Thema: Wir bauen einen Rasenmäher Roboter

Morgen werde ich den Oszi mal an die Schleifensignale des AM hängen. Bin auch sehr interesiert was sich da abspielt.
Die Signale werden von einem PIC 16f628A generiert.
Aufgenommen werden die Signale von zwei Sensoren (Spulen mit Ferit-Kern) im AM - einer über der Vorderachse der andere HinterAchse.

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Von der Ladestation werden vier Signale erzeugt die man in einem Expertenmenue am AM kontrolieren kann:

Zwei Signale zu den im Garten verlegten Kabeln.

A-Signal: zum Begrenzungskabel, Normalwert 70 bis 320. Af= vorderen Schleifensensor. Ar= hinteren Schleifensensor. (Ar wird angezeigt, wenn der Aufwärtspfeil gedrückt wird.)

S-Signal: zum Suchkabel. (Nur in Sonderfallen benötigt. Freier Anschluss an der Platine der Ladestation .)

Und zwei Signale zu den Spulen in den verklebten Bodenplatten.

F-Signal: Fernsignal, zum finden der Ladestation mit einer Reichweite von ca 6 bis 7 Meter.
Normalwert in Testposition über 300.
Vermutlich eine Schleife am Außenrand der Bodenplatten.


N-Signal: Nahsignal zum einparken mit einer Reichweite von ca 1 Meter.
Normalwert in Testposition über 100.
Je eine Schleife in der rechten und linken hälfte der Bodenplatte
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Der AM erkennt sicher ob er sich innerhalb oder außerhalb der Begrenzungschleife befindet. Wenn er zb. am Hang über die Begrenzung rutscht, versuchte er noch zurückzufahren, wenn das nicht gelingt bleibt er mit Fehlermeldung stehen. Auch wenn man ihn auserhalb der Schleife einschaltet macht er sich nicht auf und davon.

Die Suchschleife ist optional für Anlagen bei denen der AM die Ladestation zb. nur durch eine Passage erreichen kann.

Das Suchen der Ladestation verläuft in mehreren Phasen.
1. der AM sucht nach dem zufallsprinzip das F-Signal.
2. der AM sucht nach ablauf einer einstellbaren Zeit zusätzlich auch nach dem Suchkabel. Wenn er das Signal erkennt, folgt in eimem programmierbaren Korridor wegen der Fahrspuren im Rasen, dem Suchkabel bis des F-Signal erkannt wird.
3. der AM folgt nach ablauf einer einstellbaren Zeit dem Begrenzungskabel bis des F-Signal erkannt wird. Er benutzt dabei einen programmierbaren Korridor um Fahrspuren im Rasen zu vermeiden.
4. der AM fährt beim erkennen des F-Signals auf die Ladestation zu. Die Richtung erkennt er vermutlich durch vergleich des vorderen und hinteren sensors
5. wenn das N-Signal erkannt wird, richtet er sich mit dem hinteren Sensor genau auf die Mitte der Platte aus. Er fährt dabei recht langsam etwa einen halben Meter vor der Platte vorbei. Anscheinend versucht er zuerst den vorderen sensor auf die mitte zu bringen und dann den hinteren. Das heißt - die Hinterrachse zeigt auf die der Mitte der Ladestation.
6. der AM dreht sich (90°) bis beide Schleifensensoren in einer Flucht mittig vor de LS ausgerichtet sind.
7. der AM fährt langsam auf die Bodenplatte zu. Wenn der vordere Sensor eine Abweichung von der Mitte feststellt, regelt er seine Fahrmotoren nach.
8. Wenn die Nase des AM die Ladekontakte berührt schiebt er noch ein wenig nach um dann abzuschalten.
9. Wenn nicht innerhalb ca 5 Sekunden Ladestrom fliest, fährt er rückwerts aus der Ladestation heraus und versucht es noch mal.
Wenn der AM die LS sucht, befolgt er auf jeden Fall die Signale der Begrenzungsschleife und der Kollisionserkennung.

Der AM hat zwei freilaufend Stützräder vorne. So kommt es nur sehr selten vor, das die Messer bodenkontakt bekommen. Nur wenn beide Räder gleichzeitig in eine Vertiefung fallen (ein Graben) kann das mal pasieren.

