Ernte Roboter [Archiv]

Thoralf

27.03.2013, 10:06

das der Boden als Hindernis registriert wird, kann ich mir nicht vorstellen, da er,wenn er:

- rauh ist (mit Gras bewachsen etc.) sehr diffus reflektiert und kein registrierbares Echo werfen wird.

- glatt ist, den Schall vom Sensor weg reflektiert.

Die Erkennung von Baumstämmen sollte schon möglich sein. Diese sind ja meist dicker als ein Besenstiel. Trotzdem würde ich einen Sensor mit kleinem Öffnungswinkel nehmen, da bei dem die Schallenergie besser gebündelt ist und das Echo sollte damit auch stärker sein.
Das Hauptproblem wird wohl eher die Wahl eines geschickten Steueralgorithmusses und die Positionierung und Ausrichtung der US-Sensoren sein.

Die Bäume stehen ja nun nicht exakt gegenüber und sind auch nicht streng linear ausgerichtet. Damit wirst du erst nach 3...4 Bäumen auf jeder Seite den Abstand und die Richtung so halbwegs gemittelt kriegen. Das kann aber schon zu einer Frontalkollision führen (ich weiß ja nicht, wie kurvig die Baumreihen sind). Du mußt also laufend mittels PID-regler korrigieren, dessen Rarameter am besten per Versuch bestimmt werden. Erschwert wird das Ganze dadurch, daß sich die Baumstämme nie direkt gegenüber stehen, also ein Stamm etwas eher und der andere etwas später erkannt wird. Außerdem fährt dein Wagen immer irgendwie schräg zu den Baumreihen. Ich würde das durch eine gleitende Mittelwertbildung der Entfernung von einem Stamm zum nächsten der gleichen Seite realisieren. Aber dadurch kommt es auch zu einer Verzögerung der Kurs- und Abstandswerte, was die Sache nicht grad erleichtert.

ernterobo

25.04.2013, 23:36

Seufz

Ich stelle fest du hast recht die ersten test Messungen zeigen das es weniger klare Ergebnisse gib als ich hoffte, auch wenn es zurzeit noch am lausigschlechtem Programm liegt
Aber ich bin froh das ich überhaupt etwas messe das ist mehr als ich zuerst hinbekommen habe.
Die Baumreihen sind übrigens schnurgerade.
Aber die Erfahrung vom letztem Jahr hat gezeigt das man während des Pflückens nicht merkt wenn der wagen aus der Spur in läuft und in die Baumreihe fährt wenn die Kiste Fast voll ist (über 300KG) ist der Wagen kaum noch in die Mitte zurück zulenken.
Darum der Gedanke ein Wagen der immer in der Mitte Bleibt. Es währe auch nett wenn er eine reihe leer allein zurückfahren könnte.
mal sehen wie weit ich komme.

Andree-HB

26.04.2013, 06:27

...kannst Du da nicht vielleucht mit einem im Boden eingelassenen induktiven Spursystem arbeiten ?
Zur Sicherheit dann einen Lichtvorhang/Lichtschranke/"Trittmatte" davor.

Mal als Inspiration :
http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrerloses_Transportfahrzeug

ernterobo

27.04.2013, 22:49

die Idee scheitert an der Fläche, pro Ha müsste man ca. 2,5 km Kabel verlegen und als kleiner Betrieb habe ich 5 Ha Äpfel

Vor einem Jahr wurde ein Elekrowagen vorgeführt der sich allein in der Mitte einer Baumreihe bewegen sollte, das Gerät wurde auf der diesjährigen Messe nicht mehr vorgeführt weil es keine Nachfrage gab (15000 € Mindestpreis)
Aber es schien zu funktionieren auch wenn es für eine so teure Maschine mit nur einer Aufgabe zu teuer ist.

Es gibt noch eine B Lösung, das währe ein Tastarm der die Baumstämme abtastet und sich so an einer Reihe entlang bewegt

Aber ich bin immer offen für weitere Ideen

ranke

28.04.2013, 17:40

Ich versuche gerade, mir noch ein besseres Bild von der Situation zu verschaffen.

Sieht das etwa so (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apfelplantage_Seetermüher_Marsch.jpg) aus?

pro Ha müsste man ca. 2,5 km Kabel verlegen

Daraus schließe ich auf einen Reihenabstand von 4m (Stammmitte zu Stammmitte gerechnet).

Beim Erntewagen (hübscher Hund übrigens) etwa 1,30m breit und 1,20m lang (Transportkiste 0,80m x 1,20m). Die Außenwand der Transportkiste sollte also beidseitig ca 1,55m vom Stamm weg sein.

Kannst Du noch etwas zu den Stammabständen in Reihenrichtung sagen?
Konntest Du bei Deinen Ultraschallversuchen ein eindeutiges Signal von den Stämmen erhalten oder gab es Fehlsignale vom Boden oder tiefen Ästen?

ernterobo

28.04.2013, 23:43

danke für den hübschen Hund
Die Kisten sind 1 *1,2 m also kein Europaletten Format aber sonst stimmt alles die reihen sind 3,7-4 m wie es gerade passt, die Bäume haben einen abstand 1,2-1,35 m in der Reihe
25357
So sieht es etwa aus. Mein Ziel ist es aus den Messdaten einen permanenten Durchschnittswert zu berechnen und so im Weg hängende Zweige im durchschnitt verschwinden zu lassen
ich hoffe das die belaubten Bäume ein etwas klareres Signal bringen zurzeit fehlt mir etwas die zeit zum programmieren (Programmieren lernen - ich lerne noch den Controller zu programmieren)

ichbinsisyphos

29.04.2013, 00:57

Das ist aber weniger schlimm als ich dachte, ich dachte das sind ausgewachsene Apfelbäume von denen der Sensor vielleicht nur den Stamm sieht.

