Projekt Mähroboter

[Feuerring]

Hallo Sly,

in der ersten Planung habe ich ein 100 mm Rad mit entsprechender Breite 3-4 cm vorgesehen, irgendwas mit Vollgummi und Profil, soll ja auch zum lenken verwendet werden.

wenn ich vorn zwei Lenkräder verwendet Zeichnung (3) verliere ich die Möglichkeit beim mähen vernünftig in die Ecke zu kommen ...
mein Rasen ist bereits mit einer 10cm breiten Mähkante eingefasst ... durch den Schleifen-Draht und einer Rand-Mäh-Funktion möchte ich mir ein nachschneider der Ränder ersparen.

In der Zeichnung (2) habe ich meinen ersten Entwurf Zeichnung (1) noch mal angepasst, grösseres Lenkrad (Mitte) ca. 140 und zwei kleinere Mähwerke vorn,
das Mähwerk in der Mitte muss dann aber grösser werden ... die Mähwerke kommen auf eine eigene Trägerplatte, so kann ich auch später noch Anpassungen vornehmen,
ohne gleich den ganzen Bot neubauen zu müssen, er Bot wird erstmal ohne Mähwerk / Trägerplatte aufgebaut ohne die aber aus den Augen zu verlieren.
Als erstes muss der Bot vernünftig fahren und die Schleife (Begrenzung) erkennen und auch dieser optimal folgen können ...



Bin auch am Überlegen das nicht angetriebene Lenkrad als Referenz-Rad für Wegstrecken Ermittlung mit zu nehmen.

[Feuerring]

Bin gerade dabei das Lenkrad und dessen Lenk-Antrieb zu planen ...

es gibt mehrere Möglichkeiten:

1. DC-Schnecken-Getriebe-Motor und ein Poti um die Position des Rades zu ermitteln.
2. Schritt-Motor mit Planeten-Getriebe und einem RNST01-I2C / L289 Treiber.

Ich benötige einen Lenkwinkel von 180° (+/- 90°) während der Fahr sollte so gut wie keine Kräfte auf den Lenk-antrieb wirken.
Die Stellzeiten bei 180° werde ich mit max 2 Sekunden ansetzen / 30-40 RPM am Getriebeausgang.

Bin gerade noch die vor und nachteile abzuwiegen und dabei noch unschlüssig ...

Vor und Nachteile:
Lösung (1a) DC-Motor mit Poti und einem M51660L als PWM-Positions-Treiber ... bin mir aber nicht sicher wie die PWM-Auflösung für ein Servo dann damit ist.
Lösung (1b) DC-Motor mit Poti und einem MC33030 als -Treiber der vergleicht zwei-Spannungen(Poti und z.B. ein DA-Ausgang) und stellt danach den Motor über eine H-Brücke
Lösung (1C) DC-Motor mit Poti direkt von der CPU über eine H-Brücke gesteuert und einem analogen Eingang um das Poti abzufragen

Zu Lösung(2) exakte Positionierung, benötigt aber immer einen Haltestrom und muss auch immer mal wieder per Endschalter justiert werden, wegen möglicher Schrittverluste ...

Favorisiere derzeit noch 1b

[damfino]

Bei dem Design hast das meiste Gewicht auf dem Lenkrad. Das wird bremsen, einsinken, und die Antriebräder drehen durch.

Absolut kein Schutz vor den Messern möglich, wenn der dir über die Zehen fährt macht er sofort Hackfleisch.
Bei Robotern sollte man mehr Sicherheit als bei normalen Rasenmähern vorsehen, man weiß nie was zB Besucher machen.

Zum lenken nimm doch ein Modellbauservo...

[Feuerring]

Hallo damfino,

besten Dank für die Anregungen ...

Bei dem Design hast das meiste Gewicht auf dem Lenkrad. Das wird bremsen, einsinken, und die Antriebräder drehen durch.

hinten zwischen den Rädern kommen die Akkus, die kann ich so verschieben, so das das Lenkrad optimal belastet wird, ein gewisser Druck ist aber auch von Nöten.

