PiMowBot ein Mähroboter im Eigenbau

ullisun58

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Well-known member
Hallo,
ich bin neu hier in diesem Forum und beschäftige mich seit Sommer 2020 mit der Idee einen Mähroboter zu bauen.
Vielen Dank an Sascha und Bernhard, Ihr habt mch hier sehr nett aufgenommen und Bernhard hat mir schon ein paar Hinweise gegeben.
Merci Bernhard.
Sascha hat mich gebeten in einem separaten Thema etwas über den PiMowBot zu schreiben. Das mache ich sehr gerne, da ich ein Fan von BestPractice Sharing bin. So versuche ich einfach mal hier regelmäßig etwas zu schreiben, Auf Fragen antworte ich auch gerne umgehend.
Nun werde ich nicht die ganze Story über den PiMowbot hier aufschreiben, sondern die wichtigsten Links hier posten.
Seit 2020 darf ich den Ruhestand genießen und war auf der Suche nach einem neuen Proekt. Die Idee kam beim Rad fahren, als wir an einem Rasen vorbei radelten auf dem ein kleines Kind mit seinem BobyCar fuhr. Da dachte ich mit ein Mähroboter mit einem BobyCar Oberteil hat nicht jeder. Da ich Raspberry Pi als auch Arduino Fan bin, bin ehrlich Raspberry mag ich lieber da leichter aus der Ferne zu administrieren ist, hat aber auch viele Nachteile ggü. den Arduinos.
Die Wahl fiel dann auf einen Selbstbau mit Raspberry Pi. Ich stieß nach einiger Recherche auf diese Seite http://pimowbot.tgd-consulting.de/
und nahm Kontakt mit dem Entwickler auf. Seit Herbst 2020 bin ich mit dem SW Entwickler der SW in sehr engem Kontakt und wir erweitern successiv die Funktionen der SW. Nun ist der Solar Betrieb für meine Zwecke nicht interessant, da beim BobyCar kein Platz dafür ist. Hier ein Link zu dem Workshop für die Elektronik. http://pimowbot.tgd-consulting.de/de/workshop.html .Wie das ganze mit dem BobyCar aussehen könnte, habe ich in dieser Testfahrt mit der SW dokumentiert.
Im Laufe der Zeit habe ich mir einen ausgedienten Alko Mäher und einen in die ahre gekommenen Robolino zugelegt. Der Alko Mäher ist relativ groß auch von ihm gibt es einige Videos. Wenn der Alko Mäher dann hoffentlich bald laufen wird, will ich für das BobyCar einen 4WD Antrieb realisieren. Aber erst muss ich die brushless Motoren richtig zum laifen bekommen.
Also soweit erst einmal ein erster Überblick.
Viel Spaß beim lesen und wer will kann sich auch meinen blogspot anschauen https://ullistechnikecke.blogspot.com/
Fortsetzung folgt bald
Gruß Ulli
 
Die Idee mit dem Bobby Car ist nicht schlecht, allerdings würde es noch besser aussehen, wenn die Vorderräder nicht in der Luft hängen würden, sondern das Bobby Car auch lenken würden. Da kann Dir sicherlich @Fürst Ruprecht was zu sagen, der ist unser Spezi, was 4WD und Lenkungen angeht :)

Ich habe ein paar Fragen zur Software Umsetzung, vielleicht kannst du diese ja beantworten.
Ist die PiMowBot Software closed Source oder kann man die beliebig anpassen (Brushless Motoren, Hardware Erweiterungen etc)?
Wenn ich das richtig gelesen habe, wird ein Perimeter Draht nicht unterstützt, demzufolge auch keine Ladestation?

Rein theoretisch könnte man den PiMowBot mit unserer PowerPCB und SenderPCB kombinieren, dann bräuchte man noch eine PCB für den Raspberry mit Sensor Anschlüssen, Perimeter etc, sollte aber auch machbar sein.

Ein Mäher auf Raspberry Basis mit Kamera etc habe ich eigentlich auch noch auf meiner Liste und man muss das Rad ja nicht immer wieder neu erfinden.

Zur Zeit habe ich hier noch 2 Matrix Mow und einen Worx Landroid WG795E hier unter meinem Schreibtisch stehen, die müssen aber noch bis zum Herbst/Winter warten, dann habe ich hoffentlich wieder mehr Zeit.
 
