versuch, das nicht messbare Signal mit einm OP zu verstärken habe ich dann gar nicht mehr unternommen.

Sensor von Christian H
Ich habe mir 5 OP’s vom Typ LM358 (2 OP’s im Gehäuse) besorgt. Den 2. OP habe ich als schlichten Komparator hinzugefügt und an den Ausgang über einen Widerstand eine LED angeschlossen.
Mit der Spule 450 Windungen auf Ferritkern habe ich die besten Erfahrungen gemacht. Eine Spule mit ca. 900 Windungen war nicht so gut. Auch eine Spule aus einem Relais (wie von Christian H beschrieben) ist nicht so empfindlich.
Die Schaltung neigt zur Selbsterregung (mit C= 100nF ca. 4 Kkz, mit C= 1µ F ca. 1,3 Khz). Den Dämpfungs-Trimmer muss man auf sehr geringe Werte einstellen (< 150 Ohm bis < 1 K), um die Selbsterregung zu vermeiden. Am besten geht’s mit dem Osci und bei Empfang des Generatorsignals. Die Neigung zur Selbsterregung ist ja auch kein Wunder. Die Schaltung von Christian H. sieht ja eine 100%ige Mitkopplung vor (Schmitt-Trigger-Funktion). Tagelang habe ich mich jedoch mit einer weiteren sehr störenden Folge der Schmitt-Trigger-Funktion beschäftigt. Der Ausgang des OP’s war – auch ohne Signal – in keinem definierten Zustand. Es konnte durchaus sein, dass der Ausgang im Ruhezustand 0 V (genau etwa 44 mV) war, dann jedoch – irgendwann - ohne äußeren Anlass auf max Spannung (ca. 4,1V bei U = ca. 5,3 V) durchschaltete und in diesem Zustand verharrte. Auch ist es vorgekommen, dass bei Anlegen der Versorgungsspannung, der OP sofort durchgeschaltet hat. Bei Empfang des Generatorsignals waren die Werte dann normal (Volt-Meter und am Osci). Auf jeden Fall hatte ich keinen definierten Ausgangszustand zur Verfügung. Aus latuer Verzweiflung habe dann gestern nacheinander die anderen 4 OP’s vom gleichen Typ ausprobiert. Ergebnis: bei allen diesen OP’s ist der Ausgangszustand offensichtlich stabil (bei ca. 0 V). Selbst wenn ich den Dämpfungstrimmer so justiere, dass gerade eben noch die Selbsterregung bei Empfang des Generatorsignal vermieden wird, bleibt der Ausgang des OP’s bei ca. 0 V bzw. nimmt diesen Zustand wieder ein, nachdem das Generatorsignal nicht mehr da ist.

Offensichtlich liegt die Triggerschwelle des ersten OP’s aufgrund von Fertigungs-/Materialtoleranzen deutlich niedriger als bei den anderen, so dass vagabundierende Einstrahlungen schneller zu einem Durchschalten führen. Also wenn’s nicht so richtig funktioniert, mal den OP auswechseln.

Mit den 4 nutzbaren OP’s stellen sich folgende Werte ein (Generator ca. 100 Hz).
Signal wird erkannt bei etwa 150 – 100 cm Abstand (innerhalb der Schleife); Amplitude steigt mit abnehmender Entfernung; maximale Amplitude bei ca. 10 cm Entfernung erreicht (Abstand in der Vertikalen etwa 10 cm). Mit dem Osci kann man sehr gut die Amplitudenänderung des Rechteckimpulses (Impulsbreite am Ausgang des Empfangs-OP’s geschätzt ca. 4% ) erkennen. Direkt über dem Schleifendraht kein Empfang, dahinter, also außerhalb der Scheife ist die Empfindlichkeit bei weitem nicht so hoch, wie innerhalb der Schleife. Der Sensor (die Spule) muss vertikal wie horizontal max 10cm entfernt sein, um das in der Phase um 180% gedrehte Signal zu detektieren. Die Impulsbreite (positiver Impuls) beträgt aber nicht 96 %, sondern nur etwa das 5 – 6-fache, was wohl mit den Schmitt-Trigger-Eigenschaften des OP’s zusammenhängt. Mit dem zunächst benutzten, aber aus den genannten Gründen ausgemusterten OP, hatte ich „außerhalb“ der Schleife auf dem Osci eine 100 %-ige Phasendrehung beobachtet, also positiver Impuls 96%, negativ bzw. 0 4%. Das war aber wohl nur Zufall und hängt mit den besonderen Eigenschaften dieses einen OP’s zusammen.

Mit dem Voltmeter habe ich bei allen 4 als brauchbar befundenen OP’s folgende Messwerte gefunden (Am Ausgang des 1. oder 2. OP’s, max Amplitude).

Innerhalb: 0,14 – 0,17 V (hohe Empfindlichkeit)
Ausserhalb: 0,59 – 0,72 V (geringe Empfindlichkeit)

Ich denke, hiermit lässt sich etwas anfangen. Zumindest kann man auswerten, wenn der Robby beginnt, sein Betätigungsfeld zu verlassen.

Zu den Frequenzen: ich habe es mit 5 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 1kz, 2 Khz, 10 kHz, 20 KHz und 40 KHz probiert. Die besten Ergebnisse liegen im unteren Frequenzbereich bis etwa 200 Hz, wenigsten bei der von mir verwendeten Spule. Mein Versuch, mit einer Relaisspule (Metallbügel etc. entfernt) war nicht so erfolgreich. Meine Spule auf Ferritstab mit ca. 450 Wingungen geht am besten.

Mir scheint übrigens eine deutlich höhere Frequen als etwa 5 Hz (Version Christian H) besser geeignet, weil dann m.E. die Programmlaufzeit unkritisch ist. Oder sehe ich das falsch ?

Generator und Sensor für Ladestation
Hier würden mich weitere Einzelheiten interessieren. Wie ist das realisiert, das Signal muss sich doch irgendwie von dem der Begrenzungsschleife unterscheiden. Mir fällt da im Moment als Lösung nur eine abweichende Frequenz ein, was aber dann bedeutet, dass diese Frequenzen empfangsseitig detektiert werden müssen. Mich interessiert jedes Detail.

Das wär’s fürs erste.

gruss
jguethe

apfelsafft

26.07.2007, 16:29

Hallo zusammen,

da ich auch versuche einen Rasenmäher zu bauen ist dieser Thread sehr interessant!!
Zum Thema Induktionsschleife hätte ich vielleicht noch einen anderen Denkanstoß. Warum dreht man das nicht um und der Rasenmäher hat den aktiven Part?
Die Idee ist, diese Rohr-, Leitungs- und Metallsuchgeräte zu verwenden mit denem man selbiges vor dem Bohren in der Wand findet.

Idealerweise verlegt man immer noch einen Draht im Boden, nah unter der Oberfläche und läßt den dann über ein oder zwei solcher Sucher im Robi erkennen. Dieser Draht ist dann aber stromlos und einfach nur Metall.

Was ich jetzt nicht weiß, ist wie dick muss so ein Draht sein? Eine Eisenstange zu verlegen macht wenig Sinn. Wieviel Leistung hat/braucht so ein Sensor im Robi?

Der Sensor sollte dann so intelligent sein und andere Metalle oder evtl. verborgene Schätze im Garten nicht als Leitfaden zu erkennen (sondern höchstens die Position an den Besitzer melden).

Wie gesagt, das ist nur so eine Idee. Über Machbarkeit, Qualität und Sinn habe ich mir noch keine weiteren Gedanken gemacht!

Viele Grüße und fröhliches mähen,
René

jeffrey

26.07.2007, 16:39

Wie gesagt, das ist nur so eine Idee. Über Machbarkeit, Qualität und Sinn habe ich mir noch keine weiteren Gedanken gemacht!
Vielleicht solltest du dir die Gedanken mal machen. Wo ist der Vorteil deiner Lösung? Es gibt eigntlich nur Nachteile: aufwendigerer sensor, zusätzlich Stromverbrauch, falsche Messergebnise durch Schätze, ...

MfG Jeffrey

Lunarman

26.07.2007, 18:01

Bevor ich das versuche, würde ich mit nem Metallsuchgerät den Boden absuchen. Sonst könntest du bemerken, dass dein Bot irgendwie das Stromkabel von deiner Lampe, die im Garten steht, nicht mag, und sie meidet. Sämtliche Kabel werden erkannt, auch eingegrabene Klappstühle, wo ein Metallgelenk drinne is... Von kriegsbeilen reden wir erst gar nicht.
Aber das ist auch ein problem: bei uns im Garten gibts so Steckdosen. Kennt ihr bestimmt, deutlich massiver als ein Erdspieß. Der Vorbesitzer hat sich Steckdosen an alte Stahlträger oder Eisenbahnschienen drangepackt ,das ganze ist wahrscheinlich einbetoniert - spielt aber auch keine Rolle. Auf jeden Fall gehen da Wecheslstromleitungen hin, falls ihr blickt, was ich meine. ich versteh noch nicht ganz, wie die Induktionssensoren funzen, aber könnte Wechselstrom das ganze nicht stören?

apfelsafft

26.07.2007, 22:08

Naja, an soviel Unrat im Garten habe ich jetzt nicht gedacht. Da macht es Sinn eine aktive Schleife zu haben.
Allerdings hat man sich um nichts zu kümmern. Wenn der Sender ausfällt fährt der Robi nicht über den toten Draht.
Den zusätzliche Stromverbrauch schätze ich als recht gering ein und bei einem Rasenmäher der mit Bleigel Akkus gepowert wird ist das meiner Ansicht nach vertretbar.
Der Sensor ist vielleicht aufwendiger, dafür gibts keinen Sender. Auch wenn Sender und Empfänger der aktiven Schleife hier wirklich minimal sind.
Einzig Fehlmessungen durch Stromkabel usw. stellen ein Problem dar.

Also ich finde den Gedankengang nicht so abwegig (je nach Voraussetzungen im Garten). Auch wenn er einige Nachteile hat so kann eben kein Sender ausfallen.

Viele Grüße René

Klingon77

27.07.2007, 08:15

hi apfelsafft,

wenn der Sender ausfällt erhält der Robby, der innerhalb der Schleife ist auch kein entsprechendes Signal mehr (eben das, welches ihm anzeigt daß er noch innerhalb der Schleife operiert).

Wenn das so ist, muß man programmtechnisch davon ausgehen, daß der Sender ausgefallen ist und den Robby veranlassen, sofort alle Aktivitäten einzustellen und eine Fehlermeldung "Sender ausgefallen" auszugeben.

Die Idee, welche Du hast wurde, neben anderen (Infrarotbarken, mech. Hindernisse, GPS usw.) in einem länger zurückliegenden Thread schon mal ausführlichst diskutiert und die Leute kamen, wenn ich mich recht erinnere zu der Meinung, daß die Schleifenlösung zwar nicht die einfachste, aber die praktikabelste ist.

Gruß, Klingon77

Lunarman

27.07.2007, 11:59

Woher weiß der Bot denn eigentlich, wo er ist???? Das blick ich nicht, das muss mir eienr aufzeichnen. Er kann die Schleife doch nur sehen, wenn er nah genug is?

homedom

28.07.2007, 12:05

Also ich weiß nicht ob ich das richtig verstanden hab, bin da auch kein Profi, aber ich glaub der Rasenmäher fährt wild drauf los, wenn er auf die schleife trifft dreht er um und fährt weiter bis er wieder auf die schleife trifft...
Korrigiert mich wenn ich da falsch liege...

gruß homedom

Christian H

28.07.2007, 13:01

Hi,

an jedem Punkt innerhalb der Schleife zeigt der Sensor ein Signal an, also auch wenn er z.B. innerhalb einer 100 m langen Schleife 15 m Abstand zum Kabel hat. Das Signal sinkt über der Schlefe auf 0. Und ist bis ca. 1 m ausserhalb der Schleife negativ. D.h. Der Robo weiss immer ob er noch innerhalb der Schleife ist. Ein versehentliches Überfahren wie z.B. bei einem stromlosen Kabel und Metalldetektor ist damit nicht möglich. Zeigen mehrere Sensoren des Robos 0 ist damit eindeutig festgestellt, dass die Schleife ausgefallen ist. Wenn ein versehentliches Überfahren einer Schleife ausgeschlossen werden muss, z.B. damit das Teil nicht in einem Teich Baden geht, würde ich nicht auf eine Induktionsschleife verzichten. Alles andere ist zu unsicher.

mfg

Christian

bluesflyer

28.07.2007, 14:09

Hallo zusammen
als ich den Beitrag von jguethe gelesen hab, dachte ich schon da beschreibt einer meinen Rasenmäher....

Ich habe auch eine GlexiglasPlatte mit fast den selben Abmessungen genommen. (Günstig, stabil, leicht zu bearbeiten
und man ja sogar noch durchsehen um zu sehen was da unten los ist)
Als Mäher verwende ich ein einfachen billigen Motor (möglichst wenig Stromaufnahme) und 2 Teppichmesser
die ich auf der Achse mit einer Flügelmutter festziehe, so kann ich sie leicht wechseln.

Das Thema Induktionsschleife ist tatsächlich das wichtigste überhaupt,
(mit dem Metallsensor hab ich auch kurz experimentiert, aber dann sein lassen, zu viel Fehler, z.T.
auch angesprochen obwohl nichts war usw..)

Außerdem habe ich das Ziel (wie beim Automover) das der Bot autonom arbeiten soll, also wenn Akku schwach wird, Mähwerk
aus und Ladestation suchen.

Ich habe meinen Signalgeber etwas an denen von Csack und Christian angeleht. Allerdings verwende ich als
Signalquelle eine kleine CPU (C-Control OpenMini) und erzeuge 2 Signale. Eine Begrenzungsschleife und eine
Suchschleife für die Ladestation mit anderen Frequenzen.

Aus dem Code:

' mini Ccontrol mit Openmirco
' Pulsgenerator für ELM
' 2. Version mit Verschieden langen pos und neg Signalen für einfachere Erkennung am Empfänger

' Sensor liefert Signale : -_--_------------------_--_---------------------
' Abstände k T
' T = 52 ms L1 ; k=3,5 ms bei in , 13 ms bei out
' T = 26 ms L2 ; k=3,5 ms bei in , 6,5ms bei out Suchloop zur Ladestation
Also ca 40 Hz und 20 Hz.

Als Enstufe wie immer den BUZ11 über 11Ohm 10Watt, (wird gut warm, aber ok) über diesem "Shunt"-Wiederstand
greife ich sogar noch eine Spannung für eine Kontroll LED ab, so kann ich "Sehen" ob die schleife noch ok ist.

Im Empänger verwende ich auch eine Relaisspule (aus nem 12V Omron 1xum) und nen OP 741 (liefert erstaunlich gute Signale), dann wieder auf nen eigenen Controller (wieder CControl) um die eigentliche Robot-CPU damit nicht zu "belästigen"

Ich generiere daraus
- Schleifentyp
- Innen oder Außen (bzw rechts oder links)
- Signal da
- Interruptausgang wenn ein wechsel stattfindet

Ein paar detail-Probleme (zu viel Singnalgezappel und des wegen zu oft Richtungswechsel des Bot)
gibt es damit noch aber ich bin sicher das lösen zu können.

Zu Christian H nochmal :

Er sagte : " an jedem Punkt innerhalb der Schleife zeigt der Sensor ein Signal an, also auch wenn er z.B.
innerhalb einer 100 m langen Schleife 15 m Abstand zum Kabel hat. Das Signal sinkt über der Schlefe auf 0.
Und ist bis ca. 1 m ausserhalb der Schleife negativ. D.h. Der Robo weiss immer ob er noch innerhalb der Schleife ist."

Im Prinzip kann ich das so bestätigen, So große Abstände habe ich aber noch noch nicht versucht, nur kann ich nicht ganz
glauben das man innerhalb der Schleife immer ein Signal bekommt, da es auf jeden fall in der Stärke mit der Entfernung zum Draht abnimmt.
So Groß ist unser Garten nun auch wieder nicht (30m x 20m) , aber bei den ersten Versuchen konnte ich tatsächlich innerhab der Schleife
das Signal viel besser und stärker finden als außerhalb, obwohl sie wohl einen durchmesser von 3m hatte.
Das verstehen ich nicht ganz denn die Feldlinien um den Draht sind innen wie außen gleich, nur eben anders in der Polung.

Ich hoffe meine Beschreibungen ermutigen andere auch was nachzubauen.
Richtige Schaltpläne habe ich leider nicht, sonst würde ich die anhängen. (nur handskizzen, für mich halt)

Ach ja noch was:
Ich hab zur Sicherheit noch einen Handsender (als notstopp und kommandogeber, kurz lang usw) mit einem sehr günstigem
Haustürklingelgeber eingebaut. Das geht sehr gut !!!

Bis dann
Gruß
Wolfgang

Christian H

28.07.2007, 19:02

Hallo,

um über die Magnetfeldstärke in der Schleife etwas genaueres aussagen zu können, müssen wir den alten Laplace (1749 - 1827) bemühen. Es gibt nämlich das Laplacesche Elementargesetz für die Berechnung des von Strömen erzeugten Magnetfeldes. Denkt man sich einen Leiter in kleine Elemente der Länge dl zerlegt, erzeugt jedes ein Magnetfeld dH

dH = I / 4pi*dl *sin(phi)/r^2

in einem Punkt P. r ist der Abstand vom P zum Leiter dl und Phi der Winkel zwischen Längsrichtung des Leites und der Verbingungslinie von dl nach P.
I=Stromstärke.

Damit kann man berechnen, dass ein sehr langer, gerader Leiter ein Magnetfeld der Stärke H wie folgt erzeugt:

H = I/2pi / a . a ist der Abstand zum Leiter.

In der Mitte einer kreisrunden Leiterschleife beträgt die Feldstärke

H = I / 2 / R R ist der Radius der Leiterschleife.

D.h. Die Feldstärke in der Mitte einer Schleife von z.B. 15 m Durchmesser ist in etwa genauso groß wie in 2 m Abstand von einem geraden Leiter. D.h. in den "mittleren 2/3" einer Schleife ist das Magnetfeld ziemlich homogen. Natürlich wirds zur Mitte hin etwas schwächer, aber nicht wesentlich und die Magnetfeldstärke nimmt insgesamt nur linear mit dem Durchmesser ab und nicht etwa quadratisch (bei gleich großem I). Wegen I= U / R muss man natürlich den Leitungsquerschnitt einer Schleife verdoppeln, um bei doppelten Radius weiterhin die gleiche Stromstärke zu haben.

Grüsse

Christian

Christian H

29.07.2007, 18:09

Hallo,

Vielen Dank an bluesfire, csak, jguethe, dass sie in diesem thread ihre Ergebnisse mitteilen!

Der Aufbau von bluesfire mit 2 Schleifen ist ja super. Nachdem Du die Probleme mit meinem Sensor beschrieben hast, und dass die Schaltung ein Schmitt-Trigger wäre, habe ich die Abbildung von meinem ersten Beitrag soeben angesehen und bin dabei fast vom Hocker gefallen. Die Eingäng + und - sind vertauscht. Sorry! Es sollte nur eine simple Verstärkerschaltung sein wie im Text beschrieben. Ich werde die Abbildung heute noch korrigieren.

Vielleicht kann man sich demnächst auf eine Schaltung einigen, die alle Vorteile vereinigt. Also hohe Frequenz und am Ausgang eine Spannung die angibt, ob man innen oder aussen ist, damit man auf ein Programm wie ich es noch brauche verzichten kann. Wenn das solide wäre, könnte man es in RN-Wissen reinstellen, damit andere nicht wieder bei 0 mit dem experimentieren anfangen müssen

Viele Grüsse

Christian

jguethe

29.07.2007, 20:25

Hi Christian H,
vielen Dank für die Reaktion auf meinen Beitrag. Bin irgendwie erleichtert, weil ich nun die Version "Schwellwertschaltung / Schmitt-Trigger" als Sackgasse nicht weiter verfolgen muss (obwohl ich noch nicht alle Varianten durchgetestet habe. Immerhin hat diese Version einen gewissen Charme insofern, als sie durch ihre Neigung zur Selbsterregung prinzipiell sehr empfindlich ist).

Die Verstärker-Version hatte ich auf meinen Steckbrett auch schon mal verdrahtet, jedoch ohne Erfolg. Wahrscheinlich habe ich dabei einen Fehler gemacht, den ich nicht bemerkt habe.

Noch eine Anmerkung zur Sensor-Spule:
Meine Relaisspule, die nicht so gut reagiert, hat einen ohmschen Widerstand von 117 OHM. Ist offenbar zu wenig. Besorge mir jetzt ein handelsübliches 12 V Relais mit Spulen-R von etwa 250 OHM, ferner ein 24V-Relais mit R = 900 OHM; mal sehen, welches besser geht.

Zu gegebener Zeit werde ich wieder berichten.

Gruss an alle
jguethe

MichaelM

29.07.2007, 20:38

Hallo,
ich lese seit einiger Zeit mit und plane auch gerade einen Roboter zum Ausprobieren (Universalplattform). Ich habe neulich einen Versuch mit der Induktionsschleife unternommen und war positiv überrascht. Als Empfangsspule nehme ich auch eine 24V-Relaisspule, Ferrit-Entstördrosseln haben zu wenig Windungen. Da die Empfangsschaltung so einfach ist, wollte ich immer 2 Relaisspulen über kreuz anordnen. Für meinen ersten Test habe ich noch zwei Operationsverstärker als Spannungsfolger geschalten um direkt 2 LEDs anschließen zu können.
Ein Hinweis noch zu C5 beim Sender: Dieser kleine Elko wird mit ca. 3A belastet, man sollte also einen schaltfesten Typ nehmen.
Gruß und viel Erfolg
Michael

Christian H

29.07.2007, 21:27

Hallo,

noch eine kurze Anmerkung zum Beitrag von jguethe. Du schreibst, dass Du zum Testen 10 m von einer 100 m Rolle abgerollt hast. Wenn Du später im Garten 100 m auslegst, könnte das Signal sogar stärker sein. Die Rolle mit ihrer Induktivität verlangsamt den Stromfluss beim An- und Abschalten. Die Flanken sind damit weniger steil und es wird weniger Spannung in den Sensoren generiert.

