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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Projekt Rasenmähroboter mal anders



wortmann30
12.11.2018, 14:42
Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum daher kurz zu mir.
Ich heisse Marc bin Maschinenbau Konstrukteur und habe schon einige Projekte ans laufen gebracht.
Eine CNC Fräse Arbeitsraum 500x1000x150 mit einem Eigengewicht von ca.250kg also was stabileres gesteuert mit Estlcam.
Einen 3 D Drucker im Bau mit Bauraum 400x400x600 mit 1 Z, 2Y und 2X Achsen und 4 Druckköpfen.
Und diverse kleinere Projekte.

Aber nun zu meinem Neuen Projekt das mir das Mähen abnehmen soll.

Zurecht wird jetzt der eine oder andere denken, noch ein Rasenmähroboter... aber bei mir ist es etwas anders gestrickt...

1. Meine Rasenfläche geht um 2 Ecken am Haus, ist damit ca. 20m lang aber nur 1,8m breit mit einer Engstelle von 0,7m wo der Kollege auch durch muss.
Zudem habe ich noch eine weitere Rasenfläche auf der Terrasse diese ist allerdings vom Bodenniveau 1m höher.
Dazu gibt es eben nichts von der Stange und ich muss mir selbst helfen.

Von der Mechanik, dem Konstruktion bis hin zum Bau habe ich kein Problem, wo es bei mir leider fehlt oder besser gesagt wo ich schwach bin ist in der Programmierung von sowas.

2. Was will ich realisieren: ich möchte gerne die Rasenfläche (beide Ebenen) mit einem Mäher bearbeiten. D.h. zu dem Projekt kommt noch ein Aufzug der gleichzeitig auch die Ladestation des Roboter darstellt.

3.Wie will ich es machen: Ich habe in meinem Haus eine Haussteuerung Homematic verbaut und die soll folgende Aufgaben übernehmen: Programm für wann wird was gemäht, in welche Position wird der Lift gefahren, wann kann der Mäher losfahren.

4. Was habe ich zur Verfügung: Ausgangspunkt ist ein defekter Denna L600 Mäher von diesem werde ich einige Teile verwenden:
-das Mähwerk und die manuelle Höhenverstellung
-die Frontdrehräder
-der Motor für Mähwerk ein 24VDC Motor
-die Motoren für die Räder von Dongzheng Motor 45ZY68-2450H/60JB90G die sind auch 24VDC Motoren mit einem Dreh Geber Ausgang.

Die "Karosse" wird selbst gebaut und zwar so das der Mäher fähig ist bis zum Rand des Mähers zu mähen. Gesteuert über die beiden Hinterrad Motoren. Vorne gibt es dann zwei freilaufenden drehbaren Räder die ja der Denna L600 auch opfert :)

5. Wie soll der Ablauf des Mähens sein?
Der Mäher steht in seinem Aufzug in dem er geladen wird, wenn der Los Befehl von der Homematic kommt soll dieser seine Ladestation verlassen und erst die eine Fläche mähen. Ist dies geschehen kehrt der Mäher zurück und fährt vorwärts in die Ladestation rein, die Homematic erkennt die Anwesenheit des Mähers und der Mäher beginnt automatisch mit dem Lade Vorgang. Die Homematic steuert derweil den Aufzug auf die weitere Etage. Wenn der lade Vorgang beendet ist und der Mäher auf dem richtigen Niveau steht, fährt dieser wieder nach Start Befehl der Homematic Vorwärts aus dem Aufzug / Ladestation heraus. (Die Ladestation ist eine durchfahr Station) Dann wird die zweite Fläche gemäht. usw.
Sollte es während des Mähens zum regnen kommen (wird in der Homematic erfasst) soll die Homematic den Mäher sofort zurück in die Ladestation rufen, also der Mäher muss das Mähen sofort abrechen und umgehend in den Aufzug fahren.