Es gibt die Möglichkeit einen Software-"Tiefpass" rekursiv zu definieren. Praktisch bedeutet das, dass man einen gewichteten Mittelwert aus dem letzten Messwert und dem bisherigen Mittelwert bildet.

z.B.: m ... Mittelwert, x ... Messwert

m(n) = 0.1*x(n) + 0.9*m(n-1)

Das bewirkt, dass sich kurzfristige Störungen kaum auswirken, aber längerfristige schneller als wenn sie den Gesamtdurchschnitt seit Start beeinflussen müssten. Die Gewichtungsfaktoren sind nur ein Beispiel, hängen auch vom Messintervall ab.

ranke

29.04.2013, 21:06

Noch ein paar Ideen was man noch probieren könnte:
Der US-Sensor bringt momentan wahrscheinlich zu ungenaue Werte weil er manchmal auf einen vorstehenden Ast anspricht, ein andermal durch ein Loch in der Baumreihe hindurchsieht. Weitere Unsicherheiten entstehen durch mögliche Reflexionen am Boden oder an den Erntehelfer die am Wagen vorbei gehen oder greifen. Um das zu verbessern braucht man mehr Meßwerte. Bei stehendem oder langsam fahrenden Wagen bringt es aber wenig, wenn man die Messung häufig wiederholt, weil dann immer der selbe Messfehler kommt. Sinnvoller wäre es an verschiedenen Stellen zu messen (z.B. mehrere Sensoren längs des Wagens), Alternativ auch mit einem schwenkbaren Sensor. der seitlich bis vielleicht +/-45° messen kann. Die 45° Messung muss dann intern mit 1,4 multipliziert bevor sie mit der 90° Messung verglichen wird. Die schräge Messung hätte noch den Vorteil, dass die Baumreihe dichter wirkt als bei 90° Messung. Man wird verschiedenes probieren müssen.
Man kann sich auch verschiedene Strategien überlegen, wie man auf die Meßwerte reagieren will. Man kann Meßwerte auf ihre Plausibilität testen und bei geringer Plausibilität weniger stark gewichten oder ganz verwerfen. Wenn man nach links und rechts misst, liegt es nahe den Wagen so zu lenken, dass beide Abstände gleich sind. Das ist vielleicht nicht die beste Strategie. Besser vielleicht, wenn man den Lenkeingriff erst macht wenn es auf einer Seite anfängt eng zu werden.

Vitis

29.04.2013, 21:53

Bei der Rebenpflanzung (cm-Toleranz) arbeitet man mit Lasern für die Geradeausfahrt ... am Reihenende also den Laser auf Stativ stellen, mittels Zielfernrohr ausrichten und die Kiste könnte auf der geraden Linie fahren.

sowas wär ein Ausgangspunkt evtl.:
http://www.ebay.de/itm/STABILA-Rotationslaser-LAPR150-STATIV-Punktlaser-Rotations-Laser-Nivelliergerat-/181112055551?pt=Sonstige_Hauselektronik&hash=item2a2b1ea6ff

ernterobo

29.04.2013, 23:54

Die Idee Messwerte die nicht plausibel sind nicht zu berücksichtigen finde ich gut!

Was den Einsatz von beweglichen oder sehr vielen Sensoren angeht das ganze sollte auch bei Regen zumindest nicht kaputt gehen.

Der Laser gefällt mir nicht so zum einen weil sich der Wagen ohne Vorbereitung überall einsetzten lassen sollte zum andern ich hab 2 Reihen mit ganzleichtem Bogen, na ja und der Preis…
Obwohl der Laser währe wohl sehr genau, das währe dann etwas für weitere Ideen

Mann stelle sich vor so ein Wagen fährt über ein Leeres Feld und markiert in gerader Linie
die Pflanzlöcher für Neupflanzungen (oder gräbt sogar die Löcher?).

Träumen ist erlaubt oder ?

Ich habe heute die Motorhalterungen angeschweißt und die neuen Räder montiert jetzt müssen noch die 4 Motoren angeschraubt werden und einpaar Kabel angeschlossen werden dann gib´s die erste test fahrt.

Vitis

30.04.2013, 10:37

vorbereitung? Den Wagen wirst Du am Reihenende eh manuell umsetzen müssen, das Stativ umsetzen sind dann nochmal 10 Sekunden ... verkraftbar find ich

Spinnen darf man, so entstehen Innovationen, der erste spinnt, der zweite feilt es weiter aus und dann gehts in Serie

ernterobo

05.05.2013, 00:13

Ok also ich hätte das Stativ ans Ende der reihe gestellt weil die Erntehelfer hinter dem wagen stehen und arbeiten und freie sicht zum Laser muss sein Denke ich.
Das heißt je nach Reihenlänge 100 – 400 m und die X Meter müsste man wenn die Reihe fertig ist wieder ab Laufen.

Aber Solche Lasersysteme werden eigentlich doch eingesetzt um die Höhe einzuhalten
, z.B. Dränagerohre verlegen,
in jedem Fall ist diese Methode sehr genau, aber läst sich so was auch mit günstigerer Technik realisieren?
Für einige Anwendungen währe so was wirklich super.

ranke

05.05.2013, 15:25

läst sich so was auch mit günstigerer Technik realisieren?

Ein Laserpionter läßt sich mit einer Zylinderlinse (z.B. Glasstab) zu einem Linienlaser machen. Mit einem NE555 kann man das Licht modulieren, so dass der Empfänger es von Störlicht unterscheiden kann. Das ganze mit einem Zielfernrohr auf ein Stativ. Könnte so günstig sein, dass man sich gleich 2 Stück macht, damit entfällt das Ablaufen der Reihe.
Der Empfänger auf dem Erntewagen ist vielleicht schon schwieriger, er muss ja einige Zentimeter Abweichung tolerieren der Boden ist ja nicht ganz eben, da wird der Wagen auch mal etwas hin- und herschwanken. Vielleicht kann man den Empfänger eines Lichtvorhangs zweckentfremden? Oder man toleriert, dass man gelegentlich den Kontakt zum Laser verliert, wenn man weiss in welcher Richtung man suchen muss.

ichbinsisyphos

05.05.2013, 23:22

Hmm. Linienlaser, damit er die Sensoren in der Höhe garantiert erwischt. Dann bräuchte man aber ein sehr großzügiges Diodenarray, das wahrscheinlich fast über die ganze Breite des Wagens geht.