An MichaelM. Ich bin erstaunt dass, es so einfach geht. Super! Ich habe generell das Problem, dass in meinem Sensor beim Ausschalten der Spannung an der Schleife, eine entgegengesetzte Spannung, wenn auch schwächer, induziert wird. Deswegen habe ich ja auch die niedrige Frequenz gewählt und das Programm mit der Schleife, um den 1. Peak zu detektieren. Sehe ich es richtig, dass Du auch mit einer relativ hohen Frequenz arbeitest und an den Ausgängen durch die Kondensatoren relativ konstante Spannungen das Messergebnis anzeigen. Du musst also keine Impulse mehr auswerten.

Mich erstaunt,dass Du mt einem OP die Spannung von der Relaisspule so verstärken kannst, dass die Anzeige mit LEDs funktioniert. Ich komme am Ausgang meines OP auf Spannungen von etwa 0.5 bis 1 V.

Wie schwierig ist die Nullpunkteinstellung über die Potis ? Welche Frequenz verwendest Du? Wie groß ist die Schleife mit der Du den Sensor getestet hast.

An bluesfire. Könnte es sein, dass dieser 2. entgegengesetzte Impuls Dir die gelegentlichen Messfehler (Signalgezappel) liefert?

grüsse

Christian

jguethe

30.07.2007, 18:57

Hi,

zu Christian H:
Habe früher schon mal einen „Freiland“-Versuch gemacht. Es geht draussen tatsächlich eher besser. Im Moment ist das Wetter jedoch so besch…. , dass ich draussen nichts zustande bringe.

zu ManfredM (und Christian H): Die Empfängerschaltung scheint mir sehr vielversprechend zu sein. Werde sie so bald wie möglich nachbauen und dann berichten.
Rechnerisch beträgt die Generatorfrequenz von Manfred M etwa 70 Hz, die Impulsbreite etwa 51%. Wie gesagt: rechnerisch (Datenblatt des NE555 und Formeln, u.a. ex „kreatives-chaos.com“. Irrtum vorbehalten.
Meine eigenen Versuche mache ich zur Zeit mit etwa 100 Hz, Impulsbreite deutlich < 10%. Eine Erhöhung der Impulsbreite bringt nach meinen Versuchen absolut nichts. Wenn ich mich nicht verrechnet habe: Warum ist der Impuls bei Dir so breit ?

zum Thema LED an Ausgang der Verstärkerschaltung (Anmerkung von Christian H):

Direkt an den Ausgang des OP’s (korrgierte Verstärkerschaltung von Christian H) habe ich – ohne nennenswerte Einschränkung der Empfindlichkeit eine LED über 220 OHM nach Masse gelegt, mit folgenden Ergebnissen:
1. Innerhalb der Schleife (bei mir sehr kurze positive Impulse)
LED leuchtet mittelhell U=ca. 0,8 V mit Voltmeter gemessen

2. Ausserhalb der Schleife(deutich längere positive Impulse)
Rechtecksignal ist etwas unsauber und schwankt/pumpt mit etwa 1Hz in der Impulsbreite
LED leuchtet deutlich heller; U = ca. 2,0V. Die Ursache für das Pumpen kann ich bisher noch nicht feststellen. Eine Änderung aller C’s hat nichts gebracht.

Nach wie vor stelle ich aber immer wieder fest:
Die Empfindlichkeit ist „aussen“ deutlich schlechter. Die Ausführungen von Christian H in einem der vorangehenden Beiträge lassen erahnen, dass das möglicherweise auch normal ist.

Zur Anschaltung einer LED usw.
Den 2. OP habe ich dann als Trennstufe nachgeschaltet (Pin 1 an 5, Pin 6 über Spannungsteiler auf ½ U; und Pin 7 über C=10µF an GND. An Pin7 kann man nun eine einigermassen geglättete Gleichspannung abgreifen. Die Gleichspannungspotenziale gemessen mit Voltmeter innen und aussen sind etwa so wie an Pin1.

Bei der Auswertung mit ADC wird jedoch das „Pumpen“ besonders deutlich. Wenn der untere Wert in die Nähe des Wertes für „innen“ kommt, kann man das Signal nicht brauchen. Genaues kann ich dazu noch nicht sagen. Meine Auswertung mit ADC basieren noch auf der „Schmitt-Trigger“-Version, welche dieszbezüglich das gleiche Verhalten zeigte. Im Prinzip hat es aber auch dort schon funktioniert. D.h. die Verarbeitung von Impulsen wäre nicht mehr erforderlich. Die unterschiedlichen Gleichspannungspotenziale würden zur Unterscheidung, ob innen oder aussen ausreichen.

Gruss

jguethe

MichaelM

30.07.2007, 20:58

Hallo,
Danke für das Interesse. Da ich momentan sehr wenig Zeit für sowas habe, dachte ich mir ich stell die Ergebnisse mal dem Forum zur Verfügung. Ich habe das Ganze soeben nochmal angeschlossen und zwei (miserable) Fotos der Oszillogramme gemacht. Die Frequenz beträgt ca. 185 Hz. Für die Fotos habe ich die Senderschaltung mit 24V dc versorgt, sowie einen 10m Draht und einen 2 Ohm Widerstand angeschlossen. Um die negativen Spitzen in Grenzen zu halten ist es wichtig, den Kondensator C5 richtig zu wählen und die Freilaufdiode einzubauen.
Die Einstellungen des Oszis im Einzelnen:

zu Foto "U (C5)":
Spannung am Kondensator
1000 bzw 20 µs/div
10 V/div
Nulllinie unterer Bildschirmrand bzw. Bildmitte

zu Foto "I (Draht)":
Strom im Draht
5 µs/div
1 A/div
Nulllinie 2 div von unten

Ach ja, man darf sich um den NE555 nicht verwirren lassen: Die Pausenzeit wird von dem 220k Widerstand und die Pulszeit von den 330r bestimmt. (Die 10k sind eigentlich unnötig).

Die OPs arbeiten als Komparator und somit mit der offenen Schleifenverstärkung von etwa 1 Million (oder so ähnlich). Am OP-Ausgang liegen somit digitale Pegel von 0V oder 5V an. Die Einstellbereiche der Potis passen halbwegs.

Ich hoffe ich konnte helfen
Gruß,
Michael

homedom

30.07.2007, 21:06

Hallo,
Ich hab auch vor mir einen Rasenmäh Roboter zu bauen. Ich will da auf jeden Fall auf eine Induktionsschleife zurückgreifen. Ich hatte vor die Schaltung von csack zu nehmen, da sie mir am einfachsten vorkommt. Ich möchte natürlich auch, dass der Roboter den Weg zur Ladestation selber findet, deswegen wollt ich nochmal nachfragen wie genau das gemacht ist (Christian H). Ist das eine neue Schleife für die Ladestation? wenn ja, wie kann man die Frequenzen unterscheiden? Oder kann man das auch anders lösen? Ich find es gut, dass alle hier ihre Schaltungen und Erklärungen reinstellen, DANKE

MichaelM

30.07.2007, 21:07

Hallo,
habe soeben einen Fehler im Sender-Schaltplan entdeckt: Ich habe eine Diode vergessen, in der Schaltung ist sie aber eingebaut. Doch gut, wenn man nochmal drüber schaut.
Gruß,
Michael

homedom

30.07.2007, 21:08

Klingon77

31.07.2007, 07:52

hi,

auch von mir ein DICKES DANKESCHÖN :mrgreen:

für die ausgezeichnete Darstellung und Erklärung!

Bin zwar noch lange nicht soweit, aber kann es dann wirklich gut gebrauchen!

Da könnte man glatt einen WIKI Artikel draus machen....

Gruß, Klingon77

Christian H

01.08.2007, 19:32

Hi,

ich habe mir die Schaltung von MichaelM aufgebaut und etwas experimentiert.

Zum Generator:
Wesentlich günstiger als bei meinem Generator ist der Einbau des Widerstands 100 Ohm zusammen mit dem Kondesator C5 10 uF (ich habe nur 22uF gehabt, hat aber auch gut funktioniert (50 Hz und 5% Impulsbreite, geht auch anders). Bei meiner alten Schaltung ist es zwar auch zu einem Einbruch der Spannung nach Durchschalten des FET gekommen, so ist das aber wesentlich besser und kontrollierter. Darauf kann man sich verlassen. Schont das Netzgerät.

Zum Sensor: Ich habe etwas mit den Potis gespielt und das Signal vom OP vor und nach der Diode abgenommen. Bei mir ergab sich die beste Differenzierung zwischen innen und aussen eindeutig ohne Verwendung der Diode (also wie Diode überbrückt)! Das Poti für die Empfindlichkeit musste ich zumindest fast auf Kurzschluss stellen. Die besten Ergebnisse hatte ich einfach bei Verzicht auf die Potis. D.h. Empfindlichkeitspoti überbrückt. Die Spule liegt damit einfach an einem Spannungsteiler (2 x 47 kOhm). Gemessen mit einem Voltmeter ergeben sich je nach innen oder aussen 0 oder > 2 Volt.

Für den Sonsor ist für mich deshalb folgende einfache Schaltung der Favorit: Sensor von MichaelM etwas modifiziert und zwar mit Überbrückung der beiden Potis und der Diode.

Um nichts falsches zu sagen, bzw. etwas zu übersehen, möchte ich deshalb MichaelM bitten zu sagen, was gegen meine Vereinfachung sprechen würde. Mit der Diode hatte ich zumindest eindeutig ungünstigere Messwerte.

Auch alle andere, die in diesem Forum mitlesen, möchte ich fragen, ob man diese Schaltungen quasi als Standard für den Aufbau einer Induktionsschleife vorschlagen könnte/sollte. Modifikationen, wie Verwendung zweier Schleifen mit unterschiedlicher Frequenz wären, hierauf aufbauend scherlich leicht zu realisieren.

mfg

Christian

homedom

01.08.2007, 21:14

So ich bins nochmal..
Ich hab da noch ne Frage, und zwar will ich den Sender mit nem Mikrocontroller realisieren, muss ja kein großer sein, irgend ein ATtiny. den Empfänger will ich von csack übernehmen. Jetzt die eigentliche Frage, Hab ich das mit der Schleife richtig verstanden? Also es wird ein kurzer Impuls (12V?) durch die Schleife geschickt, das ist alles? Also brauch ich nur n Mikrocontroller, n MOSFET und die Schleife? Oder was brauche ich noch alles? In der Hinsicht bin ich noch ein absoluter Anfänger, aber ich hoffe ich kann mit eurer Hilfe lernen. DANKE

gruß, homedom

MichaelM

01.08.2007, 21:19

Hallo,
zu den Dioden:
Die sind dazu da, damit sich der Kondensator in den Impulspausen (der Impuls ist sehr kurz, im µs-Bereich) nicht über den OP entlädt, da der OP eine Gegntaktausgangsstufe hat. Es gibt jetzt 2 Möglichkeiten:
1. Man legt die Schaltung 2,2µF 47k hochohmiger aus (kleinerer C, größerer R) damit der OP in der kurzen Zeit den Kondensator laden kann.
2. Man ersetzt die Diode durch einen NPN-Transistor (z.B. BC547, C an +5V, B an OP-Ausgang, E an Kondensator), hierdurch wird der Strom verstärkt. Diese Anordnung ist z.B. seit Jahren in meiner Aussteueranzeige im Einsatz.
Zu den Potis:
wenn die gebrückt sind, ist die Spannung der Spule sehr klein. Ohne Potis ist man dem Offset der OPs ausgeliefert. Der Offset der OPs ist nämlich Exemplar und Temperaturabhängig. Man könnte die beiden 47k Widerstände mit zwei Kondensatoren puffern. Bei mir waren auch Abblockkondensatoren auf der Betriebsspannung unerlässlich, ohne hatte ich keine Funktion. Diese Kondensatoren sind in meinen Schaltplänen jedoch i. d. R. nicht eingezeichnet, weil obligatorisch. Anhaltswerte 150nF direkt am IC und 100µF in direkter Nähe der Schaltung (max. 5cm).
Ich habe die Schaltung bzgl. der Potis noch etwas verändert, Plan im Anhang. Außerdem noch ein Bild der Spulenspannung in ca. 50cm Abstand.
zu Foto "Spulenspannung":
Sender mit 24Vdc versorgt
15m Draht
10µs/div
200mv/div
50cm Abstand

Man darf zum Test des Empfängers keinen Wiederstand in den Sendedraht schalten, sondern muss gleich 20m Draht anschließen. Die Impulsform im Empfänger ist davon wesentlich abhängig.

Gruß,
Michael

Vogon

02.08.2007, 00:00

Von mir auch ein DICKES DANKESCHÖN

Bin doch recht neugierig wie man den Rasenmäher in seinen Grenzen hält.

Den Beweis das es geht habe ich ja, denn mein Automower mäht inzwischen im vierten Jahr. Hier habe ich schon mal versucht heraus zubekommen wie Electrolux gelöst hat. https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=86947#86947

Eure Lösung ist doch schon brauchbar. Verbessern und weiterentwickeln kann man ja noch. Ich denke erst mal an Signale zum suchen und andocken an eine Ladestation.

Christian H

05.08.2007, 00:23

Hallo,

gestern habe ich noch mit der Schaltung von MichaelM experimentiert. Ich finde die Einstellung mit den Potis nicht einfach. Die Einstellung muss sehr genau vorgenommen werden und man hat nur wenig Spielraum.

Die Funktionsweise der Induktionsschleife ist bei MichaelM eine andere als bei mir. D.h. sein Sender passt nicht zu meinem Sensor und umgekehrt.

Bei meiner Methode ist es ja so, dass wenige, aber kräftige und relativ lange Impulse in der Induktionsschleife erzeugt werden und jeder einzelne dieser Impuls in meinem Sensor erfasst wird. Bei mir hat deshalb der Kondensator vor der Schleife 10mF (und ohne 100 Ohm Widerstand), während er bei MichaelM´s Schaltung nur 10uF hat. Die einzelnen Impulse die in MichaelM´s Schleife erzeugt werden sind viel zu kurz und zu schwach, als dass ich sie mit meinem Sensor erfassen würde. Bei MichaelM wird dies durch die relativ hohe Frequenz ausgeglichen. Viele kleine Impulse werden im Empfänger über die Diode und den Kondensator nach dem OP quasi aufsummiert.

Bei meiner Methode muss nach dem ADC im Programm der Impuls erfasst werden und die Polarität festgestellt werden. Für alle die meine Schaltung testen wollen, sei deshalb gesagt, dass es nicht ausreicht am Ausgang des OP einfach die Spannung mit einem digitalen Voltmeter zu messen. Die Impulse sind zu kurz. Mit einem einfachen analogen Voltmeter sieht man dagegen die kurzen Ausschläge. Dafür kann ich auf die (meiner Meinung nach) relativ schwierige Einstellung der Potis bei MichaelM´s Schaltung verzichten und brauche weniger Bauteile.

Csacks Schaltung habe ich ohne ADC mit digitalen Voltmeter ausprobiert. Die antiarallelen Dioden verstehe ich noch nicht, aber es müsste ja auch ohne Dioden funktionieren. Allerdings habe ich nur in unmittelbarer Nähe der Schleife bis etwa 10 mV gemessen. Bis jetzt komme ich mit dieser Schaltung nicht weiter.

An homedome: Ich habe nur eine Schleife. Die Ladestation ist in einer Ecke der Schleife. Der Robo fährt zum Schluss einfach an der Schleife entlang bis er auf die Ladestaion trifft. Wichtig ist noch die Freilaufdioden und, falls Du meine Schaltung ausprobieren willst, ein dicker Kondensator (10 mF zum Puffern der Netzteilspannung). MichaelM´s Sender sieht etwas kompliziert aus, da er das Netzteil mitgezeichnet hat. Den Teil mit Trafo, D1, R1 und C1 kannst Du natürlich durch ein gutes Netzteil (z.B. mit 15 V 2,5A) ersetzen.

Grüsse

Christian

MichaelM

05.08.2007, 10:06

Hallo,
wenn man eine analoge Spannung aus meiner Empfängerschaltung herausbekommen möchte, müsste man die Kompatatoren durch Verstärker ersetzen. Die Auswertung einer analogen Spannung dürfte aber nicht sehr effektiv sein, da mit zunehmender Nähe (horizontal) zum Draht die Höhe (vertikal) der Spule über dem Draht einen immer größeren Einfluss hat. Außerdem muss die Neigung mit berücksichtigt werden, was besonders im Gelände ein Problem darstellen kann.

Den Sender kann man auch über ein 24V/100mA Netzteil betreiben (mache ich momentan zu Testzwecken auch). Der 7809 für den 555 hält 35V am Eingang aus. Die Intensität wird aber geringer.

Wenn ich mal viel Zeit habe werde ich im Garten mal 1000m² auslegen.

Gruß,
Michael

Asurokiller

05.08.2007, 10:56

Wie schnell mäht der Bot eine fläche fon 10m²?

homedom

05.08.2007, 11:25

Hi,
Ich hab jetzt mal alle Teile für csacks schaltung bestellt. Mal schaun, vlt. hab ich ja Glück und es geht, wenn nicht werde ich mal die Schaltung von Christian H ausprobieren. Induktionsschleifendraht hab ich noch keinen, kann man da einfach Telefonkabel nehmen? das gibts bei ebay sehr billig. Oder was is dafür gut geeignet?

gruß, homedom

Christian H

05.08.2007, 12:01

Hi,

also für 10 m^2 sind´s wohl 5 min. Aber für 10 m^2 (also etwa 3 x 3 m um das klarzustellen) nimmst Du besser einen Handrasenmäher.

an homedome: Zum Ausprobieren habe ich derzeit 25 m Schaltlitze 0,14 mm^2. Im Freien,wenn Du ein längeres Kabel brauchst, musst Du was dickeres nehmen, sonst wird ja der Widerstand zu hoch, ich habe z.B. ein Kabel mit etwa 0,5 m^2. Ich habe gerade nochmal nachgmessen. Der Widerstand meiner Schleifen hat etwa 2,5 Ohm. Miß mal den Widerstand, wenn der unter 5 Ohm ist, sollte es funktionieren. Ansonsten einfach ausprobieren! Zum Testen der Schleifen kannst Du einfach einen Kopfhörer mit der Spule verbinden. In der Nähe der Schleife knatterts. Am Ausgang meines Empfängers knatterts um so lauter. Dann weist Du schon dass die Schaltungen funktionieren.
Kurzes Programm für den Sender mit Attiny. Arbeitet einfach ohne externen Quarz.

$regfile = "ATTINY2313.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 1000000
Config Portd.6 = Output 'Ein Pin wird aus Ausgang konfiguriert PC0 (also Pin0 von Port C)

Do
Portd.6 = 1 'Pin wird auf High, also 5V geschaltet
'Waitus 100
Waitms 5
Portd.6 = 0 'Pin wird auf Low, also 0V geschaltet
'Waitms 5
Waitms 220
Loop
end

Gruss
Christian

homedom

05.08.2007, 12:26

Hi,
Also ich hab mal ausgemessen, ich brauch 50m Schleife. Wie der Widerstand von dem Telefonkabel ist kann ich nicht sagen, ich weiß nur das es ziemlich billig ist.
Hatte mir auch schon überlegt nen ATtiny zu nehmen, aber ich finde das verschwendung, da ich ja dann nur 1 Port und n paar Byte code hätte. Ich glaub das wird mit csacks Schaltung schon irgendwie funktionieren, wenn nich kann ich mich dann noch nach anderen Möglichkeiten umschauen. Weißt du wieso csakcs Schaltung bei dir nicht funktioniert? Oder wie man die Verbessern kann?

gruß, homedom

Christian H

05.08.2007, 14:20

Hallo homedom,

falls Du meine Schaltung ausprobierst, ist hier der Programmabschnitt, den Du brauchst am über den ADC den Ausgang des OP auszuwerten. Beispiel für 2 Sensoren svr und svl

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal
S0 Alias Getadc(0)
S1 Alias Getadc(1)

Do
.
Dein Programm
.

B0 = S0 : B1 = S1 'Ausgangswerte der Sensoren (ohne Impuls)
Ms0 = B0 + 30 : Ms1 = B1 + 30 'oberer Grenzwert
Ss0 = B0 - 30 : Ss1 = B1 -30 'unterer Grenzwert
For I = 1 To 2000
Svr = S0 '1. Sensor wird gemessen
If Svr > Ms0 Or Svr < Ss0 Then 'Wert ausserhalb Grenzwert>Impuls
Svr = S0 : Svl = S1 : Exit For 'Sensorwerte bei Impuls erfassen
End If
Svl = S1 'gleiches für 2. Sensor
If Svl > Ms1 Or Svl < Ss1 Then
Svr = S0 : Svl = S1 : Exit For
End If
Next
Svr = Svr - B0: Svl = Svl - B3 'Werte mit Impuls - Ausgangswerte
' d.h. z.B. positiv innen, negativ aussen
if i >= 2000 then Notaus 'kein Impuls erfasst, z.B. Schleife kaputt
.
.
Dein Programm
.
loop

Bei mir ist das auf 4 Sensoren analog erweitert. Csacks Sender wird funktionierten. Nur sein Sensor erscheint mir etwas unempfindlich. Mag mich ja täuschen. Probier´s aus. Auch mich interessiert mit welcher Schaltung Du am besten zurecht kommst.

