Werden bei dem von euch eingesetzten Funkmodul die Pakete von der Gegenseite bestätigt und ggf. wiederholt? Beim ZigBee Modul sind Acknowledges und Retries (max. 3) bereits in der Default-Einstellung eingestellt.
Natürlich spricht das Einkoppeln des Funksignals in die Schleife gegen jegliche Theorie bzgl. Fehlanpassung aber einen Versuch wäre es wert. Auf jeden Fall einen keramischen Kondensator mit vieleicht 10nF zur Entkopplung verwenden. Bleibt zu hoffen, dass das Schleifensignal des Automowers die Sendeendstufe nicht schwindelig macht oder gar beschädigt.
Ein Problem mit der Reichweite ergibt sich aus der (zwangsweise) erdnahen Montage der Antenne. Da kommt die Fresnel-Zone ins Spiel, eine Erläuterung dazu gibt es hier: http://www.maxstream.net/support/knowledgebase/files/XST-AN010a-Maximizing%20Range.pdf%20(712.29KB).pdf?
Eine deutliche Verbesserung dürftet ihr schon erzielen wenn die Antenne einfach oben auf dem Automower sitzt. Sieht vielleicht bescheiden aus aber einen Versuch wäre es wert, oder?
Gruß, Harald
Ich habe den Vorschlag von Andiadm aufgegriffen und das Funkmodul in eine halbe Verteilerdose gesetzt. Die Dose ist auf dem Gehäuse mit Treibschrauben befestigt. Darunter liegt der Akku. Es sind mehrere cm Platz, so dass die Schauben nichts zerstören können.
Die Antenne bleibt hinter der Verkleidung und reicht bis knapp unter die Klappe.
Bei der Testversion lag das Funkmodul noch unter der oberen Abdeckhaube. Die Antenne ragte über den AM hinaus. Da war die Verbindung stabiler. Vielleicht muss die Antenne doch nach außen und etwas höher vom Boden weg.
Die programmtechnischen Feinheiten zur Datensicherung muss Vogon darstellen.
Bei meinem Aufbau ist das Funkmodul AM-seitig in einer kleinen verschraubten (dichten) Kunsttoff-Box untergebracht. Es ist mit doppelseitigem Klebeband unter der großen Haube (unter der die Schnitthöhe des Mähers eingestellt wird) angebracht. Die Antenne - momentan noch ein ein einfaches Stück Draht liegt waagerecht, aber - da direkt unter der Haube - offensichtlich hoch genug für eine akzeptable Funkverbindung.
Verkabelung zum Diag-Port ist mit relativ starren Kabeln ausgeführt. Diese sind mit Schrumpfschlauch gebündelt. Die Kabelführung läuft oben, unter dem grünen Gehäuse entlang, nach hinten zum Diag-Port. Eine Beschädigung durch das Mähwerk ist damit ausgeschlossen.
Funklöcher gibt es, aber die sind im Moment landschaftsbedingt nicht zu umgehen. Das wird besser wenn ich die Steuerung in der Garage aufgebaut habe.
Die ZigBee Module wären eine echte Alternative. Ein gesichertes Protokoll bzw. Retries sind mit dem RT868F4 auf der AM-Seite nicht ohne weiteres machbar: Es fehlt die Möglichkeit ein eigenes Protokoll zu laden. ZigBee/Xbee haben mehr "Logik" auf dem Chip (soweit ich das aus den Beschreibungen und Data Sheets interpretieren kann). Außerdem soll mit ZigBee/XBee ein Point-to-MultiPoint Netz möglich sein: Man könnte dann eine autarke Station mit dem AM kommunizieren lassen und sich immer noch mit der sonst autarken Station wireless "unterhalten", z.B. um gesammelte Statistikdaten abzurufen. Wenn ich mir dann die "größeren" XBee's ansehe ... mit RS323 oder USB und Antenne, ideal für die autarke Station, während im AM ein XBee-Pro läuft ... sehr interessant!