Das der AM mit acht Kilogramm Eigengewicht und einem 40 Watt Mähmotor so gut arbeitet, verdankt er meines erachtens der gelungenen Mähwerkkunstruktion. Am Messerteller hängen drei beidseitig scharfe Messerklingen. Sie können sich um die Befestigunsschraube frei drehen. Nur durch die Fliekraft werden sie in Arbeitsposition gehalten. Bei berührung mit einem Hinderniss klappen sie einfach weg. Der eigentliche Trick ist aber eine zusätzliche kugelgelagerte Scheibe auf der Motorachse.
Diese Scheibe deckt den Messerteller nach unten komplett ab. Gras oder Hindernisse schleifen und bremsen dadurch nicht den Messerteller.
Die Achse des Mähwerks ist leicht nach vorne gekippt. Auch dadurch wird die Reibung weiter reduziert. Der Motor wechsel auch von zeit zu zeit die Drehrichtung. So werden beide Messerseiten benutzt und das Mähwerk kann sich selbst reinigen. Auch wenn der AM mal Bodenfräse spielt (zB. Maulwurfhügel mittig zwischen den Vorderrädern), die Abdeckscheibe schützt das Mähwerk fast Perfekt.
.. der Motor wird auf 2600 Upm geregelt. Der Strom wird gemessen und beim Mähverhalten berücksichtigt.

Ansonsten kommt der AM nur mit zwei Kollisions-Sensoren aus. Das Fahrwerk hat vorne zwei Gummiabstandshalter die eine Abdekhaube tragen. Hinten führen zwei Gummiabstandshalter in den Innenraum. Die Haube kann einige Zentimeter in alle Richtungen gegenüber dem Fahrwerk verschoben werden. Diese verschiebung wird innen durch das kippen der Gummihalter von zwei magnetsensoren der Elektronik gemeldet.
Da der AM ja seine Fahrtrichtung kennt, geht er erst mal davon aus, das die Kolision auch aus dieser richtung kommt. Wenn er also vorwerts fährt, setzt er zurück, wenn er sich dreht, dreht er sich eben nach der anderen seite. Die Strategien zum Befreien sind schon recht gut. Selbst wenn er sich under Strauchwerk festgefahren hat und es auch rechts und links wenig platz gibt, er schaft es fast immer. Ich habe beobachtet: Er rutsch über einen Hang über die Schleife, er versucht zurück zufahren, geht nicht - zu steil- Räder drehen durch, er dreht sich in alle richtungen, bis der ganze boden umgeackert ist. Zum Glück waren das keine Blumen sondern Mulch. Aber es ist ja mein Fehler - er soll Rasen Mähen und nicht Bergziege spielen.

Da der AM zwei Sensoren hat, kann er auch mit der Vorderachse über die Schleife hinausfahren. Das kann man einstellen damit er die Ränder ordentlich mäht.

Die Bezeichnung "Korridor" bedeutet er fährt nicht mit dem Sensor über der Schleife, sondern in einem (mit MAX-Wert konfigurierbaren) zufälligem Abstand neben, aber um ein Massaker mit den Blumen zu vermeiden, innerhalb der Schleife.
Der AM kann sozusagen den ISOBaren folgen. (.. ja die gibts beim Wetter - aber wie die Linien mit gleicher Magnetischer Feldstärke heißen weis ich nicht. ISOTesla oder ist ISOMaxwell besser ?)

... ach noch was. Der AM und der Solarmower sind hier in der Patentmeldung http://set.praecogito.com/~brudy/rob...t/solar_mower/ Recht gut beschrieben.
Wenn man European Patent Office http://ep.espacenet.com/ den Namen "Colens", dem Erfindes des Solarmower eingibt, finded man noch mehr:
* Self cleaning cutting head for mowers
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: HUSQVARNA AB (SE)
EC: A01D34/63; A01D34/82 IPC: A01D34/78; A01D34/82
Publication info: US5916111 - 1999-06-29
oder noch einige:
IMPROVEMENTS TO A CUTTING ATTACHMENT
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A
EC: IPC: A01D34/86; A01D34/82
Publication info: ES2226841T - 2005-04-01

2 DEVICE FOR AUTOMATICALLY PICKING UP OBJECTS
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A
EC: IPC: A63B47/02; A01G1/12
Publication info: ES2222906T - 2005-02-16

3 Improvements to mobile robots and their control system
Inventor: COLENS A (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS (BE)
EC: IPC: G05D1/02; B25J19/00; (+1)
Publication info: CN1284177 - 2001-02-14

4 Robotic lawnmower
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant:
EC: A01D34/00D2; A01D43/02 IPC: A01D1/00
Publication info: US2004187457 - 2004-09-30

5 Automatic hedge-trimming system
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant:
EC: A01G3/04 IPC: A01D75/28
Publication info: US2004200199 - 2004-10-14

6 IMPROVEMENT TO A METHOD FOR CONTROLLING AN AUTONOMOUS MOBILE ROBOT ET RELATED DEVICE
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A (BE)
EC: G05D1/02E12W IPC: G05D1/03
Publication info: EP1470460 - 2004-10-27

7 Mobile robots and their control system
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant:
EC: A47L11/40; B25J9/16V; (+1) IPC: G06F19/00
Publication info: US2002120364 - 2002-08-29