Christian

homedom

05.08.2007, 14:54

Hi,
Danke, ich melde mich, sobald ich die Teile hab. Danke auch für das Programm, aber ich programmiere in Assembler.. Aber vlt. hilft mir das ja weiter. Ich werde wohl mal beide Schaltungen aufbauen. Was is eigentlich der Vor/Nachteil von der "niedrigen" Frequenz die du verwendest?

gruß, homedom

MichaelM

05.08.2007, 15:53

Hallo,
ich habe die Empfangsschaltung nochmal verbessert. Das Problem mit den Potis ist beseitigt. Das größte Problem an meiner Schaltung war die Überlastung der OP-Ausgänge, die damit in die Sättigung kamen was große Recoveryzeiten zur Folge hatte. Durch die beiden Transistoren ist das jetzt gelöst. Dies wirkt sich auch positiv auf den Ableich aus. Wahrscheinlich werde ich an der Schaltung nichts mehr verändern (ich hoffe der Test an der großen Schleife verläuft positiv). Ich muss jetzt nur noch Zeit haben den Robi zu bauen, aber das kann dauern. Bis dahin wird halt weiterhin ferngesteuert gemäht.
Gruß,
Michael

homedom

07.08.2007, 15:48

Hi,
Ich wollt noch mal kurz fragen, was ihr eigentlich für Motoren verwendet? Wieviel A ziehen die? Wie lange hält ein Akku? Ich hatte vor meinen alten Flugmotor vom Flugmodell zu nehmen, is zwar n Bürstenmotor, soll aber für den Anfang reichen. Das Problem ist nur, dass der einen 2,4Ah Akku in 10min leer macht. Könnt ihr mir da Tipps geben?

gruß, homedom

Lunarman

07.08.2007, 17:52

Joa - ich hab noch nie einen Rasenmäherbot gebaut, aber ich behaupte, das ist oversized. ich würd nen anderen Mödör nehmen.

jmetzkow

07.08.2007, 20:21

Hallo leute

Christian H
Ich habe Induktionsgenerator und -Sensor nachgebaut und war überrascht wie gut das funzt.
Hat zwar ein wenig lange gedauert aber mein netzteil macht mir immer noch zu schaffen.
Perfekt wär die Sache wenn Innen und Aussenbereich getrennt von unterschiedlichen OPV erkannt werden könnten.

homedom
Mess doch mal wieviel Strom der Motor zieht, bei 12 volt reichen 2 Ampere,
bei Dierektantrieb und 3000 U/min und 20 cm schnittbreite.
Ich habe mir bei pollin 2 Motoren das stück für 10 ~euro geholt, diese musste ich aber umbauen hat aber den Vorteil das diese eine 8mm Welle haben wodurch sich ein stärkeres Lager ergibt(wegen unwucht u.s.w.).
Als Scheibe wo die Klingen dran befestigt werden habe ich eine defekte Festplatte zerlegt und jeweils einfach zwei Löcher gebohrt um die Klingen anzuschrauben. Auf der Motorwelle M8 Gewinde geschnitten und rauf damit. Ist zwar immer noch nicht perfekt , aber fürs erste solls reichen.
Ideal wäre ja ein Brushless aber mit durchgehender Welle mit mindestens 8mm Wellendicke, aber alles gutte ist wohl nie beisammen.

Tschüss MFG jens metzkow

Lunarman

07.08.2007, 20:32

Festplatte? ist das Zeugs nicht brüchig? Stell ich mir grad kacke vor... :-k

homedom

07.08.2007, 20:44

Hi,
Also als Messer hab ich das vom Automower. Hab mir schon einen passenden 6 Kant Adapter dafür gefeilt, die Verbindung zur Welle fehlt allerdings noch. Das blöde is, das die nur 3mm hat. Hab mir jetzt das Teil was am Propeller dran war geschnappt und werde morgen mal schauen, wie ich das am besten mit dem 6Kant Alustück verbinde. Ob der Rasenmäher übermotorisiert ist wird sich rausstellen, aber dann werde ich einfach die Spannung mittels PWM runtersetzen.
Ach da wär noch ne Frage. Was für Kabel verwendet ihr für die Induktionsschleife? Ich mein normales Kabel verrottet doch mit der Zeit, da müsste man ja fast Erdkabel nehmen, das wiederum ist ziemlich dick und 3adrig..

gruß, homedom

Edit:
der Motor ist übrigens ein Mabuchi RS550
3-12V; Max. 11A; 18000upm

jmetzkow

08.08.2007, 08:59

Hallo

Lunarman

Festplatte? ist das Zeugs nicht brüchig? Stell ich mir grad XXXAUTOZENSIERTXXX vor...

Nein, die Scheiben sind aus Aluminium. 8-[
Eben die Tepichmesser sind sehr brüchig aber das stört ja denen bei Husquarna und Co auch nicht. :-$
Und von unten ist ja ein gewölber Teller drunter welcher grösser ist als die Scheiben der Festplatte.
Mein Rasenmäher ist soweit fertig bis auf die Stossstange und Elektronik.
Wenn interesse mache ich ein paar Fotos.

homedom

Ach da wär noch ne Frage. Was für Kabel verwendet ihr für die Induktionsschleife?

Ich habe mir im Baumarkt ein 50m Rind 5x1,5 m stromkabel geholt kostet 32 Euro, und abisoliert habe jetzt 250 m.
Am besten du versenkst das Kabel in der Erde etwa 5 cm dann kommt die Sonne nicht mehr ran und macht die Isolierung spröde.
Mit einen einfachen Schneeschieber aus Stahl nicht gewölbt macht das sich sehr gut, einfach im Boden stecken etwa 6-7 cm ein bischen wackeln und schon haste deine Rille in welcher das Kabel kommt.

Bis denne MFG jens

Christian H

08.08.2007, 11:28

Hallo,
jmetzko, nachdem Du offensichtlich die Schaltungen nachbauen konntest, habe ich jetzt mal einiges zusammengefasst und als Artikel ins Wiki unter Sensoren - Navigation reingestellt. Ich möchte damit aber sicher nicht sagen, dass dies der Weisheit letzter Schluss ist.
Ich habe jetzt erst mal mein Konzept verwendet, da ich von den anderen Möglichkeiten eine Begrenzungsschleife zu bauen, noch nicht sicher sagen könnte, wie gut diese tatsächlich im Freien, bei größerer Fläche funktionieren würden. Ich möchte damit aber die Vorschläge von csack, MichaelM und bluesfire nicht ignorieren. Jeder kann ja den Artikel ändern oder ergänzen. Insbesondere wäre es interessant mehr über die Schaltung von bluesfire zu erfahren, da er ja 2 Schleifen betreibt.

Servus

Christian

Lunarman

08.08.2007, 13:30

Das ist gut, da viele beiträge versinken, da sie nicht ins wiki übernommen werden, das verhidnert das nochmalstellen von Fragen.

Festplatte: ööööh - ich hab schomma eine auseinandergenommen, damals (5 Jahre) war das noch relativ braun, oder ist das nur ne Schicht drüber? Den nAlu is ja nich so toll, da ne Festplatte doch meines Wissens mit Magnetismus arbeitet?

jguethe

08.08.2007, 14:16

Hi,
zum Kabel für die Induktionsschleife:
bei Reichelt gibt es 100m-Ringe Litze 1,0 qmm für €16,76 netto (Bestell-Nr. H05VK 1,0-100BL). BL steht für Blau, gibt es in mehreren Farben.
Mit Digi-Ohmmeter messe ich 2,6 OHM.
Gruss

Christian H

08.08.2007, 14:32

Hallo,

An jguethe. Was sind denn Deine letzten Erfahrungen mit der Induktionsschleife ?

Gruss

Christian

jguethe

09.08.2007, 00:01

Hi,

An Christian H:
habe inzwischen 100 m (r = ca. 2,6) im Garten ausgelegt und ersten Test mit der Sensor-Schaltung von MichaelM gemacht. Generator-Frequenz ca. 100 Hz, Netzteil für Generator ist ein Universal- Notebooknetzteil von Conrad mit Ventilator, welches bei 12 – 15V 8A !!! liefert.(kostet ca. € 39). Mit anderen Worten: Die Spannung bricht bei einem Spitzenstrom von > 4A kaum zusammen.
Empfängerspule aus 24V-Relais mit r = 1600.
Die Einstellung mit den Trimmern ist - wie von Dir berichtet - diffizil.
Die Empfindlichkeit ist nicht befriedigend. Ein Signal wird bei mir erst bei etwa 30-50 cm - Abstand (innerhalb der Schleife) erkannt, das jedoch an jedem Punkt der Schleife. Ausserhalb ist die Empfindlichkeit deutlich geringer.
Im Prinzip kann ich innen, aussen und genau über der Schleife detektieren.
Wie gesagt: Ob der Robo sich innerhalb der Schleife befindet, kann ich so nicht eindeutig bestimmen.
Ich muss noch andere Spulen, Frequenzen und Empfangsschaltungen, insbesondere Deine, im Garten testen. Ich denke, Anfang nächster Woche, kann ich näheres berichten.

Grundsätzlich meine ich:
Um die Sache nachbausicher zu machen, müssen m.E. folgende Parameter aufeinander abgestimmt sein und für Nachbauzwecke ziemlich konkret definiert werden:
Frequenz; Spulentyp, Art der Empfangsschaltung.
Wie Du schon an anderer Stelle bemerkt hast, Deine Empfängerschaltung passt nicht zum Generator von MichaelM und umgekehrt. Ich kann das prinzipiell nur bestätigen.

Gruss
jguethe

Christian H

09.08.2007, 07:58

Hallo,

An jguethe,
ich habe inzwischen mit 3 verschiedenen Relaisspulen 12 V , 24 V, 500 -900 Ohm meine Schaltung ausprobiert und sie hat immer funktioniert. Impulsbreite 2 bis 5 ms funktionieren. Die Freuenz muss halt auf das jeweilige Programm etwas abgestimmt werden. 5 Hz bis 20 Hz. Das kann man ausprobieren. Je höher die Frequenz, desto mehr wird natürlich das Netzgerät belastet. Ich sehe eigentlich keinen Bedarf für eine Frequenz über 20 Hz.

Da ich eigentlich davon überzeugt bin, dass die Sache funktioniert, habe ich alles nochmal zusammengefasst ins RN-Wissen unter Sensoren - Navigation gestellt. Inzwischen habe ich auch getestet, ob man die Impulsbreite am Empfänger messen kann. Auch das geht. Ich würde sagen dies ist auch ein Vorteil gegenüber MichaelM´s Schaltung, da dies der Weg zum Betrieb von 2 Schleifen ist.

Mit freundlichen Grüssen

Christian

Christian H

09.08.2007, 07:59

MichaelM

10.08.2007, 18:31

Hallo,
ich habe gerade einen Test mit einer großen Schleife im Garten gemacht. Die Schaltung funktionierte bis ca. 400m². Bei größeren Schleifen (getestet bis ca. 1500m²) habe ich nur in ca. 8m zum Draht Empfang. Ich werde deshalb falls die Sache mal spruchreif werden sollte eine neue Schaltung entwickeln, die ca. 20 bis 50A auf den Draht gibt. Dann sollte es keine Probleme mehr geben. Die Empfindlichkeit lässt nämlich bei Höhenunterschieden oder Neigung nach. Da es in unserem Garten jedoch einen Höhenunterschied von ca. 8m und eine Steigung von 42° (nicht Prozent!) gibt muss das auch berücksichtigt werden.
Gruß,
Michael

Lunarman

10.08.2007, 18:42

ähhh... wieviel A? Wieviel Volt?

MichaelM

10.08.2007, 18:44

Hallo,
in meinem Post sind keine Tippfeheler enthalten.
Gruß,
Michael

Lunarman

10.08.2007, 18:47

Okay... wieviel Volt kommen denn auf die Schleife? 5? Ich muss niemandem hier erklären, dass 1000 - 2500 Watt unproportional viel im Verhältnis zum eigentlichen Rasenmäher is... =P~

MichaelM

10.08.2007, 19:02

Hallo,
wie kommst du auf solche Leistungen? 1000W hat vielleicht der Rasenmäher wenn gerade der Blitz einschlägt. Fast alle Induktionsschleifen die ich kenne haben nur einen Leiterabstand von max. 5 bis 8m, was einem Abstand von 2,5 bis 4m entspricht. Der Draht wird dazu Kammförmig ausgelegt und der Empfänger bekommt in der Mitte sogar von 2 Seiten das Signal. Wenn ich nun größere Distanzen überbrücken möchte (50m Abstand zw. den Drähten) muss ich mit dem Strom bzw. der Windungszahl hoch. Ein steilerer Impuls würde evtl. auch helfen, wird aber schwierig. Ich könnte mich natürlich auch mit der jetzigen Schaltung begnügen und kammförmig auslegen, oder die Schleifenfunktion anderweitig übertragen, z. B. Funk, (gänzlich ignorieren ist nicht gut...). Funk hätte auch den Vorteil dass man nicht die Steuersignale über die Schleife übertragen muss. Ich brauche jetzt erstmal ein paar Formeln zum Rechen. Nochmal zur Leistung: Da die Impulse sehr kurz sind, ist gemittelt auch nur wenig Leistung nötig. Wie gesagt muss die Sache erstmal Spruchreif werden, ich Zeit haben und ich mich für eine Lösung entscheiden.

Übrigens:
Ursprünglich war die Schleife zum Entlangfahren gedacht für andere Anwendungen. Das mit dem Rasenmähen kam nur durch meinen Vater, als er meinte dass der ferngesteuerte Rasenmäher eigentlich auch selbst fahren könnte...

Gruß,
Michel

Lunarman

10.08.2007, 19:12

jaaaa... da hab ich mich um ne ganze stelle verrechnet:oops:!
Das ist peinlich.

zum Entlangfahren isses natürlich auch gut.

jguethe

11.08.2007, 12:03

Hi,
habe gestern die Sensorschaltung von CHristian H. ausprobiert unter folgenden Bedingungen:
Generator
ca. 5-10 Hz (schwankt, wenn ich etwas mit der Pulsbreite spiele)
Netzteil: 12-15V 8 A !!!(Universal-Notebook-Netzteil von Conrad).
Spannung geht ohne Vorwiderstand direkt auf die Schleife
Zusätzlich mit 10000µF gepuffert
kann man offenbar bei diesem Netzteil auch weglassen

Schleife: im Garten 100m ausgelegt.
Der maximal mögliche Abstand (innerhalb) zur Schleife beträgt etwa 6m.
Sensorschaltung- wie gesagt - von Christian H.
Spule: Relaisspule 900 Ohm aus 24V-Relais, oder ca 270 OHM aus 12V-Relais, geht beides. Auch meine auf Ferritkern selbst gewickelte Spule funktioniert.
Den 2. OP habe ich zur Anzeige mit LED nachgeschaltet wie im Schaltplan angegeben.

Ergebnis:
Spannung an der Schleife bricht kaum zusammen. Mit Osci - Tastkopf an D des ILR3803 stelle ich ganz steile Flanken fest. Wie breit ich den Impuls auch mache, der ILR3803 wird nicht einmal handwarm; die dort verbratene Verlustleistung ist äußerst gering. Ich habe die Schleife schon mit 16V betrieben; der Impulsstrom müsste bei Schleifen-R von etwa 2,6 OHM also über 5 A liegen.
Sensationelle Empfindlichkeit. Überall, an jedem Punkt im Gelände blinkt die LED im Takt der Generatorfreqenz. Selbst in einer Höhe von 1,50 - 2 m (innerhalb) ist das Signal überall sicher zu empfangen.

Direkt über dem Draht, kein Signal
Ausserhalb ist das Signal wieder da, jedoch mit deutlich geringerer Empfindlichkeit; in 1,50 m Höhe kann ich das Signal nicht empfangen. Ich muss den Sensor weiter nach unten bringen.

Wenn ich den Sensor auf normale Arbeitshöhe bringe (ca. 5- 10 cm ber Boden), scheint das Signal fast zu stark zu sein.

Deshalb habe ich am Generator die Spannung über 100 OHM/5W auf die Schleife gegeben und nach dem Widerstand ein C von 10000 µF nach GND gelegt. Die Empfindlicheit ist - erwartungsgemäß - deutlich geringer.

Mit der Schmitt-Trigger -Ergänzung - wie von Christian H in Wiki beschrieben, ist es mir im "Labor" nur bedingt gelungen, die Signale aussen und innen zu trennen. Wenn es einigermaßsen funktionierte, war die Empfindlichkeit aber dahin. Die Einstellung der Potis ist schwierig. Ich vermute, dass ich zu dicht an der Signalquelle bin (Generator, Sensor, Osci uw. stehen zu eng bei einander). Selbst meine Schreibtischlampe (Leuchtstoffröhre) und mein Standardnetzgerät versursachen poduzieren störende Signale.
Das habe ich noch nicht im Garten ausprobiert; soll heute folgen.

Übrigens: Die Anzeige mit meiner Testschaltung reagiert auch auf andere Frequenzen relativ empfindlich (Handy, Drahtlos-Telefon im Haus, Signale werden noch bei etwa 50cm Abstand erkannt.
Meine Testschaltung baue ich auf Lochrasterplatinen von 9 x 5 cm auf. Mit dieser Einheit teste ich im Garten. Wenn ich die Platine mit der Spule mit mäßiger Geschwindigkeut um 90 Grad drehe wird, auch im Freigelände im Garten (ohne aktiven Generator) eine Spannung induziert.
Eine Frage an die Experten: Ist das möglicherweise der Erdmagnetismus, der hier durch die Bewegung einen Strom induziert. Meine Anzeige-LED leuchtet bei jeder Drehbewegung wenigstens deutlich auf. Ich werde das mal auf dem Golfplatz testen. Wenn's dort auch so ist, kann es wohl nur der Erdmagnetismus sein.

Als nächstes werde ich versuchen, die Signale innen und aussen sauber auseinander zu halten. Hier sehe ich noch Schwierigkeiten. Mit dem Osci müsste ich am Ausgang des OP's ein unterschiedliches Signal (aussen und innen) erkennen können. Dies ist mir - wie gesagt - noch nicht richtig gelungen.

Gruss an alle RasenRobo-Freaks
jguethe

Christian H

11.08.2007, 12:42

Hallo,
jguethe

Ich bin inzwischen von der Vorstellung abgekommen, dass die Spannung zusammenbrechen muss. In der Zusammenfassung von mir in rn-wissen habe ich davon auch nichts mehr geschrieben. Ich denke man sollte durchaus einen ersten und einen zweiten, entgegengesetzten peak haben, so wies das bei Dir jetzt auch der Fall ist. Die Methode von MichaelM ist dabei nicht mehr anwendbar. Man muss also ersten und zweiten Peak, wie vorgeschlagen, durch die zeitliche Abfolge auseinanderhalten. Du nimmst sicher diese Peaks auf. Versuchs halt mal mit Auswertung über ADC und einem kleinen Programm. Der Vorteil, wenn man beide Peaks hat ist sicher, dass man diese Schaltung aubauen kann. Also Auseinanderhalten zweier Schlefen und Übertragung von Kommandos über Impulsbreite.
Hast Du meine persönliche Nachricht erhalten ?

Christian

Christian H

11.08.2007, 13:00

Hi
noch eine kurze Ergänzung an jguethe
Hab mir gerade Deine Schaltung angesehen. Vorerst hast Du ja nur einen OP nachgeschaltet. Um innen und aussen auseinanderzuhalten brauchst Du aber zwei, einen für den positiven, einen für den negativen Spike.
Im Moment reagiert Dein Sensor sowohl innen als auch aussen. Das rührt daher, dass er z.B. innen den ersten positiven Spike anzeigt und aussen den zweiten, ebenfalls positiven. Essentiell ist es wie gesagt, den ersten herauszufischen. Das geht eben über ADC und Programm oder über 2 OP und Interrupts, welche ebenfalls wieder die zeitliche Abfolge analysieren. Für mich ist die Sache mit ADC und kleinen Auswerteprogramm die einfachste Lösung. Und damit sind wir wieder bei den Anfängen dieses Threads.

Christian

jguethe

11.08.2007, 13:28

Hallo Christian H,
Vielen Dank für die umgehende Reaktion. Zur letzten Frage: Wenn Du Deine Mitteilung vom 9.8.07 meinst, natürlich hab ich die gelesen. Besten Dank. Zur Zeit verschlinge ich alles, was es zu diesem Thema hier und dort zu lesen gibt. Jede Info, Hintergrunderklärung, theoretische Überlegungen sind für mich wichtig, weil ich verstehen möchte, was ich mir da zusammenbaue.

Zu den Peaks:
In meinem Zimmerlabor (Sender, Osci, störende Lampen etc) kann ich am Ausgang des Empfangs-OP's Deiner Schaltung die Peaks (positiv und negativ) nachweisen. Sie scheinen auch zeitlich versetzt zu sein. Durch die geringe Frequenz und den geringen Signalpegel etc. ist das Signal nicht so einfach zu beobachten. Bei Annäherung der Sensorspule an den Draht steigt die Amplitude. Wenn ich das richtig sehe, soll doch diese entfernungsabhänge Spannung mit ADC ausgewertet werden. Ich werde das einfach mal probieren (Dein dazu passendes Programmfragment kenne ich).
Schleierhaft ist mir dabei aber, wie man innen und aussen auseinanderhalten kann. Die negativen Peaks beobachte ich auch innerhalb der Schleife, präzise: beide peaks sind innerhalb der Schleife zu sehen. Liegt das vielleicht an meinen gegenwärtig miserablen Testbedingungen?.

Ich muss den Sender selbst mal möglischst weit von meinem Schreitsch entfernen, so dass dort nur noch die Schleife liegt, vielleicht kann ich dann innen und aussen auch am Osci usw. besser auseinanderhalten

Ich bleibe weiter am Ball

Gruss jguethe

jguethe

11.08.2007, 13:49

Hi Chritian H,
habe nun auch Deine letzte Nachricht gelesen.
Ich habe es auch mit 2 nachgeschalteten OP's versucht (und zwar exakt mit Deiner Schaltung, wie in Wikibeschrieben; an jeden OP-Ausgang habe ich dann für Anzeigezweiche über einen Worwiderstand eine LED angeschlossen); bisher mit mäßigem Erfolg, wie in meinem früheren Beitrag beschrieben.

Ich habe es doch richtig verstanden:
Dein ADC-Auswertungsprogramm macht doch nur dann Sinn, wenn innen ausschließlich die positiven und aussen ausschließlich die negativen peaks (oder natürlich umgekehrt) auftreten.
Mein Osci zeigt mir im Moment aber z.B. innen positive u n d negative peaks gleichzeitig an.