Hallo Sascha, der Rebol Kern ist closed Source, also alle Reaktionen auf Ereignisse und die Abfolgen die sich daraus ergeben sollen. Rebol wollte ich nicht auch noch lernen. Jedoch wurden in den letzten Monaten viele Ergänzungen implementiert die Idee dazu kam entweder vom Entwickler Dirk Weyand oder von mir. Mir ist wichtig das Rebol dann Informationen bereitstellt, oder abruft, die ich als User auch individuell verwerten kann. Beispiel: Entscheidet sich der PiMowBot zu einem Wendemannöver, so kann ich mittels einer Trip-Datei definieren wie diese Wendung aussehen soll, So werde ich in den nächsten Tagen mal die Wendung aus Bernards first Trip reaisieren.
beim PiMowbot wäre es dann halbe umdrehung zurück, dann jeweils eine halbe Umdrehung entgegengesetzt drehen wieder halbe Umdrehung vor, usw. Im Moment ist die Wendung eine Umdrehung zurück, dann 2 Umdrehungen mit einem Rad, und dann wieder mit beiden Rädern zurück. So lässt sich z.b. das verändern, So habe ich z.B. die Standard webseite verändert, und rufe einige Funktionen über http Request auf, so bin ich sehr flexible, Fehlt etwas aus meiner Sicht, so habe ich mit dem Entwickler gemailt, und es gab wenn es ins gesamt Konzept gepasst hat ein Update.
Perimeter Draht ist realisierbar, Es gibt einen Trigger für Links und Rechts, wird dieser ausglöst, dann würde er darauf reagieren. Ich habe z.B. an diese Trigger-Eingänge meine Stoßstangen angeschlossen. Letztes Jahr ist er noch oft angeeckt, daher hatter er dann Stoßstangen angebaut und diese Eingänge genutzt. Ich habe auch mal z testzwecken einen Sender gebaut und mir von Mrotronics zwei Schleifenempfänger besorgt, das Augangssignal auf einen AD Wandler gegebn und dann vom Pi ausgewertet. Eine Ladestation ist aufgrund des Solar Panels beim Original Pimowbot nicht notwendig, wenn er zu wenig Spannung hat, soll er sich zur Sonne ausrichten und laden. Das habe ich noch nicht getestet, Da ich kein Solar Panel verbaut habe.
Wo kann ich Infos zur PowerCB und Sender PCB finden? Es wird beim Hochfahren der SW erkannt welche Kompass komponenten verbaut sind, und entsprechend dazu die dazugehörigen Pythonscripts bereitgestellt. Da ich z.B. keine brushed Motoren in meinem Hybriden (Alko Mäher habe) sondern brushlessmoteren benötige ich ein kpl. anderes Motorsript, was nicht im Standard ist, Also kopiere ich es mir per Service bem Booten in die RAM Disk, da liegen alle Scripte outside vom Rebolkern, dann arbeitet die PiMowBot SW mit meinem Motorscript. Also wie adoptiert.
Genauso habe ich das lange Zeit mit dem Script für die Distanz Sensoren gemacht. Mitlerweile ist meine Ergänzung in den Originalen Code eingeflossen und ich muss mein Script nicht mehr zur Adoption freigeben.
 
Noch eine spontane Ergänzung:
Um die Verkabelung zu den vielen i2C komponten sowie den GPIO Ein- und Ausgängen zu vereinfachen habe ich mir letztes Jahr eine Huckepack Platine für den Pi entworfen und ätzen Lassen. Sie wird einfach auf den Pi Zero, Pi3 oder Pi4 aufgesteckt und die Sensoren angeschlossen.
 

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So jetzt noch mal etwas ausführlicher.
Das hört sich erst einmal nicht ganz so flexibel an, die meisten hier schrauben lieber selber an der Software rum und passen sie ihren Bedürfnissen an, soweit das überhaupt nötig ist, Bernard hat da schon eine super Software erarbeitet.
Die meisten hier haben bereits einen defekten kommerziellen Mäher oder suchen sich ein Model raus, welche schon andere Leute umgebaut haben. So hat jeder andere Komponenten in seinem Mäher, vieles davon kann man wiederverwenden, dementsprechend flexibel muss die Software sein.
Die Platinen haben wir entwickelt, weil in den meisten Mähern nicht viel Platz ist, die Ardumower Platine ist für diese meist viel zu groß.
 