Hätte schon seine Vorteile. Bei so langen Induktionsschleifen macht wahrscheinlich der Leiterwiderstand schon Probleme. Und ich kann mir auch nicht vorstellen, dass beim Ernten nicht immer wieder jemand vor den Ultraschallsensor läuft. Das kann theoretisch auch beim Laser passieren, aber da hat er dann halt gar kein Signal, beim US kriegt er einen falschen Messwert und steuert falsch.

ranke

06.05.2013, 08:00

Dann bräuchte man aber ein sehr großzügiges Diodenarray, das wahrscheinlich fast über die ganze Breite des Wagens geht
Ja, das stört mich auch an diesem Ansatz.
Folgende Variante vermeidet das Diodenarray:
LED, gepulst in der Mitte der Wagenfront fährt auf das Stativ zu, auf dem eine Zieloptik mit PSD-Diode sitzt, die feststellt, ob die LED immer in Bildmitte bleibt. Korrekturen müssen (z.B. durch Funk) vom Stativ an den Wagen übertragen werden. Zusatzaufwand für die Funkstrecke, dafür wird der Sensor einfacher.

PsiQ

06.05.2013, 18:08

Ich spring hier mal kurz ins Thema:
Hast du mal daran gedacht so Katzenaugenreflektoren oder Reflektorbandstreifen (senkrecht, Schulranzen Kinder) an den Bäumen anzubringen?
Ich war bei meinen Aufbauten mit Infrarot Lichtschranken recht erstaunt wie schräg die Lichtschranke so einen Reflektor noch treffen kann und trotzdem ein sauberes Signal bekommt.
Wenn du dann einen drehenden IR-Sensorkopf nimmst musst du nur einigermaßen die Höhe der Bänder treffen. Je breiter das Band oder größer der Reflektor umso leichter passt es.
Sonnenlich oder Regen machen nicht wirklich was aus.

Oder du überlegst dir eine Führung anhand GPS soweit das genau genug wird... Hm*grübel*. Irgendjemand hatte vor Jahren schon mal nen Quadrocopter mit nem GPS Folgesystem ausgestattet. Der lief über den Fußweg, GPS in der Tasche, und der Copter ist automatisch folgend immer drüber geblieben. Weiß grade leider nichtmehr wer das war.

ernterobo

06.05.2013, 23:28

WOW, ich bin Begeistert von den vielen Ideen

Als Reflektoren an den Bäumen, es währen mehr als 10000, zuviel Aufwand.
Aber wie währe es wenn der Wagen einen Laser ( schnell auf und ab bewegend, ein Laserfächer) nach vorn abstrahlt und ein Reflektor das Licht zurück wirft, wenn dieser
Fächer sich langsam hin und her Bewegt wüste man bei einer Reflektion wo sich der
Reflektor befindet und auch bei unebenen Boden trifft Der Laser immer den Reflektor .
Frag sich nur wie weit kann der Reflektor vom Wagen entfernt stehen?

Was das GPS angeht es. Gib eine Firma die an einem Wagen arbeitet der sollte mit GPS
Durch die Plantage fahren. Das Scheitert zur Zeit an der Ungenauigkeit.

Bluebunny

07.05.2013, 03:24

Was das GPS angeht es. Gib eine Firma die an einem Wagen arbeitet der sollte mit GPS
Durch die Plantage fahren. Das Scheitert zur Zeit an der Ungenauigkeit.

Wie genau muß solch ein System denn navigieren? Parallelfahrsysteme für die Landwirtschaft arbeiten im Zentimeterbereich.

http://www.blt.bmlfuw.gv.at/vero/veranst/045_Parallelfahrsysteme/Vortraege/10_austrodiesel.pdf

PsiQ

07.05.2013, 12:03

Hast du schonmal an ein Folgesystem mit Boden-Bolzen / Nägeln gedacht ?
Anstelle einer Induktionsleitung entlang der der Wagen fährt vorne und hinten einen einfacheren Metalldetektor/Metallschleife. Wenn du dann alle paar Meter ein Stück Alurohr (günstig/rostfrei) in den Boden haust/verlegst (waagerecht oder senkrecht) müsste der Wagen daran den Weg finden können. Die Bolzen im Boden können dann durchaus mehrere Meter Abstand haben, nur am Anfang und Ende brauchst du 2 oder 3 in geringerem Abstand um eine gerade Linie vorgeben zu können. Dann muss man einmal mit dem Wagen komplett abfahren und immer wenn die Richtung davonläuft nochmal nen Korrektur-Bolzen einschlagen. Wenn dann die Richtung passt reicht bestimmt auch ein Bolzen alle 4 oder 5 m um jeweils wieder die Richtung zu korrigieren. Wenn eine stärkere Kurve nötig ist wieder 2 bis 3 Bolzen in passendem Radius. Bei größeren geraden Strecken am Ende ein Bolzen-V in den Boden kloppen um den Wagen wieder einzufangen. Dann könntest du sogar die Wendekurve in den Boden kloppen und der Wagen fährt daran entlang.

Für Aluminium musst du eine höhere Detektor-Frequenz nutzen, für Eisen oder andere magnetische Metalle wirds einfacher mit dem finden, die musst du aber gegebenenfalls lackieren.

