„Charger - my next Project“ inspired by Dodge Charger 1968 + https://designer.microsoft.com/ - by Fürst Ruprecht

..Karosse..
von Hinten

-Rücklicht, Rückfahrscheinwerfer, Blinker, Bremslicht
-Im Rücklicht integrierte Ein-/Ausschalter für 1xPCB und 1x7 Motoren, inklusive roter Betriebsleuchte
-Kennzeichen (Charger FR) läßt sich hochklappen zum Anschluß USB-Port und ggf. Ladeanschluß
-Heckdeckel zum öffnen

von der Seite


-Scheiben sind leider nicht transparenter geworden

von Vorn

- Fernlicht und Blinker Außen
- Abblendlicht innen
- Ultraschallsensoren mit Einstellbarkeit Höhe/Reichweite
- Frontklappe öffnet für Batteriewechsel

Das Ziel, bei diesem Modell weniger Zeit in die Hülle zu setzen habe ich erreicht. Die Karosse wurde in Teilstücken gedruckt. Alle Teile wurden über Stifte und Schrauben miteinander verbunden. Ohne Kunstharz-Anstrich konnten die Teile auch wieder zerlegt werden. Nach der Beschichtung mit Kunstharz ist das nur noch begrenzt möglich (Fronthaube, Heckklappe, alle Scheinwerfer).
Die Karosse wird mit nur 4 Schrauben am Fahrgestell befestigt. Die Karosse dient als Bumper (was aber noch getestet werden muß).

Sehr schön. Das spornt mich natürlich an auch mal wieder was zu Posten.

.. kleine Impression ..



.. das sind die Einschalter.
Jetzt muß die Elektronik in Betrieb genommen werden - hoffentlich ohne Rauch !

Endlich !!!!!! der "CHARGER FR" fährt.
Ich hatte seltsame Probleme mit dem 8-Kanal Levelshifter bei der Inbetriebnahme - dazu später mehr.

Hier erst einmal die Impressionen:



View attachment IMG_0072.mov
View attachment IMG_0071.mov

Fürst Ruprecht said:

Endlich !!!!!! der "CHARGER FR" fährt.
Ich hatte seltsame Probleme mit dem 8-Kanal Levelshifter bei der Inbetriebnahme - dazu später mehr.

Hier erst einmal die Impressionen:

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Sehr schön, was mir daran sehr gut gefällt ist die Lenkung. Anders als beim Linken mit den unterschiedlichen Drehzahlen an den Hinterrädern und mit Hilfe der Umlenkrollen vorn, sieht das hier schon sehr professionell aus. Ich verfolge noch nicht alle Modelle von Dir, aber hast Du mit der Lenkung schon Erfahrungen im Gelände gemacht? und.. ist das jetzt auch ein 4Wd Antrieb? Egal: Well done !!!

ullisun58 said:

Sehr schön, was mir daran sehr gut gefällt ist die Lenkung. Anders als beim Linken mit den unterschiedlichen Drehzahlen an den Hinterrädern und mit Hilfe der Umlenkrollen vorn, sieht das hier schon sehr professionell aus. Ich verfolge noch nicht alle Modelle von Dir, aber hast Du mit der Lenkung schon Erfahrungen im Gelände gemacht? und.. ist das jetzt auch ein 4Wd Antrieb? Egal: Well done !!!

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Ich habe aktuell 3 Mäher:
- der Älteste, dunkelblau, „deTHomASo“, Software azurit++, prozessor due, pcb ardumower 1.2, Perimeterdraht


- aus dem letzten Jahr der rote „Arnold - der Starke“ weil 42mm BLDC-Antrieb, eigene Software auf Teensy4.1, eigenes PCB, Schnittstelle Ardupilot/Missionplanner (PC)

- aus diesem Jahr der leuchtend-blaue „Charger FR“ mit Teilen aus der zerlegten Eve (der türkisene Bobcat-Mäher). Technik wie „Arnold“ aber 36mm BLDC Motoren.

