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Lawn Mower AWD Mähroboter Allrad Automower All wheel drive 4WD von Fürst Ruprecht

So, die Elektronik für den nächsten, also meinen Prototyp 4 ist soweit betriebsbereit.
Von Links nach rechts:
Links Oben: Spannungsversorgung / Anschluß Batterie, Ladegerät, Notaus.
Links unten: 5V Netzteil, 3,3V Spannungsregler
Direkt daneben (unten) Levelshifter.
Dann folgt unten der 16 Kanal IO-Expander, darüber eine Steckleiste für einen esp32.
Mitte Links: Teensy 4.1, darüber 8-Kanal AD-Wandler.
Rechts vom Teensy unten: Steckleiste für Levelschifter, darüber Steckleiste mit esp32 montiert.
Auf der Rechten Seite folgen zwei 16-Kanal-PWM-Module, ein weiterer Levelshifter und die diversen Stecker für alles, was nicht auf der Platine drauf ist.

Die Software ist soweit komplett neu und noch am reifen. Im Moment steht RTK-Fahren im Vordergrund und die Kopplung des Teensy an den Mission Planner (MP) über das mavlink-Protokoll.
Der Rover wird gesteuert über die Oberfläche von MP und durch eine 10 Kanal RC-Fernbedienung. Für die Verbindung Rover PC nutze ich ein „V5 Radio Telemetry Modul (433MHz)“

Als nächstes muß jetzt das Fahrgestell konzipiert und gebaut werden.

Es grüßt
Fürst RuprechtIMG_8198.jpegIMG_8197.jpegIMG_8196.jpegIMG_8195.jpeg
 
Rießige Niederlage !!!
Hatte heute meinen Abnahmetermin beim Vorstand für "Konzept und Design" unter Fürstin Ruprecht und bin gescheitert.
Mein Roverkonzept wurde schlicht weg abgelehnt.

lang1.JPGlang2.JPG


Der Vorstand hat mir dann den Hinweis gegeben, drei Mähmotoren einzusetzen (was ja im Grunde genommen auch viel "fürstlicher" ist).

Also das neue Konzept:
kurz1.JPGkurz2.JPG

Die Rahmenstruktur entfällt, der Rover bekommt eine durchgehende Bodenplatte (die dann hoffentlich nicht durchbricht).
Im Übrigen läuft auch schon das erste Rad mit dem ZS-X11H-V2 China Treiber auf Anhieb. habe heute mal ein Rad gewogen - 4,5Kg.
Der Rover mißt aktuell in der Breite 500mm und in der Länge 830mm. Schnittbreite ist 500mm.

Zweifel habe ich bei der Bodenplatte. Ich möchte 2 HDF-Platten (je 6mm stark) aufeinander geklebt einsetzen, an den Achsen mit Vierkantrohr verstärkt.
Die HDF-Platten lassen sich sehr schön verarbeiten, brechen aber auch gerne mal durch (das ist mir bei meinem kleinen Mäher passiert. Da die Räder bereits 20Kg wiegen wird der Rover schwer wie ein Monster.
Habt Ihr bessere Ideen für die Bodenplatte ?

Gruß Fürst Ruprecht
 
Aktueller Stand:
Der 3D-Drucker druckt bereits die Teile und wird noch einige Tage brauchen.Die Karosse wird eine Kombination aus 3D-Druck (Konturen) und Plexiglasplatte (großflächige Teile) Wie ich die Teile miteinander verbinden werde ist noch ein Geheimnis ( für mich ).
Die Elektronik ist bereits in Betrieb. Die Verbindung zwischen Missionplanner und Teensy-PCB ist schon recht solide. Mission können geplant und hoch und runter gespeichert werden. Die Parametrierung erfolgt über Missionplanner.
Das Referenzsignal der Basisstation wird jetzt über ein esp32-modul empfangen (vorher ardusimple xbee-Modul).
Das gibt mir die Möglichkeit, mehrere Mäher per GPS laufen zu lassen.