Die Führung wäre dann ähnlich wie bei der Eisenbahn ein drehbares Fahrgestell vorne mit 2 Achsen, und vorne + hinten ein metallsensor. Über den Sensor/Regelung dann so ausrichten, dass der Wagen möglichst genau zentriert über die Bolzen fährt.
Anstelle einem Linien oder Punktefolger halt ein Metallbolzenfolger.

Wenn du Glück hast findet dein Wagen auch mal ne verlorene Heckenschere oder nen Goldtopf ;-)

Du solltest vorne in Fahrtrichtung aber noch eine Stoßstange mit Stoppschalter verbauen, in Fuß und Körperhöhe, die auch vor überfahren schützt. Falls doch mal jemand oder etwas davorkommt.

ernterobo

08.05.2013, 00:51

Ich stelle fest ich bin nicht auf dem neuesten Stand es gib inzwischen sehr genaue GPS
Systeme.
Was die Genauigkeit angeht, das ding soll in der Reihe zwischen den Bäumen bleiben und
Noch denke ich das dass mit den Ultraschall Sensoren möglich ist.
Aber für andere Anwendungen währe ein sehr genaues System nötig .

Die Idee mit dem Metall, ich würde ungern Metallteile in meiner Obstplantage verteilen,
obwohl ich zugebe das gerade die Möglichkeit den wagen allein wenden zulassen und in eine neue Reihe zu starten reizvoll ist.

Thoralf

10.05.2013, 16:23

um zwischen den Bäumen zu bleiben, sind preiswerte GPS-Module sicher nicht geeignet. Solche, die hochpräzise die Position über eine Signalphasenmessung machen, sind nicht für kleines Geld zu haben. Jetzt hängts davon ab, wieviel du ausgeben willst.

Ich hatte ja schon geschrieben, was ich von Ultraschall halte.
Das Problem würde ich lieber optisch angehen:
Hast du nicht sowieso die üblichen weißen Leimringe an den Bäumen? Wenn man die erfasst, kannst du über 2 Kameras ein räumliches Model der Stamm-Verteilung ableiten.
Auch mit nur einer Kamera ergeben alle Leimringmarkierungen Fluchtlinien, die dir deine Zielrichtung ziemlich einfach geben. Die Navigation wird dann ziemlich elementar.

An Bord deines Erntekarrens brauchst du nichtmal einen PC für die Bildverarbeitung. Soviel ich weis, gibts für Android und für den RaspberryPi die Bildverarbeitungssoftware OpenCV. So könnte ich mir eine extrem einfache und roboste Steuerung vorstellen, immer vorausgesetzt, du kannst deine Bäume mit hellen Streifen versehen.

ernterobo

09.06.2013, 00:43

Mein wagen hat jetzt die erste Testfahrt hinter sich .
(Bild siehe Blog: https://www.roboternetz.de/community/entries/199-geht-Weiter )

Das Programmieren wird sicher noch etwas dauern.
Aber der Wagen läuft Sehr gut bis 150 Kg läst er sich leicht Steuern.

Was das steuern mit einem Bildbearbeitungs System angeht ich denke das währe etwas für Experten und Leimringe haben wir leider auch keine an den Bäumen.

robrobo

11.06.2013, 15:05

Ich spring hier mal kurz ins Thema:
Hast du mal daran gedacht so Katzenaugenreflektoren oder Reflektorbandstreifen (senkrecht, Schulranzen Kinder) an den Bäumen anzubringen?
Ich war bei meinen Aufbauten mit Infrarot Lichtschranken recht erstaunt wie schräg die Lichtschranke so einen Reflektor noch treffen kann und trotzdem ein sauberes Signal bekommt.
Wenn du dann einen drehenden IR-Sensorkopf nimmst musst du nur einigermaßen die Höhe der Bänder treffen. Je breiter das Band oder größer der Reflektor umso leichter passt es.
Sonnenlich oder Regen machen nicht wirklich was aus.

Ich spring auch mal kurz ins Thema ;)

Ich hab da noch ne Frage an PsiQ: Wofür hast du denn die Lichtschranken genau genutzt? Nur so zum Interesse...

ernterobo

11.06.2013, 23:59

Also zurzeit teste ich die Steuerung mit 2 Ultraschall Sensoren

Das Problem ist das Baumreihen keine festen Orientierung, wie eine Wand ermöglichen.

Ich lasse den Wagen jetzt 10 Messungen vergleichen, jede neue Messung ersetzt die älteste der 10 Messungen das Programm läuft jetzt.
Ich muss jetzt testen wie stark der wagen reagieren soll.

Die Sache mit den Reflektoren währe bei ca. 20000 Bäumen sehr aufwändig.

Sollte ich mit den U. Sensoren nicht zurecht kommen werde ich es mit einem Tastarm machen.

Hier ist ein Video dazu :
http://www.lk-stmk.at/?+Kammer+ehrt+Innovationspreistraeger+&id=2500%2C1569921%2C%2C%2Cc2V0PTQy

Ich bin aber immer offen für neue Ideen , das mit dem Laser als Führung möchte ich gern auch noch mal testen , das währe was für Neuanlagen wo es keine Orientierung gibt.

Thoralf

12.06.2013, 07:54

geiles Video. Mit low tech gehts also auch ;-)

Wie sieht es bei dir aus? Bekommst du deutliche Ultraschallechos ohne Ausfälle?
Kannst du mal was zu deinem Steueralgorithmus sagen? ich nehme an, dass du die US-Sensoren rechts und links angebracht hast. Wie wertest du deren Ergenis nach der Mittelung aus?

robrobo

12.06.2013, 14:56

Ja, tolles Video! Das mit den Reflektoren ist klar bei Bäumen, dass es nicht sehr gut funktioniert. Tastarm ist natürlich auch eine Alternative. Ich bin gespannt, wie es bei dir weitergeht...

PsiQ

12.06.2013, 15:53

---------------- OffTopic -------------------------
@Robrobo:
Ich habe die Reflektoren mit einer (mehreren) infrarot Lichtschranke verwendet :-)

Die Fahrradreflektoren funktionieren theoretisch auch, beim Reflektor gehts aber vorallem um die Fläche=Größe.