-das war EVE
Testplattform zunächst mit Stepperantrieb, später mit BLDC, Software Tennsymower (Bernard) + Ardupilot, eigenes PCB + zweites PCB Pixhawk, GPS/RTK + Perimeterdraht -> zwei Welten in einem Mäher, Bobcat-Antrieb Schei..


-das ist Charger FR
Ziel: RTK+Perimeter+PC-Anbindung Missionplanner



Alle Mäher haben Allradantrieb!
Meine Erfahrungen mit dem Allradprinzip sind sehr gut, absolut überlegen gegenüber Einachsantrieb. Die bisher einzige Grenze im Gelände ist das Aufsetzen des Mähers auf dem Mähwerk - dann bleibt der Mäher stecken und alle Räder drehen durch. Da sich die vordere oder hintere Achse um den x-Vektor/Achse dreht/kippt, stehen immer alle Räder auf dem Boden wodurch das Einschlagen der Lenkung gewährleistet wird. Aktuell kippt die hintere Achse, was leichter umzusetzen ist und auch besser hält. Man kann die Hinterachse so ansteuern, daß das Einlenken der Vorderräder unterstützt wird - da gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Das Standardprinzip mit einer angetriebenen Achse und den Bockrollen funktioniert auf meinem „Rasen“ nicht, weil er zu uneben und teilweise viel zu steil ist.
Ich hatte auch über Frontantrieb nachgedacht (geringere Kosten, höhere Kompatibilität) aber bisher nicht umgesetzt.

Danke für die Erklärung, wie realisierst Du bei dem Charger den frontantrieb. Hast Du da ein richtiges Getriebe angebaut, oder sitzen die Motore direkt am Rad und werden mit bewegt?

Arnold mit BLDC-Motoren

Arnold, hier noch mit Hoverboard-Rädern

Bei beiden Mähern werden die Motoren an einem L-Winkel angeschraubt. Am Senkrechten Teil des Winkels wird der Motor befestigt. Durch den waagrechten Teil führt die Lenkachse, eine 6 oder 8mm Innensechskant-Schraube. Sie ist Drehpunkt und Befestigung am Fahrgestell. Wichtig ist, daß die Schraube den Drehwinkel nach oben weiterleitet. Mit dem Kopf der Schraube ist ein Poti verbunden, welches dann den Drehwinkel erfaßt. Eine Spurstange verbindet beide Räder. Der Winkel der seitlichen Lenker wird so gewählt, daß bei imaginärer Verlängerung die Lenker sich in der Mitte der Hinterachse treffen. Dadurch erhält man recht gute Radeinschläge der beiden Räder zu den jeweiligen Kurvenradien.
Indem man die Räder mit zusätzlicher, gegenläufiger Drehzahl beaufschlagt entsteht das Lenken. Simple und sehr zuverlässig.

Fürst Ruprecht said:

Indem man die Räder mit zusätzlicher, gegenläufiger Drehzahl beaufschlagt entsteht das Lenken. Simple und sehr zuverlässig.

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Das finde ich ja echt clever, Aber mit der Montage der Räder das hatte ich mir schon dann so vorgestellt. Vielleicht ist das noch eine Option für mein geplantes BobyCar. Und vor allem da man ja keinen Motor mit Geriebe für die Lenkung benötigt. Das Poti wird dann erfolgt dann einfach die Rückkoplung zur elektronik wie die Lenkung gerade steht. Sehr gut umgestezt. Eben fürtslich!

Fürst Ruprecht said:

Dadurch erhält man recht gute Radeinschläge der beiden Räder zu den jeweiligen Kurvenradien.
Indem man die Räder mit zusätzlicher, gegenläufiger Drehzahl beaufschlagt entsteht das Lenken. Simple und sehr zuverlässig.