Hallo,
kann mir einer der Beteiligten mal grob erklären, wie eure derzeitigen Konzepte aussehen? Konkret habe ich folgende Fragen:
- Was läuft in der Haussteuerung (ein PC?)
- Was für ein Programm läuft dort?
- Wo soll der Regensensor sitzen? Zentral oder auf dem Automower?
- Der Automower hat nur das Funkmodem oder noch eine weitere Hardware, z.B. um die Tastendrücke zu simulieren?
Zum ZigBee Modul kann ich noch beisteuern, dass die Reichweite mit der PRO-Variante aufgrund der 63mW besser sein dürfte. Weiterhin sind Point-to-Multipoint Netze in der Tat recht einfach umsetzbar, da bin ich gerade dran (momentan aber nicht für den Automower). Es gibt zu diesem Zweck ein Framing, in dem neben den Nutzdaten die Zieladressen und weitere Parameter ansprechbar sind. In diesem braucht man aber einen Microcontroller, welcher das Framing erzeugt. Transparente Datenverbindungen sind nur mit zwei Teilnehmern möglich, ansonsten wäre ja gar kein gezielter Datenverkehr möglich. Man kann natürlich alle Teilnehmer auf die gleiche Adresse setzen, dann gehen alle Daten immer zu allen übrigen Teilnehmern. Aber auch in diesem Fall müsste man sich ein eigenes Framing ausdenken.
Okay, dann fange ich einmal mit meinem Konzept an - das bisher teilweise (Funkverbindung, "manuelle" Softwaresteuerung) realisiert ist, aber in der Konzeptionsphase Fortschritte macht:
Steuerung:
Es ist eine autarke Station mit AVR geplant, die in der Garage untergebracht wird (dort stehe auch der Trafo für die AM-Ladestation). Als Controller-Board habe ich geplant:
RN-Control 1.4 Mega32
dazu ein 4x20 LCD Display
Dazu eine batteriegepufferte Echtzeithur von futurlec, (DS1307), für den I2C-Bus.
Funkverbindung:
Zurzeit RN-Funk mit Modul für 868 MHz (433 MHz halte ich für abenteuerlich). Sehr wahrscheinlich werde ich auf die ZigBee/XBee Module umstellen. Gründe:
Regensensor:
von Conrad Electronic, an die autarke Station angeschlossen.
Zusätzliche Kommentare:
Ein Regensensor am AM macht für mich keinen Sinn:
Die notwendige Stromversorgung/Spannung ist am AM nicht vorhanden und eine Wandlung zieht zuviel Strom vom AM-Akku
Ich habe für meinen AM einen "Car-Port" (Dach) gebaut. Da merkt er zunächst nicht ob es regnet ... Er soll ja nicht erst rausfahren um festzustellen dass er in der Garage bleiben soll.
*) Mit den bisherigen Funkmodulen können Übertragungsfehler auftreten, die auf der AM-Seite nicht erkennbar sind (bzw. einen zusätzlichen AVR erfordern, der wieder Strom zieht ...). Ungewollt modifizierte Daten beim Schreiben des Timer-Flags bzw. Abfragen bestimmter Speicherzellen können für den AM tödlich sein - wie Vogon bereits früher ermittelt hat, gibt es Bereiche in die keinesfalls geschrieben werden darf, sonst verabschiedet sich der AM (neue Firmware-Programmierung notwendig).
ZigBee ist da deutlich weiter. Die PRO-Version macht Sinn, insbesondere wenn die Funkverbindung durch (Stahlbeton-) Mauern hindurch laufen muß. ZigBee arbeitet im 2.4 GHz Band wie WLAN - da habe ich hier im Haus schon 30% Verlust bei einer Wand gemessen.
Unschön ist bei ZigBee der 2mm Pinabstand. Da bin ich noch auf der Suche nach geeigeneten Bauteilen um das steckbar zu machen (Platinen bauen kann ich nicht, machte wegen einem Teil auch keinen Sinn.)