6. Was soll der Mäher an sich können? Und genau deswegen bin ich hier weil ich zwar weiss was er können soll aber noch keine Ahnung davon habe wie ich das machen kann.
Er soll Schnittstellen mit Kontakten zur Homematic haben für den Signalaustausch:

-Mäher in Ladestation anwesend, wird durch Homematic Sensor erledigt
-Mäher in Ladestation gerade angekommen, wird durch Homematic Sensor erledigt
-Ladevorgang beendet muss vom Mäher durch einen Relais Ausgang an der Homematic gemeldet werden
-Aufzug Unten, Oben oder Unterwegs wird durch die Homematic geregelt
-Wir der Mäher angehoben muss der Mähmotor ausgeschaltet werden und ein Signal an die Homematic gesendet werden
-Los Signal zum Mähstart von Homematic per Relais Ausgang (Start Signal was der Mäher verarbeiten muss)
-Heimkehr Signal von Homematic per Relais kontakt an den Mäher (Wenn es regnet z.B. oder er manuell nachhause befohlen wird)
-Orientierung im Feld (das muss der Mäher machen)

Und da liegt mein Problem derzeit, wie kann ich den Mäher sich orientieren lassen?

-Chaotisch wird nicht funktionieren da wendet er sich auf Grund der schmalen breite zu Tode und wird nie effektiv arbeiten. Und das ich auch der Grund warum ich keinen Handelsüblichen Mäher einsetzen kann...

-Also sollte er Bahnen abfahren, diese könnte man ja durch einen Leitdraht an dem er sich durchhangelt machen, Nachteil ist das sehr viel Draht verlegt werden muss und dieser im lauf der Jahre kaputt gehen kann. Weiter wie soll ich ihn zurückholen wenn es anfängt zu regnen? Eine Zweite Schleife?

- Oder ein optische System mit Kamera und ich klebe an bestimmte stellen Leuchtstreifen oder setze LED als Begrenzungslichter?

- Oder Orientierung über WLAN?

- GPS? wird wahrscheinlich zu ungenau?

Wie kann ich das machen? Ich wäre da sehr dankbar über Tipps von den Profis!

Grüsse Marc

Moppi
12.11.2018, 14:56
Hallo,

HaWe kennt sich damit aus: https://www.roboternetz.de/community/members/64681-HaWe

MfG
Moppi

wortmann30
12.11.2018, 16:06
Hi Moppi

danke für die Antwort, ich hoffe das HaWe das dann liest :)

Was ich in meinem Text noch ganz vergessen habe, die Steuerung des Mähroboter teils, könnte ja auf Basis eines Arduino basieren oder ein Raspberry Pi?

Grüsse Marc

Moppi
12.11.2018, 16:20
Schreib Ihm mal, hat wohl selber einen gebaut. Theoretisch kann man Vieles verwenden. Ich denke, HaWe würde her zu einem Arduino Mega tendieren, weil Du dort genügend IO-Ports hast und der etwas mehr Reserven bietet, als ein Arduino Uno.

MfG
Moppi

HaWe
12.11.2018, 16:55
Schreib Ihm mal, hat wohl selber einen gebaut. Theoretisch kann man Vieles verwenden. Ich denke, HaWe würde her zu einem Arduino Mega tendieren, weil Du dort genügend IO-Ports hast und der etwas mehr Reserven bietet, als ein Arduino Uno.