Aber wie schon erwähnt, verfälschen meine Testbedingungen wahrscheinlich die Ergebnisse. Die Schleifenenden werden in der Nähe meiner Testanordnung an den Generator angeschlossen liegen also dicht zusammen. Ich vermute hier das Problem; die Signale innen und aussen werden gleichzeitig empfangen und/oder überlagern sich wegen der grossen Feldstärke. Ich werde dies schleunigst ändern und wieder berichten.

gruss
jguethe

Christian H

11.08.2007, 15:50

Hi jgueth,

zu Deinem 2. Absatz. Da liegt der Fehler. Es treten sowohl innen als auch aussen immer ein positiver UND ein negativer Peak auf! Nur die Abfolge hängt von innen und aussen ab.

Deshalb steht in der Programmschleife
If Svr > Max0 Or Svr < SMin0 then ....
D.h. es wird der erste Peak, egal ob positiv oder negativ erfasst. Dann wird die Programmschleife verlassen und es werden die Sensorwerte des ersten Peaks bestimmt.

Je nachdem ob dieser pos oder neg ist, ist´s innen oder aussen. ms danach kommt der 2.Peak, der einfach ignoriert wird. Mit den 2 Interrupts ist´s letztlich das gleiche. Man muss feststellen welcher Interrupt als erster ausgelöst wird. Der 2. Interrupt, wenige ms später kann ignoriert werden. Programmtechnisch kann man das machen, indem man ein flag (mögliche Werte 0 oder 1) verwendet. Bei Interrupt wird flag = 1 gesetzt. Interrupt wird nur verarbeitet falls flag=0. Zwischendurch wird im Programm flag auf 0 zurückgesetzt.

For I = 1 To 2000
Svr = S0 '1. Sensor wird gemessen
If Svr > Max0 Or Svr < Min0 Then 'Wert ausserhalb Grenzwert>Impuls
Svr = S0 : Exit For 'Sensorwerte bei Impuls erfassen
End If
Next

Zwischendurch habe ich auch versucht diesen 2. Peak zu minimieren (MichaelM´s Weg, Ansatz mit Einbrechen der Spannung). Den 2.Peak habe ich aber nie ganz richtig weg bekommen. Deshalb bin ich wieder zur ursprünglichen Idee zurück und finde der 2. Peak kann ganz nützlich sein, um die Impulsbreite zusätzlich bestimmen zu können.

gruss

Christian

Vogon

11.08.2007, 16:43

wieder zur ursprünglichen Idee zurück und finde der 2. Peak kann ganz nützlich sein, um die Impulsbreite zusätzlich bestimmen zu können.
Ich denke mal das du damit der Lösung am nächsten kommst. Das könnte auch beim Automower so sein.

Das erste Signaldoppel bekommt ein anderes Timing als die Folgenden. Damit kann das auswertende Programm einen Zeitrahmen erstellen in dem geprüft wird ob und welcher Signalwechsel auftritt. Es bekommt also die Möglichkeit Signale von mehreren Schleifen auseinander zu halten.
Im Sender ist für jede Schleife ein zusätzlicher Schalttransistor notwendig. Dafür bekomme ich aber Signale die zum leichteren Aufinden der Ladestation nützlich sind, oder mit denen das Gelände einmal feiner unterteilen werden kann.
Was hältst du von der Möglichkeit dem Signalverstärker zu regeln (AGC). Die Regelspannung kann im Programm dann auch noch ausgewertet werden

jguethe

11.08.2007, 17:53

Hi Christian H,
habe inzwischen meine Testbedingungen verbessert, Osci-Einstellung etwas optimiert und führe den Begrenzungsdraht langsam über die Spule und simuliere damit die Bewegung von innen nach aussen. Siehe da, jetzt sehe ich es deutlich (was ich bisher nicht sehen konnte oder übersehen habe), je nachdem ob ich innen oder außen bin, kommt zeitlich entweder der positive oder der negative peak zuerst. Das ist es, wonach ich gesucht habe und was mir zur Erklärung der Funktionsweise Deines Programms fehlte.

Gruss
jguethe

PS:
habe gerade noch einmal nach oben geblättert und Deinen Nachtrag mit der detaillierten Erläuterung zu meinem Unsinn gelesen. Herzlichen Dank, das ist super erklärt. Jetzt ist es mir sonnenklar, warum, wieso und weshalb, zumal ich das Signal nun auch bewusst gesehen habe. Ich hätte es eigentlich wissen müssen, aber mir waren die Signaleigenschaften nach dem Verstärker-OP vorher nicht wirklich klar. Ich bitte um Nachsicht für manche dumme Bemerkung, die ich hier schon gemacht habe und noch machen werde; aber ich komme beruflich aus einer gänzlich anderen Ecke.

nochmals besten Dank
jguethe

jguethe

11.08.2007, 22:35

Hi,

Nachtrag zu meiner letzten Mitteilung:

An den Ausgängen der angehängten Schaltung (geistiger Urheber ist Christian H) habe ich ein Oscillogramm abgenommen. Die Generatorfrequenz habe ich für diese Aufnahme auf ca. 35 Hz erhöht. Man sieht sehr schöne, zeitlich versetzte Rechtecksignale. Die zeitliche Versetzung kehrt sich um, wenn der Sensor die Schleifengrenze überschreitet.

Die Impulsbreite an den OP-Ausgängen reagiert eindeutig, wenn die Impulsbreite am Generator verändert wird. Deshalb könnte man daran denken, ein 2. Signal auf die Schleife zu geben. Ich werde mal ein Impulsmuster mit einem Attiny2313 generieren und auf die Schleife bringen; das dauert aber noch ein wenig. Ich habe aber wenig Zweifel, dass man es am Empfänger abnehmen kann.

************************************************** *******
Zum vorangehenden Absatz eine korrigierende Anmerkung (vom 12.08.07 um 01:20) Uhr:
Mit der Änderung der Impulsdauer am Generator verändert sich bei meinem Generator auch die Frequenz etwas (Generator von Csack). Auf dem Osci, den ich im Moment der Änderung am Generator nicht einsehen konnte, war nur scheinbar die Impulsbreite verändert. Inzwischen habe ich parallel die Frequenz nachjustiert. Meine Beobachtung muss ich also korrigieren: Die Änderung der Impulsdauer am Generator führt nicht zu signifikanten Änderungen der Impulsdauer am Empfänger. Sorry, aber wer groß denkt, der groß irrt.
************************************************** *******

Leider fehlt den Rechtecksignalen eine Infomation über die Annäherung an die Schleifenbegrenzung; deshalb muss man wohl doch mindestens diese Information am 1. OP abnehmen und über ADC auswerten. Innen oder aussen ließe sich auch mit der zeitlichen Abfolge der Rechtecksignale unterscheiden.

Gruss
jguethe

PS: Das Oscillogramm war als jpg-Datei zu gross. Deshalb habe ich daraus eine pdf-Datei gemacht. Ich hoffe es reicht noch zum Betrachten.

Christian H

12.08.2007, 08:18

Hallo,
wenn man wirklich die Signale direkt, also ohne Mikrokontroller auswerten will, käme ein Flip-Flop oder bistabile Kippstufe infrage. Diese wäre dann die meiste Zeit (also zwischen den Impulsen) in dem Zustand, der durch den 2. Peak ausgelöst wird.

Ob man den Flip-Flop so einstellen kann, dass dieser bereits mit dem 1. OP betrieben werden können, kann ich nicht sagen. Ansonsten bräuchte man also insgesamt 1 OP zu verstärkung, 2 OP zum Triggern und einen Flip-Flop zu auswerten.

Da in der Regel das Ergebniss eh in einem Mikrokontroller ausgewertet wird, denke ich kann man sich diesen Aufwand sparen. Es ist aber richtig, dass man mit Flip - Flop einen Sensor hätte, der dann innen und aussen direkt anzeigen würde (Nur währen des Impulses selbst wäre das Ergebnis umgekehrt).

Gruss

Christian

Christian H

12.08.2007, 08:24

Noch ein kurzer Nachtrag,
ich bin sicher, dass die Impulsbreite sich auf den Abstand der beiden peaks überträgt. Deine erste Beurteilung war richtig. Hast Du evtl. beim Nachregulieren des Oszis auf die Frequenz die Zeitskala des Oszis verändert?

Christian

Christian H

12.08.2007, 08:47

2. Nachtrag
Den Flip - Flop müsste man mit einem NE555 realisieren können.
Ausgang des ersten Trigger-OP an Pin 6 des NE555
Ausgang des zweiten Trigger-OP an Pin 2
Reset des NE555 auf Vcc
evtl. Pin 5 10nF gegen GND (bei schlechter Versorgungsspannung)
Ausgang 3 mit Widerstand und LED an GND oder Vcc

Habe mir das eben überlegt, aber nicht ausprobiert. Wäre einen Versuch wert.

Christian

jguethe

12.08.2007, 09:37

Hi Christian,
zur Impulsbreite bzw. Abstand der beiden peaks:
Gestern spät abends habe ich tatsächlich ein Oscillogramm gesehen, bei welchem die beiden peaks (die getriggerten Rechtecksignale) einen deutlichen Abstand zeigten. Soweit ich ich mich erinnern kann, war dies abhängig von der Impulsbreite am Sender. Der Abstand war grösser, wenn der Impuls schmaler war. Macht m.E. ja auch Sinn wegen der Triggerschwellen der beiden OP's. Übrigens kann man / sollte man mit den beiden Potis die Impulsbreite beider Peaks auf Gleichheit trimmen.
Gruss
jguethe

Christian H

12.08.2007, 10:13

Nachtrag zum Nachtrag

Es geht noch einfacher als mit dem Flip - Flop.
Man muss die beiden OPs nicht als Komparatoren auslegen, sondern tatsächlich als Schmitt Trigger.
D.h. positive Rückkopplung des Ausgangs beider OPV auf den + Eingang über 400 kOhm. Zwischen Verstärker-OP und den beiden OPV statt der direkten Verbindung 10 KOhm (nur so funktionieren bei mir beider OPV richtig). Die Potis müssen fast exakt in Mittelstellung sein, ich konnte auch auf die Potis verzichten.
Über die Empfindlichkeit dieser Schaltung kann ich allerdings noch nichts sagen. Mit kleiner Schleife funktioniert´s zumindest.

Christian

Christian H

12.08.2007, 14:25

Und nochmal ein Nachtrag zum Nachtrag vom ....

Ein Schmitt-Trigger reicht ja aus, da der andere ja nur eine entgegengsetzte Anzeige aufweist.

Die gesamte Schaltung würde danach einen OPV als Verstärker und einen OPV als Schmitt-Trigger besitzen. Da dies relativ einfach ist, habe ich diese noch in dem Beitrag im RN-Wissen ergänzt. Dort ist also die komplette Schaltung zu finden.

Gruss Christian

MichaelM

12.08.2007, 18:13

Hallo,
ich bin mal geistig in mich gegangen und habe heute noch ein paar Messungen angestellt. Hier nochmal ein paar Gedanken/Ergebnisse:

1. Eine Relaisspule hat einen Kern aus Volleisen, dieser wirkt wie eine Kurzschlusswindung. Bei Versuchen mit und ohne Kern brachte die Spule ohne Kern schon ca. 25% der Spannung. Auch eine Spule mit Ferritkern (30 Wdg. d=5mm l=30mm) brachte schon ca. 10% der Spannung - wie gesagt bei nur 30 Wdg. Um die Reichweite zu erhöhen müsste man mal nach einem passenden Ferritkern Ausschau halten, der Eisenkern lässt sich leicht ausdrücken.
2. Ein weiteres Problem ist die Empfindlichkeit gegenüber dem Erdmagnetismus bei unebenem Gelände. Man muss also in der Auswerteschaltung die niedrigen Frequenzanteile unterdrücken. Dies kann z. B. mit einem Differenzierglied erfolgen.
3. Wenn man eine Imulsfolge pos. - neg. auswerten möchte, sollte man die Schleife nicht mit einer Freilaufdiode überbrücken. Diese Diode sorgt nämlich für einen langsamen Stromabfall. Eine Möglichkeit wäre z. B. die Freilaufdiode parallel zum Mosfet zu schalten (bei den meisten Fets sowieso enthalten).
4. Eine Windung mit hohem Strom ist günstiger als mehrere Windungen mit kleinerem Strom. Grund: Der magnetische Fluss nimmt nur linear mit der Anzahl der Windungen zu, die Induktivität aber quadratisch.

Wie groß darf eigentlich die Schleife bei käuflichen Rasenmähern werden, sodass in der Mitte der Schleife auch noch ein Signal empfangen wird?

Weiterhin denke ich auch über eine Stromregelung für die Schleife nach, um von der geometrischen Abmessungen unabhänggiger zu werden. Außerdem müsste man auch noch Steuersignale übertragen können.

Übrigens, Vielen Dank für die Zusammenfassung im Wiki.
Gruß,
Michael

Vogon

12.08.2007, 21:25

MichaelM, der Bigmow ist meines Wissens ein autonome Mäher der für große Flächen gebaut wird. Sein Mähwerk ist 105 cm Breit. http://www.bigmow.com/robot/mower/lawnmower_bigmow.html
http://www.bigmow.com/robot/mower/faq.html

Bigmow® is an automatic robot lawnmower which, at a speed of a metre per-second, will maintain area of grass up to 2,5 hectare marked out by a low voltage wire.

MiniMax

13.08.2007, 10:00

Hi Christian H,
echt cooler Robboter! Respeckt!
Wie lange hast du gebraucht bis er fertig war, also Idee - Programm?
Könntest du mal einen Schaltplan machen?

MiniMax

MichaelM

13.08.2007, 14:50

Hallo,
die Größe gefällt mir schon, das Ganze jetzt bitte noch für 1k€ :-). Die Schleife kann schon extrem lang werden, 2ha haben bei quadratischer Fläche immerhin fast 600m Umfang. Wenn der an jeem Punkt der Schleife was brauchbares empfangen will, haben wir noch was zu tun. Bei 50mA Stromaufnahme würde ich auf ca. 5 bis 10A Schleifenstrom schließen.

Gruß,
Michael

jguethe

15.08.2007, 10:36

Hi,
ich habe nun den Sensor nach Christian H mit meinem Robo-Prototyp im Garten laufen lassen (100 m Kabel grossflächig am Grundstücksrand ausgelegt). Er lief etwa 2 x 45 min ohne erkennbare Fehlfunktion. Überall im Garten hat er seine Begrenzung erkannt.

Allerdings habe ich zunächst nur das "positive" Signal (bei mir ist das innerhalb der Schleife) ausgewertet, weil ich beim "Labor"-Test zwischendurch gelegentlich auch "negative" Werte auftraten, obwohl dies nicht hätte sein sollen, weil ich mich innerhalb meiner Testschleife befand. Ich habe im Moment noch keine Ahnung woher diese Peaks kommen.

Zum Schluss habe ich die Generatorspannung auf 12 V vermindert und diesen mit einem Vorwiderstand von 100 OHM und C = 10000µF betrieben. Auch dies funktionierte überall. Die Signal-Feldstärke war jedoch erwartungsgemäß geringer, was zur Folge hatte, dass Sensor und Software erst etwa 10 - 15 cm vor dem Schleifendraht (davor war es ca. 1 m) ein Umkehrsignal produzierten.

Als nächstes werde ich mich mal um das Thema Ladestation kümmern. Im Moment bin ich noch etwas ratlos, wie man da vorgehen soll (2. Signal auf der selben Schleife, oder 2. Schleife und wie man dem Signal folgt). Das ist für mich alles relativ neu; für Tipps wäre ich also dankbar.

zu MichaelM
und seiner Idee, den Eisenkern einer Relaisspule durch einen Ferritkern zu ersetzen:
Ich werde das heute abend einmal versuchen. Den Eisenkern habe ich schon heraus. Nun muss ich noch einen Ferritstab von etwa 8-10mm auf den passenden Durchmesser (ca. 5mm) reduzieren.

Gruss
jguethe

MichaelM

15.08.2007, 11:16

Hallo,
ich bin gestern Abend auf der Suche nach einem Ferritkern auf Funkentstördrosseln bei Reichelt gestoßen. Dort gibt es welche mit bis zu 10mH und entsprechend hoher Windungszahl. Wenn ich dort wieder mal bestelle werde ich mal ein paar verschiedene Werte ausprobieren, denn zu hohe Windungszahlen könnten durch die Wicklungskapazität auch wieder zu einem Problem werden.
Für interessierte die Bestellnummer: 77A 10m (92 Ct)
Ich werde jetzt erstmal einer Spanplatte das Fahren beibringen. Das Ganze später vernünftig aufzubauen ist schließlich das kleinste Problem.
Gruß,
Michael

Vogon

15.08.2007, 21:44

Als nächstes werde ich mich mal um das Thema Ladestation kümmern. .... für Tipps wäre ich also dankbar.
Vor einiger Zeit habe ich mir mal die Schleifensignale beim Automower angeschaut.
Der erzeugt ein Hutförmiges Signal für die Begrenzungsschleife. Das kommt in etwa auf das gleiche heraus wie es hier schon kennen.

In der verklebten Bodenplatte der Ladestation sind zwei Schleifen eingebaut. Die an der Aufnahmespule gemessenen Signale sind etwa nur halb so breit wie das der Begrenzungsschleife kommen aber zu einem festen späteren Zeitpunkt. Damit kann die Auswertelektronik die Signale einwandfrei auseinander zu halten. Etwa vergleichbar mit einer Asynchronen Seriellen Schnittstelle.
Die innerste Schleife, das Nahsignal, hat die Form einer Acht. Das Signal ist in einem sehr schmalen Streifen der auf die Ladekontakte zielt neutral, recht Positiv, links Negativ.
Die zweite Schleife, das Fernsignal, kann der Mäher aus ca 7 Meter Entfernung festellen. Er ändert dann sein Suchverhalten in dem er zum Punkt der maximalen Signalamplitute fährt. Sobald er in den Bereich des Nahsignals kommt, richtet er sich nach dem aus um endgültig einzuparken.

jguethe

16.08.2007, 23:09

Hi,

an Michael M:
Die Relaisspule mit Ferritkern (r = ca. 900 OHm, Durchmesser des Ferritkerns ca. 4,5mm) bringt bei mir keine besseren Ergebnisse. Mit Eisenkern geht es eher noch besser. Die Vergleichsmessungen mache ich mit einem Osci.

Für alle die es interessiert, habe ich ein Oscillogramm vom Spulensignal geschossen (Sensorschaltung nach Christian H, Messpunkt ist der Ausgang des OP's). Beide peaks sind wunderbar zu sehen.
Frequenz ca. 37Hz
Abstand der Spule vom Begrenzungsdraht ca. 10-15cm
Volt div 0,02
Time div 2 msec

an Christian H
die Schmitt-Triggerstufe funktioniert bei mir nicht so wie von Dir angegeben. Zwar hatte ich auch hier den von Dir beschriebenen Effekt, nämlich das die LED z.B. innen im Takt der Frequenz blinkt (kurz an, lang aus, und aussen umgekehrt. Nur habe ich dem Frieden nicht getraut, und mir die Signale auf dem Osci angeschaut. Dabei hat sich herausgestellt, dass das Aussensignal bei mir ausschließlich durch Oscillation mit etwas über 4 kHz erzeugt wird. Diese Schwingungen verschwinden auch wieder, wenn die Spule genau über bzw. innerhalb der Schleife ist.

Ich habe es mit allen denkbaren Potieinstellungen probiert. Dabei habe auch einen Einstellungsbereich gefunden, in welchem keine Schwingungen mehr auftraten. Innerhalb dieses Bereiches war es dann durch Einstellung des Potis möglich, entweder nur den positiven o d e r den negativen peak ( als positives bzw. negatives Rechtecksignale am Ausgang) sichtbar zu machen.

an Vogon
danke für die Info.
Ich werde zunächst einfach mal versuchen, dem Signal der normalen Begrenzungsschleife zu folgen. Dann sehen wir weiter.

Gruss an alle
jguethe
[/u]

MichaelM

19.08.2007, 18:50

Hallo,
du hast also bei 10 - 15cm lediglich 60mV Signal an der Spule? Wie kommst du da mit den diversen Störungen von stromführenden Leitungen oder den Motoren auf dem Roboter klar? Habe vorhin einen Versuch mit einem Gleichstrommotor (Leshi 750) gemacht und hatte bereits bei optimaler Ausrichtung zueinander 5mV. Bei minimaler Schrägstellung waren es bereits 40mV. Die Störsignale des Motors haben eine Form wie die eigentlichen Signale der Induktionsschleife. Wie sieht das dann erst in der Mitte der Schleife in ca. 20m Abstand zum Draht aus? Kaum hat man ein Problem gelöst, tun sich zwei neue auf...
Ich habe bei meinen heutigen Versuchen in 20cm Abstand bei einer Schleife mit 15m Umfang und 6 Ohm ca. 200mV, d. h. in 20m Abstand hätte ich dann etwa 2mV.
Gruß,
Michael

jguethe

20.08.2007, 11:03

Hi,

meine Messungen (Oscillogramm) habe ich mit einem Tastkopf 1:10 gemacht. Die Info fehlte wohl noch.

Im Moment bin ich damit beschäftigt, meinen „Experimentierdrahtverhau“ auf eine Lochrasterplatine zu bringen. Außerdem bin ich dabei, die Sensorschaltung so zu ergänzen, dass diese durch digitale Signale eindeutig bestimmt, ob der Sensor sich aussen oder innen befindet. Sobald diese fertig ist, werde ich versuchen, genauere Messergebnisse zu produzieren.

Zu den Störsignalen:
Bei meinen ersten Versuchen mit der ADC-Auswertung per Software (nach Christian H), hatte ich im Labortest auch Störsignale gemessen. Allerdings ist mein Meßplatz mit diversen Störquellen verseucht. (Neon-Schreibtischleuchte, Netzgerät, Lötstation, W-LAN, teilweise 2 PC’s). Wenn ich diese Störquellen so gut es geht eliminiere, sehe ich auf dem Osci einen deutlich niedrigeren Störsignal-Pegel. So ist auch mein Oscillogramm zustandegekommen.