Der erste Fahrversuch war sehr beeindruckend. Der Mäher ist sehr, sehr schnell ! (was für einen Mäher völlig Sinn befreit ist ).
Leider war er dann auch sehr schnell unter der Werkbank und hat die gesamte Elektronik geköpft :(
Antriebsleistung und Gewicht werden wahrscheinlich eine Herausforderung - wir werden sehen.

Gruß Fürst Ruprecht
 
Fürst Ruprecht schrieb:
Der erste Fahrversuch war sehr beeindruckend. Der Mäher ist sehr, sehr schnell ! (was für einen Mäher völlig Sinn befreit ist ).
Leider war er dann auch sehr schnell unter der Werkbank und hat die gesamte Elektronik geköpft :(
Antriebsleistung und Gewicht werden wahrscheinlich eine Herausforderung - wir werden sehen.
Zum Vergrößern anklicken....
Ich habe mittlerweile günstig ein gebrauchtes Hoverboard gekauft. Meistens ist ja nur der Akku defekt. Die Elektronik läuft noch vollständig. Ich überlege, ob ich nicht gleich die gesamte Elektronik übernehme. Allerdings weiß ich nicht ob das klappt, es ist kein ST32 sondern ein GD32 (China-Klon), und ob ich den programmieren kann, muss ich noch testen.

Mit welcher Spannung betreibst Du den Mäher?

Deine Räder sehen ja auch stark nach Hoverboard aus. Standard scheint ja hier 42V zu sein, aber ich würde gerne Ardumower-kompatibel bleiben. Mit 28V beschwert sich das Board zwar mit lauten Piepsen, aber die Räder laufen zumindest auf der Werkbank immer noch recht gut (auch etwas langsamer :) ).

Grüsse
Siegmund
 
Ich habe auch darüber nachgedacht, die Elektronik weiter zu nutzen, habe mich dann aber dagegen entschieden. Gründe: Zeit für Recherche, neuer Programmieradapter, andere Bibliotheken, sowieso nicht für 4 Räder geeignet - also bin ich bei der bekannten Lösung geblieben.
Bisher habe ich einen vorhandenen Akku aus einem der bestehenden Mäher genommen (28V). Ich denke, das reicht völlig aus, da der Mäher ja nicht Personengewicht erreicht. Jetzt sind aber die alten Mäher aufgefrischt und einsatzbereit und die brauchen die vorhandenen 28V Akkus.
Bisher hatte ich Bedenken die 42V Akkus zu nehmen, weil der Spannungsabfall im 5V-Wandler dann sehr hoch wird. Wenn der kaputt geht, (bisher schon 2 Mal) dann gibt er die Eingangsspannung weiter und das führt zum Totalschaden von allen elektronischen Komponenten. Ich habe bereits zusätzlich thermische Sicherungen und Z-Dioden eingebaut um den Spannungsdurchbruch abzufangen, was wohl auch funktioniert.Es ist auch auf die Max-Spannung der Einzelkomponenten zu achten - 42V ist da eigentlich auch auch zu viel.
Also entweder 42V nehmen und hoffen - oder den 42V Akku (10S2P) abspecken auf 7S2P ( -oder auf 7S3P mit 2 zusätzlichen Akkus).

Meine Teilequelle: 2 Hoverboards von ebay, Rückversand-Ware, Neuwertig.
 
Fürst Ruprecht schrieb:
Meine Teilequelle: 2 Hoverboards von ebay, Rückversand-Ware, Neuwertig.
Zum Vergrößern anklicken....
Cool - ich habe mir 2 gebrauchte (defekte) Hoverboards besorgt, bei denen sind die Akkus so nicht mehr verwendbar. Darum werde ich wohl auf 7S setzen.


Deine Hinterachse entspricht ziemlich genau dem, was ich auch vorhabe (bewegliche Starrachse, nur dass ich damit auch noch lenken möchte).

Wie ist die gelagert?
Ich nehme an, ein evtl. selbstgedrucktes Gleitlager müsste ja reichen, oder?