8 AUTOMATISCHE VORRICHTUNG ZUM SAMMELN VON GEGENSTÄNDEN
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A (BE)
EC: A63B47/02B; E01H1/00 IPC: A63B47/02; A01G1/12
Publication info: AT268196T - 2004-06-15

9 VERBESSERUNGEN AN EINEM SCHNEIDEKOPF
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A (BE)
EC: A01D34/82S IPC: A01D34/86; A01D34/82
Publication info: AT275323T - 2004-09-15

10 IMPROVEMENTS TO A SELF-PROPELLED LAWN MOWER
Inventor: COLENS ANDRE (BE) Applicant: SOLAR & ROBOTICS S A (BE)
EC: IPC: A01D34/00
Publication info: EP1168908 - 2002-01-09

... und für die Navigation innerhalb der Begrenzungschleife könnte ein Kompass und RFID`s recht nützlich sein. Die Dinger sollen ja nur Pfennige kosten und brauchen im gegensatz zu anderen Baken keine eigene Stromversorgung. Wenn der Mäher die RFID`s auf ca zwei Meter entfernung lesen kann, sollte das reichen. Ich verteile die Tags als Matrix im Rasen. Die Mähersoftware sollte dann in der lage sein die zuordnung der gefarenen wegstrecke, der fahrtrichtung und der idendifizerten TAG-Nummer zu lernen.

Danke für die ganzen Infos! Echt gut beschrieben!
Das die Spulen senkrecht stehen, hab ich mir schon gedacht, so klappt das mit den Feldern am besten.

Ein Bild unter den AM verrät auch mehr über die "Messerchen":

http://www.automower.de/html/am_04_teil_1_12.html

Schade das ich im Moment nix ausprobieren kann

wow das wird ja immer mehr..... Lohnt sich da nicht einfach jedes Wochenede statt 4 Stunden Basteln 2 Stunden maehen?

Die Suchschlaufe ist meiner Meinung nach nicht, oder vielmehr, für mich wäre sie nicht von Nöten, zur Not kann der Mähroboter (MR) an der Randbegrenzung entlang zurückfahren, die führt ihn ja zwangsläufig zu LS.
Auf eine Bidirektionale Kommunikation werde ich verzichten können, denn ich werde wohl kaum 2 Roboter betreiben, obwohl sie selbst dann ja noch unnötig ist
Im Grunde ist das Senden der Kennung zu LS und dem "Verheiraten" ja nur sinnvoll, wenn sich 2 Mähbereiche teilweise überschneiden...
Also auf Bidirektionale Übertragung könnte ich verzichten eigentlich auch auch überhaupt auf das Senden von Daten, eine Bestimmte Sequenz dürfte reichen, so dass Verwechselungen mit einem Stromkabel ausgeschlossen sind.
Auf den Neigungssensor könnte ich auch verzichten, es sei denn ich würde sie dazu benutzen ein Hochheben des Mähers zu erkennen. Aber da reichen ja auch ein par Schalter oder Abstandssensoren. Ein so ausgefeiltes Bedienungspult mit beleuchtetem Display brauche ich sicher auch nciht, obwohl ein Display mit Statusmeldungen zumindest in einem "Prototyp-Status" sicher sinnvoll währen, auch wen mir da eine Funkübertragung zum PC lieber wäre.

Übrigens noch 2 interessante Beiträge aus der FAQs-Seite:

Können Kinder auf dem Rasen spielen, während der Automower arbeitet?

Obwohl der Automower nur sehr wenig Leistung aufnimmt, können Sie sich an den rotierenden Messern Ihre Finger oder Zehen verletzen. Eine eingebaute Sicherheitsfunktion läßt die Messer automatisch anhalten, wenn der Mäher angehoben oder umgedreht wird. Wir empfehlen, den Automower auszuschalten, wenn kleine Kinder auf dem Rasen spielen.

Stellt der Automower eine Gefahr für Hunde und Katzen dar?

Der Automower wird entsprechend unserer langjährigen Erfahrung sehr gut von Haustieren aufgenommen. Zuerst wird er eher skeptisch betrachtet oder gefürchtet. Aber schon nach kurzer Zeit haben sich die Vierbeiner an den "neuen Bewohner" gewöhnt. Katzen gehen Ihm dann eher aus dem Weg, fühlen sich aber nicht mehr provoziert. Hunde akzeptieren Ihn rasch und bellen selten oder ignorieren den Automower.

( http://www.automower.de/html/faq__-_...lte_frage.html )

Was mich jetzt noch interessiert ist, wieviel Strom durch die Schleife fließt. Wäre klasse, wenn das jemand rausfinden könnte, wenn es nciht ohne ein Aufschneiden des Kabel geht, dann kann ich aber uach gut darauf verzichten