Sascha said:
So jetzt noch mal etwas ausführlicher.
Das hört sich erst einmal nicht ganz so flexibel an, die meisten hier schrauben lieber selber an der Software rum und passen sie ihren Bedürfnissen an, soweit das überhaupt nötig ist, Bernard hat da schon eine super Software erarbeitet.
Die meisten hier haben bereits einen defekten kommerziellen Mäher oder suchen sich ein Model raus, welche schon andere Leute umgebaut haben. So hat jeder andere Komponenten in seinem Mäher, vieles davon kann man wiederverwenden, dementsprechend flexibel muss die Software sein.
Die Platinen haben wir entwickelt, weil in den meisten Mähern nicht viel Platz ist, die Ardumower Platine ist für diese meist viel zu groß.
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Ja, die Platinen sehen gut aus, gibt es auch eine Art Wiring Diagramm overall? Soweit ich gesehen habe gibt es auch verschieden Ausführunge, Sorry wenn ich da die Namensgebungen noch nicht so drauf habe.
Und danke für den Tip "Fürst Ruprecht" werde sicher darauf zurück kommen, denn das Boby Car soll einen 4WD Antrieb bekommen, die eingebaute Lenkung reicht m.E. nicht aus. Deswegen heben die Kids ihn auch meistens vorne Hoch, wenn sie mal schnell um die Kurve wollen :ROFLMAO:
Aber erst muss ich mal die Basics von den Brushless beherschen, dass es da so gravierende Unterschiede bei den Controller gibt, obwohl sie alle ZS-X11 heißen, hätte ich nicht gedacht.
 
Heute will ich ein wenig über die Hintergründe und die Entstehung des Videos aus diesem Post berichten.
Als ich mich mit der PiMowBot SW beschäftigt habe, sind mir einige Dinge aufgefallen die mir als Anwender oder "Tüftler" fehlen. Vielleicht fehlten sie ja auch gar nicht und ich habe sie nur nicht gefunden. Jedenfalls bin ich angefangen und habe mir gleich zu beginn eine Webseite erstellt, die meinen Anforderungen entsprechen sollte Bedienung mit Handy wäre cool gewesen, aber dann waren es doch wieder zu viele infos die ich auf einen Blick sehen wollte. Rechts unten die Kompass Rose. Sie ist zugleich ein Joystick der per Touch bedient wird. dann ein paar Buttons hinter denen feste Befehle verknüpft sind und ein paar (3) Indikatoren die mir anzeigen ob die Socketverbindung steht, ob GPS gefixt ist etc. GPS ohne RTK ist eine Herausforderung. Der PiMowBot nutzt GPS in ertser Linie als Diebstahlschutz, ein navigieren, auf 1M genau ist aber auch mit einem GPS M8N Ublox kaum möglich. Nun hat das PiMowBot Modell D 8 Magnete in seine Räder bekommen, die über Hall-Sensoren genau wie bei "eurem" Konzept abgefragt werden. Der Gedanke war nun mit Hilfe der Radimpulse (Nikname Tic-Tac) auszwerten wie weit er fährt. BestCase Betrachtung da es ja immer mal wieder vorkommen wird, dass es auf feuchtem Rasen Schlupf gibt. Zuerst entstand vor ein paar Monaten die Trip Funktion, darüber hatte ich ja schon geschrieben. Dann wurde vor kurzem die Gridfunktion hinzugefügt. Ich würde es als virtuelles Grid bezeichnen in dem sich der PiMowBot bewegt. Dazu habe ich meinen Rasen "vermessen". Er ist 15m lang und 9m breit. Also habe ich eine Tabelle mit 15x9 Grids. Diese Tabelle kann man oben links in dem Video sehen. Nun kann ich definieren an welchen Punkt er los fährt, oder ab welchen Punkt er protokollieren soll. Dann gibt er mir alle 2 Sekunden das Grid aus in dem er sich gerade befindet. 3x2 heißt z.B. er ist von seinem Startpunkt den ich gesetzt habe 3 Meter in Richtung Osten und 2 Meter in Richtung Norden gefahren und befindet sich gerade dort. -5x3 wäre dann 5 Meter in den Westen und 3 Meter in den Norden usw. Im Moment wird diese Berechnung noch vom Entwickler verfeinert, damit auch Kurvenfahrten besser abgebildet werden. Bei den Testfahrten und in dem Video bei Twitter war es schon relativ genau. Wenn sich das Konzept bewährt, dann könnte man die Mähfläche in Sektoren eingrenzen die er der Reihe nach abarbeitet, oder ihm forbidden Zones definieren. Denn der PiMowBot orientiert sich ja hauptsächlich am grün des Rasens weil er keinen Perimeter Draht benötigt. Als ich meine defekten Robolino ersteigert hatte wohnte der Vorbesitzer in einem Reihenhaus, der Rasen erstreckte sich über 5 Parteien. Der PiMowBot hätte für jeden mit gemäht. Mit dem Grid-Konzept könnte man ihm Grenzen aufzeigen.
Gibt es hier ähnliche Konzepte? Daher auch meine Frage nach SAPOS. Mit meinem SAPOS Account (in NRW und in vielen Bundesländern kostenlos) kann ich mit einem NTRIP Client auf einem Arduino Nano Daten empfangen. Wenn ich das richtig verstehe müssten das je nach Profil Korrekturdaten sein. Mit RTK Antennen dann sehr genau, mit normalen GPS Empfängern soll es auch auf 30cm - 80cm genau sein. Wenn ich das in meinen Zugangsdaten von SAPOS richtig verstanden habe. Da ich aber die Daten die ich empfange nicht interpretieren kann, weiß ich nicht was man damit machen kann. Gibt es hier jemanden der sich schon mal damit beschäftigt hat?
Vielen Dank für das Lesen wenn ihr bis hierher durchgehalten habt.
Gruß
Ulli
 