Dass die Räder schon komplett mit Motor sind, hat mehrere Vorteile:
  • Kein Platzbedarf innerhalb des Chassis
  • engere Spurbreite möglich (falls man das will)
  • gute Gewichtsverteilung
Weiterhin könnte man statt einer gemeinsamen Starrachse sogar linkes und rechtes Rad verhältnismäßig einfach getrennt federn. Das hätte evtl. den Vorteil, dass das Chassis beim Mähen eine stabilere Lage halten kann. Derzeit scheue ich aber noch den Zusatzaufwand - ist vermutlich was für die nächte Evolutionsstufe... ;)


Wie hast Du hier die Räder befestigt?
Ich nehme an, alle Hoverboards haben die gleichen Räder: eine 16mm Rundachse mit einer Abflachung an einer Seite. Die originale Befestigung am Hoverboard ist ja echt wuchtig ausgelegt, aber da sollen ja auch 150Kg Mensch drauf stehen können.
Auf dem Foto sieht es aus, als hättest Du auf jeder Seite nur je eine Schraube verwendet. Hast Du die Räder einfach zwischen die 2 Profile (sieht aus wie ein 20x20 Alu-Rechteckprofil) gepresst mithilfe eines (gedrucken) Adapters oder hast Du auch noch durch die Welle ein Loch für eine Schraube gebohrt?

Sorry, wenn ich Dich mit Fragen löchere, aber ich komme aus der Elektronik, und bei Mechanik habe keinen so großen Erfahrungsschatz... :confused:

Grüße
Siegmund
 
Fürst Ruprecht schrieb:
Ich habe auch darüber nachgedacht, die Elektronik weiter zu nutzen, habe mich dann aber dagegen entschieden. Gründe: Zeit für Recherche, neuer Programmieradapter, andere Bibliotheken, sowieso nicht für 4 Räder geeignet - also bin ich bei der bekannten Lösung geblieben.
Bisher habe ich einen vorhandenen Akku aus einem der bestehenden Mäher genommen (28V). Ich denke, das reicht völlig aus, da der Mäher ja nicht Personengewicht erreicht. Jetzt sind aber die alten Mäher aufgefrischt und einsatzbereit und die brauchen die vorhandenen 28V Akkus.
Bisher hatte ich Bedenken die 42V Akkus zu nehmen, weil der Spannungsabfall im 5V-Wandler dann sehr hoch wird. Wenn der kaputt geht, (bisher schon 2 Mal) dann gibt er die Eingangsspannung weiter und das führt zum Totalschaden von allen elektronischen Komponenten. Ich habe bereits zusätzlich thermische Sicherungen und Z-Dioden eingebaut um den Spannungsdurchbruch abzufangen, was wohl auch funktioniert.Es ist auch auf die Max-Spannung der Einzelkomponenten zu achten - 42V ist da eigentlich auch auch zu viel.
Also entweder 42V nehmen und hoffen - oder den 42V Akku (10S2P) abspecken auf 7S2P ( -oder auf 7S3P mit 2 zusätzlichen Akkus).

Meine Teilequelle: 2 Hoverboards von ebay, Rückversand-Ware, Neuwertig.
Zum Vergrößern anklicken....
Wenn Du mit 42V arbeitest, kannst Du die super-günstigen DC/DC z.B. auf Basis des LM2596 nicht mehr einsetzen. Die sind nur bis max. 40V geeignet. Durch den Motorbetrieb können auch noch signifikante Spannungsspitzen entstehen. Ich würde hier einen zuverlässigen DC/DC Wandler mit genügend Sicherheitsabstand (bis mind. 60V) einsetzen (z.B. Meanwell RSD-30L-5 oder Aimtech AM30EW-4805S-NZ).
Die sind zwar deutlich teurer, aber auf lange Sicht trotzdem noch unterhalb eines Totalschadens aller elektronischen Komponenten. ;)

Grüße
Siegmund
 
Siegmund,
ich muß eh noch die Schrauben wechseln - die sind im Moment zu kurz. Dann mach ich Bilder.

Robotek,
I will shorten one of these knives to 17cm.
IMG_8271.pngIMG_8270.pngIMG_8269.png
 
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