MfG
Moppi

also ein Fachmann bin ich da sicher nicht, mein ehemaliger Rasenmäher-Robi lief mit einem Lego RCX mit nur 3 Eingängen und 3 Ausgängen, und fuhr nach dem Zufallsprinzip. Immerhin konnte er Hindernisse links, rechts und hinten erkennen per parallelgeschalteter Microtaster an der großen "Stoßstange" sowie der darauf angebrachten Sharp iR-Sensoren.
Außerdem konnte er den Untergrund differenzieren per Lichtsensoren mit Farbfilter nach Rasen oder nicht-Rasen.
Eine exakte Ortung per GPS u/o Odometrie etc. ohne Baken ist aber kaum im freien Gelände hinzukriegen - hier würde ich heute, wenn ich genug Geld investieren wollte, das pozyx-System verwenden.

https://www.youtube.com/watch?v=lNLPejeS-_Y

http://www.youtube.com/watch?v=z7mqnaU_9A8

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=2ahUKEwjW8Kjumc_eAhVNxYUKHQEMDDwQFjAAegQIBBAC&url=https%3A%2F%2Fwww.pozyx.io%2F&usg=AOvVaw3HKkRxPRjOWuZfPo9ZepC2


Als Basis würde ich tatsächlich einen Mega nehmen (wegen 5V Arduino Interface für pozyx), ein Raspi per USB geht damit auch, ist aber IMO ein wenig überdimensioniert.

Will man allerdings noch eine USB-Cam anschließen für Objekterkennung, dann ergäben sich mit dem Raspi ganz interessante neue Möglichkeiten. Nachteil: Alle Raspi-Bibliotheken laufen am besten per Python, und das ist nichts für mich.

Moppi
12.11.2018, 17:01
Wortmann30 wollte wohl was zum Mähwerk wissen und den Bauteilen - ich denke: was geht, was ist praktikabel, was nicht, was stabil genug und was nicht etc.

MfG

HaWe
12.11.2018, 17:20
Wortmann30 wollte wohl was zum Mähwerk wissen und den Bauteilen - ich denke: was geht, was ist praktikabel, was nicht, was stabil genug und was nicht etc.

MfG

da habe ich einen alten Elektro-Akku-Rasenmäher "umgebaut" und zum Antrieb 12V Getriebemotoren seitlich angebracht. Ansteuerung per Relais. War aber leider nicht optimal, da ich keine Antriebsräder dauerhaft stabil und verschleißfrei auf den Achsen anbringen konnte: Insgesamt also leider kein optimaler Aufbau.

wortmann30
12.11.2018, 19:10
Hallo zusammen,

nein zur Mechanik habe ich keine frage die habe ich komplett im Griff. Mir geht es um die Steuerungstechnik den teil des Mähers mit einem Arduino als Prozessor.
Und ja ich denke auch ein Mega ist das beste den habe ich auch schon 2 mal im Einsatz und einer liegt noch auf Reserve hier.

Zur Konstruktion ich habe mal die Teile des Denna L600 im CAD Modelliert um den Rest die Tage darum zu modellieren. Die Komponenten sind sehr Stabil.
Mähwerk, Radantrieb und Vorderrad.

Gruss Marc

Moppi
12.11.2018, 19:49
Na dann würde ich jetzt die Mechanik komplett zusammenbauen, dass alles stabil ist und seinen Zweck erfüllt. Die Motoren einzeln die Räder drehen, dass das läuft und nirgends hakt, dass das Mähwerk rund läuft und sicher ist. Dann fehlt zum Schluss nur noch die Steuerelektronik, da finden sich Lösungen.

MfG
Moppi

wortmann30
12.11.2018, 20:17
Hi

genau das ist meine Absicht hier ne Lösung zu finden.
Die Konstruktion ist am gedeihen in den nächsten Tagen ( ist ja mein Beruf :)) und die CNC Fräse ist schon heiß darauf die Teile zu fräsen :)

Daher bin ich echt dankbar für die Tipps zur Steuerung.

Grüsse Marc

Moppi
13.11.2018, 14:22
Na wenn Du die Mechanik und Motoren zusammen hast, dann kennen hier die Leute die Anforderungen, dann gehts auch einfacher. Viele viele Dinge sind wichtig: DC-Motor oder was? Getriebe oder nicht? Wieviel Leistung pro Motor -> Batterietyp und -größe, -> Treiberbausteine für Motor und .... Funk ja/nein, Fernbedienung ja/nein, WLAN ja/nein, Serveranbindung ja/nein, GPS ja/nein .... autonom/nicht autonom ... was autonom/was nicht .... soll er nach Karte mähen oder per Zufall den Rasen abfahren ... Randbegrenzung ja/nein ....