Absolut kein Schutz vor den Messern möglich, wenn der dir über die Zehen fährt macht er sofort Hackfleisch.

Das ist natürlich klar, um die Mähwerke hatte ich vor eine Reihe von langen 4M Schrauben an der Mäh-Trägerplatte zu schrauben ... so eine Art von Kamm,
so lang das die Messer dahinter laufen, der ganze Bot bekommt ein Cover, der bis knapp über den Boden reicht und auf Verschiebungen zur Grundplatte reagiert.

Also auf anstoßen an allen Seiten, anheben oder auffahren reagiert ...

Zum lenken nimm doch ein Modellbauservo

Darüber habe ich schon nachgedacht, möchte aber an der Achse, das Lenkrad direkt befestigen, dafür sind diese Servos nicht ausgelegt ...


Üpdate ...

habe mir heute Gedanken über den Antrieb gemacht ...


Hatte erst für die Hinterräder einen Scheibenwischer-Motor mit Schnecken-Getriebe in betracht gezogen,
hat aber nachteile in der symmetrischen Befestigung, desweiteren müssen die beiden Motore immer in entgegen gesetzter Richtung laufen und das tuen Sie nun mal mit unterschiedlicher Leistung ...

Nach längerem suchen habe ich einen Faulhaber-Motor mit Getriebe und Encoder (Servo-Motor) gefunden.
Jeder der Beiden Motoren hat 12V und 17W mit 120 U/min , der Inkrementale AB-Drehgeber liefert dabei 768 CPR an der Antriebswelle.
Die Räder(26cm) werden über eine Kette mit einer Untersetzung von 40/8 angetrieben ...

So ist bei 100% Motor-Leistung eine Geschwindigkeit von 19,6 Meter / Minute bei einem Drehmoment von ca. 8,5 Nm möglich.
Die Geber-Auflösung ergibt sich dabei mit 4706 Impulse / Meter.
Die Inkremental-Drehgeber will ich zu einem für die Wegstrecken Ermittlung verwenden und eins der beiden Signale um die Drehzahl des jeweiligen Motor zu regeln ...

Das Lenkrad 120-125 mm bekommt noch einen zusätzlichen Inkrementalen AB-Drehgeber mit einer Auflösung von 400 CPR was auf einen Meter dann 1062 Impulse / Meter ergibt und so unabhängig vom Antrieb funktioniert.

[damfino]

Habe den Akku hinter den Rädern, und trotzdem fast zu viel Gewicht auf den Vorderrädern.

Die Kette muss gekapselt werden, es ist unglaublich was sich alles an Schmutz und Staub sammelt.

Darüber habe ich schon nachgedacht, möchte aber an der Achse, das Lenkrad direkt befestigen, dafür sind diese Servos nicht ausgelegt ...

Dafür ist die Achse eine DC Motors aber auch nicht geeignet. Die zulässigen Axiallasten sind meist recht gering.
Daher besser die Lenkachse massiv ausführen und lagern, daran kann man immer noch den Servo anflanschen

[Feuerring]

Habe den Akku hinter den Rädern, und trotzdem fast zu viel Gewicht auf den Vorderrädern.

Gehe mal davon aus, das Du Schleppräder vorne hast, da mag es bei zu viel Gewicht störend sein,
denn die müssen ja immer in Ihre Richtung gedrängt werden, bei ungünstiger Stellung benötigt man da sehr viel kraft.

Die Kette muss gekapselt werden, es ist unglaublich was sich alles an Schmutz und Staub sammelt.

Danke für den Tipp, muss ich in meiner Planung mit einbeziehen ...

Dafür ist die Achse eine DC Motors aber auch nicht geeignet. Die zulässigen Axiallasten sind meist recht gering.
Daher besser die Lenkachse massiv ausführen und lagern, daran kann man immer noch den Servo anflanschen

Möchte den Aufwand natürlich so gering wie Möglich halten, habe einen Winkel-Getriebemotor mit zweifach gelagerter 10mm Welle in der Auswahl,
werde aber das Lenkrad als Modul auslegen, Falls doch eine Nachbesserung von Nöten ist ...