Hm das dem Grid hört sich erst einmal nett an, was ist aber, wenn man einen verwinkelten großen Garten hat?
Bei mir würde das nur auf 2 Flächen funktionieren, bei der großen Fläche stelle ich mir das etwas schwierig vor.

Soweit ich das weiß, gibt es hier 2-3 Leute, die mit RTK experimentieren, wer davon aber Sapos nutzt, kann ich dir nicht sagen.
Da ich da keine Erfahrungen mit habe, kann ich dir da aber leider nicht helfen.

Eine grobe Übersicht, der verkabelungen findest du in diesem Thread.

TEENSY PCB WIRING

Some picture of the wiring. Main PCB (5V / 3.3V Pcb including ESP32,Teensy4.1 and GY-521) ,it's brain of the robot Power PCB (24V pcb for max 5 motors and battery management) , each motor have a current control using INA226 current sensor Here shunt on the 6 INA226 USE R010 instead R100 on the...
www.diy-robot-lawn-mower.com

Ansonsten gibt es hier noch eine Link Sammlung:

Infos zu den PCB's und Linksammlung

Hier ein paar Infos, was es bei den PCB's zu beachten gibt. PowerPCB: Die Widerstände der INAS müssen auf R010 angepasst werden, wenn R100 drauf sind. Die I2C Adressen der INAS müssen mit Lötbrücken angepasst werden. https://www.diy-robot-lawn-mower.com/threads/teensy-pcb-wiring.23/ Darauf...
www.diy-robot-lawn-mower.com
 
Sascha said:
Hm das dem Grid hört sich erst einmal nett an, was ist aber, wenn man einen verwinkelten großen Garten hat?
Bei mir würde das nur auf 2 Flächen funktionieren, bei der großen Fläche stelle ich mir das etwas schwierig vor.

Soweit ich das weiß, gibt es hier 2-3 Leute, die mit RTK experimentieren, wer davon aber Sapos nutzt, kann ich dir nicht sagen.
Da ich da keine Erfahrungen mit habe, kann ich dir da aber leider nicht helfen.

Eine grobe Übersicht, der verkabelungen findest du in diesem Thread.

TEENSY PCB WIRING

Some picture of the wiring. Main PCB (5V / 3.3V Pcb including ESP32,Teensy4.1 and GY-521) ,it's brain of the robot Power PCB (24V pcb for max 5 motors and battery management) , each motor have a current control using INA226 current sensor Here shunt on the 6 INA226 USE R010 instead R100 on the...
www.diy-robot-lawn-mower.com

Ansonsten gibt es hier noch eine Link Sammlung:

Infos zu den PCB's und Linksammlung

Hier ein paar Infos, was es bei den PCB's zu beachten gibt. PowerPCB: Die Widerstände der INAS müssen auf R010 angepasst werden, wenn R100 drauf sind. Die I2C Adressen der INAS müssen mit Lötbrücken angepasst werden. https://www.diy-robot-lawn-mower.com/threads/teensy-pcb-wiring.23/ Darauf...
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.. Mit den Grids das müssen wir noch weiter Testen, im Moment baue ich gerade im Garten einen WPC Zaun, da komme ich am Tag leider zu keinen weiteren Testfahrten, auch spielt das Wetter bei uns nicht recht mit im Moment. Aber auch bei verwinkelten flächen stelle ich mir das (naiv wie ich bin) nicht unmöglich vor. Ich muss ja nur die Möglichkeit haben Gridcluster zu definieren über die er nicht fahren darf. Das sollte eigentlich programmierbar sein. in den Staaten war einem PiMowBot User mal sein Mower in den Pool gefallen. Daher würde es Sinn machen, no Go Aereas definieren zu können.
Danke für die Links, und seht es mir nach, wenn ich nicht alles gleich aufholen, kann, aber für mich hat es schon einen Charme z.B. dem BoByCar eine Kombi aus Pi für Grünerkennung und ESP für die anderen Funktionen zu schaffen. Aber ersteinmal muss mein Alko Mäher mit Pi und Brushless ordenlich laufen. Controller (auf Empfehung von Bernard) kommen hoffentlich in KW33.
 