Viele viele Fragen.

MfG

HaWe
13.11.2018, 15:08
Hi

genau das ist meine Absicht hier ne Lösung zu finden.
Die Konstruktion ist am gedeihen in den nächsten Tagen ( ist ja mein Beruf :)) und die CNC Fräse ist schon heiß darauf die Teile zu fräsen :)

Daher bin ich echt dankbar für die Tipps zur Steuerung.

Grüsse Marc

wenn deine Mechanik samt Elektrik und Motoren fertig ist...: kannst du ein 2. Exemplar bauen? Dann würde ich sogar glatt meinen alten Rasen-Robi als ver 2.0 aufleben lassen, mit neuer Arduino-Steuerung und neuer Navigation... 8)

(oder vlt doch per Raspi und C++, wegen Multithreading, aber dann ohne Cam)

wortmann30
13.11.2018, 15:22
Hi

@Moppi
hier was genau zum EInstz kommt, das liegt alles schon da bei mir im Keller:

-Akku 2 x 24VDC 4.4Ah
-Mähwerk vom Spenderrobotter Denna L600 siehe auch hier: https://www.amazon.de/Denna-L600-Rasenroboter-M%C3%A4hroboter/dp/B005GK4SV6
-Auch von dort der Mähmotor ein 24VDC Motor genaue Bezeichnung liefere ich heute Abend nach
-Antrieb auch vom Denna L600 ein Dongzhen Motor 45ZY68-2450H/60JB90E ein 24VDC Motor mit drehgeber Stromaufnahme 1,6 A und einer 1:90 Untersetzung

Treiberbausteine für Motor und .... Müssen die Passenden her keine Ahnung welche...
Funk ja/nein NEIN Signalaustausch per Homematic
Fernbedienung ja/nein NEIN
WLAN ja/nein Wenn es hilf zu positionieren
Serveranbindung ja/nein NEIN
GPS ja/nein Wahrscheinlich eher nicht
autonom/nicht autonom Nein soll von Homamatic kontrolliert werden
soll er nach Karte mähen oder per Zufall den Rasen abfahren Nach Karte
Randbegrenzung ja/nein Wenn es notwendig ist

Einzige Intelligenz des Gerätes Bahnen fahren und direkten weg nachhause finden wenn er per Homematic heimgerufen wird.



@HaWe

Klar kann ich einen zweiten bauen, Wenn du einen Denna L600 besorgst oder mir genaue angaben lieferst was die Mechanik für deinen Ausmacht.
Einzige Bedingung ist das du die Software übernimmst :)

Gruss Marc

HaWe
13.11.2018, 17:37
Hi

@HaWe

Klar kann ich einen zweiten bauen, Wenn du einen Denna L600 besorgst oder mir genaue angaben lieferst was die Mechanik für deinen Ausmacht.
Einzige Bedingung ist das du die Software übernimmst :)

Gruss Marc

neinnein, ich brauche nur das Fahr- und Mähchassis, die Software schreibe ich selber

edit -
wenn du allgemein die Arduino Programmiersoftware meinst - kein Problem. Einen Denna L600 habe und kriege ich allerdings leider nicht.

wortmann30
13.11.2018, 19:28
Also

ich habe mir die Moren nochmals angesehen die Rad Motoren sind stinkt normale Gleichstrom Motoren diese kann man auch mit einem PWM Signal ansteuern, der Geber teil der hinten aufgeschraubt ist, ist ein Popliger Hall Sensor.
Seht dazu auch die Bilder.
Also Man kann ihn nutzen muss aber nicht.