Wie ich schon berichtet habe, hat mein Prototyp einen echten Testlauf auf dem Grundstück von insgesamt ca. 1 Stunde , also mit laufenden Antriebsmotoren, jedoch ohne Mähmotor, ohne Fehlfunktion absolviert. Die am Schreibtisch experimentell eingestellte Empfindlichkeit (Software) hat in der Praxis offenbar auf Anhieb funktioniert. Der Robby hat immer die Begrenzung erkannt. Bei seinen Fahrten auf dem Grundstück ist er niemals unplanmäßig umgekehrt.

Allerdings habe ich den Robo auch mit ausgeschaltetem Generator testweise laufen lassen.
Dabei hat die Kontroll-LED der Sensorschaltung unerwartet etwa im Takt der nicht mehr vorhandenen Generatorfrequenz von ca. 5 – 8 Hz geblinkt. Ich vermute, die Störungen kommen von den Motoren. Offensichtlich haben diese Störsignale aber die grundsätzliche Funktion nicht beeinträchtigt.

Ich vermute auch, dass draussen im Gelände der sonstige Störsignalpegel niedriger ist als im Haus. Leider kann man im Gelände nicht so ohne weiteres mit dem Osci arbeiten. Zur Not werde ich aber auch das noch einmal machen.

Zuvor werde ich mir aber im „Labor“ bei laufenden Motoren die Signale mit dem Osci anschauen.

Noch ein Versuch:
Ich habe 2 Spulen parallell geschaltet. Die Empfindlichkeit war mindestens doppelt so hoch. Am Osci hatte ich sogar den Eindruck, dass es noch mehr ist. Kann aber wohl theoretisch nicht sein. Leider habe ich nicht darauf geachtet, ob das Grundrauschen (die Störsignale) auch entsprechend höher war. Ich werde auch das noch einmal genauer prüfen.

Grüsse
jguethe

sigo

23.08.2007, 23:35

Zunächst:

Der Chat hat mich sehr beeindruckt. Dank an alle, die bisher schon gepostet haben und weiter posten. Das macht Lust, seinen Rasen mähen zu lassen. Könnte mein nächstes Projekt werden.

Noch eine Idee zur Orientierung und Stationsfindung:

Evtl. könnten 2, 3 oder mehr (8) Ultraschallsender (Piezzo-Hochton-Tweeter) synchron zu den Pulsen auf der Spule Bursts senden. Hierzu müsste die Frequenz auf der Randspule niedriger als die Laufzeit des Ultraschalls sein (f < Vschall / max. Abstand bezw. max. Reichweite)

Wenn man dann die Ultraschallsender z.B. 1x pro Sekunde wie folgt sendet:

1. Sender
2. Sender
3. Sender
..
Pause bis zur nächsten Sekunde (oder auch schneller)

jeweils zeitsynchron zu aufeinanderfolgenden Pulsen der Spule...

...kann man die Laufzeit aller Ultraschallsender die man "hören" kann bestimmen, gemütlich einen nach dem anderen. Man braucht nur einen Empfänger dazu.

Wenn die Sender ala GPS sinnvoll im Garten verteilt sind, kann man so recht genau die Position des Bots bestimmen. In Zusammenhang mit einer Karte kann der Bot sich dann zielsicher im Garten bewegen - da wo Ultraschallempfang ist. Sonst weiß er zumindest etwa, wo er ist.

Da das elektrische Feld ja im ganzen Garten herrscht, könnten diese Ultraschallbaken sich selbst synchronisieren, wenn sie über eine Spule verfügen und z.B. außerhalb in der Nähe des Randdrahtes stecken.

Evtl. könnte man sogar eine Solarlampe dazu umbauen...wenn die Energie reicht.

Die Pulse auf der Randspule könnten eine Pause zur Synchronisation enthalten (alle 100 Impulse, wird einer ausgelassen oder so...)

Wenn man nun könnte man der jeweiligen Bake sagt (Codierschalter oder so), auf welchem Impuls nach der Pause sie senden soll (1..8 oder so) braucht man keine Kennung für die Bake, ein einfacher (modulierter?) Burst reicht..alle gleich.

So könnte man weite Teile des Gartens beschallen. Von mir aus auch nur alle paar Sekunden oder Minuten mal...
Der Bot weiß dann mit einer map recht genau, wo er sich befindet, kann nachhalten, wo schon gemäht ist usw...und angewiesen ist er ja nicht auf das Singal, wenn es mal nicht kommt..wird chaotisch gemäßt

Auch ohne Map und Wissen um die Position der Baken kann er sich orientieren, und jede Bake im System finden und bei Bedarf anfahren. Und er kann sich selbst eine Map erstellen. Wenn z.B. ungerade Baken immer auf der linken Seite des Gartens stehen (von der Ladestation aus) und gößere Nummern weiter weg als kleinere...kann er bestimmt in welcher Richtung die Bake 1 (Ladestation) zu finden ist.

Das wäre nur eine zusätzlich "Spielerei" und könnte auch das Finden der Station von jedem Punkt aus vereinfachen und das systematische. Im Nahbereich sollte die Station dann wie von Vogon beschrieben arbeiten.

Lebenswichtig ist das nicht. Käme aber meiner Vorstellung näher als ein Zufallsprogramm beim Mähen. Das kann er machen, wenn das US-Signal ausfällt.

Just some spontanous thoughts

Sigo

O:)

jguethe

28.08.2007, 13:48

Hi,

ausgehend von meinen Erfahrungen mit dem Solarmover von Husquarna (dieser hatte mehrfach die Schleife verlassen, so dass er auf öffentlichen Wegen mit laufendem Mähmotor „tätig“ war) ist für mich die sichere Begrenzung des Arbeitsbereiches zwingend erforderlich. Verläßt der RasenRobo seinen Bereich bzw. ist das Generatorsignal nicht vorhanden, muss eine Zwangsabschaltung erfolgen.

Die nachfolgend vorgestellte Erweiterung der Sensorschaltung nach Christian H dient diesem Zweck..

Annahmen und Voraussetzungen für die Beschreibung der Schaltung:
- Generatorfrequenz: 5 Hz, Impulsbreite 5 msec (eingestellt mit Atiny 2315)
- der positive peak tritt zuerst auf (Pin 14 geht zeitlich vor Pin 8 von 0 auf 1)
An den Ausgängen von IC1D und IC1C stehen wegen Übersteuerung der Komparatoren zeitlich versetzte Rechtecksignale (ca. 2,5 msec) zur Verfügung. Das durch IC2A invertierte Signal triggert einen monostabilen Multivibrator (eine Hälfte des Doppeltimers NE 556), welcher das Signal auf etwa 10 ms verlängert. Der verlängerte Impuls wird wieder invertiert und auf den Reset-Eingang (Pin 10) des zweiten monostabilen Multivibrators gegeben. Damit ist dieser für die Dauer des verlängerten Impulses gesperrt, d.h. der zeitlich nachfolgende negative peak gelangt nicht an den Ausgang „aussen“. Das ganze funktioniert umgekehrt, wenn der negative peak der erste ist.

Im Ergebnis blinkt bei mir entweder die grüne LED = LED3 (innerhalb der Schleife) oder die rote LED = LED 4 (ausserhalb der Schleife).

Allgemeine Anmerkungen und Messergebnisse:
LED1 und LED2 dienen vorwiegend dem Abgleich. Sie müssen beide im Takte der Generatorfrequenz blinken. Hierbei ergibt sich eine gewisse Abhängigkeit vom eingestellten Wert von R1 bzw. vom Spulenwiderstand.

Messwerte:
IC1A Pin 1 (Ausgang zum ADC): ca. 100 mV Signalamplitude bei > 50 cm Abstand zur Schleife
ca. 300 mV bei 10 cm Abstand (vertikal und horizontal)

Impulsbreite Generator: 5 msec
Impulsbreite IC1D Pin 14 / IC1C Pin 8 ca. 2,5 msec
Impulsbreite IC3 Pin 5 / Pin 9 ca. 10 msec

Durch entsprechende Dimensionierung der RC-Glieder (R11 und C4 bzw. R12 und C6) kann man die Impulsbreite noch weiter verlängern, jedoch muss diese bei einer Generatorfreqzenz von 5 Hz (entspicht 200 msec) natürlich unter 200 msec bleiben.

Die Schaltung ist zwar relativ aufwändig, jedoch habe ich mich von folgenden Überlegungen leiten lassen:
1.wie schon erwähnt, die Zwangsabschaltung muss sicher gewährleistet sein
2.Die Auswertung des Analog-Signals über ADC, Software usw. könnte insbesondere bei Störsignalen eher zu unerwünschten Zwangsabschaltungen führen.
3. Macht man das Ausgangssignal des monostabilen MV so lang wie möglich, werden zwischenzeitliche Störsignale weitestgehend unterdrückt.

Gruss
jguethe

Christian H

28.08.2007, 17:01

Hallo,

mir geht´s wie Einstein.
Nachdem Mathematiker seine Theorie in die Hände genommen haben, hat er sie nicht mehr verstanden!

Vielleicht kann man noch etwas abwarten, um zu sehen wie sich die Schaltung bewährt. Dann kann man Sie natürlich ins RN-Wissen mitübernehmen.

Grüsse

Christian

jmetzkow

30.08.2007, 18:14

Hallo

Christian H

Sag mal wo hast du die Drucksensoren her ?
Bye

Christian H

30.08.2007, 19:36

Hi,

Drucksensoren von Conrad z.B. FSR-149=(CP1) Best-Nr 182389-62.
oder
http://www.otik.de/elektronik/ota182389-drucksensor-fsr-149ns-(cp1).html

Sind leider nicht gerade billig.

Bye

jguethe

30.08.2007, 23:39

Hi,

die kürzlich vorgestellte Schaltungsergänzung (Auswertung innerhalb / ausserhalb der Schleife) habe ich noch einmal im Garten getestet. Die Schaltung funktioniert prima, wenn nur die Antriebsmotoren nicht wären. Diese verursachen einen zu hohen Störpegel (Entfernung Empfangsspule Motor zur Zeit ca. 12 cm.).

Die Hauptfunktion der Empfangsschaltung (Schaltung von Christian H), nämlich die Richtungsänderung in unmittelbarer Nähe der Begrenzungsschleife funktioniert zwar, weil am Rand die Amplitude des Generatorsignals deutlich höher als der Störsignalpegel der Motoren ist.

Der Störpegel etwas weiter innerhalb der Schleife bringt jedoch meine Auswertungselektronik für innerhalb / ausserhalb durcheinander. Auch wenn ich den Robo ohne eingeschaltetes Generatorsignal laufen lasse, blinken beide LED’s im (unregelmäßigen) Takt der Störimpule. Im „Labor“ habe ich den Fahrbetrieb etc. simuliert und mir die Signale mit dem Osci angeschaut. Bei etwa 50 – 75 cm Abstand (Spule / Schleifendraht) ist das Störsignal im Mittel fast auf dem Pegel des Nutzsignals.

Ich habe dann testweise die Entfernung Sensor-Spule / Motor immer weiter erhöht. Etwa bei 30 cm Entfernung (d.h. die Spule befindet sich nicht mehr auf dem Chassis), war das Störsignal fast vollständig, aber eben nicht zu 100%, verschwunden. Die beiden LED’s in meiner Schlaltung zeigen dabei viel besser als der Osci Störimpulse an, was eben mit der Logik dieser Schaltung zu tun hat (auch extrem schmale Störimpulse werden in der Schaltung verlängert und lassen die LED’s aufleuchten).

Ich werden nun versuchen, die Motoren in Mu-Metall zu verpacken. Da dieses relativ teuer ist, würde ich gern wissen, wie viele Lagen man in etwa braucht, um eine wirksame Abschirmung zu erreichen.

@Christian H:
Du hast doch deinen Mähmotor in Mu-Metall eingewickelt. Wäre nett, wenn Du noch ein paar Details nennen könntest. Muss man den Motor sozusagen hermetisch einpacken? Was wäre sonst noch wichtig? Wie effektiv ist die Mu-Metall-Methode? Wenn ich Mu-Metall bestelle, werde ich gleich die erforderliche Menge für den Mähmotor mitbestellen. Was hast Du für den Mähmotor gebraucht?

Hast Du übrigens den Signalpegel Deiner Motoren einmal untersucht und Deine Software auch mal unter der Bedingung geprüft, dass der Generator nicht läuft? Wenn ich Deine geposteten Softwareschnitzel richtig in Erinnerung habe, hast Du diesen Fall ausgewertet und in Konsequenz den Robo wahrscheinlich abgeschaltet. Was macht Dein Robo, wenn Du den Generator abschaltest und der Robo sich weit weg vom Schleifenrand befindet?

Bei meinem Störsignalpegel kann ich diesen Zustand gar nicht erkennen.

Gruss
jguethe

MichaelM

31.08.2007, 18:43

Hallo,
ich sehe, andere haben die gleichen Probleme wie ich ;-). Das mit dem Mu-Metall ist zwar eine brauchbare Methode, es ist aber nicht mein Bestreben alle Motoren einpacken zu müssen. Leider komme ich momentan nicht zum Messen. Wenns mein Fernlehrgang mal wieder erlaubt fang ich auch wieder an zu probieren. Die Bauteile dazu sind gestern eingetroffen. Sind bei kommerziellen Mähern auch die Motoren abgeschirmt, ich kanns mir nicht so recht vorstellen.
Gruß,
Michael

jguethe

31.08.2007, 19:02

Hi,
im Solarmover (Husquarna) waren die Fahrmotoren komplett in einem spritzwassergeschützen, eloxierten Alu-Chassis eingebaut. Ob dieses auch Störstrahlungen verhindert hat, kann ich nicht beurteilen.
Gruss
jguethe

MichaelM

31.08.2007, 19:08

Hallo,
bei den Motoren sowie bei stromführenden Leitungen stört das Magnetfeld, dieses wird durch Aluminium jedoch nicht abgeschirmt. Die Störungen von den Leitungen kann man minimieren indem man die Leitungen verdrillt. Irgendwas machen wir noch falsch, aber naja...
Gruß,
Michel

sigo

01.09.2007, 08:39

Nach meiner Erfahrung in einem anderen Bereich, sind Alu-Bleche und noch besser dünne Cu-Folien (z.B. Kasten aus Platinenrohmaterial mit 35µ, ggf .beidseitig) eine gute Dämpfung für Wechselfelder. Wir haben eine Abschwächung um mehr als 30dB erreicht und so ein älteres Kleinserien-Produkt durch die EMV-Prüfung gebracht.
Da ja gerade die schnellen Transienten beim Kommutieren die größte Spannung in der Spule induzieren, wirkt hier das Wirbelstromprinzip im Alu oder Cu. Natürlich ist Mu-Metal noch besser. Aber eben auch teurer.
Einen Versuch ist es allemale Wert.

Sigo

Christian H

01.09.2007, 11:32

Hallo,

ich musste bei meinem Rasenrobo beide Antriebsmotoren, den Rasenmähermotor, den Akku für die Antriebsmotoren abschirmen und etwas auf die Verlegung der Leitungen achten. Mein Rasenrobo war (z.Zt. bin ich am Umbau) ja relativ groß, etwa 65 cm lang. Allein durch die Abstände ist das Problem bei mir vielleicht nicht so sehr ins Gewicht gefallen, dass ich es nicht lösen konnte. Der Abstand der Antriebsmotoren zu den Sensoren war etwa 13 cm.

Die Antriebsmotore RB35 sind durch jeweils 2 Statorbleche (ich hoffe die Bezeichnung stimmt) abgeschirmt. Ich habe diese von alten Graupner Speedmotore abgezogen. Bei Speedmotoren sind dies die äußeren Bleche mit Spalt, welche einfach über die Motore geschoben sind. Sie verstärken den magnetischen Fluss, sorgen also für mehr Leistung. Dadurch dass die Feldlinen in diesen Blechen verlaufen, ergibt sich natürlich auch die Abschirmung. Allerdings habe ich auf www.graupner.de diese nicht als Ersatzteile gefunden. Ich glaube mich aber zu erinnern, dass es diese früher auch einzeln zu kaufen gab. Einfach mal in einem Modellbaugeschäft nachfragen. Die Art der Legierung kann ich nicht sagen.

Der bruchless-Aussenläufermotor erzeugt sehr starke rotierende Magnetfelder. Für die Sensoren erstmal der absolute Horror. 3 Lagen Mu-Metall haben eine wesentliche Besserung gebracht (Streifen etwa 50 x 5 cm, Rotordurchmesser 5 cm). Meine Quelle war www.db-elecronic.de, Kiefersfelden. Die Leute haben mich beraten, konnten aber auch nur sagen, dass 2 bis 3 Lagen wohl reichen müssten. Exakte Angaben hierzu sind schwierig, da natürlich alles vom individuellen Aufbau abhängt. Zudem musste ich noch auf die Ausrichtung der Sensoren achten. Die Querachse durch die Sensoren habe ich in Richtung des brushless-Motor ausgerichtet.

Leitungen von Sharp-Sensoren sorgen durch die Modulation ebenfalls für Störungen. Einige cm Abstand sind aber genug.

Der Antriebsakku stört die Sensoren ebenfalls, da durch PWM ebenfalls Magnetwechselfelder erzeugt werden. Bei den Leitungen kann man das ja noch vemeiden. Die üblichen Modelbauakku ergeben aber durch die Abstände der Zellen eine Schleife. Da mein Akku nur etwa 4cm von den Sensoren plaziert war, habe ich um beide Enden des Akkus (12 Zellen) jeweils 2 Lagen Mu-Metall mit 10 cm Breite gewickelt.

Bestellt habe ich 50 cm des 15cm breiten Mu-Metall-Folie mit Klebefolie. Ich habe die Folie nach Bearbeitung nicht extra ausgeglüht.

Mein Rasenrobo hat noch nie die Begrenzung verlassen oder das Signal innerhalb der Schleife nicht erkannt. Allerdings habe ich auch gelegentlich Störungen im Signal. Sicherheitshalber verwerte ich softwaremäßig 2 aufeinanderfolgende Signale, nur wenn beide gleichsinnig sind, wird darauf reagiert.

Im Moment bin ich am Umbau meines Rasenrobos. Die Kiste war mir einfach zu groß. Jetzt habe ich als Plattform und zu Testzwecken eine 5 mm Plexiglasscheibe mit 38 x 26 cm sowie 2 Etagen. An der unteren Etage sind die Motoren angebaut, sowie das RBNFRA - Board und die Sensoren. Auf der oberen Etage sind Kompass, Sharp-Sensor, LCD-Display, Easyradio zur Übertragung von Sensordaten und ein Empfänger von einer Graupner Modellfernsteuerung (MC15) mit der ich den Rasenrobo auch fernsteuern kann (Fernstersender ist etwas bequemer als Notebook). Bin gespannt, wie sich die Störungen jetzt auswirken, nachdem alles näher beieinander liegt.

Wie ist wohl beim Automower das Problem gelöst ? Ein prinzipieller Unterschied in der Schleifentechnik besteht ja wohl nicht.

Viele Grüsse

Christian

jguethe

01.09.2007, 14:40

Hi Christian, MichaelM, Sigo und alle, die mitlesen

besten Dank für die ausführlichen Infos zum Thema Störungen. Ich werde es wohl auch mit Mu-Metall versuchen, auch wenn es etwas teuerer ist. Es ist wohl die beste Methode.

Als ich meinen Solarmover (in 1997 gekauft) entsorgen wollte habe ich einige Teile aufbewahrt. Die Sensorspule habe ich leider entsorgt. Allerdings habe ich noch die Generatorplatine. Vor 2 Jahren hatte ich daraus sogar schon mal einen Schaltplan abgeleitet. Das ist möglich, weil die Bauteile damals noch nicht so miniaturisiert waren. Leider kann ich die Datei in meinem PC nicht wiederfinden; möglicherweise gelöscht. Ich bin dabei, den Schaltplan erneut zu rekonstruieren. Damals hatte ich auch schon mal etwas gemessen, jedoch ohne Osci. Ich erinnere nur, dass der Generator mit einer höheren Frequenz arbeitet. Die Funktionsweise muss aber wenigsten teilweise ähnlich sein, denn in der Installationsanweisung zum Generator war exakt vorgeschrieben, an welchen „Pol“ die Schleifenenden anzuschliessen waren. Das durfte nicht beliebig sein. Hierdurch wurde offenbar auch beim Solarmover bestimmt, ob der negative oder positive peak zuerst auftrat.

Ich werde demnächst mal versuchen, die Generatorplatine in Betrieb zu nehmen und ein bisschen messen.

Da ich nun erstmal Mu-Metall ordern muss, kann ich mich auch einer weiteren Baustelle, nämlich der softwareseitigen Regelung der Antriebsmotoren über PWM zuwenden. Meine Methode funktioniert prinzipiell. Ich meine nur, dass das noch nicht optimal ist. Möglicherweise mache ich das sehr umständlich, zu kompliziert oder stelle zu hohe Anforderungen an die Regelung. Für einige Hinweise wäre ich dankbar.

Mein Ansatz ist in Stichworten wie folgt:

Drehgeber: über Magnet auf Rotorachse und Hallsensor, je Rotorumdrehung 2 Impulse, die Getriebe-Untersetzung ist 90:1, so dass je Radumdrehung 180 Impulse anfallen, die durch INT0 und INT1 gezählt werden.

Software:
In der Timer0_isr vergleiche ich die gezählten Rotorimpulse mit einem empirisch ermittelten Sollwert und erhöhe oder vermindere dann den PWA-Wert für rechts und links getrennt. Ich habe dabei einige softwaremäßige Verrenkungen gemacht, um eine vernünftige „Auflösung“ und damit eine feinfühlige Regelung zu erreichen. Im Prinzip funktioniert es; ganz zufrieden war ich aber bisher nicht.
Ich hatte immer den unbestimmten Eindruck, dass ich einen falschen Ansatz habe. Insbesondere wenn ich daran denke, dass der Radencoder von Christian H nur etwa 20 Impulse je Radumdrehung liefert und offenbar auch eine vernünftige Regelung ermöglicht.