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Guten Morgen mein Fürst.
Inspiriert und beeindruckt von Deiner Lenkung, habe ich mir diesen Testaufbau konstruiert und gedruckt. "Irgendwann" so stehts auf meinem Plan, will ich doch mein BobyCar über den Rasen fahren lassen. Mit dem 2Rad Antrieb klappte das ja nicht wirklich gut. 4Wd ist da sicher besser. Zwei meiner Bekannten haben einen Luba mit Omniwheels vorn. Damit wird bei den Kurvenfahrten der Rasen geschont. Nun will ich das mal in Kombination mit deiner Lenkung auspobieren. Gestern habe ich dann dieses fertiggestellt. Die Hinterräder sollen starr bleiben, bekommen auch nur normale Räder. Bin dann mal gespannt wie sich das beim Fahren verhält. Dadurch, dass ich nur normale Rollen aus PETG gedruckt habe, werden meine Probefahrten wohl der Reibung wegen nur auf Teppich zu realisieren sein. Wenn es Dich interessiert, werde ich über diese Studie weiter berichten. Das wird aber sicher noch ein wenig dauern denn ich muss meinen RoπLawnMow ja auch noch weiter voran treiben.

Heute will ich noch die Halterung für die Spurstange und die Aufnahme für das Poti konstruieren und drucken. Ob das schon die Finale breite des Modells sein wird, oder ob ich noch ein zwischenteil konstruiere muss ich mir noch überlegen. Die Räder haben einen Duchmesser von 52mm die Spurweite beträgt 120mm

Na, das sieht doch schon mal gut aus. Ich kenne den Luba nur vom Prospekt. Entgegen meiner Erwartung schlägt er sich wohl recht gut in der Praxis. Ich hatte auch erwartet, daß die Omniwheels sich mit Rasenschnitt schnell voll setzen und nicht mehr richtig funktionieren. Aber das hat sich wohl auch nicht bestätigt - schön für die Entwickler.
Ein Allrad ist natürlich bei kommerziellen Mähern aufwendig, teuer, und wahrscheinlich nur selten wirklich erforderlich. Ich denke, daß die lenkenden Räder aber die beste Lösung für den Rasen sind.
Bei den Rädern erscheint mir eine breite Bereifung besser als eine schmale. Zumindest bei meinen schweren Mähern haben die 6cm breiten Reifen mehr Gripp, schlingern bei unruhigem Gelände weniger und der Mäher hoppelt auch weniger.

Meine neue Software entwickelt sich langsam weiter. Die Integration der beiden Perimeterempfänger war unerwartet schwierig. Was beim letzten Mäher so schnell ging, war jetzt etwas verzwickt. Für das schnelle Einlesen von 2 Analog-Eingängen gibt es bereits Lösungen mit DMA-Transfer. Allerdings funktionieren die nicht für alle Analogpins, weil die DMA-Kanäle nicht frei mit den Pins verbunden werden können. Außerdem muß ich auch das/die Poties von der Lenkung auslesen. Dieses „langsame“ Auslesen stoppt den DMA-Interrupt-Timer - also muß man eine neue Lösung basteln.
Damit die Fehlersuche einfacher wird, habe ich jetzt auf der Platine noch einen esp32 installiert um einen Webserver laufen zu lassen. Das Konzept sieht vor, daß der Teensy als Hauptprozessor alle relevanten Signal bei Änderung an den esp32 weitergibt und der dann die Anfragen eigenständig bearbeitet. Den „alten“ esp32-Webserver habe ich ausgemustert - es gibt jetzt einen neuen, der die Altlasten der Android-App über Bord wirft. Mal sehen, wie das funktioniert.

Also dann wünsche ich dir viel Erfolg beim Allradtest.