I work actually on the RTK solution with my own base station, main issue is the cost.
But the result is really impressive (near 2 cm accuracy) in normal condition .Warning under big tree full of leaves or near house wall (>50 cm) the accuracy fall to 50 cm or 1 meter.
Software is SUNRAY with some change to work on teensy and PI for IHM
 
Bernard said:
I work actually on the RTK solution with my own base station, main issue is the cost.
But the result is really impressive (near 2 cm accuracy) in normal condition .Warning under big tree full of leaves or near house wall (>50 cm) the accuracy fall to 50 cm or 1 meter.
Software is SUNRAY with some change to work on teensy and PI for IHM
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Hi Bernard yes I heard that RTK has a good accurance. But I also herd from Users of professionals Mower with RTK that Tress and walls are sometimes a problem. What Kind of GPS Modul you use in the Mower? and what kind of Modul you used for you own bas station.
My plan is to use not a Base station rather the Ntrip client which deliver the corection datas.
Have you a similar Service in France as we have SAPOS in Germany?
 
I use RTK LR kit from marotronics , but it's near 800 Eur.
It's 2 Ardusimple PCB using Ublow F9p

www.marotronics.de

simpleRTK2B - Starter Kit LR IP67, 786,90 €

simpleRTK2B - Starter Kit LR IP67 in RTK / GPS systems
www.marotronics.de www.marotronics.de

In fact tree issue is not something impossible to manage .Into teensyBer or Azuritber i am able to drive without GPS for 10 ml with a good accuracy.
Also under this kind of tree the grass is not really present.

In france it's Centipede, but not free and don't work at my house location.
 
Bernard said:
I use RTK LR kit from marotronics , but it's near 800 Eur.
It's 2 Ardusimple PCB using Ublow F9p

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www.marotronics.de www.marotronics.de

In fact tree issue is not something impossible to manage .Into teensyBer or Azuritber i am able to drive without GPS for 10 ml with a good accuracy.
Also under this kind of tree the grass is not really present.

In france it's Centipede, but not free and don't work at my house location.
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800€ is much expensive and 2 cm is not necessary for me and my garden :) May be the grid concept or odometrie is exact enough
 
May be the grid concept or odometrie is exact enough
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Yes. and yes for the RTK is really too expensive.
Do you know this post ?

Camera-based obstacle/lawn detection (experimental)

Imagine you could teach your robot how lawn looks like, based on a couple of example images (positive examples). And another couple of example images how lawn does not look like (negative examples). Then you add an USB camera to your robot, capture a live-video stream and in each video image you...
forum.ardumower.de
 
No, but it seems the same gras detection as in the PiMowBot SW. The PiMowBot SW looks in different frames
https://twitter.com/x/status/1683846637427335169
is to less green into the red Frames the PiMowbot stops, less green in the orange frames the PiMowBot will correct the lane and less green in the yellow Frames the PiMowBot will reduce the speed
 
What about flowerbeds and boxwood (did not know if that is the right word in English Buchsbaum) borders, can it distinguish between them?
Or paths that go through the lawn, what does it do there?

Your little Piwobot looks funny, what is it using as lidar?
I couldn't read that in the text.
 
Hi Sascha,
boxwood seems the right word tells me google translator. Until now it works in my garden, I had many of them, the difference between the object detection with pi Camera and gras detection is, that the camera looks only around 3 meters in front of the PiMowBot. So the angle to the ground is smaller. The "Lidar" is in the moment only for test reasons. The intension was to look around before he is changing the direction. But I think it will not work outside in the matter of rain etc.
"Or paths that go through the lawn, what does it do there?" describes changing between two lawns across a path?
For that there is in the Moment no Concept inside.
 
ullisun58 said:
Hi Sascha,
boxwood seems the right word tells me google translator. Until now it works in my garden, I had many of them, the difference between the object detection with pi Camera and gras detection is, that the camera looks only around 3 meters in front of the PiMowBot. So the angle to the ground is smaller. The "Lidar" is in the moment only for test reasons. The intension was to look around before he is changing the direction. But I think it will not work outside in the matter of rain etc.
"Or paths that go through the lawn, what does it do there?" describes changing between two lawns across a path?
For that there is in the Moment no Concept inside.
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For lidar, i don't know if they can work outdoor in full sun.Maybe according some model ?
I have tested some VL53L0X 5 years ago ,Indoor result was very good , but outdoor in full sun was totally wrong.
 
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