Just in diesem Moment (also beim Schreiben dieser Zeilen) kam mir folgende Erleuchtung - wenn sie denn eine ist - :
Timer0 mit niedrigem Prescale konfigurieren, so dass pro Zeiteinheit reichlich Aufrufe der Timer0_isr erfolgen. Die Anzahl dieser Aufrufe zwischen 2 Rad-/ Rotor-Impulsen zählen und in den INT0 und INT1-Service-Routinen mit einem Sollwert vergleichen usw.

Falls ich mit dieser Idee richtig liege, würde mir ein kurzes OK reichen; die Rest kriege ich dann - hoffentlich - schon hin.

Gruss an alle

MichaelM

01.09.2007, 19:25

Hallo,
das mit dem Zählen der zeit zwischen zwei Impulsen der Radencoder sollte funktionieren. Bei 180 Strichen pro Umdrehung darfst du aber nur wenig nachregeln, denn die Motoren sind doch recht träge. Ich werde wahrscheinlich erstmal ohne Geber fahren, denn bei chaotischem Fahren kommt es doch auf Kurven nicht an?!

Zur Schirmwirkung von Alu: Bei größeren Materialstärken kann man Magnetfelder im hohen ein- bis zweistelligen MHz-Bereich einigermaßen abschirmen. Einen Motor möchte ich damit aber nicht abschirmen. Normales Stahlblech sollte auch gehen, wenn man zwischen Motor und Blech einen kleinen Luftspalt von vllt. 1 bis 2 mm lässt. Der Lufspalt ist wichtig, wir haben mit einem 2mm Blech in dieser Entfernung eine bessere Schirmwirkung erzielt als mit einem 8mm Blech ohne Spalt. Allerdings handelte es sich dabei um niederfrequente Magnetfelder (200kW - Synchronmaschine).

Gruß,
Michael

Christian H

02.09.2007, 18:13

Hallo,

so halbwegs steht der neue Rasenrobo. Die Verdrahtung ist etwas chaotisch, da ich alle Teile auf 2 Etagen neu arrangiert habe, ohne umzulöten. Überhaupt hat die Kisten nichts von der Präzision mit der andere hier arbeiten, z.B. Klington. Vorerst ist alles aus Plexiglas und Balsa. Ob die Räder auf Rasen durchdrehen werden, kann ich auch noch nicht sagen. Falls ja, werde ich erst die Räder mit Profil versehen (reinsägen oder mit Lötkolben). Ggf. weitere Plexiglasscheiben um die Räder breiter zu machen. Passende fertige, schmale Räder in der Größe habe ich nicht gefunden.

Anbei einige Bilder und 2 Videos. Die Monitorbilder zeigen einmal die Anzeige der Sensoren ohne Schleife, einmal mit angeschalteter Schleife. Auf den Bildern kann man erkennen wie das Mu-Metall um die GLocke vom RM-Motor gewickelt ist, sowie um den Antriebsakku. Dieser steht übrigens nicht einfach nur per Zufall hochkant, sondern weil hierdurch ebenfalls die Induktion in die Sensoren vermindert wird. Flach liegend wäre die Störung zu stark. Man sieht auch, dass die Sensoren in Höhe des RM-Motors angeordnet sind.

http://www.rasenrobo.de\IMGP1998.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP999.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2000.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2000.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2001.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2002.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2009.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2010.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2011.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2012.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2013.ipg
http://www.rasenrobo.de\IMGP2016.ipg

videos:
http://www.rasenrobo.de\IMGP2003.avi
http://www.rasenrobo.de\IMGP2006.avi

Grüsse

Christian

marvin42x

02.09.2007, 18:42

Bei den Links für die Filme hat es bei mir nicht geklappt.
Hier die Version die bei mir funktioniert hat

http://www.rad-ro.de/Rasenrobo/IMGP2003.AVI

http://www.rad-ro.de/Rasenrobo/IMGP2006.AVI

Netter Gruss

Ps. Ich finde das sehr spannend was hier abgeht

MichaelM

23.09.2007, 19:06

Hallo,
nachdem ich wieder ein wenig Zeit gefunden habe und meine Plattform jetzt das Fahren gelernt hat, wird es allmählich mit der Induktionsschleife wieder dringlicher. Ich hatte ja ein recht groes Problem mit Störungen durch die Motoren. Ein guter Elko (Glattfolie) auf der Antriebsplatine eliminiert fast alle Sörungen durch die Zuleitungen und den Akku. Die hohe Pulsfrequenz von 19,5kHz sorgt für einen fast glatten Motorstrom und somit für wenig Sörungen von den Motorleitungen und weniger von den Motoren. Durch die höhere Pulsfrequenz gab es jedoch massive elektrostatische Einstreuungen. Diese kann man jedoch quasi eliminieren indem man die Motorengehäuse mit dem zentralen Massepunkt verbindet (min. 1,5mm²) und die Transistoren etwas langsamer schalten lässt (ca. 0,5µs). Die Schaltverluste bleiben dabei noch im Rahmen, meine TO220-Gehäuse werden ungekühlt bei 8A nur etwa Handwarm. Die normale Stromaufnahme des Fahrzeugs (55 x 30cm, 12kg) liegt auf Beton bei nur ca. 0,8A. Mein Vater hofft nun schon dass ich die Steuerung zum Laufen bekomme und er mit der Mechanik anfangen kann, wird aber wohl noch etwas dauern... ;-)

Soweit mal mein momentaner Stand.

Gruß,
Michael

jmetzkow

24.09.2007, 08:30

Hallo

MichaelM
Nur 0,8 Ampere Wow
Welche Komponenten hast du verwendet ?

Meiner zieht 6 Ampere 8-[
Könntest du vieleicht ein Foto hier hinterlassen ?

bye

MichaelM

24.09.2007, 10:55

Hallo,
die Elektronik ist komplett von mir, die Motoren sind von Pollin (wahrscheinlich Fensterheber), die Räder ebenso. Der Grundaufbau besteht aus 16mm Pressspan. Hinten wo die Lötzinnrollen liegen ist noch Platz für einen zweiten Akku 12V/7Ah. Die Räder sind natürlich für die Wiese ungeeignet, aber es geht ja nur um die Steuerung. Die Kollisionstaster sind die kleinsten im Baumarkt erhältlichen Schrankscharniere (Bänder) mit aufgeschraubtem Gartenschlauch. Darunter befinden sich Taster und Druckfedern (2 vorne, 2 in den Schrägen und je 2 an den Seiten). Die Platinen (100x160) haben 96pol. Steckverbinder und sind somit leicht auswechselbar, man will ja schließlich was ausprobieren. Für die Motoren sind immer 6 Pins parallel, für die Steuerstromversorgung immer 3 Pins, Signale einfach. In Fahrtrichtung von links nach rechts:
Leistungsplatine: Fahrtregler links, rechts, Mähmotor, Stromversorgung 5V und 9V
Antriebsplatine: PIC16F877 mit Treibern für die Mosfets, später noch Geberauswertung
Hauptrechner: PIC16F877 mit Kollisionstasterabfrage, 256Byte RAM, 256Byte EEPROM, das Ram fungiert als Server: alle schreiben ihre Daten dorthin und lesen von dort.
(frei)
(frei)
Kommunikationsplatine: PIC16F877 mit Display (2 x 16) für die 256 Parameter mit Parameterbeschreibung, Tasterabfrage, evtl. Drehencoder, RS232, vielleicht mal Funk.

Der Datenverkehr läuft per I2C im Multimasterbetriebimmer zum RAM, d.h. alle Controller sind Master, RAM ist einziger Slave. Ist zwar etwas aufwändiger aber man bleibt flexibel. Auf der linken Seite neben den Platinen befindet sich noch der Hauptschalterund die Sicherung, auf der rechten Seite der general-Reset, eine Buchse für den Programmer/Debugger (ICD2-Nachbau) sowie ien Drehschalter um die zu programmierende Platine auszuwählen (kein lästiges Umstecken). Die Motoren halten einen Dauerbetreib bei 12V nicht durch, nur etwa 10 bis 15 Minuten. Ich arbeite mit 8Bit PWM (19,5kHz) und gebe einen Wert von ca. 100 dez. vor, also ca. 40%. Bei etwa 8V dürfte ein Dauerbetrieb möglich sein. Die Motoren sind sehr stark, Wenn man ohne Rampe mit 12V anfährt geht das Modell vorne ca. 12cm hoch und die Räder berühren den Beden erst wieder nach ca. einer Fahrzeuglänge. Maximalgeschwindigkeit ca. 2,5km/h. In der Wiese habe ich den Stromverbrauch noch nicht gemessen, die 0,8A verstehen sich natürlich ohne Mähmotor (noch nicht montiert). Ob ich jemals einen Mäher montiere weiß ich noch nicht, ist ja nur ein Versuch. Vielleicht lasse ich das Ding im Hof mal einen Kreidestrich ziehen. Softwaremäßig funktionieren bei mir jetzt die Grundfunktionen, die Ausweich- und Fahralgorithmen müssen alle noch rein. Ach ja, der Multimasterbetreib (I2C) hat mich ein wenig Nerven gekostet, da bei Mikrochip rech bescheiden dokumentiert und im Hobbybereich nicht unbedingt verbreitet, funktioniert jetzt aber bestens.

(Ich möchte aufgrund der vielen Mikrocontroller nicht wieder die Debatte über die Effizienz entfachen.)

Gruß,
Michael

homedom

24.09.2007, 16:06

Hi,
Sieht mal nicht schlecht aus, aber meinst du wirklich dass das Holz so lange überlebt? Wieso nehmt Ihr net n Stahlchassis? Bin auch am Bau von nem Rasenmäh roboter. Mein einzigstes Problem ist, dass mein Nachbar noch keine Zeit hatte mir mein Motor-Rad Adapter zu drehen. Die Elektronik ist schon ziemlich fertig ausgedacht. die Hauptplatine fehlt noch, wird aber demnächst gemacht. Mein Stahlchassis hab ich selbst geschweißt, wird am ende noch Sandgestrahlt, grundiert und lackiert, das hält ne Ewigkeit. Wenn ich mal Zeit hab lad ich Bilder hoch.
Sonst gute arbeit!

gruß, homedom

MichaelM

24.09.2007, 17:30

Hallo,
wie gesagt, das Chassis ist nur zum Ausprobieren der Steuerung und vielleicht später mal fürn Hof, wenn mich das Roboter-Hobby nicht mehr loslässt (von den Röhrenverstärkern komme ich schließlich auch nicht mehr los). Wenn die Steuerung eines Tages mal funktionieren sollte (schöner Konjunktiv :-)) wird das Ganze von meinem Vater und mir natürlich aus Metall gebaut. Wir haben schließlich eine gute Werkstatt zur Verfügung incl. Bandsäge, Drehbänke, Fräsmaschinen, Schweißgeräten usw. usw. Bei uns ist das so: Ich mache die Elektronik und helfe meinem Vater dann bei der Mechanik. Das Gestell aus Holz ist halt schön weil mann es auch im Bastelzimmer schnell mal ein Loch hier und eine Schraube dort ohne Aufwand anbringen kann. Ich habe das Chassis incl. der Motoren und Räder in 20 Minuten zusammengebaut. Außerdem isoliert das Ganze, beim Basteln ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Wenn man dann an einen vernünftigen Aufbau geht muss man das Gefährt auch flacher bauen bzw. weiter oben noch Taster anbringen, jetzt könnte es nämlich passieren dass man unter einem Gartenstuhl die Platinen abbricht. Ich habe übrigens heute nochmal die Stromaufnahme gemessen, in der Wiese beträgt sie etwa 1,4A, bei Vollgas ca. 4A, bei Vollgas und 25% Steigung ca. 7,5A. Hierbei wird man aber zum Mähen dann auch mehr als die 40W der fertigen Mäher brauchen...

Gruß,
Michael

MichaelM

24.09.2007, 17:35

Hallo,
kleiner Nachtrag noch von mir da ich zu den Bestellnummern von Pollin gefragt wurde (könnte vor allenm für größere Indoor-Robis interessannt sein):

Motor links: 27-310355
Motor rechts: 27-310356
Rad hinten: 27-440661 oder 27-440531
Rad vorne: 27-440332
Kollisionstaster: 27-420498

Gruß,
Michael

jmetzkow

25.09.2007, 07:57

Hallo

MichaelM

Die Motoren von Denso kannst du nicht als tragende Elemente
verbauen, so wie du es getan hast.

Ich habe bei meinen Denso-motoren das Schneckengetriebe entfernt und muste feststellen das die Antriebswelle nur gleitgelagert ist, und das nicht mal in ein extra Broncelager sondern einfach in Aluguß (Aluguß glaub ich).
Daher wirst nicht lange Spaß an den Motoren haben bei dieser montage.

PS:Ich möchte nichts schlecht reden, soll nur ne Info sein damit du dich spätter nicht ärgerst, und jetzt schon mal vor der fertigstellung die Bauweise ändern kannst.

bye

marvin42x

25.09.2007, 08:38

@jmetzkow:

Ich bin jetzt unsicher. Hattest Du schon einen Lagerschaden? oder vermutest Du, dass einer eintritt wegen der Bauart?
Ich weis von den früheren Honda CB500 Motoren, dass dort die Nockenwellen im Alukopf einfach ohne Lager im Alu liefen. Der Motor drehte an die 10 000min-1
Wäre da noch Raum für Optimismus?
Die Frage ist etwas eigennützig da ich auch solche Motoren besitze.

Netter Gruß

MichaelM

25.09.2007, 19:10

Hallo,
keine Sorge mit der Belastbarkeit. Solange man im Bereich von 3 bis 5 kg bleibt passiert da nichts. Die Getriebe haben AS ein Gleitlager d=12mm b=5mm und BS auch ein Gleitlager d=5mm b=3mm. Die Welle ist gehärtet und die Lagerbuchsen fettgeschmiert. Der Motor an sich hat AS ein Kugellager und BS ein Gleitlager. Vom Aufbau also ein ganz normaler Scheibenwischermotor, nur etwas kleiner. Die Lagerbuchsen sind übrigens aus recht dichter Sinterbronze. Für ein Gelegenheits-Wohnzimmermodell sollte es also allemal reichen.
Zu meinem Aufbau:
Ich habe ja bereits geschrieben, dass es sich lediglich um einen Versuch handelt und das fertige Gerät ganz anders aussehen wird (so Gott will).
Gruß,
Michael

PS: Ich könnte ja mal einen Betriebsstundenzähler einbauen und beim ersten Lagerschaden dann berichten, sofern es dann überhaupt noch sowas wie Internet gibt :-).

jmetzkow

27.09.2007, 18:56

Hallo

marvin42x

Ich bin jetzt unsicher. Hattest Du schon einen Lagerschaden? oder vermutest Du, dass einer eintritt wegen der Bauart?

Nein ich hate noch keinen Lagerschaden, aber ich denke das dieser Bauartbedingt eintreten wird.

Ich weis von den früheren Honda CB500 Motoren, dass dort die Nockenwellen im Alukopf einfach ohne Lager im Alu liefen. Der Motor drehte an die 10 000min-1
Wäre da noch Raum für Optimismus?

Wie wird da die welle geschmiert ? Fett ? nö Ölldruck ! oder?

Und was kostet ein CB500 Motor ?
Ich bin bei Motoren in dieser Preisklasse nicht gerade ein Optimist.

MichaelM

Für ein Gelegenheits-Wohnzimmermodell sollte es also allemal reichen

Achso, ich dachte es wäre ein Prototyp welcher später hin noch perfektioniert würde mit anderen chasis U.S.w.
Mir hat auch die recht lange verlängerung der Welle etwas pesimistisch gestimmt wegen der Hebelwirkung.
Hast du dir die anderen Scheibenwischermotoren bei pollin mal angeschaut, ich habe 2 für je 15 euro die haben 3 Geschwindigkeitsstuffen.

bye

MichaelM

27.09.2007, 19:48

Hallo,
die Welle ist nicht verlängert. die Räder sind bis zu der Schulter aufgeschoben und stehen etwa 3mm über die Welle über.
Natürlich sieht ein fertiges Gerät anders aus. Da gibt es dann ordentliche Lager und andere Motoren. Ich denke nämlich nicht, dass die Kohlebürsten lange halten werden, sind doch recht klein. Keine Sorge, mit "lange" meine ich hier mehrere tausend Stunden, arbeite schließlich in der Motorenentwicklung und in der Industrie ist man was anderes gewöhnt. Wenn ein Modell mal über die 300h kommt ist das schon viel, ein ernsthaftes Gerät wird aber schon in den Bereich einiger tausend Stunden kommen. Übrigens, die Indukttionsschleife fängt an zu funktionieren, zumindest für kleinere Bereiche. Interessant werden auch die Ausweichalgorithmen wenn es mal etwas verwinkelter zugeht. Ein Test ist allerdings noch nicht möglich, im Norden Bayerns regnets was runtergeht :-(.
Gruß,
Michael

jmetzkow

28.09.2007, 11:08

Hallo

Achso zum Thema Induktionsschleife

Übrigens, die Indukttionsschleife fängt an zu funktionieren, zumindest für kleinere Bereiche.

Ich hatte anfangs auch einige Problemme zwecks grösse,
ich habe den OP so wie Cristian es in den ersten schaltplan angegeben hat mitgekoppelt, (da funktioniert es am besten finde ich) und einen Kopfhörer angeschlossen stellte aber fest das der Op ohne Kopfhörer
kein Signal lieferte. Nach einigen Schaltungsmodifikationen erkennt mein atmel ob er innen oder ausserhalb der Schleiffe ist, dadurch das aussen signal high und innen Signal low ist.
Bei meinen Akkuschrauber wenn der läuft kommt die Schaltung bei etwa 20 cm zum stotern wenn Akkuschraubermotor wagerecht und Spule senkrecht steht,
wenn beide lotrecht zueinander stehen erst bei etwa 15 cm entfernung und das ohne Abschirmung der schaltung U.S.W.
Die Schleiffe etwa 25 Meter Kupferkabel abgerolt mit einen 5,6 Ohm Wiederstand dazwischen, bei circa 3HZ und 13,8 Volt.
Wie es bei 250 Meter Kabel sind weiss ich noch nicht .

bye

MichaelM

28.09.2007, 17:34

Hallo,
nachdem es immer noch regnet habe ich mal einen Plan gezeichnet. Die Schaltung wird vorne und hinten am Roboter bei den Motoren und Akkus angebracht. Ich habe dann ca. 10cm Abstand zu den Motoren und 5cm zum Bleiakku. An diesen Punkten messe ich eine Störspannung von ca. 1,2mVs, die Schaltung reagiert ab ca. 2mVs.
Zur Schaltung: OP1 verstärkt das Signalum den Faktor 13. R5 und R6 bilden eine virtuelle Masse, die Widerstände sind unsymmetreisch weil der OP nur etwa bis 4V aussteuern kann. R3 legt den Gleichstromarbeitspunkt für OP1 fest. Mit R7, R8 und OP2 ist ein Schmitt-Trigger aufgebaut, R8 legt die Empfindlichkeit fest (wahrscheinlich noch kein endgültiger Wert). R9 und C3 glätten das Ausgangssignal zu konstant High oder Low (innen oder außen). Die Pulse an K3 (Breite ca. 150µs) muss ich später noch auswerten um eine Funktionskontrolle zu erhalten. Meine Sendeschaltung gibt einen Impuls von 50V für 150µs auf die Schleife, der Strom steigt dabei auf ca. 15A an. Gepuffert wird die Spannung von einem 1mF Elko, im Mittel ergibt sich bei 10Hz eine Stromaufnahme von nur 20mA. Damit beide Spannungsspitzen der Spule verwendet werden können, befindet sich am Draht keine Freilaufdiode, Der Mosfet (IRF3705, gut und günstig) ist bereits durch seine eigene Schutzdiode geschützt und wird auch nicht warm. Ich werde den Garten evtl. in 2 Bereiche aufteilen damit die Schleife nicht so groß wird. Bei 3,2Ohm Schleifenwiderstand und 50m² habe ich in 1m Entfernung ca. 130mVs in der Spule. Der Puls von 150µs reicht hier vollkommen aus, längere Pulse bringen nichts außer höherem Stromverbrauch, es müssen nur die 15A erreicht werden. Den Verstärker mitzukoppeln lief bei mir nicht sicher genug, es gab bei zu schwacher Dämpfung des öfteren Schwingungen, bei stärkerer Dämpfung war die Verstärkung zu schwach.
Gruß,
Michael

jmetzkow

29.09.2007, 16:45

Hallo MichaelM

Nach dem du dir die Arbeit gemacht hast einen Schaltplan zu erstellen wollt ich mir nicht lumpen lassen und habe auch einen erstellt von meinem Empfänger.(aber nicht mosern das ist mein erster :-$ )

Zur Inbetriebnahme:

Am Poti 1 wird die Empfindlichkeit des Sensors eingestellt
Am Poti 2 wird der Pegel für LOW und High -umsetzung eingestellt

Wenn Robo in Induktionsschleiffe dann blinkt LED1 mit Kurzen Impulsen
Led2 ist aus
Wenn Robo Überhalb der Induktionsschleiffe Oder Induktionsschleiffe
ausgefallen dann beide LED's aus
Wenn Robo ausserhalb der Induktionsschleiffe ist
dann blinken LED1 und LED2mit langen Impulsen.

Zur Einstellung: Erst Poti1 so weit drehen bis eindeutig Signal in der Schleiffe an LED1 dann
Sensor ausserhalb der Schleiffe halten und Poti2 soweit drehen bis Led2 gerade so Blinkt.
Dann Poti 1 und Poti 2 feinjustieren.

Anmerkung:
Die Schleiffe von oben betrachtet muss das rechte Kabelende an Minus, das linke am Plus.
Beträgt die Reichweite weniger als 50 cm über der schleiffe so müssen gegebenenfals die Anschlüsse der Spulle getausch werden(ein umpollen am Induktionsgenerator hat nicht den gewünschten Erfolg gebracht).

Wenn de Bock hast kannste die ja mal nachbauen und berichten.