Gruß Fürst Ruprecht

Fürst Ruprecht said:

Meine neue Software entwickelt sich langsam weiter. Die Integration der beiden Perimeterempfänger war unerwartet schwierig. Was beim letzten Mäher so schnell ging, war jetzt etwas verzwickt. Für das schnelle Einlesen von 2 Analog-Eingängen gibt es bereits Lösungen mit DMA-Transfer. Allerdings funktionieren die nicht für alle Analogpins, weil die DMA-Kanäle nicht frei mit den Pins verbunden werden können. Außerdem muß ich auch das/die Poties von der Lenkung auslesen. Dieses „langsame“ Auslesen stoppt den DMA-Interrupt-Timer - also muß man eine neue Lösung basteln.
Damit die Fehlersuche einfacher wird, habe ich jetzt auf der Platine noch einen esp32 installiert um einen Webserver laufen zu lassen. Das Konzept sieht vor, daß der Teensy als Hauptprozessor alle relevanten Signal bei Änderung an den esp32 weitergibt und der dann die Anfragen eigenständig bearbeitet. Den „alten“ esp32-Webserver habe ich ausgemustert - es gibt jetzt einen neuen, der die Altlasten der Android-App über Bord wirft. Mal sehen, wie das funktioniert.

Also dann wünsche ich dir viel Erfolg beim Allradtest.

Gruß Fürst Ruprecht

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Für die Perimeter Abfrage habe ich das Sketch auf ESP32 D1 umgeschrieben. Es liest nicht so viele Daten wie das auf dem STM Board, aber es ist noch genau genug, zumal ich bei mir ja auch noch eine Kamera abfrage habe. Aber wie es sich verhält, wenn dann noch zusätzliche Analoge Eingänge ausgelesen werden, kann ich nicht sagen. In mein TEst Allrad gefährt werde ich wohl einen Pi Pico einbauen, der hat Analoge eingänge und ich kann mit MicroPython einige Scripts meiner Motorsteuerung benutzen. Vielleicht baue ich auch einen Pi ein und einen AD Wandler für das Poti. Mal schauen.
Aber hier noch 2 Fotos, Heute war ja Tag der Arbeit. Im Moment habe ich es so vor, dass ich noch mal neue OmniWheels drucke, die dann den Durchmesser der gelebn Räder haben. Das sieht besser aus, als die kleinen Omniwheels. Aber testen könnte ich dann schon mal mit den normalen Rädern.

was nutzt du für die Winkelerfassung? Ich nehme diesen hier:
Bei normalen Potis sind die Zyklen sehr niedrig, das wird dann sehr schnell zum Problem.
Alle anderen, absoluten Winkelgeber sind entweder zu teuer oder zu groß. Dies hier schaffen, wenns gut geht, eine halbe Saison.
Bei meinem Gehäuse für den Rotationssensor habe ich eine Linearverschiebung in 3 Achsen eingebaut, damit der Sensor keinen Druck bekommt, wenn die Achsenausrichtung nicht 100% ist - was wohl immer eintritt.

Fürst Ruprecht said:

was nutzt du für die Winkelerfassung? Ich nehme diesen hier:

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/rotationssensor_333_3_smd-247709?nbc=1

Bei normalen Potis sind die Zyklen sehr niedrig, das wird dann sehr schnell zum Problem.
Alle anderen, absoluten Winkelgeber sind entweder zu teuer oder zu groß. Dies hier schaffen, wenns gut geht, eine halbe Saison.
Bei meinem Gehäuse für den Rotationssensor habe ich eine Linearverschiebung in 3 Achsen eingebaut, damit der Sensor keinen Druck bekommt, wenn die Achsenausrichtung nicht 100% ist - was wohl immer eintritt.