Der AM kann keine Tastendrücke simulieren. Es gibt keine brauchbare Schnittstelle dazu. Die einzige Kommunikationsmöglichkeit ist der Speicherbereich, in dem sich der AM Zustände/Zähler speichert bzw. von dort liest.
Im AM sollte nur das Funkmodul sitzen, und dieses kommuniziert über den Diag-Port. Ich verfolge die von "seibot" beschriebene Strategie, die gesamte Timer-Steuerung extern (in der autarken Station/AVR) zu programmieren und im AM praktisch nur das Timer-Flag zu setzen. Eine weitere Ausbaustufe ist dann das Sammeln von Statistikdaten zur Optimierung der Mähzeiten. Auch dies wird komplett extern laufen und der AM nur per Timerflag als Start/Stop gesteuert.
Point-To-MultiPoint wäre eine weitere Ausbaustufe - wie schon erwähnt, mit den Teilnehmern:
- AM
- autarke Station (mit AVR) zur zentralen Steuerung
- PC zur Abfrage und ggf. Einstellung der Station (via USB - ZigBee)
Für das Framing hätte die Station einen AVR, die Steuerung und Kommunikation muß ohnehin programmiert werden (ich sehe schon, der AVR wird ein Mega32 ... ein AVR-Butterfly reicht da längst nicht mehr).
Hallo Klaus,
vielen Dank für deine ausführliche Darstellung des Projektes!
Ein paar Anmerkungen habe ich noch:
- Mit einem Adapterboard auf Lochraster-freundliche 2.54mm kann ich weiterhelfen. Natürlich habe ich im Platinenservice so einige mehr machen lassen, der Stückpreis bei dieser kleinen Platine ist nicht sehr hoch (dafür die Grundkosten). Schick mir mal eine PN wenn Du Interesse hast. Das Adapterboard enthält noch die Pegelanpassung von 3.3V <--> 5V und ein 3.3V Linearregler (5V-->3.3V). Auf der Automower-Seite kann man Regler und Pegelanpassung überbrücken, die braucht man da nicht.
- Stahlbeton ist bei 2.4GHz natürlich ein Problem. Aber Du hast doch sicherlich irgendwo Dein Automower-Kabel durch die Wand geführt. Dort hindurch passt doch sicherlich auch noch ein RG58-Kabel, oder?
- Mit analogen Schaltern wie dem 4066 oder ähnlichen könnte man sehr wohl Tastendrücke simulieren. Das läßt sich auch in das Tastaturkabel einschleifen, rückbaubar. Aber wenn alles über die DIAG geht umso besser.
- Das Framing würde im Automower in jedem Fall einen Microcontroller erfordern. Der Frame muss erstellt und ausgewertet werden. Ich kenne mich hauptsächlich mit PICs aus aber im Bereich AVR gibt es da sicherlich auch etwas sehr stromsparendes.
- Bei allen bisherigen Varianten habe ich die Verwendung des Diagnosesteckers auf der Unterseite gesehen. Wenn man den Automower öffnet kommt man sehr leicht an die eingerastete Buchse, welche man dann nach oben führen kann. Als Ausgang böte sich die Öffnung für das STOP-Schalter-Kabel an. Ich meine das ist nicht so schmutzbelastend - auf die Dauer ist die Kabelführung unten doch sehr störanfällig, oder? Oder ist die Öffnung des Automowers ein Hinderniss? Das ist wirklich kein Problem, beim ersten Mal brauchte ich fast 1h, mittlerweile mache ich das in ca. 5 Minuten Und da gibt es auch keine Garantiesiegel oder ähnliches.
Hallo Klaus,
Hallo Harald,
bin ich wirklich hoch erfreut. Endlich kommt mal Bewegung in die Sache.
Wie ihr ja schon fest gestellt habt, die Funkverbindung ohne absicherte Daten ist ein Problem. Ohne intelligentere Funkmodule oder einen zusätzlichen Prozessor auf der AM Seite wird man das nicht weg bekommen.
Ein PIC oder AVR am AM hätte schon einige zusätzliche Vorteile.