Der Mähmotor, ist ein Donzheng 60ZY105-2440 Gleichstrommotor 24VDC mit 4,5A also 60W und 3200Udr/min

Und @HaWe
war ein Nettes Gespräch am Telefon.
Und wenn wir das einfach angehen mit dem kannst was werden. ich passe auch gerne meine Konstruktion auf das an was du hast du kann dir beim fertigen helfen.


Der Mähmotor
33767

Der Rad Motor:
33768

Der Geberteil des Rad Motors:
33769

Der Geber selber:
33770

HaWe
13.11.2018, 20:34
ich denke tatsächlich, dass für dich die Lösung mit vergrabenen Kabeln zur Begrenzung und als Leitsystem am naheliegendsten wäre, doch damit habe ich wie gesagt leider überhaupt keine Erfahrung, da muss dir sicher jemand anderes helfen.
Das Pozyx-System dagegen ist sicher universeller, aber eben extrem teuer, zumindest zu teuer für mich selber.

Der Hallsensor als Encoder ist sicher gut, zumindest besser als nichts, wenn es um Odometrie geht für Kurven und einfache Streckenmessung.

wortmann30
14.11.2018, 19:25
Hallo Zusammen,

habe mal ein bissel weiter gemacht und mal den ersten Entwurf der Bodenwanne erstellt, es fehlen noch ein Paar Detail aber vom Prinzip finde ich die mal nicht schlecht.
Aus 3mm Stahl um etwas Gewicht zu bekommen. Die Motoren werden hinten noch einen Motor Aufschraub-block bekommen das die Kugellager unter den Motoren sitzen somit wird der Schwerpunkt nach unten verlagert.
Natürlich ist das nicht Ideal die Motoren über die Lager zu nehmen wegen der Wartungstauglichkeit, aber für nebeneinander in einer Linie ist kein Platz, also müssen sie irgendwie dran vorbei.

Aber Bilder sagen mehr als Worte.
33788

Weis eigentlich jemand wie das mit den Schleifen die verlegt werden funktioniert und wie man einen Robi dran entlang fahren lassen kann?

HaWe
14.11.2018, 20:34
Gewicht ist das, was du am wenigsten brauchst - das machen schon Motoren und Batterien mehr als dir lieb ist.
Den Rest an Fragen reiche ich weiter... ;)

Moppi
14.11.2018, 21:04
Google fragen nach: mähroboter begrenzungskabel funktion

Ergebnis u.a.:
https://www.haushalts-robotic.de/blog-wissen/news/begrenzungskabel-rasenroboter-technik/


MfG

wortmann30
14.11.2018, 21:24
Ok ich denke ich habe die Frage falsch gestellt.

Es hat bestimmt schon jemand ein fahrenden Roboter einem Draht folgen lassen also ich will ihn nicht als begrenzungsdraht nutzen sondern als leitdraht an dem der Mäher kontrolliert fährt.
Wie wird das gemacht mit welcher hadware bzw programm was braucht es dazu.

Grüße

Moppi
14.11.2018, 21:55
Wichtig ist dass er den Draht erkennt, das Prinzip wäre wohl dasselbe, lediglich die Programmierung so, dass er ausweicht oder dran lang fährt.

Graugelb
15.11.2018, 19:03
Ich bin gerade über ein YT Video zum Thema Closed-Loop Arduino Steuerung für ein differential gesteuertes Fahrzeug gestolpert. Könnte für das Projekt interessant sein. Sehr anfängerfreundlich und den Youtuber könnte man für weitere Infos wohl auch anfragen. https://www.youtube.com/watch?v=LfydfvHyikM

Moppi
04.01.2019, 13:52
Was meinst Du mit Fangvolumen?

Meinst Du für Rasenmäher?

Normalerweise bleibt der Schnitt doch liegen, weil die Mengen nicht anfallen. Ansonsten würde mir nur eine Presse einfallen.