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Was meinst du mit: bei normalen Potis sind die Zyklen zu niedrig?.
Mein Verständnis war bei der Lenkung so.
Gerade Ausfahrt Poti steht in Mittelstellung also Schleifer bei 5kOhm. Lenkung nach links, widerstand wird geringer. Kann ich auswerten genauso wie wenn er nach Rechts lenken soll, bzw bei geradeaus fährt sollte er den widerstand halten. Die Herausforderung sehe ich darin, dass die Motorregelung irre viel zu tun hat, da der Boden ja immer uneben ist, und mal Kräfte auf das Rad links wirken und auch Mal auf das Rechte Rad wirken. Da müssen die beiden Motore schon ordentlich ackern um das auszugleichen damit er in der Spur bleibt.
Oder meinst du mit Rotationssensor die Sensoren die die Drehzahl des Motors misst.
Gruß Ulli

das Potisignal mußt Du sowieso glätten. Die Kunst ist dann immer einen guten Kompromiss zwischen Ansprechverhalten und Nervosität hin zu bekommen.
Was ich meine mit Zyklen: Für Potis wir eine Anzahl von Drehungen angegeben, die das Poti aushalten muß, bevor die Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Das sind wenige Hundert bis Tausend (wenn ich mich recht erinnere). Dann ist die Reibfläche hin.
Ich denke, normale Potis halten dann ein paar Tage !
Der genannte Rotationssensor soll 1 Mio. Zyklen aushalten - das ist eine andere Hausnummer.
Besser währe noch ein optischer Sensor, in der Regel mit Lochrasterscheibe. Die sind aber viel zu groß und zu teuer. Da wechsele ich lieber den Sensor für einen Euro.
Beim Lenken braucht es neben der richtigen Raddrehzahl noch ein Stellmoment, das bei Abweichung des Ist-Lenkwinkels vom Soll die Räder zur Korrektur antreibt.
Und dann hat sich mir noch die Frage gestellt, ob es besser ist das Sollmoment /Sollpwm auf die Räder zu geben (also daß richtige PWM-Signal passend zur gewünschten Drehzahl/Lenkwinkel) oder das Ist-Moment (also das Moment, was dem aktuellen Lenkwinkel entspricht). Beides geht, beides hat aus meiner Sicht eine Berechtigung und beides hat Vor- und Nachteile.

Fürst Ruprecht said:

das Potisignal mußt Du sowieso glätten. Die Kunst ist dann immer einen guten Kompromiss zwischen Ansprechverhalten und Nervosität hin zu bekommen.

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Okay, Zyklen. habe ich jetzt verstanden. ich habe 1977 meine Gesellenprüfung als Radio&Fernsehtechniker abgelegt. Da war eher das Problem mit den Potis, dass sie zu wenig bewegt wurden. Dann musste mal K60 her und anschließend raschelte es auch nicht mehr beim Lauter stellen der Stereo Anlage. Also da war ds Problem eher, sie wurden zu wenig bewegt. Aber ich bin ja noch total am Anfang mit meinem Use Case und daher für jeden Tip dankbar. Hatte mir auch schon die Frage gestellt, ob man über einen magneten die Lenkung arretierieren sollte, damit man nicht immer ausgleichen muss. Bin gespannt was die Recherchen so alles ergeben und ob mein BobyCar wirklich eine Lenkung mit Omniwheels bekommt, oder ob es nur Omniwheels vorn werden
Alternative zu Poties oder Lichtschranken wären noch solche Impulsgeber. Die können auch unterscheiden, ob sich die Achse links rum oder Rechts rum dreht. Vorteil kein Analoges Signal zur Auswertung. Je nachHersteller machen die unterschiedlich viele Imoulse pro Umdrehungen dieser macht hier 11 Impulse pro Umdrehung. Kosten zwischen 5 und 10€

Die Lösung in der Industrierobotik für solche Aufgaben (kontaktlos somit robust, sehr genaue Messung auch bei kleinen Winkeln) sind Resolver. Ich weiß nicht, ob es diese für einen vernünftigen Preis und Größe auch für den kleinen Mann gibt. Nachteil ist: der Resolver braucht als Ansteuerung 2 mal Sinus Signal (0deg und um 90deg verschoben)

Wären Modelbau-Servos keine Option? Die gibt es ja auch für hohe Lasten. Und Wasserdicht sind sie auch.