AM 17: Ardumower-Mini

Dieser Wiki-Beitrag ist Teil eines Projektes, welches im Rahmen vom Fachpraktikum Elektrotechnik im 5. Semester Mechatronik absolviert wurde. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.

Autoren: Philip Strümper , Phillip Blunck

Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

Aufbau der Indoor-Entwicklungsumgebung "Mini Ardumower".

Ardumower Mini

Erwartungen an die Projektlösung

• Einarbeitung in die bestehenden Ardumowers-Unterlagen
• Planung und Beschaffung der Bauteile gemäß Lastenheft
• Aufbau und des Mini Ardumowers
• Aufbau der Testumgebung mit Begrenzungsdraht
• Inbetriebnahme und Funktionstest
• Schnittstellen zur Simulation und zum Ardumower müssen identisch sein
• Erstellen Sie ein faszinierendes Video, welches die Funktion visualisiert.
• Test und wiss. Dokumentation

Schwierigkeitsgrad

• Mechanik: **
• Elektrotechnik: **
• Informatik: **

Einleitung

Im Rahmen des GET-Fachpraktikums wurde neben den Hauptversuchen das Projekt "Ardumower - Open Source Autonomer Rasenmähroboter" für die Bachelorstudierenden zugewiesen. Dabei wurden Unterprojekte wie der "Ardumower Mini" gebildet und sollten von den Studierenden vorbereitet, erarbeitet und dokumentiert werden. Der Ardumower Mini ist eine verkleinerte Version des Ardumower und dient als Testplattform für Software und Sensorik für die anderen Teilgruppen. Er ist für den Indooreinsatz ausgelegt und somit auch mit keinem Mähwerk ausgestattet. Die Hauptplatine wird beim Ardumower Mini durch einen Arduino Mega mit aufgesetztem Sensorshield ersetzt, wodurch es möglich wird, mehrere Sensoren schnell anzuschließen und beliebig zu tauschen. Einige notwendige Sensoren, wie zum Beispiel ein Empfänger für die Perimeterschleife und Sensoren für die Odometrie sind schon am Ardumower Mini verbaut. Des Weiteren sind zwei Motoren und ein Batteriefach am Ardumower Mini befestigt.

Projektdurchführung

Im Folgendem werden die Arbeitsschritte dieses Projektes erläutert, ein Ergebnis definiert und schließlich eine Zusammenfassung mit nachfolgendem Ausblick gegeben.

Projektplan

1. Um die Anforderungen an den Ardumower Mini zu klären, war es zunächst nötig sich in die Unterlagen zum Ardumower Mini einzulesen. Diese sind auf der Ardumower Mini_Wiki-Seite zu finden. Aus diesen Unterlagen wurden die benötigten Bauteile gesucht und auf die BOM gesetzt, welche in der Abbildung zu sehen ist. Parallel zur Wartezeit der Bauteile (Sensoren, Bausatz usw.) erfolgte eine Einarbeitung in die Datenblätter der Sensoren/Aktuatoren.

2. Nach Eintreffen der Bauteile, wurden die projektspezifischen Teile gesammelt und begutachtet.

3. Parallel zur Empfangsnahme fanden ein Brainstorming über die Umsetzung der Hardware/Software und die Einarbeitung in die Schaltpläne der Sensoren/Arduino Mega's statt.

4. Daraufhin erfolgte der Zusammenbau des Mini-Bausatzes. Jedoch tauchte ein Problem mit dem Motortreiber auf, da eine seperate Spannungsquelle benötigt wird.

5. Später wurde sich in die Arduino Mega-IDE eingearbeitet und eine Planung über die Bestückung des Bausatzes mit den Sensoren erstellt.

6. Die Sensoren wurden platziert und die Software (Quellcode mini.cpp) des Mini-Ardumower gedownloaded. Es folgten eine erste Einarbeitung in die Hauptsoftware und erste Tests mit den Sensoren.

7. Die Position des Batterieträgers und der Odometriesensoren wurden verändert und der Perimeterempfänger samt Spule traf ein. Des Weiteren ergab sich durch Recherche des Schaltplans des Sensorshields eine Lösung der Spannungsversorgung, sodass der Motortreiber durch den Output des Shields versorgt wird.

Verwendete Bauteile

Mini Ardumower 2WD Experimentier- und Lernbausatz - Forschungsbausatz ----> Shop

Mega Board 2560 R3 ATmega2560 mit USB Kabel Arduino kompatibel ----> Shop

Mega Board 2560 R3

Sensor Shield 2.0 Sensor Expansions Board für Arduino MEGA 2560 ----> Shop

Motortreiber L298N Dual H Brücke Motor Treiber ----> Shop

Dual Drehzahlsensor Counting Modul für Odometrie Drehzahlmessung Arduino Raspberry Pi ----> Shop

Schleifenempfänger Kit, perimeter receiver Kit ----> Shop

Ergebnis

Aufgrund eines fehlerhaften Motortreibers war es nicht möglich, den Ardumower Mini zum fahren zu bringen. Der Motortreiber wird über den Input mit Spannung versorgt. Über den Output sollte es möglich sein ebenfalls den Arduino zu versorgen. Dies klappte nach mehreren Anläufen und Tests nicht. Durch Messungen stellte sich heraus, das der Output immer stromlos blieb. Nach Rücksprache mit den Team PID Regler, welches einen eigenen Ardumower Mini besitzt, wurde festgestellt das der Motortreiber fehlerhaft sein muss, da die Schaltungen identisch waren.
Weiterhin lässt sich sagen, das keine weiteren Teams die Testumgebung des Ardumower Mini nutzen wollten. Die Kommunikation mit dem Team Hauptplatine-Software war nicht möglich, wodurch keine benötigten Schnittstellen abgesprochen wurden.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Projekt aufgrund von vielen Problemen noch nicht vollständig ist, eine Basis für eine Testumgebung wurde allerdings gelegt. Durch die Fehlersuche beim Ardumower Mini ist viel Zeit verloren gegangen. Ebenfalls konnte das Problem nicht gelöst werden, wodurch das Projekt nicht beendet werden konnte. Fehlende Kommunikation innerhalb der Gruppe erschwerte ebenfalls den Fortschritt

Ausblick

Um das Projekt zuende zu führen, ist es nötig den Motortreiber zu tauschen und die Schnittstellen der Software abzusprechen, bzw. nach Absprache zu erstellen. Weitere Absprachen um den Ardumower Mini als Testumgebung zu nutzen wären ebenfalls wünschenswert.

Weiterführende Links

• Ardumower Wiki
• Web-Shop: Mini Ardumower
• YouTube: Test Rasenroboter "Mini Ardumower"

YouTube-Video

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