1. Den zusätzliche Leistungverbrauch kann er durch abschalten des Funkmodules bzw Reduzierung des Funkverkehrs in Arbeitspausen sicherlich ausgleichen.
2. Protokoll zum sicheren Datenaustausch.
3. Er kann mit dem AM bei 115200 Baud schneller Daten austauschen und intern Puffern.
4. Daten sammeln und auf Anforderung dem Leitrechner am anderen Ende der Funkverbindung zur Verfügung stellen.
5. Einfache Aufgaben kann er auch selbst abarbeiten.
6. Mit Analogschaltern dem AM Kommandos übergeben.
Nachteil: Da steckt erst mal jede Menge Arbeit drin. Aber wenn sich da in Zukunft auch noch andere daran beteiligen? "Na, dann schauen wir mal ...."
Die Garage ist aus Stahlbeton und liegt so ungünstig, dass der AM eine außen angebrachte Antenne nicht ständig "sieht" (er fährt um eine Ecke herum und hat dort seine Ladestation). Ich gehe aber davon aus, dass ein ZigBee PRO Modul genügend Power hat um durch die Wand zu funken.
Tastendrücke simulieren - den Bedarf sehe ich momentan noch nicht, dafür ergeben sich diverse Komplikationen wie z.B. Prüfung ob der Befehl wirklich ausgeführt wurde (geht wieder über den Diag-Port "zuletzt gedrückte Taste"). "Nice to have", das ist ggf. eine spätere Ausbaustufe.
Framing: Richtig, der AM braucht dann einen AVR, das hatte ich übersehen. Da tut's ein AVR-"Butterfly". Auch eine spätere Ausbaustufe. Alternativ könnte man an die Basisstation zwei ZigBee's nutzen, die auf unterschiedlichen Kanälen arbeiten. Dann unterhält sich die Basisstation mit dem AM und mit dem PC. Nur so eine Idee, da ist noch mehr konzeptionelle Arbeit notwendig.
Diag-Port: Da hatte ich ursprünglich auch Bedenken - Schmutz, Stecker könnte sich lösen, Kabel schleifen etc. Nicht dergleichen ist bisher passiert. Den AM öffnen wäre kein Problem, nur ist die Verschraubung (Gewinde) miserabel (zu oft geschraubt leiert die Gewinde aus!) und die beiden Fahrwerksteile dicht bekommen ... das wäre besser zu lösen gewesen. Wenn in 2-3 Jahren der Akku auszutauschen ist könnte ich mir eine andere Leitungsführung vorstellen.
@Harald, @seibot, @Vogon (in alphabetischer Reihenfolge):
Das Projekt kommt jetzt doch gut voran, nimmt allerdings eine Dimension an die ich in einem einzigen Schritt nicht als realisierbar halte. Was wir sicher haben müssen ist die Zielprojektion, dann aber eine Umsetzung in mehreren Stufen. Denkbar halte ich folgendes:
1. Gesicherte Funkverbindung
Das erscheint mir als dringende Aktion. Austausch der bisherigen Funkmodule durch 2 x ZigBee PRO. Auf der AM-Seite problemlos, auf der PC-Seite ist die Spannungsversorgung zu beachten. Evtl. könnte man hier eine der fertigen Stationen verwenden - die gibt es mit USB oder RS232 Anschluß (oder selbst bauen, wer Zeit hat ...).
Gibt es hier Erfahrungswerte für die Antennen? Das kurze Stück Draht an einer der ZigBee Modulvarianten sieht etwas abenteuerlich aus. Eine "richtige" Antenne bringt sicher bessere Ergebnisse. Diese müßte dann aber federnd befestigt sein, sodass die Antenne bei Hindernissen (Sträucher etc.) wegklappen kann.
2. Basis-Station (Conrollerboard mit AVR) und Regensensor
Hier gibt es hardwareseitig fertige Boards. Die Programmierung ist nicht trivial, halte ich aber für machbar. Bascom erscheint mir geeigneter als C (leichter lesbar, weniger Programmieraufwand).