So eine normale Infrarot Lichtschranke ist wie eine Taschenlampe. Je weiter weg der Reflektor ist, umso größer+schwächer wird der Lichtkegel.
Dazu findet sich im Datenblatt auch meistens eine Angabe, z.B. bei der Weite, welcher Reflektor dort verwendet wurde und wie groß der Kegel bei welcher Entfernung ist.
(Bei Laser Lichtschranken ist der Kegel natürlich sehr viel kleiner)

Leider muss man derzeit Glück haben um günstige+große Reflektoren zu finden, hatte mal welche mit 75mm D für knapp 3,50 gefunden bei RS oderso,
die gibts aber nicht mehr. Mir wurden auf Nachfrage dann welche für hübsche 25 pro Stück angeboten.. Jaaa, genau. (Ohne ebay oder Honkgong)

Daher: Beim Conrad gibts für 7,50 oder 8,30 welche,
die auch für die Lichtschranken Hersteller funktionieren die ihre Reflektoren für 25 Euro verkaufen:
178408 - 62 oder 505635 - 62

Ich habe gute Erfahrungen mit den Carlo Gavazzi PA18 ... mit 3m und 6,5m Reichweite gemacht.
Die mit 6,5m sind noch lieferbar, aber etwas teurer geworden. (Farnell PA18CAR65PASA) (haben aber selbst wenn man se runterdreht den doppelten Stromverbrauch!
12 mA bei gleicher Entfernung wie die 3m Teile, welche nur 6mA brauchen)

Die mit 3m Teile hatte mal reichelt günstig im Angebot (27€ odersowas), die hat er nun aber nichtmehr.
- Achtung: Reichelt hat noch welche, die messen aber im cm oder mm Bereich.
- Conrad hat alternativ eine preislich teurere Panasonic Reflektionslichtschranke im Angebot.
http://www.conrad.de/ce/de/product/507163/ (Immer noch viel billiger als die für 150€ das Stück)

Ob man nun eine fertige Lichtschranke kauft, oder sich mit ner gepulsten IR-Diode + Sensor selber eine baut, und wie man die steuert/ausliest ist jedem dann selbst überlassen.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

So, das wars von mir Entschuldigung fürs missbrauchen des Threads :-)

robrobo

19.06.2013, 16:32

danke, PsiQ, für die ausführliche Darstellung! Cool auch, dass du direkt Shoppingratschläge erteilt hast ;)

ernterobo

24.06.2013, 00:42

Sorry das es immer etwas dauert bis ich Antworte

Also klare Signale leider nicht so wie ich es gern hätte.
Steuerung: also der Kontroller hat bis jetzt nur das Anfahren und Anhalten übernommen
So fährt er sanft an, die Relais werden erst kurz und dann immer länger angeschaltet.

For x=1 To 10
OUTPUT3_OFF()
AbsDelay ((10-x)*5)
OUTPUT3_ON()
AbsDelay (x*5)
Next
Das klappt erstaunlich gut .
Das wirkliche Steuern, dazu muß ich erstmal die Sensordaten richtig verarbeiten.

Ich sammle immer 10 Messungen
For x=1 To 10
Y(x+1) =Y(x)
Y(0)=Y(0) +Y(x+1)
Next
Y(1)= A
Der neueste messwert (A) kommt als Y(1) dazu der älteste wert wird überschrieben.

Ich ich habe so gleichmäßige Ergebnisse für links und rechts, leider hab ich immer noch
Ergebnisse die nicht passen.

Und mir fehlt zurzeit etwas die Zeit zum testen, aber es geht weiter!!

PsiQ

24.06.2013, 01:55

ich seh grad im text, dass du die Relais klickern lässt :-)
- mach das Takten lieber mit Halbleitern, und die Relais geschlossen lassen / als Hauptschalter wenn gewünscht.
=> Mosfet mit Freilauf (wobei das bei niedrigem schalten egal ist)
=> bts555 o.ä. wenn alles drin sein soll.

pfet: irf4905
nfet: irl3803
... um mal direkt 2 Dicke zu nennen.

ernterobo

24.06.2013, 23:52

Das klingt wirklich gut ich hab schon überlegt wie lange die Relais
Das wohl mitmachen.
Die frage ist geht das überhaupt ich habe 5V vom Controller und mindestens 2 Motoren 12V etwa 15 A.

Bei den Schaltungen die ich hier gefunden habe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM

hat alles nur eine Stromversorgung also eine Spannung.
Leider hab ich keine Ahnung von solchen Schaltungen, ich lerne durch ausprobieren.
Die Transistoren die du vorgeschlagen hast, hab eine erstaunliche Leistung (IRF 4905 :: Leistungs-MOSFET P-Ch TO-220AB 55V 74A)
Aber wie sieht da das Schaltbild aus, auf der einen Seite 5V und auf der anderen 12V / 30 A.

Ich hab heute die erste Testfahrt unter Volllast gemacht 350Kg Zuladung, der wagen läuft ganzleicht als sei das nichts ich bin wirklich begeistert, aber beim anfahren ohne klickern, also mit direkt schaltenden Relais ruck es doch ganzschön das hält auf Ritzel und Ketten.

Also heißt das den Umgang mit Transistorschaltungen lernen.

Ich währe für ein par Tipps dankbar .

PsiQ

25.06.2013, 18:03

Alsooo. Grundsätzlich kannst du deine Relais weiterverwenden, auch um den Motor umzupolen beim Rückwärts fahren.
"Hauptschalter" ist damit auch sicherer.

Eine einfache Mosfet Beschaltung findest du hier:
http://www.atx-netzteil.de/pwm_mit_ne555.htm
Schaltung 2, da wird auch etwas dazu erklärt. Hierbei kommt das PWM signal vom Ne555.