MfG

Klaus74
04.01.2019, 19:28
So sieht es aus, bei den Rasenmährobotern bleibt der Rasen als Mulch liegen ein Fangvolumen gibt es nicht.

Wolle62
06.01.2019, 14:00
@HAWE

Ich hatte für meine paar qm Rasen auch an einen kleinen Selbstbau Mähroboter gedacht.

Die ersten Schritte der Steuerung habe ich mit dem Asuro gemacht > Kollisionsschalter und Ultraschall- Hindernis-Erkennung.
Das klappt ansatzweise.

Diese Aussage:

Außerdem konnte er den Untergrund differenzieren per Lichtsensoren mit Farbfilter nach Rasen oder nicht-Rasen.

ist interessant. Das fehlt mir. Wie "verbiete" ich dem Ding auf das Kräuterbeet zu fahren. Würdest Du mir mehr da Infos geben?

Danke!

HaWe
06.01.2019, 16:03
@HAWE
Ich hatte für meine paar qm Rasen auch an einen kleinen Selbstbau Mähroboter gedacht.
Die ersten Schritte der Steuerung habe ich mit dem Asuro gemacht > Kollisionsschalter und Ultraschall- Hindernis-Erkennung.
Das klappt ansatzweise.
Diese Aussage:
(...)
ist interessant. Das fehlt mir. Wie "verbiete" ich dem Ding auf das Kräuterbeet zu fahren. Würdest Du mir mehr da Infos geben?
Danke!

ich habe eine Lichtquelle plus einen Lichtsensor mit Grünfilter verwendet und den grün-Anteil gemessen. Beim Kalibrieren habe ich den Sensorwert für Rasen gemessen und alles, was außerhalb eines zu bestimmenden Intervalls um den Kalibrierwert lag, als "Nicht-Rasen" identifziert, was dann zu vermeiden war. Wenn also das Kräuterbeet unterscheidbar ist vom Rasen, geht das so (braune Erde oder helle Steinchen statt grün), wenn es komplett grün zugewachsen wäre, dann nicht (diesen Fall gab es bei mir nicht, es gab immer wenigstens Steine oder Erde als Rasenbegrenzer).

Wolle62
06.01.2019, 16:35
Wenn also das Kräuterbeet unterscheidbar ist vom Rasen, geht das so (braune Erde oder helle Steinchen statt grün)

genau so ist das, und die Idee ist Prima. Etwa so hier ?
https://funduino.de/nr-07-farbsensor-am-arduino

Bis zur Mähsaison kann ich das in ein Testchassis einbauen...

DANKE!

EDIT:
Lustig, ich habe doch eine Schreibtischunterlage mit Motiv "Fussballfeld".
Darauf kann der ASURO doch Proberunden drehen !

EDIT2:
Das sieht auch interessant aus:
https://www.makerblog.at/2015/05/winke-winke-gestenerkennung-am-arduino-mit-dem-sensor-apds-9960/

HaWe
06.01.2019, 17:17
genau so ist das, und die Idee ist Prima. Etwa so hier ?
https://funduino.de/nr-07-farbsensor-am-arduino

nein, einfach ein Lichtsensor (Helligkeit) mit Grünfilter

wortmann30
18.01.2019, 12:41
Hallo zusammen

Sollte es jemanden interessieren hier wird das Projekt weiter verfolgt und umgesetzt.

https://www.ardumower.de/index.php/de/forum/eure-ardumower-umsetzung/1830-arudmower-auf-basis-denna-l600-neuaufbau

Grüße

Sulac
19.02.2019, 17:26
Hallo liebe Gartenfreunde,

ich schreibe derzeit meine Bachelorarbeit am Innovationslehrstuhl und brauche eure Unterstützung!
Ihr würdet mir wirklich helfen, indem ihr an meiner Umfrage zu Rasenmähern und Mährobotern teilnehmt.

Vielen Dank im Voraus :)

https://ww2.unipark.de/uc/dreiskemper_/5146/