[Feuerring]

Update ...

habe heute meine beiden Funk-Module (HC-11 433MHz) bekommen und gleich mal ausprobiert,
Aus meinem Büro im Haus, habe ich die Funkverbindung über das gesamte Grundstück ausgetestet und mit einem mobilen Modul alles abgelaufen ...

Später soll der Funk-Transmitter für den PC dann draußen am Haus (Grundstück-Mitte) angebracht werden, um eine 100% Abdeckung zu gewährleisten.

Habe aber Probleme mit dem SET-Mode ... wollte mal mit der Einstellung der Kanäle spielen ,
also Funk-Modul Pin(5) auf GND gelegt, dann an das entsprechende Modul über die TTL-Schnittelle AT bzw ATV gesendet ... keine Reaktion

Sobald ich Pin(5) wieder auf HIGH schalte, funktioniert das Modul nach wie vor und kommuniziert mit dem anderen und überträgt bzw. empfängt Daten ...

Hat da einer einen Tipp für mich ... was mache ich falsch

[Feuerring]

Auf was für einem Controller basiert der Arduino?

Atmega 328p(16MHz) mit TWI-Hardware Unterstützung

Clock Stretching!

dabei zieht der Slave SCL runter um den Master zum warten zu zwingen ... in meinem Fall waren aber alle Leitungen auf HIGH und der Master hat gehangen.

Genauso hat der Master mit ( I2creceive / I2csend ) auch schon alle Slave gleichzeitig angesprochen, obwohl eine Adresse übergeben wurde, da ist einer der Bascom-Befehle mit Adresse und Daten durcheinander gekommen ...
denke mal das die Befehle ( I2creceive / I2csend ) nicht sauber umgesetzt worden sind, z.B. fehlende Timeouts beim warten auf (TWINT)...

Das verwenden der TWI-Register aus Bascom ist jetzt auch nicht besonders schwer, deswegen werde ich das selber umsetzen, dann weiß ich wenigstens was da abläuft und kann auf Störungen reagieren ...

danach zwingt der Master wegen SMBus Logik ein erneutes Senden und hängt sich dabei weg

wie will denn der Master da was erzwingen ... SCL ist LOW, da muss der Master warten, bis der Slave diese wieder frei gibt, erst dann kann der Master ein neues Byte übertragen ...

Die von mir über die Register programmierten TWI-Slave habe ich mit einem IOWarrior (I2C 50 / 100 / 400 ) zuvor getestet, da liefen diese ohne Probleme ...

[Ceos]

wie will denn der Master da was erzwingen ... SCL ist LOW, da muss der Master warten, bis der Slave diese wieder frei gibt, erst dann kann der Master ein neues Byte übertragen ...

ich hab mal einen Widerstand in Serien gehangen weil mir auf dem Oszi ein flackern aufgefallen war .... er wiederholt nach 25ms CLK stretch einfach das Byte, er knattert volles Programm die Bits auf den Bus und geht in Fehler, während der Slave nach dem freigeben der CLK fröhlich auf neue Bytes wartet
Du musst also in diesem Falle erstmal ein künstliches Restart und dann Stop auf den Bus legen damit der Slave aufhört zu Empfangen (und im Slave den Fehler erkennen) und dann die TRansmission neu starten

[Feuerring]

Update ...

habe das Bus-Konzept noch mal überarbeitet und die Module entsprechen angepasst.
Die Module haben alle eine Grundschaltung die das abtrennen vom BUS beim abschalten beinhaltet und einheitliche LED-Anzeigen
für ( POWER / I2C-Transfer / Ready-Event / NOT-AUS )







hier ein kleines Video, wo man mal die BUS-Funktion und das fertige Modul(Antrieb) sehen kann... VIDEO