In deinem Fall würdest du die 5V vom Mikrocontroller benutzen um das Mosfet Gate anzutakten (z.B. mit einem 1K Widerstand, oder per Optokoppler).
Ich persönlich baue gerne noch einen 20k .. 100k Widerstand ans Gate, um dieses definiert auf 0 zu halten wenn mal das Gate in der Luft hängt,
sonst läuft der Motor plötzlich durch elektrosmog oder Fingerkontakt am Gate an.

Der Mosfet selbst sitzt mit an der Motorspannung (max zulässige Mosfet Spannung beachten)

Zu beachten ist noch, dass du bem n-fet Minus taktest, und beim P-Fet + ...
Wenn du P-Fet und N-Fet benutzt in einer aufwändigeren Schaltung (wohl eher unnötig) hast du eine H-Brücke,
welche "stufenlos" regeln kann, und auch vorwärts rückwärts.

Das würde ich mir bei deinem Anwendungsfall aber wegen Fehlergefahr/Aufwand sparen.

Beim Takten mit Mosfet und Co musst du dementsprechend die Entladedidode für die Induktivität beachten,
oder den Mosfet etwas mehr kühlen wenn du die interne Diode verwendest, beim Relais funkts halt etwas und hat höheren Verschleiß ohne diese.

Wenn du nicht viel dran anders machen willst als mit nem Relais,
kannst du auch teurere Fertigteile wie den BTS555 verwenden, der hat auch ein gutes Datenblatt.

http://www.reichelt.de/BS-Transistoren/BTS-555/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=2884&ARTICLE=39352&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&
(Pins solide verlöten für den nötigen Stromfluss, Kühlkörper, Freilaufdiode beachten...)

Den BTS555 kannst du dann bis 100Hz oder sogar schneller Schalten/Takten,
also deutlich schneller als deine Relais auf Dauer aushalten. Bei größeren Strömen fällt so gut wie keine spannung am BTS ab,
bei Relais durchaus 0,5V bis 1,5V je nach Kontaktart.

edit:
High side switch bedeutet (+) wird geschaltet, "low side" dementsprechend (-).
Der BTS hat einen integrierten Schaltwandler um den internen N-Fet mit einer höheren Spannung anzusteuern,
und somit wie einen P-Fet an (+) nutzen zu können.
N-Fets haben gegenüber P-FETs einen niedrigeren Widerstand, sind somit effizienter/kühler.
P-FETs sind teurer bei "gleichem" Widerstand...

ernterobo

10.09.2013, 00:27

Sorry das es so lange gedauert hat aber, ein großes danke für die detaillierten
Informationen.
Ich habe jetzt einen wagen der ganz gut funktioniert.
Er fährt sanft an, läst sich ganz gut steuern, kann im Intervall kurze strecken von Baum zu Baum fahren und das gewicht scheint kein Problem zu sein.

Na ja was die Sensorik angeht hab ich jetzt leider nur einen Tastarm mit dem sich der Wagen
An den Baumreihen entlang tasten soll.
Das Steuerprogramm muß ich noch verbessern, jetzt fehlt mir ein Laptop damit könnte ich
direkt im Feld nach regeln
26356
Im Winter werde ich es noch mal mit Ultraschallsensoren versuchen, aber erstmal einfach und robust.

Ich bin gespannt wie lange der Wagen hält, ein antriebsritzel ist schon gebrochen, war ein bau fehler.

Thoralf

10.09.2013, 07:58

hallo

wegen Notebook guck mal dort:

http://www.luxnote-hannover.de/notebooks.html

Billiger gehts nicht mehr. Ich hab mit einem Tablet (= Convertible, ich steh drauf :-)) ziemlich gute Erfahrungen gemacht. Das einzige Manko - da die Notebooks durchgesehene Gebrauchte sind - ist, dass die Batterien oft am Ende sind. Da muß man mal bei Ebay gucken. Hab da für meins eine neue um die 20€ bekommen.

ernterobo

10.09.2013, 23:38

Danke für den Tipp, ein interessanter Laden
Ich stelle immer wieder fest das die Steuerprogrammierung nicht immer so
Funktioniert wie ich es erwarte, manch mal gibt es sogar Überhaschungen: Die Intervall Taste 2* drücken und Robo fährt bis man die Stopp Taste drückt.
Wenn ich dann statt Stopp auf zurück schalte dann bleibt er auch stehen, aber er startet nicht mehr.

Alles kleine Programm Fehler die man am besten gleich beseitigt.

shedepe

11.09.2013, 10:27

Hast du bereits das Wenden am Ende einer Reihe gelöst, und wenn ja wie ?

ernterobo

15.09.2013, 23:10

Hallo
Also ich währe froh wenn das bist sicher das ende der reihe erreichen würde.
Durch das gewicht der Äpfel hängt immer mal ein Zweig im bereich des Tasters das läst den wagen dann zu weit drehen.

Ich habe erstmal den Taster abgebaut und das Steuerprogramm vereinfacht und sicherer gemacht, so hoffe ich.
Am kommenden Wochenende werden meine Erntehelfer damit arbeiten, ich hoffe er hält.
Weitere verbesserungen folgen dann nach der Ernte,
dann vieleicht auch das Reihenende (erkennen, wenden und wieder in die neue Reihe einfädeln)

Ich hab einen RP5 von conrad zum üben, das ist wirklich nicht so leicht und im Gelände mit Bäumen, naja ...

ernterobo

14.01.2014, 22:36

Hallo ich steige mal an dieser Stelle ein.