Board (z.B. 7 - 14 Volt) und Regensensor (12 Volt) könnten an einer gemeinsamen Stromversorgung (Steckernetzteil) hängen (oder gibt es Komplikationen wenn beide Verbraucher einfach parallel dranhängen? ... Frage nur zur Sicherheit).
Für die ersten Schritte nicht notwendig, da wir nur das Timer-Flag setzen müssen und ggf. die AM-Uhr abfragen. Die Basisstation stellt dann die batteriegepufferte Echtzeituhr soweit notwendig. Übrigens: Die AM-Uhr kennt keine Sommer-/Winterzeit, man ging vermutlich davon aus dass der AM nur während der Sommerzeit fährt. Das war einmal, letztes Jahr ist der Rasen noch Anfang Dezember kräftig gewachsen.
In welchem Umfang der AM eine eigene Logik benötigt muß noch festgelegt werden. Für Point-to-Multipoint mit ZigBee's brauchen wir das Framing. Sonst fällt mir ein:
- Daten sammeln und im Batch an die Basisstation übertragen
- Autarke Funktionen, z.B. Betriebsfehler an die Basisstation melden
- Sleep-Modus des Funkmoduls in Pausen
5. Diverse Zusatzfunktionen
- Statistikwerte sammeln und übertragen
- Mähzeiten optimieren
- Point-To-Multipoint Netz (Framing ímplementieren)
- Tastenfolgen erzeugen, damit den AM steuern
Die Hardware ist fast vollständig eingetroffen (Controller-Board. LCD, XBee's, Adapter-Platinen [Danke an Harald!], Regensensor, diverse Kleinteile. Die RTC fehlt noch (www.futurlec.com sitzt in Australien, angeblich ist die Sendung unterwegs, es gibt allerdings sehr unterschiedliche Erfahrungsberichte über diesen Versender. Wie auch immer, die Einzelteile für eine RTC habe ich für den Notfall jetzt auch - wäre also auf einer Standard-Leiterplatte machbar.)
Die XBee Pro Module gefallen mir immer besser - wenn sie jetzt noch die erwartete Übertragungsleistung bringen ... warum nicht. Mit dem "XBee Development Board" mit USB-Anschluß und der zugehörigen PC-Software lassen sich die Teile problemlos konfigurieren. Die Stromversorgung erfolgt über USB, ein virtueller COM-Port macht die Ansteuerung mit jeder RS232-kompatiblen Software einfach.
Nächster Schritt: Austausch der bisherigen Funkmodule durch 2 XBee Pro, Austausch des PC-seitigen Boards durch das XBee USB-Board.
Danach gibt's einen kurzen Update.
Dann: Aufbau der Basisstation und AVR-Programmierung. Das dauert ein paar Tage länger
Anmerkungen:
XBee Pro: Aus der Doku ist ersichtlich, dass ein Multi-Point Netz nicht mehr mit gesicherten Übertragungen laufen würde, weil der Sender nicht mehr feststellen kann von wem ein ACK kommt. Ich hatte gemeint, per Sender ID und Framing wäre das zu regeln. Falls nicht, gibt es einen konzeptionellen Ausweg: Die Basisstation spielt Koordinator und hält - mit 2 angeschlossenen XBee Pro Modulen - Verbindung 1 x zum AM und 1 x zum PC. Vom PC muß der AM nicht direkt gesteuert werden. Mein Plan ist mehr, vom PC die Basisstation zu steuern bzw. gesammelte Daten abzurufen, während die Basisstation mit dem AM kommuniziert (Timer, Stopp bei Regen, Statistikdaten sammeln, etc.).
Das ist dann aber schon eine weitere Ausbaustufe - jetzt muß erst mal die Basis laufen. Mit einigen AVR-Details geht es gut voran, auch Dank der Hilfe in anderen Diskussionen hier im Forum.
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Und da gibt es auch keine Garantiesiegel oder ähnliches.
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