AM 14: Mäher-Interface

Dieser Wiki-Beitrag ist Teil eines Projektes, welches im Rahmen vom Fachpraktikum Elektrotechnik im 5. Semester Mechatronik in Kooperation mit dem Masterstudiengang Business and Systems Engineering absolviert wurde. Das Projekt beinhaltet den Aufbau und die Inbetriebnahme eines voll funktionsfähigen autonomen Mähroboters, wobei der ArduMower zum Vorbild genommen wurde. Um so ein Großprojekt innerhalb eines Semesters bewältigen zu können, wurde es in viele kleinere Teilprojekte für Zwei- bis Drei-Personen-Gruppen aufgegliedert. Ein Teilprojekt ist das Mäher-Interface. Mit dem Mäher-Interface soll eine Mensch-Mäher-Schnittstelle geschaffen werden, die leicht zu handhaben ist. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.

Autoren: Matthias Maas, Alexander Soschnikow

Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

Mäher-Interface zur manuellen Eingabe der Befehle

Erwartungen an die Projektlösung

• Einarbeitung in die bestehenden Ardumowers-Unterlagen
• Planung und Beschaffung der Bauteile gemäß Lastenheft
• Einbau und Inbetriebnahme des Interfaces
• Basisfunktionen
  • Mähen
  • Zurück zur Ladestation
  • Begrenzungsdraht lernen
  • Kartografierung neu beginnen
• Test der Funktion
• Erstellen Sie ein faszinierendes Video, welches die Funktion visualisiert.
• Test und wiss. Dokumentation

Schwierigkeitsgrad

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

Projektdurchführung

Projektplan

Das Teilprojekt Mäher-Interface gliedert sich in folgende Phasen:

1. Phase : Sichten des Lastenheftes auf relevante Anforderungen

2. Phase : Entwicklung einer Idee und Heraussuchen benötigter Bauteile

3. Phase : Beschaffung der Bauteile durch die Hochschule

4. Phase : Zusammenbau und Testen der Bauteile

5. Phase : Entwicklung eines Software-Treibers zur Verwendung im ArduMower

6. Phase : Integration und Test am ArduMower (Diese Phase musste entfallen, da bis jetzt kein funktionsfähiger ArduMower vorhanden ist.)

Verwendete Bauteile

Um alle Anforderungen bestmöglichst in einem System zu vereinen, wurden folgende Bauteile ausgesucht:

Keyfob 4-Button RF Remote Control

Dieses Bauteil stell eine einfache Fernbedienung mit vier Tastern dar. Bei dem Drücken eines Tasters wird ein entsprechendes Signal über eine 315 MHz Funkverbidnung ausgesendet. Jeder Tastendruck wird dabei optisch durch das Aufleuchten einer roten LED an der Fernbedienung angezeigt.

Link : http://www.exp-tech.de/keyfob-4-button-rf-remote-control-315mhz

Simple RF T4 Receiver

Dieses Bauteil ist eine zur Fernbedienung gehörende Platine, die das Funksignal empfängt. Die Platine wird über sieben Pins angesteuert. Zwei Pins sind zur Spannungsversorgung, wobei die Platine mit 5 - 10 V auskommt. Vier Pins versorgen den ArduMower mit digitalen Signalen, die entwerder 0 V oder 5 V annehmen können (D0, D1, D2 und D3). Der letzte Pin (VT) kann als Interruptquelle am ArduMower verwendet werden, da sein Signal jedes mal eine steigende Flanke erzeugt, wenn sich einer der Datensignale ändert.

Von der Platine gibt es drei Abwandlungen. Die Version "Momentary" setzt den entsprechenden Pin nur auf ein hohes Spannungsniveau, solange der zugehörige Taster gedrückt ist. Bei der Version "Selector" kann immer nur eins der vier Datensignale auf einem hohen Spannungsniveau sein und bei der Version "Toggle", für die sich das Team Mäher-Interface entschieden hat, werden entsprechende Signale durch Tastenbetätigung hin- und hergeschaltet. So wird eine Zustandsspeicherung auf der Platine möglich.

Link : http://www.exp-tech.de/simple-rf-t4-receiver-315mhz-toggle-type

Ergebnis

Hardware Aufbau

Um die Funk-Platine mit der Hauptplatine des ArduMowers zu verbinden, müssen lediglich zwei Kabel, die im Rahmen des Praktikums selbst gelötet wurden, angeschlossen werden. Ein zweiadriges Kabel (rot,schwarz) verbindet die Spannungsversorgungspins der Funk-Platine mit 5 V und GND von der Hauptplatine des ArduMowers. Ein zweites, vieradriges Datenkabel verbindet die Datenausgänge der Funk-Platine mit vier belibigen Pins der Hauptplatine. Einzige Voraussetzung ist hierbei, dass die verwendeten Pins als digitale Eingänge eingestellbar sind und nebeneinander liegen müssen.

Software-Treiber

Um eine möglichst einfache Integration in das Hauptprojekt zu gewährleisten, wurde die softwareseitige Logik in einem Modul, bestehend aus jeweils einer Source- und Header-Datei, gekapselt.

Zusammenfasung

Ausblick

Da von Anfang an darauf geachtet wurde, dass dieses Teilprojekt möglichst einfach in den ArduMower zu integrieren ist, wird die Inbetriebname am ArduMower keine Probleme darstellen.

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