Von Vitis geschrieben.
Bei der Rebenpflanzung (cm-Toleranz) arbeitet man mit Lasern für die Geradeausfahrt ... am Reihenende also den Laser auf Stativ stellen, mittels Zielfernrohr ausrichten und die Kiste könnte auf der geraden Linie fahren.

sowas wär ein Ausgangspunkt evtl.:
http://www.ebay.de/itm/STABILA-Rotat...item2a2b1ea6ff

Die Idee mit dem Laser würde ich gern umsetzen.
Ich hab einige Laser gefunden die bis zu 150 m Reichweite haben, allerdings immer nur mit
Empfänger .
Die frage währe jetzt was für eine Art Sensor kann einen Laser auf 100- 150 m erkennen.
Und man braucht mindestens 3 Empfänger, wobei die links und Rechts Sehr breit sein müssten.

Ich würde den Wagen dann auf der Laserlinie Fahren lassen und in gleichmäßigen Abständen Pflanzlöcher markieren oder wenn möglich sogar Bohren.

ranke

17.01.2014, 16:26

Ein paar ungeprüfte Ideen zum Thema, um die Diskussion weiter anzuregen:

Ich hab einige Laser gefunden die bis zu 150 m Reichweite haben, allerdings immer nur mit
Empfänger .

Ein Laserpointer könnte schon genügen. Allerdings muss man das Signal irgendwie modulieren (mit definierter Frequenz ein und ausschalten), damit es die Elektronik vom restlichen Licht wegkennt. Und man braucht eine Linse, die den Strahl zu einer Linie aufweitet, damit man die Höhe nicht genau treffen muß.

Die Frage wäre jetzt, was für eine Art Sensor kann einen Laser auf 100- 150 m erkennen.

Fotodiode oder Fototransistor für sichtbares Licht mit einem nachgeschalteten Verstärker, der spezifisch nur die Modulationsfrequenz verstärkt und schließlich ein abfallverzögerter Schmitttrigger um ein Digitalsignal zu erhalten. Die üblichen Sensoren sind für rotes Licht empfindlicher, also wäre ein roter Laser das richtige. Gerne wird man den Sensor im Brennpunkt einer Sammellinse oder eines Reflektors anordnen. Übertreiben sollte man dabei nicht. Was passiert, wenn der Sensor mal versehentlich in die Sonne gehalten wird? Sinnvoll ist Abschatten des Sensors für Licht aus Richtungen, in der der Laser sicher nicht steht. Bei tiefstehender Sonne aus Richtung des Lasers wird es wohl gar nicht gehen.

Und man braucht mindestens 3 Empfänger, wobei die links und Rechts Sehr breit sein müssten.

Minimalistischer wären zwei Empfänger, entweder zu weit rechts oder zu weit links. Damit fährt er zwar ständig Schlangenlinien, wenn die aber klein genug sind passt das auch. Sehr breit: Man könnte Breite mit folgenden Ansätzen Breite sparen:
1. Wenn der Strahl außerhalb des Sensorbereichs ist, dann weiß man ja nach welcher Seite der Strahl ausgewandert ist (je nachdem ob der linke oder rechte Sensor zuletzt beleuchtet war). Entsprechend lenkt man bis der Strahl wieder gefangen wird. Eine gewisse Problematik entsteht dadurch, dass der Erntewagen bei einer Abschattung des Strahls oder Ausfall des Lasers sehr schnell versuchen wird die Baumreihe zu planieren. Also ziemlich bedenklich.
2. Man treibt zusätzlichen Aufwand beim Laser. Es bietet sich z.B. eine Lasereinheit aus einem alten Laserdrucker zu schlachten, mit der man den Strahl verschwenken kann (Polygonspiegelrad). Damit bestreichst Du immer einen ganzen Raumwinkel. Wenn man das Licht je nach Stellung des Polygonspiegels anders moduliert, weiß der Empfänger auf dem Erntewagen (es genügt dann ein Empfänger) wo er hin muß.

Ähnlicher Ansatz, aber ohne Laser: Im Brennpunkt einer Sammellinse werden zwei LEDs dicht nebeneinander angeordnet. Nach der Linse ergibt das zwei schmale Lichtkegel die sich überlappen. Der Sensor im Erntewagen kann die beiden Lichtquellen unterscheiden weil sie unterschiedlich moduliert sind und fährt so, dass ihm beide Lichtquellen ein gleichstarkes Signal geben. Ich bin aber nicht sicher, ob das Verfahren auf nahe wie weite Entfernungen gleich sicher hinzubekommen ist. Hätte aber wieder den Vorteil, dass nur ein Empfänger am Erntewagen notwendig ist.

Vitis

18.01.2014, 12:45

also die kommerziellen Geräte haben 3 Sensoren, der Laser ist auf einem Rotierenden Kopf ...
im Prinzip würde ein gepulster Infrarotscheinwerfer und 3 TSOP reichen, das bräuchte aber zuviel Strom.
Ein gepulster IR-Laser wäre da sparsamer, aber auf alle Fälle muss moduliert werden.
normale IR-Fernbedienungen modulieren mit 36-42 kHz, wenn ich mich recht erinnere ... ok, n paar kHz rauf oder runter, aber so in der Größenordung und da gibts auch fertige Empfängerbausteine mit Bandpass, Verstärker Signalaufbereitung etc. ... ob die aber noch auf 400m mit dem Signal was anfangen können wäre zu testen, 10m Datenübertragung hab ich mit IR-LED als Sender schonmal mit den Dingern aufgebaut, das ging gut.

Ohne Laser denk ich wird das schwierig wegen des Kegels und dementsprechender Leistungsverlust auf die Distanz.

Frank E.

16.02.2014, 17:59

Hast du schon mal über die Verwendung der allseits bekannten Sharp-Entferungssensoren nachgedacht? Algorithmus: Einen solchen Sensor an der Vorderseite des Erntewagens stetig hin- und her schwenken und die Messungen speichern. Fahrtrichtung ist die, mit der größten Entfernung bzw. unendlich. Gibts mehrere Messpositionen mit "unendlich", ist die mittlere davon die neue Richtung ...

so ähnlich wie hier zu sehen: http://www.youtube.com/watch?v=47uuAAz-Tk8

shedepe

16.02.2014, 18:01

Meiner Ansicht nach dürften die Sharp Sensoren Probleme mit intensivem Sonnenlicht haben

ernterobo

18.02.2014, 23:14

Frank E.