Bye

EDIT:
Ach nee 20 mal den Schaltplan überprüft, eingestellt und einen Fehler gefunden. (behoben)
http://www.everes.de/images/rasenm/MeinInduktionssensor.jpg

MichaelM

29.09.2007, 17:10

Hallo,
bist du dir sicher, dass Poti 1, Poti 2 und die Brücke rechts von Poti 2 nach Masse richtig eingezeichnet sind? Die Brücke jedenfalls ist auf jeden Fall falsch weil sie das Signal kurzschließt und Poti 2 geht wahrscheinlich nach Masse, oder irre ich mich da?
Mosern wegen des Plans? Der sieht doch recht professionell aus, andere könnens nach dem 100. nicht annähernd so.
Meine Schaltung hat noch so ihre Schwächen, vielleicht baue ich den ganzen Verstärker nochmal DC-gekoppelt auf. Mit besseren OPs ist das kein Problem aber es muss eben mit Standardbauteilen gehen, man hat schließlich auch seinen Solz. :-)
Gruß,
Michael

jmetzkow

29.09.2007, 17:37

Hallo

Es war wieder ein Fehler drin habs wieder korigiert.

Poti 1 ist richtig. Da R1 und R2 einen Spannungsteiler bilden und durch Poti 1 die Spannung am Op geändert wird, mehr gegen Masse oder Gegen +.
Das Ergebniss siehst du dann am Oszi da siehst du dann wie du die nulllinie (?) nach oben oder Unten verschiebst und sich dadurch auch die
Ausschläge ändern.
In der grösten Empfindlichkeit hast du dann in 1 Meter über der schleiffe ein Signal (Kabellänge der schleiffe 3,5 Meter).
Poti 2 war falsch jetzt richtig

Mal sehen

bye

Achso R5 hat 270R ist ja nur für ne LED kann ja auch höher gewählt werden

MichaelM

29.09.2007, 19:50

@jmetzkow

Hallo,
ich habe gerade nochmal ein wenig in diesem Thread gelesen. Du schreibst du hast für den Messerantrieb einen Motor von Pollin gekauft. Handelt es sich dabei um einen DENSO? Ich habe nämlich heute mal überlegt ob ich einen dovon probehalber für sowas einsetzen kann, müsste ja nur das Getriebegehäuse ein wenig mit der Fräsmaschine bearbeiten, evtl. einen neuen Lagersitz einbauen.

Welche Motoren verwendest du eigentlich als Antrieb?

Auf dem Steckbrett funktioniert mein DC-gekoppelter Empfänger bereits recht vielversprechend. Ich werde ihn mal bei Gelegenheit aufbauen und im Garten testen.
Gruß,
Michael

EDIT: Zu viele Rechtschreibfehler...

jmetzkow

29.09.2007, 20:25

Hallo

Ja die Densomotoren habe ich so umgebaut wie du es hier beschrieben hast.

Als Antriebsmotoren habe ich den hier verwendet von Pollin mit der Bstellnummer 27-310233.
In der Beschreibung sind zwar 2 Geschwindigkeiten angegeben
aber dir stehen 3 zur verfügung da 3 Kohlebürsten mit unterschiedlichen
abständen zueinander auf dem Anker angeordnet sind.
Du must nur auf der Massekoplung des Gehäuses acht geben da ein Pol mit dieser verbunden ist.

Bye

MichaelM

30.09.2007, 19:25

Hallo,

der Dauerregen hat endlich aufgehört. :-)

Ich habe heute den DC-gekoppelten Empfänger zweimal aufgebaut und am Roboter getestet. Dazu im Hof auf einer Fläche von ca. 8m x 7m Klingeldraht ausgelegt, natürlich schön mit Ecken und Sackgassen. Der Draht hatte einen Widerstand von 2,4 Ohm, den Sender habe ich mit 8V gespeist, d. h. der Strom stieg auf etwa 3,3A an. Wenn der linke Sensor den Draht erreicht fährt der Roboter 1s zurück, dreht 1s nach rechts und fährt wieder vorwärts, beim rechten Sensor fährt er 1s zurück, dreht 2s nach links und fährt wieder vorwärts. Die Zeiten müssen unterschiedlich sein sonst fährt er sich fest. Selbst mit diesem einfachen Programm hat er jede Ecke erreicht und konnte sich auch wieder befreien. Das Ganze lief heute knapp 2h. Die kniffligste Stelle war eine "Keule" mit 2m Länge 80cm Breite und einem Eingang von 50cm. Jetzt müssen hinten noch 2 Sensoren ran, außerdem muss die Schleifenfunktion noch überwacht werden. Interessant wird dann noch der Test mit einer großen Schleife, werde dazu mal ein paar Kabeltrommeln suchen. Bei 1,5mm² und 250m hat man ca. 3 Ohm, dann kann man ja noch parallel schalten und kommt auf 1 Ohm. Hoffentlich wird die Induktivität nicht zu hoch.

Gruß,
Michael

MichaelM

01.10.2007, 19:48

Hallo,
habe heute nochmal einen Versuch mit einer großen Schleife aufgebaut. Dazu in der Wiese 3 Kabeltrommeln mit insgesamt 105m 3x1,5mm² als Rechteck mit ca. 20m x 29m ausgelegt (nur eine Ader verwendet). Außerdem mitten im Garten das Oszi plaziert (warum müssen die Dinger 21kg wiegen? - egal). Ergebnis: bis herunter zu 10V als Senderversorgung wurde das Signal innerhalb der Schleife sicher erkannt (8mVs). Für die Veiteren Versuche habe ich den Sender mit 15V versorgt. Nächste Gemeinheit: Im abgeernteten Gemüsebeet das Kabel auf 3m Länge 15cm tief eingegraben. Hier wurde das Signal auch in 60cm über dem Boden sicher erkannt (größere Höhe nicht ausprobiert). Auch ein Stahlgestell von der Komposttonne (l 3m x b 1,2m x h 2,5, 150kg) innerhalb der Schleife störte nicht. Anschließend die üblichen Sackgassen gelegt, auch das kein Problem. Durch die größere Induktivität der Schleife hat das Signal natürlich eine andere Form, d. h. die erste Halbwelle fällt niedriger aus (während der EIN-Phase des Transistors), die zweite Halbwelle dafür spitzer und höher. Hier kann man sicher noch mit der Einschaltzeit variieren.

Alles in Allem ein durchaus gelungener Test.
Zur Weiterarbeit: In Zukunft werde ich mir wohl mal den Einfluss verschiedener Materialien auf die Signale ansehen. Außerdem werde ich mal ein paar andere Motoren bzgl. Störungen untersuchen. Wenn das alles geschafft ist muss noch das Programm in Ordnung gebracht sowie die Schleifenfunktion überwacht werden. Und schon wären wir bei der Mechanik, aber man soll ja den Tag nicht vor dem Abend loben. Ich werde beim nächsten Mähen mal den Stromverbrauch von unserem ferngesteuerten Mäher messen, der läuft nämlich ganz gut mit seinen knapp 50kg.

Gruß und viel Erfolg den Mitbauern/-entwicklern,
Michael

Christian H

01.10.2007, 20:52

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

Christian H

01.10.2007, 20:54

MichaelM

01.10.2007, 21:20

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

MichaelM

02.10.2007, 17:39

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

jguethe

04.10.2007, 14:24

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

MichaelM

04.10.2007, 15:59

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

jguethe

05.10.2007, 10:11

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

Christian H

05.10.2007, 10:49

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

Christian H

05.10.2007, 11:30

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

jguethe

05.10.2007, 14:02

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

Christian H

05.10.2007, 16:10

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

MichaelM

05.10.2007, 21:19

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 :-)

Christian H

06.10.2007, 07:15

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

MichaelM

06.10.2007, 13:30

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

Christian H

06.10.2007, 19:00

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

MichaelM

06.10.2007, 19:35

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

jguethe

07.10.2007, 11:09

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

MichaelM

07.10.2007, 14:22

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

MichaelM

10.10.2007, 19:52

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

Vogon

10.10.2007, 21:47

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.

MichaelM

11.10.2007, 19:00

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

Vogon

11.10.2007, 21:51

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

15.10.2007, 19:15

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

20.10.2007, 21:51

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

20.10.2007, 23:17

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

20.10.2007, 23:34

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

21.10.2007, 09:07

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

21.10.2007, 09:46

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

21.10.2007, 12:57

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.

http://www.silbergold.de/fotos/Sensoren/Gabellichtschranke22x22%20mm.jpg

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

22.10.2007, 01:18

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

MichaelM

31.10.2007, 15:06

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

MichaelM

10.12.2007, 19:57

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

Klingon77

11.12.2007, 12:43

hi MichaelM,

hast Du Bilder Deiner Scheibe?

liebe Grüße, Klingon77

MichaelM

11.12.2007, 16:01

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

Klingon77

11.12.2007, 20:03

hi,

da erkennt man ja neidlos den Profi ! :cheesy:

Willst Du die Scheibe noch auswuchten?

liebe Grüße, Klingon77

MichaelM

11.12.2007, 20:37

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

Klingon77

11.12.2007, 21:21

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

MichaelM

12.12.2007, 15:41

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

jeffrey

12.12.2007, 18:05

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

Klingon77

12.12.2007, 20:47

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

MichaelM

12.12.2007, 21:09

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

MichaelM

13.12.2007, 20:28

Hallo,
ich habe mal einen Test der Messer mit einer Bohrmaschine durchgeführt. Die unterste brauchbare Drehzahl liegt um 2400U /min. Wirklich gut geht es ab 3000/min. Mein Motor macht unter Last 2650 U/min. Ich schwanke bei der Übersetzung noch zwischen 1:1,75 und 1:2. Ein wenig Reserve braucht man ja auch noch wenn die Klingen langsam stumpf werden. Ich denke ich werde für den Anfang mal so 3500/min einstellen, nachregeln werde ich mir vorerst ersparen.
Viel Spaß beim Nachbauen,
Michael

Klingon77

14.12.2007, 08:16

Hi MichaelM,

die Idee mit dem Bohrmaschinentest ist gut! :idea:

Da wäre ich nicht drauf gekommen.

Liebe Grüße,

Klingon77

Frank

17.12.2007, 14:32

Interessant euer Thread, zumal ich im Sommer vielleicht auch mal wieder so ein Teil bauen will. Allerdings etwas andere Zielsetzung, soll vermutlich nur ferngesteuert werden. Er soll mir das mühselige mähen an einem Hang abnehmen.
Problem ist hier die starke Steigung, was viel Power erfordert. Power widerum bedeutet schwere Akkus - was bei Steigung etwas problematisch ist.

Was nehmt ihr denn für Räder und welche Erfahrung habt ihr bei Steigungen. Vielleicht könnt ihr dazu mal was posten wenn erste Ergebnisse vorliegen. Ich hatte Räder mit max 180mm Durchmesser und 45mm Breite angedacht. Leider bekommt man in der Göße keine preiswerten Räder mit groben Gummiprofil sondern nur Plastikprofil. Vollgummiräder haben meist nur glattes Profil und sind zudem oft zu schwer und bezahlbare Lufträder sind meist größer/breiter.

MichaelM

17.12.2007, 18:12

Hallo,
da hab ich doch schon was...
Letztes Jahr habe ich mit meinem Vater zusammen in 8 Tagen sowas gebaut. Ein herkömmlicher 52cm-Mäher mit 3,5 PS, eine Bosch Lichtmaschine, ein Gleichstrommotor mit 24V 750W, ein Winkelgetriebe, eine Fahrradkette, ein Akkuschrauber mit Gewindestange für die Lenkung und eine in der Nacht gebaute Elektronik. Das Teil mäht bei uns einen Hang mit 40m Länge, 3m Breite und 43° Steigung. Ich habe leider keine Bilder, nur ein Video wenn gewünscht. Bei Interesse gibts eine ausführlichere Beschreibung.
Gruß,
Michael

Frank

17.12.2007, 18:59

Hi
Ich wollte eigentlich keinen Benziner verwenden, zu laut! Dennoch würden mich Bilder oder auch Video interessieren. Post mal ein bisschen zu eurem Projekt. 750 Watt Motor ist natürlich enorm, den kann man ja mit reinem Akku nur ein paar Minuten nutzen! Hast du ein paar Daten? Wieviel Strom zieht der Motor im Durchschnitt, ich nehme nicht an das die 750 Watt ausgenutzt werden? Ich nehme an er dient nur zum Antrieb.
Welche Radgröße (Durchmesser/Breite) nutzt ihr? Welches Profil Plastik/Gummi? Rutscht der Roboter eventuell in Hanglage?
Wie schwer ist das ganze in etwa?

MichaelM

17.12.2007, 19:58

Hallo,
auf der Ebene zieht der Motor so um 15 bis 20A (bei 12V), am Hang kurzzeitig bis 60A. Das Winkelgetriebe stammt von einem Förderband (war ein 250W Drehstrommotor dran). Die 43° Schräge sind fast die Grenze, man muss sich schon ein paar Gedanken machen (Gewichtsverteilung, Spureinstellung, ...). Die Reifen sind Sackkarrenräder 265 * 85mm (Luftreifen). Die Vorderachse besteht aus Winkelstahl (50mm) und ist voll verschweißt. Die Achsschenkel und die Hinterachse sind 16mm stark. Hinten ist eine Starrachse, auf dem Gras kein Problem. Durch die neue Hinterachse musste die Aufhängung für den Korb nach hinten verlegt und der Tunnel geändert werden. Der Korb hat jetzt hinten auch mehr Bodenfreiheit. Als Pufferakku steht ein 12V 7Ah Bleiakku drauf. Dieser dient auch dazu aus der Garage zu fahren. Die Lichtmaschine bringt ca. 60A, könnte aber 75A. Die Keilriemenübersetzung ist so gewählt dass sich der Motor nicht abwürgen lässt. Der Feldstrom wird durch einen Widerstand (16Ohm) bergenzt, die Lichtmaschine bringt so erst Strom wenn der Motor nach dem Anlassen schon Drehzahl hat. Für die Elektronik konnte ich keine fertigen Regler verwenden, diese haben zu wenig Sicherheitsvorkehrungen (oder gar keine). Ein Handbetrieb ist auch noch möglich, am Fahrzeug befinden sich zwei Potis für Lenkung und Antrieb sowie ein Schlater Hand/Fernsteuerung. Wiegen tut das Teil um die 45kg. Beim Nachbau sollte man auf einen Radantrieb achten, dann hat man schon eine Riemenscheibe auf der Kurbelwelle. Von der Lichtmaschine habe ich das Lüfterrad entfernt damit das Loch im Chassis nicht zu groß sein muss, da vom Motor keine Wärme kommt wird sie nur handwarm. Als Fernsteuerung verwende ich eine herkömmliche Modellbaufernsteuerung.
Bitte entschuldigt die Qualität aber das Video ist stark komprimiert und die Fotos stammen auch aus dem Video.

Auf dem Bild ist noch der Wischermotor statt dem Akkuschrauber für die Lenkung zu sehen, dieser zerlegte sich aber nach wenigen Betriebsstunden. Die jetzige Version ist aber absolut geländetauglich und stabil.

Gruß,
Michael

Frank

19.12.2007, 08:03

Ist ja mächtiges Teil, danke für die Informationen. Meiner soll aber zwei Stufen kleiner werden da nur kleiner Hang , aber mit vielen Hindernissen, muss also kleineren Wendekreis haben. Zudem halt alles Elektro. Ich hab mit jetzt gerade mal die kleinen Scheibenwischermototoren von Pollin angeschaut ... sind ja schön klein und leicht ... aber bin etwas skeptisch ob die größeres Gewicht lange am Hang bewegen können. Die kleinen haben übrigens den Vorteil das die Masse nicht am Gehäuse ist , wie bei den großen Motoren von Pollin.

MichaelM

19.12.2007, 17:01

Hallo,

meinst du die Motoren von Denso? Diese setze ich in meinem "Bastelroboter" ein. Ich habe vor einiger Zeit mal einen Erwärmungsversuch gemacht. Bei 9V verkraftet der Motor so um die 5A im Dauerbetrieb. Höher wie 9V sollte man nicht gehen denn die Läuferbleche sind sehr dick und die Eisenverluste nehmen quadratisch mit der Drehzahl zu. Bei hohen Eisenverlusten kann man sich dann kaum noch Kupferverluste erlauben also muss man mit dem Strom und damit dem Drehmoment runter. Das Drehmoment habe ich nicht gemessen aber man kann mit ca. 45 bis 50% Wirkungsgrad rechnen. Bei den oben genannten Werten kommt also etwa ein Drehmoment von
9V * 5A * 0,45 * 9,55 / 90 min-1 = 2,1 Nm
heraus. Das deckt sich auch gut mit dem Strom meines Belastungsmotors.

Gruß,
Michael

Frank

20.12.2007, 09:17

Hallo,
ja genau den Denso meinte ich (siehe auch hier (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=24288&start=22)). Deine Erfahrung stimmt mit meinen ersten Eindruck überein, ich hatte den Motor bei 12Volt mal leicht belastet (eigentlich nur mit der Hand), der wurde selbst bei 1-2A schon recht schnell warm. Allerdings wenn er bei 9V immerhin 5A dauerhaft aushält, ist ja schon nicht schlecht, das hätte ich nicht gedacht.
Trotzdem wird er vermutlich zu schwach sein um wirklich einen Rasenroboter lang genug an einem steilen Hang zu bewegen, selbst wenn ich mehrere nehme. Problem ist halt das Gewicht des Akkus und der Motoren. Wahrscheinlich wird´s mit angetriebenen Akkumäher für einen kleinen aber steilen Hang sowieso schwierig, schade.

Gruß
Frank

homedom

09.02.2008, 12:53

Hi,
Ich bin auch grad am Bau eines Rasenmäher Roboter. Ist zum Großteil auch schon fertig, es fehlt nur noch die Induktionsschleife und ein paar andere Kleinigkeiten. Ich hab mich nun mal an die Induktionsschleife gemacht und hab den "Sender" so aufgebaut wie in der Wiki, jedoch mit einem Atmega8 als Signalgeber. Als ich die Schleife in meinem Zimmer ausgelegt hab, hab ich mit dem Oscilloscop +-150mV an einer Relaisspule (12V Relais) gemessen. Heut hab ich dann mal ne 15-20m Schleife im Garten ausgelegt und schon hatte ich unter 50mV Ausschlag.. Ich vermute, dass liegt daran, dass ich die Schleife nur mit 12V ansteuer. Kann das sein? Oder liegt es an der Relaisspule?

gruß, homedom

P.S.: Mein bisherigen Rasenmäher könnt ihr euch hier anschauen:
http://homedomsoftware.eu/blog/?page_id=11

MichaelM

09.02.2008, 17:20

Hallo,
das Teil gefällt mir. Die einzigen Bedenken hätte ich bei der Autobatterie mit dem Zyklenbetrieb. Ob es aber günstiger ist andere Akkus zu nehmen die dann lange halten müssen (wegen dem hohen Preis) ist auch fraglich. Zur Induktionsschleife: Ich komme bei 40V und 1 Ohm in 15m Entfernung zum Draht auf 15mV (zumindest rechnerisch). Mach sicherheitshalber mal einen Test mit deiner Spule auf deinem Metallchassis, nicht dass da noch Probleme auftreten. Ich habe auch festgestellt dass man die Zuleitungen zu den Motoren immer gut bündeln muss sonst gibt es mächtig Störspannungen in den Spulen. Reicht das Drehmoment von dem Mähmotor für das große Messer eigentlich aus? Die 540er Motoren machen doch eher eine recht hohe Drehzahl und geringes Moment.
Ich habe Anfang der Woche meinen Mäher auch mal probe fahren lassen. Allerdings habe ich noch keine Sensoren dran, mir ging es nur um die Mechanik und die Leistungselektronik.
Gruß,
Michael

homedom

09.02.2008, 18:50

Hi,
Die Batterie war noch hier rumgelegen, deswegen hab ich sie mal draufgepackt. Vorerst wollt ich sie auch verwenden. Wenn ich mir meinen Stromverbrauch anschau is das glaubich auch nötig. Meine Fahrmotoren brauchen je 2A und der Mähmotor so 2-5A.. Die Scheibe bekommt der Motor übrigens locker gedreht, bin nur am überlegen ob ich nicht einen nehmen sollte, der weniger Strom zieht.. Der Motor wird auch über nen CNY70-Drehzahlregler auf 2500upm geregelt.. Zur Zeit kann ich nur an der Elektronik weiter machen, da gerade der Lack trocknet..
Wegen der Induktionsschleife werd ich mal mit ner höheren Spannung arbeiten. Mein Widerstand muss ich dann auch noch wechseln, da es nur n 5W ist. Wie kann ich den eigentlich berechnen?

gruß, homedom

MichaelM

09.02.2008, 19:04

Hallo,
welchen Widerstand meinst du mit 5W? In meinem Beitrag oben die 1 Ohm waren der Widerstand der Drahtschleife. Damit bekomme ich bei 40V im Draht 40A. Ich verwende bei mir die stärkeren Scheibenwischermotoren von Pollin für den Antrieb und einen 280W Motor für die drei Messer über Zahnriemen. Maximal habe ich am Messer etwa 5000 U/min., die Drehzahl wird vorerst nicht geregelt. Auch die Antriebsmotoren haben keinen Drehzahlgeber. Als Akku werden es wahrscheinlich 2 mal 12V 17Ah Bleigel, alternativ NiMH was aber sauteuer wird. Deshalb habe ich auch noch kein Ladegerät eingebaut.
Gruß,
Michael

homedom

09.02.2008, 21:08

Hi,
Ich mein den Widerstand zwischen + und der Schleife. Ich hab die Schaltung wie aus dem Wissensbereich nachgebaut. Ich verwende zum Antrieb 2 Trico Scheibenwischer Motoren von Pollin. Den Drehzahlregler hab ich grad fertig gestellt, ist auch auf meiner Seite zu finden.

gruß, homedom

MichaelM

09.02.2008, 21:20

Hallo,
also den R5 mit 24 Ohm. Dieser Widerstand lädt nur den Kondensator auf die Betriebsspannung auf und trennt das Netzgerät vom Kondensator. Wenn nämlich der Impuls für die Schleife erzeugt wird bricht die Spannung am Kondensator etwas ein und das Netzgerät könnte ohne diesen Widerstand überlastet werden. Im Mittel nimmt die Schaltung unter 100 mA auf. Der Wert ist nicht kritisch, 5W sollten auf jeden Fall reichen. Der Widerstand hängt übrigens nicht in Reihe zur Schleife! Die Schleife wird durch den Transistor direkt mit dem Kondensator verbunden. Um die Schaltung nicht zu überlasten muss man sich selbst um eine Mindest-Schleifenlänge von ein paar Metern kümmern. Ich habe um an der Schleife entlangzufahren noch einen Differenzsensor gebaut, auf dem Holzgestell funktioniert er bestens, Schaltplan folgt bei Gelegenheit. Willst du auch an der Schleife zur Ladestation fahren?
Gruß,
Michael

homedom

09.02.2008, 21:39

Hi,
Achso, ich dachte der Widerstand begrenzt den Strom. Der 5W Widerstand wird sau heiß, ist das normal? Ja, ich wollte auch an der Induktionsschleife zur Ladestation fahren. Das wird aber glaubich noch etwas dauern, da ich die Ladestation als Art Garage bauen will in die er dann bei Regen und Dunkelheit fährt. Wie sieht es eigentlich mit dem Kabeldurchmesser der Induktionsschleife aus? Wie groß sollte der sein? Dass Netzteil muss ja nicht so viel Strom liefern oder?

gruß, homedom

MichaelM

10.02.2008, 09:06

Hallo,
wenn der Widerstand recht heiß wird liegt das an einer recht hohen Einschaltdauer oder sehr hohen Wiederholfrequenz. Ich habe für meine Versuche zuletzt mit 150µs Einschaltzeit und etwa 15 Hz Wiederholrate gearbeitet. Die große Wiederholrate brauche ich um schneller an der Schleife entlang fahren zu können. Ich werde als Draht ein Erdkabel NYY 3*1,5mm² verwenden. Das ist für die Verlegung im Erdreich zugelassen und entsprechend haltbar. Für einen Springbrunnen hatte ich mal 10m Lautsprecherkabel im Boden verlegt und nach drei Jahren jedes Jahr nach dem Winter an einer anderen Stelle geflickt. Wenn man die drei Adern parallel schaltet kann man mit einem Ohm 250 m verlegen. Je höher der Widerstand wird umso geringer wird der Strom und somit auch die induzierte Spannung in der Spule. Ich erwarte bei mir etwa zwei mV Störspannungen durch den Mäher selbst. Die Drähte werden so verlegt dass der Mäher nie weiter als 15 m von einem Draht entfernt ist. Hier erhalte ich immer noch 15 mV bei 40 V und einem Ohm. Die Empfindlichkeit der Sensoren habe ich auf ca. 8mV eingestellt, es sollte also keine Probleme geben. Als Spule verwende ich die Relais 34-340276 von Pollin. Hier passt dann die Formel

U~ = (Uc * 5,75) / (d * R)

ganz gut (experimentell bestimmt).
U~ = Spannung in der Spule in mVs
Uc = Spannung am Kondensator
d = Abstand zur Schleife
R = Widerstand der Schleife

An so eine Art Hundehütte habe ich auch schon gedacht. Noch edler wäre ein Akkuwechsler, man hätte dann keine Ladezeiten abzuwarten. Den Spaß werde ich mir allerdings nicht antun.

