Elektonik Projekte  

Rasen-Roboter: RasenRob (Pausiert)

Anfang 2012 hatte ich die Idee, das es schön wäre einen eigenen Rasenroboter zu besitzen. Allerdings stellte ich nach kurzer Internetrecherche fest, das die "günstigen" Modelle ab 600€ anfangen. Also wird es ein Eigenbau Rasenroboter!
Als erstes wurde im Internet nach anderen Modellen und Tipps gesucht, was aber nicht wirklich viele Ergebnisse erbracht hat. Also eigene Ideen überlegen.
Was soll er können:
-Rasen mähen
-selbständig starten
-lange Laufzeit
-stabil und wartungsarm

Dann mal ans Werk. Erstmal eine Grundplatform zum testen:

Testroboter


Ein paar zeilen Code und er fährt schonmal, sogar zur gewünschten Zeit. Danach kamen ein paar überlegungen und ein paar Bestellungen bei einem bekannten Online Auktionshaus und ein Besuch beim örtlichen Baumarkt. Ein Bekannter fräste mir dann auch gleich mal einen Satz Lagerböcke. (Danke Manuel)

Fräsarbeit Lagerböcke
Fräsarbeit


Ein paar M3,M4 und M5 Schrauben und Muttern weiter nimmt das ganze dann schon gestallt an. Aber die Elektronik ist nicht zu vergessen. Aus früheren Projekten war mir die "Doppel-H-Brücke", der L298 noch ein Begriff. Gern für Schrittmotoren eingesetzt eignet sie sich aber auch im einzelnen zur Ansteuerung von zwei DC Motoren (2 Amp) oder aber im einzelnen Parallel geschaltet zur Ansteuerung von einem DC Motor mit 4 Amp. Ich entschied mich für letzteres, was dann natürlich zwei mal gebraucht wird. Gesteuert wird der L298 über 3 Leitungen, Takt, Richtung und Enable. Also perfekt für die Ansteuerung mit einem Mikrokontroler.

Fräsarbeit Lagerböcke



Dann stellte sich allerdings die Frage, was für Sensoren soll er besitzen? Die wenigen Projekte die zu finden sind nutzen Bumper (einfache Kollisionserkennung mit Taster) aber auch Induktionsschleifen. Das Funktionsprinzip der Induktionsschleifen war mir bis dato nicht ganz klar, also erstmal bekannte Suchmaschinen füttern. Nach kurzer suche stieß ich auf eine vielversprechende seite von RN-Wissen wo mir nicht nur das Prinzip, sondern auch gleich eine passende beispielschaltung presäntiert wurde, die ich fast 1:1 übernommen habe. Die Empfängerschaltung hat lediglich einen Kondensator zur Spannungsstabilisierung bekommen und der Sender nicht über einen NE555 sondern über einen Mikrokontroler (ATMega8) gesteuert. So bleiben mehr offene Möglichkeiten für die Zukunft.

Fräsarbeit Lagerböcke Lagerböcke
Fräsarbeit Lagerböcke



Für die Hauptsteuerung habe ich mich für einen ATMega128 Mikrokontroler entschieden, der zwar etwas "groß" erscheint aber für eventuelle spätere Erweiterungen genug Speicher und vor allem ausreichend Pins zu Verfügung stellt. Das Board bietet anschlüsse für: Bumper und Induktionssensoren vorne (links/rechts), Bumper und Induktionssensoren hinten, zwei Motorausgänge für den Antrieb (jeweils Takt/Richtung und gemeinsamer Enable, sowie Strommessung), PPM-Ausgang für Handelsüblichen Brushless Regler, zwei Eingänge für Infrarotempfänger, Serielle Schnittstelle, einen Analog Eingang für Akkuüberwachung, zwei Analoge Eingange für Regensonsor etc, 8Bit für Erweiterungen, LC-Display, drei Taster für Menü Steuerung und ISP Anschluss.

Fräsarbeit Lagerböcke



Nach dem zusammensetzen nimmt dann schon alles etwas form an. Erste testläufe in meiner Bastelecke auf dem Dachboden in einer 4m² Schleife waren sehr vielversprechend.

Fräsarbeit



Jetzt fehlte mir nur noch der passende Mähmotor. Er sollte genug Leistung und wenig Stromaufnahme bei passender Drehzahl haben, sowie Wartungsarm sein. Also dachte ich an einen Bürstenlosen Motor. Dies gestaltete sich erstmal etwas schwieriger, wenn es auch noch günstig bleiben sollte.
Im Internet auf einigen Seiten wurde eine Drehzahl von ca. 3000 U/min und mindestens 50 Watt empfohlen. Mit meinem erst geplanten 1000 U/Volt (bei 12 Volt Akku = 12000 U/min) Motor kam ich da nicht sehr weit. Nach kurzer Rücksprache mit einem Bekannten der etwas Ahnung von Modellbau Motoren hat (Danke Peter), empfohl er mir zu einem Helicopter Motor vom Multiplex Funcopter.
Technische Daten des Motors:
-225 U/Volt
-max 450 Watt
-ca. 400mA im leerlauf
Dieser machte einen passenden Eindruck.

Fräsarbeit Fräsarbeit
Fräsarbeit Fräsarbeit



Jetzt noch den Rest zusammensetzten und dann können die Tests auf dem Rasen folgen...

Fräsarbeit


Stand Oktober 2014: Funktionen der Programmierung sind akzeptabel, aber es wird auf eine "gekaufte" Plattform hinauslaufen, da längere fahrten schon jetzt Spuren an den Lagern vom Mähmotor hinterlassen haben. Bis eine neue Plattform gefunden ist, Pausiert dieses Projekt, bis auf Hintergrundarbeiten. (Neue Leiterplatte, LiPo/LiIon Lader etc.)

 

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