19.02.2014, 08:21

Dieser Sharp Sensor wir an einen AD Wandler angeschlossen wenn ich das richtig verstehe,
damit komme ich ganz gut zurecht.
Ich werde das sicher mal testen, was die sonne angeht scheint bei uns im Norden sowieso nie.
Aber danke für die Warnung, da weis ich wenigstens warum der Wagen dann aus der Bahn läuft.

Aber zurzeit verfolge ich eine andere Idee, ich möchte dass der Wagen eine gerade Linie entlang fährt und in gleichmäßigen Abständen anhält und ein Loch in den Boden bohrt.

Vorbereitung zum Bäume Pflanzen.

Das eine Problem einem Laserlicht zu folgen, das andere kappt das mit dem Elektrischen
Pflanzlochbohrer? (im Normalfall werden die mit einem Hydraulikmotor angetrieben).

Der Sharp-Sensor ist nat. nur ein preiswertes "Spielzeug" für prinzipielle Tests, wenn mann es richtig machen will nimmt man einen prof. Laser-Distanz-Sensor, z.B. von Sick oder Franke, die kosten gebraucht bei Ebay ca. 200 Euro und haben eine Reichweite um die 8 Meter (Sharp max. 2,50m) - das ist dann richtige Industriequalität.

Was das Fahren auf ein Laserlicht betrifft - da hätte ich folgende Anmerkungen. Ob ein Laser wirklich das Richtige ist? Man sieht einen Laser nur, wenn man (bzw. ein Sensor) direkt in den Strahl blickt. Ich würde da eher an eine gepulste Hochleistungs-LED denken - da gibts auch weniger Sicherheitsprobleme (Öffentlichkeit und so). Dann kann man z.B. die Fahrtrichtung mit einem vertikal geteilten Doppel-Sensor herausfinden (zwei Lichtsensoren mit einer senkrechten Blende dazwischen, nur bei exakter Ausrichtung haben beide ein gleich großes Signal) ... oder gleich mit einer Kamera (RaspPie mit Open CSV) ...

Es ginge auch anders herum: Der Wagen schwenkt einen senkrechten Linienlaser hin und her und eine Bake (als Zielmarkierung) gibt bei Treffer einen Funkimpuls - daraus ergibt sich auch die Fahrtrichtung.

ernterobo

06.05.2015, 01:16

Hallo PsiQ

Ich greife gerade eine alte idee von dir auf,
(Hast du schonmal an ein Folgesystem mit Boden-Bolzen / Nägeln gedacht ?
Anstelle einer Induktionsleitung entlang der der Wagen fährt vorne und hinten einen einfacheren Metalldetektor/Metallschleife. Wenn du dann alle paar Meter ein Stück Alurohr (günstig/rostfrei) in den Boden haust/verlegst (waagerecht oder senkrecht) müsste der Wagen daran den Weg finden können. Die Bolzen im Boden können dann durchaus mehrere Meter Abstand haben, nur am Anfang und Ende brauchst du 2 oder 3 in geringerem Abstand um eine gerade Linie vorgeben zu können. Dann muss man einmal mit dem Wagen komplett abfahren und immer wenn die Richtung davonläuft nochmal nen Korrektur-Bolzen einschlagen. Wenn dann die Richtung passt reicht bestimmt auch ein Bolzen alle 4 oder 5 m um jeweils wieder die Richtung zu korrigieren. Wenn eine stärkere Kurve nötig ist wieder 2 bis 3 Bolzen in passendem Radius. Bei größeren geraden Strecken am Ende ein Bolzen-V in den Boden kloppen um den Wagen wieder einzufangen. Dann könntest du sogar die Wendekurve in den Boden kloppen und der Wagen fährt daran entlang.

Für Aluminium musst du eine höhere Detektor-Frequenz nutzen, für Eisen oder andere magnetische Metalle wirds einfacher mit dem finden, die musst du aber gegebenenfalls lackieren.

Die Führung wäre dann ähnlich wie bei der Eisenbahn ein drehbares Fahrgestell vorne mit 2 Achsen, und vorne + hinten ein metallsensor. Über den Sensor/Regelung dann so ausrichten, dass der Wagen möglichst genau zentriert über die Bolzen fährt.
Anstelle einem Linien oder Punktefolger halt ein Metallbolzenfolger.

Wenn du Glück hast findet dein Wagen auch mal ne verlorene Heckenschere oder nen Goldtopf

Du solltest vorne in Fahrtrichtung aber noch eine Stoßstange mit Stoppschalter verbauen, in Fuß und Körperhöhe, die auch vor überfahren schützt. Falls doch mal jemand oder etwas davorkommt. )

gib es Metalldetektoren die man an einen Kontroller anschließen kann,
wo mit finde ich das Metall im Boden ?

meine idee Währe ein Edelstahl Draht.
Gold topf währe auch nicht schlecht.

i_make_it

06.05.2015, 08:36

Die Nutzung von Laser hat bei den optischen Sensoren mehrere Vorteile gegenüber Sharp und Co.
Laserlicht ist monochomatisch, also per optischen Filter (farbige Transparentfolie, oder professionelle Filter z.B. von Laser 2000) kann man alles Fremdlicht anderer Frequenzen eliminieren.
Laserlicht ist polarisiert, per Polarisationsfilter (da gehen sogar die grauen Folien von den 3D Pappbrillen) kann man alles Fremdlicht gleicher Frequenz das nicht die selbe Polarisationsebene wie der Laser hat eliminieren.
Damit erreicht man eine recht hohe Störfestigkeit gegen Fremdlicht.

Bsp.
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