Gruß,
Michael

homedom

10.02.2008, 12:56

Hi,
das mit der Einschaltdauer kann gut sein. Ich hab sie vorerst wie im Wissensbereich eingestellt. 2ms an und 198ms aus. Kann ich ja aber noch ändern. Mein Problem is jetzt erstma das mein Elko nur 16V verträgt^^..
Was mir noch sorgen macht ist die Auswertung der Sensoren. Ich hatte 4 Stück eingeplant, vlt reichen aber auch 3. 2 Vorne und 1(2) hinten. Mein Problem ist jetzt, wie ich das Softwaretechnisch lös, dass 4Stk gleichzeitig abgefragt werden und dabei noch das PWM für den Mähmotor erzeugt wird. Für den Mämotor brauch ich 1 Timer, für die Sensoren dann 4? Wie macht man die Auswertung am geschicktesten? Ein zweiten AVR wollt ich nicht unbedingt drauf packen..

gruß, homedom

MichaelM

10.02.2008, 18:32

Hallo,
möchtest du die Sensoren über ADC (wie Christian) oder über normale Digitaleingänge (wie ich) auswerten? Über ADC muss man einen nach dem anderen auswerten. Man lässt dazu einfach den Wandler laufen und irgendwann bekommt man Werte. Wenn man über Digitaleingänge geht liest man einfach den gesamten Port ein wann immer man Lust hat. Du brauchst aber nicht nur ein PWM sondern gleich drei, die Antriebsmotoren wollen schließlich auch angesteuert werden. Bei mir läuft alles über drei µC ab, einer für die beiden Antriebe, einer für die Kommunikation nach außen (Display, RS232, Taster, Fernsteuerung) und einer als Hauptrechner welcher auch gleich den Mähmotor bedient. Hoch- und Rücklauframpen sind für die Antriebe acuh unbedingt anzuraten. Genaueres kann ich dir zu den Controllern nicht sagen da ich nur mit PIC arbeite. Drei Sensoren sind aber nicht so optimal denn man muss immer bedenken dass der Mäher fast parallel zum Draht fahren kann und somit zur Hälfte außerhalb der Schleife fährt. Ich habe nämlich auch schon in diese Richtung überlegt um die Motoren nicht abschirmen zu müssen, bin davon aber vorerst wieder abgekommen.
Gruß,
Michael

homedom

10.02.2008, 20:32

Hi,
PWM für die Antriebsmotoren brauch ich nicht, die drehen langsam genug und müssen nur eingeschaltet werden. Ich glaub ich werd die Sensoren über Digitaleingänge machen. Muss man aber nicht auch die Impulsbreite messen? Was meinst du mit Hoch- Rücklauframpen? Mein Ziel ist es eigentlich mit nur einem AVR auszukommen. Wie sieht es bei dir eig. mit dem Gesamtstromverbrauch aus? Ich hab so das Gefühl, dass ich einen ziemlich hohen Verbrauch hab. 4A für die Antriebsmotoren und nochma 4-6A für den Mähmotor sind schon mal 10A. Der Akku hat 44Ah, wären also ca 4Std. Aber das Laden eines Bleiakkus dauert ja ziemlich lang. Ich werd mich mal nach einem anderen Akku umsehen, dann ist der gesamte Rasenmäher auch nicht so schwer und die Antriebsmotoren brauchen vlt weniger..
gruß, homedom

MichaelM

10.02.2008, 20:58

Hallo,
bei Hochlauframpen gibt man den Sollwert langsam vor, z. B. von 0 auf 100% in 2 Sekunden. Bei mir geht es nicht ohne, sonst drehen die Räder durch und die Motoren und Getriebe werden überlastet. Wenn du meine Schaltung verwendest kannst du über die Klemme "DC" jederzeit feststellen ob du innerhalb oder außerhalb bist. Innerhalb liegen dort dauerhaft 5V. Wird die Schleife überfahren wechselt das Signal auf 0V. Die Verstärkung des ersten OPs musst du natürlich an deine Zwecke anpassen (Empfindlichkeit). Die Empfindlichtkeit darf nicht zu hoch sein, sonst fängst du dir Störungen von den Motoren ein. Was mir Sorgen macht ist die Welle von nur 3mm für das Messer, ein 750er Motor hätte wenigstens 5mm. Der Stromverbrrauch ist recht gering bei dir. Ich habe für den Antrieb wahrscheinlich etwa 7A und für die Messer 6 bis 8A, kurzzeitig mehr. Das Ganze allerdings bei 24V, du hättest dann das Doppelte. Greifen deine Räder eigentlich auf einer Wiese gut genug?
Gruß,
Michael

homedom

10.02.2008, 21:13

Hi,
Was benutzt du für einen Akku? Wenn das mit deiner Schaltung so einfach ist, werd ich die dann verwenden, dann klappt das auch mit einem AVR. Dann kann ich mir noch überlegen ob ich PWM für den Antrieb benutze. Ich werd mich nach Schnellladefähigen Akkus umschaun, die sind aber meist sau teuer. Die Räder haften eig ganz gut. Vlt liegt das auch an dem hohen Gewicht von 30Kg.. 13 fürs Chassis und der Rest die Batterie.. Deswegen will ich die auch austauschen.

gruß, homedom

MichaelM

10.02.2008, 21:18

Hallo,
wahrscheinlich nehme ich Bleigel (12V/17Ah), evtl. aber auch NiMH oder LiPo (beides teuer...). Laden kann man die Akkus mit etwa 7A, nach 3h sind die fast voll und ganz leer kann man sie auch nicht machen. Ich muss jetzt noch die Bodenfreiheit ein wenig ändern. Ich bekomme aber auch über 30kg, 12kg haben schon die Akkus.
Gruß,
Michael

homedom

10.02.2008, 21:23

Hi,
Bodenfreiheit ist bei mir ausreichend vorhanden. Hast du vlt. ein paar Bilder von deinem Bot? Bei mir würde das Laden des Akkus bei 5A fast 10Std dauern. Wie lädst du die? Ich werd mal schaun, was der im Endeffekt an Strom brauch.

gruß, homedom

MichaelM

10.02.2008, 21:35

Hallo,
das Ladegerät werde ich selber bauen, komm auf das Fahrzeug. Von der Ladestation kommen 15 oder 18V Wechselspannung mit 20A. Die Bilder sind leider nicht so gut und die Elektronik ist auch noch nicht drauf.
Gruß,
Michael

homedom

11.02.2008, 19:23

Hi,
Lädst du die Akkus dann mit 20A? Oder wie hoch ist der Ladestrom?
Ich bin grad an meiner Stromversorgungsplatine und ich weiß nicht, wie ich die Sicherung dimensionieren soll? Da muss/sollte doch eine Sicherung hin oder? Dein Roboter gefällt mir ganz gut. Wie groß ist der denn? Meiner ist 65x35cm.

gruß, homedom

MichaelM

11.02.2008, 19:34

Hallo,
Das Chassis hat außen 42cm Breite, mähen tut er 39,5cm. Länge etwa 70cm. Ich schalte wohl 2 Bleiakkus in Reihe zu 24V. Die Wechselspannung verdopple ich zunächst und regle dann über 4 (?) parallel geschaltete LM317 auf 28,8V. Das ergibt einen Laestrom von etwa 8A (der LM317 hat 1,5A Nennstrom und begrenzt bei ca. 2A). Da ich die Spannung verdopple halbiert sich der Strom. Dr Trafo muss immer 20% mehr können als Gleichstrom entnommen wird, also 8A * 2 * 1,2 = 19A. Die hohe Spannung von 18 V werde ich brauchen da der Trafo in die Garage kommt und dann zur Ladestation ein Kabel von vielleicht 10m und 4mm² geht. Höher als 25V darf man nicht gehen, sonst müssen die Kontakte berührungssicher sein. Bei Gleichspannung könnte man bis 60V aber man hat mit Korrosion zu kämpfen. Abgesichert wird mit einem Automaten H20A und primär mit Schmelzsicherung.
Das Alles ist aber noch nicht spruchreif, die Akkufrage und damit auch das Ladegerät steht ganz hinten an. Bei meinem kleinen Prototyp lade ich den 12V 7Ah Akku mit einem LM317K, das Ladeende wird erkannt wenn ein einstellbarer Strom unterschritten wird. Die Siebkondensatoren nach dem Gleichrichter muss man übrigens über einen Widerstand vorladen und diesen dann mit einem Relais überbrücken, sonst brenen die Kontakte ab und es gibt Funken...
Gruß,
Michael

homedom

11.02.2008, 19:48

Hi,
ich meinte die Stromversorgungsplatine vom Roboter selbst. Da sind bei mir nur 12 und 5V im spiel. Ich weiß nur net wie viel Strom der letztendlich zieht und somit weiß ich auch nich was für ne Sicherung rein muss.. Über das Laden mach ich mir erst gedanken, wenn der Rest soweit funktioniert.

gruß, homedom

MichaelM

11.02.2008, 19:56

Hallo,
meine Hauptleitungen haben 2,5mm², der Mähmotoer einen Nennstrom von 15,4A. Ich werde deshalb mal mit 20 oder 25A absichern, 30A wären von der Leitung auch möglich. Außer den 24V von den Akkus habe ich noch 12V für eine Blitzlampe sowie eine vorgeregelte 15V Spannung aus der dann die Logik mit 5V und die Mosfettreiber mit 12V versorgt werden. Das alles läuft über 78xx und wird nicht separat abgesichert. Einzig das Ladegerät bekommt eine zweite Sicherung. Ich würde auch den Antrieb und das Messer nicht separat absichern, wenn die Sicherung anspricht soll alles ausgehen. Die Antriebsmotoren kann ich nicht überlasten weil die Räder früh genug durchdrehen, wenn ein Motor wirklich blockiert kommt auch die 25A Sicherung.
Gruß,
Michael

homedom

11.02.2008, 20:13

Hi,
Ich wer die Sicherung wohl extern von der Platine machen. Kann ich auf Lochraster 10A durch eine Leiterbahn jagen?

gruß, homedom

MichaelM

11.02.2008, 20:49

Hallo,
nur wenn du einen Draht drauflötest (z. B. 1,5mm²). Sonst nur 1A pro mm Breite, also deutlich unter 3A. Man sollte übrigens die hohen Ströme von der Steuerelektronik (µC, OPs) fernhalten, ich habe durch das Magnetfeld schon Störspannungen von 500mV eingeschleppt. Nach Möglichkeit die Platinen nebeneinander legen und nicht parallel übereinander. Ich verwende normale KFZ-Flachsicherungen, die sind Vibrationsfest und man bekommt sie mit stärkeren Nennströmen als 5*20mm Glasrohrsicherungen.
Gruß,
Michael

homedom

13.02.2008, 22:06

Hi,
ich bin grad am testen der Drehzahlreglung des Mähmotors. Ich hab mit HardwarePWM ein 15khz und ein 2khz PWM Signal generieren lassen, aber das scheint mein Mosfet nicht zu mögen. Beides mal is er futsch gegangen. Ich weiß auch nicht wie man das mit dem Gate umladen und so berechnet. Ich hab ein IRLZ34N den ich direkt über den Mikrocontroller ansteuer. Ich hab auch kein Widerstand dazwischen (sollt ich vlt tun)? Wie kann ich die max PWM-Frequenz errechnen? Wie hoch sollte sie mind sein? Ich hab früher mal mit 100Hz oder so gearbeitet, ginge das auch?

gruß, homedom

MichaelM

14.02.2008, 15:56

Hallo,
100Hz ist Mord für die Magnete wenn der Motor heiß ist. Die 15kHz sind schon in Ordnung. Den Mosfet kann man bei solchen hohen Strömen nicht direkt mit dem µC ansteuern. Ein Mosfet (außer Logik-Level-Typen) fängt bei etwa 4,5 Volt erst langsam an zu leiten. Das geht für zwei, drei Ampere gut aber nicht für mehr. Um den Fet vernünftig durchzusteuern braucht man etwa 8V am Gate. Entweder nimmt man ein spezielles Treiber-IC oder einen geeigneten Audioverstärker von 5W Leistung (unkonventionell aber gut) oder man baut sich aus 3 Transistoren einen Treiber (so mache ich es). Vor das Gate kommt dann noch ein Widerstand von ca. 47 Ohm, von Gate nach Source ein Widerstand von ca. 100k gegen statische Aufladung und eine Z-Diode mit 10 bis 12V gegen Spannungsspitzen schaden auch nicht (alles direkt an den Transistor).
Mit der Schaltung unten steuere ich seit Jahren meine Mosfets ohne Probleme an. Achtung, die Schaltung invertiert das Signal. Wenn du die 12V direkt vom Akku holst würde ich die Z-Diode auf 13 oder 15V ändern.
Gruß,
Michael

homedom

14.02.2008, 15:58

Hi,
der IRLZ34N ist ein LogicLevel Fet. Wenn ich den motor ohne PWM ansteuer funtkioniert das alles auch einwandfrei, aber ich glaub bei 15khz wird das Gate nicht schnell genug umgeladen oder so..

gruß, homedom

MichaelM

14.02.2008, 16:00

Hallo,
hast du parallel zum Motor eine Schottky-Freilaufdiode?

homedom

14.02.2008, 21:16

Hi,
die hatte ich vergessen.. Hab sie jetzt aber dazu gemacht aber der MosFet raucht trotzdem ab. Ich hab jetzt auch 150Ohm vor dem Gate. Ich versteh des net. Der hält doch 30A aus und so hoch is doch net mal der Anlaufstrom?!.. Hohe Frequenzen sollte der auch aushalten.. Was läuft da schief?

gruß, homedom

EDIT: Also Anlaufstrom ist 25-30A.. für so 1-2sek.. das sollte doch den Fet noch nich zerstören oder?
Edit: Soo nochmal.. Ich hab mal ne Halogenlampe dran gehängt, bei der läuft die schaltung ohne Probleme.. Es muss also am Motor/dessen induktivität liegen.. Dass der Anlaufstrom den Fet kaputt macht glaub ich nicht...

jguethe

14.02.2008, 23:28

Hi,
nach längerer Pause hier ein Zwischenbericht.
mein Projekt hat folgendes Stadium erreicht

Basis:
300 x 600 x 6 mm Plexiglas

Elekronik-Hardware
rnbfra12-Board

Software in BASCOM

Mähwerk
Mähteller und Messer vom Automover (kommerzielle Lösung)
Antrieb über brushless Aussenläufer von Torcman
Drehzahl ca. 2500 -3000 rpm, geregelt über eigenen Prozessor (attiny 2313) und CNY70.
AkkuPack 16,8 V, 4,3 Ah

Antrieb:
2 x Getriebemotor ex Solarmover von Husquarna mit Drehgeber auf Rotorachse,
die zur Regelung und zum Navigieren verwendet werden.
AkkuPack 12 V, 3,5Ah

Induktionsschleife:
Das Signal für die Induktionsschleife erzeuge ich mit einem Attiny2313; Impulsdauer 5ms,
Impulspause 195 ms, Wiederholfrequenz also 5 Hz. Die Schleife hat eine Länge von etwas mehr als 100 m. Gleichstromquelle: Universal-Notebook Netzteil (12-22V, 120 VA )

Sensoren:
Das Schleifensignal wird durch 4 Sensoren ausgewertet. Ich verwende im Prinzip die Empfangsschaltung von MichaelM, die hier bereits eingehend erörtert wurde. Der „digitale“ Ausgang dieser Senoren kann mit den entsprechenden Bumpern (Schalter) parallel geschaltet werden, so dass für Bumper und Sensoren insgesamt nur 4 Eingangsports belegt werden müssen.

Ich habe die Schaltung jedoch etwas modifizieren müssen, weil das RC-Glied am Ausgang der Schaltung bei der von mir benutzten niedrigen Frequenz offensichtlich den Empfangsteil so belastet, dass dieser nicht zuverlässig funktionierte. Zwei Inverter zwischen Ausgang des LM358 und dem RC-Glied schaffen Abhilfe. Die verbleibenden 4 Inverter (Hex-Inverter CD 4069) kann man zur optischen Signalanzeige verwenden (LED1 blinkt innerhalb und ist außerhalb scheinbar dauernd an). Besonders in der Entwicklungsphase hat sich die LED-Anzeige als äußerst hilfreich erwiesen, da man u.a. auch erkennt und die Platzierung besser optimieren kann. Die LED2 ist eher überflüssig ( innerhab scheinbar ständig an, blinkt ausserhalb). Die LED’s sind bei mir steckbar, so dass sie im praktischen Dauerbetrieb entfernt werden können.

Die von den Fahrmotoren und dem Mähmotor erzeugten Störsignale haben mich fast zur Verzweiflung gebracht, trotz reichlichen Einsatzes von Mu-Metall, zentraler Masseleitung mit 1,5qmm Cu und C’s . Zum Schluss half nur noch die Verlängerung des Robos nach vorne, um zusätzlich 10cm weiteren Abstand zu den kritischen Bauteilen zu erhalten. Gleichzeitig habe ich die Empfindlickeit der Sensoren (100k-Trimmer) sehr stark reduziert (die Verstärkung setzt gerade eben ein) und die Spanung für die Induktionsschleife von 12 V auf 22V erhöht; aufgrund der Leistungsdaten des Netzteile nehme ich aber an, dass der Spitzenstrom hierdurch kaum höher geworden ist. Schleife und Sensoren funktionieren aber nun auch im Gelände zuverlässig.

Schleifenüberwachung:
Realisiert nach Schaltung von MichaelM, angepasst an meine Wiederholfrequenz. Statt des NE555 und eines Transistors werwende ich allerdings den retriggerbaren Monoflop HEF 4538.

Praxis / Mähtest:
Der erste Versuch (etwa 1 Stunde) war trotz meiner noch nicht weiter ausgefeilten Navigationslogik vielversprechend; die Mähleistung scheint ausreichend zu sein, so weit man das bei dem noch spärlichen Graswuchs überhaupt beurteilen kann.

Leider hat sich aber meine Befürchtung bestätigt, dass die Motoren aus dem Solarmover zu schwach sind. Wenn ich den Fahr-Akku durch einen 12V 7Ah Blei-Akku ersetze, geht gar nichts mehr. Ich habe hier noch 2 RB35 mit 1:200 Getriebe liegen, die doch deutlich stärker sind.

Frage an Christian H:

Dein Robo läuft doch auch mit diesen Motoren, was wiegt Dein Gerät mit Akku’s und Deckel, also komplett ?. Die Navigation kann man wie von Dir beschrieben über den Kompass realisieren. Habe mir den Kompass auch schon bestellt. Aber was macht man bei einer „bergauf“-Fahrt. Über die Drehgebersignale habe ich – wenn erforderlich – die PWM-Signale nachgeregelt. Mit den RB35-Motoren geht das aber nicht. Du hast auch Deine ursprünglich Drehgeber-Konstruktion wieder entfernt. Wie löst Du also dieses Problem. Ich kann mit nicht vorstellen, dass die RB35-Motoren ein so grosses Drehmoment haben, dass diese Frage keine Rolle spielt.
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mfg
jguethe