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  • Mäher Komponenten

PiMowBot - Komponenten

Zusammenbau

01 Video-Tutorials anschauen
Auf YouTube sind mehrere Videos veröffentlicht, welche gut den Zusammenbau der ausgedruckten Einzelteile und der übrigen Hardware veranschaulichen.
Für die Befestigung beider Bodyhälften und der linken und rechten Antriebseinheit werden, wie bereits erwähnt, mehrere Blechschrauben (2,9x13mm) benötigt.
Ebenso erfolgt die Befestigung der Sensoren an der Front des PiMowBots mit dem gleichen Typ Blechschrauben.

02 das Herzstück des PiMowBots montieren
Der Pi Zero und der Witty Pi Mini/Witty Pi 3 Mini werden über den 40 poligen Stacking-Header miteinander verbunden.
Beides wird später zusammen über eine Halterung am Body befestigt.

03 Die Sensor-Phalanx an der Front des PiMowBots zusammenbauen
In der Front des PiMowBots werden das GPS-Modul, das PiCamera Modul, das Kompass-Modul, der BME280 sowie beide VL53L0X ToF-Sensoren verbaut.

Generelle Pin-Belegung bei RPi:

Aus Sicht vom Raspberry Pi ist:
Orange = 3.3v
Rot = 5 V
Schwarz = GND
in allen Anschlussbildern immer eindeutig.


Alle Sensoren sind in relativer Nähe zum Raspberry Pi im Rasenmäher-Roboter verbaut, um die Leitungswege möglichst kurz zu halten.
Die meisten der Sensoren sind über die I²C-Schnittstelle an den Raspberry Pi angeschlossen.
Die einzigen Ausnahmen bilden das GPS-Modul, welches die serielle Schnittstelle nutzt und das Kamera-Modul, das den CSI-Port des Raspberry Pi verwendet.
Die I²C-Sensoren sind direkt mit der 3,3 Volt Spannung (Pin#1), einem Masseanschluss (GND z.B. Pin#6) und den GPIO-Pins der I²C-Schnittstelle (SDA=Pin#3 & SCL=Pin#5) der Stiftleiste P1 des Raspberry Pi Zero verbunden.
Aus den weiter unten aufgeführten Abbildungen erkennt man, wie die einzelnen Sensoren im Detail angeschlossen sind und zur Erfassung welcher Messgröße/Telemetriedaten sie beim PiMowBot zuständig sind:
Im Einzeln handelt es sich um:
- Positionsbestimmung per Neo-8M GPS-Modul
- Ermittlung der Rasenfeuchte mit BME280 Mini-Sensor-Modul
- kompassgestützte Navigation und Neigungserfassung per GY271-Modul
- Hinderniserkennung rechts und links über Laser-Distanzmessungsmodule mit VL53L0X Time-of-Flight Sensoren
- Hinderniserkennung und Orientierung auf der Rasenfläche mit Hilfe des Kamera-Moduls
- Akku- und Solarüberwachung per INA3221 I²C-Strom-/Spannungs-Monitor

Komponenten

Erläuterungen zum "Wiring" des PiMowBot"-Projektes von Dirk Weyand/TGD Consulting:

Die folgenden Infos beziehen sich auf den Workshop Teil 1.

Abbildung 5

Erläuterung der Abbildung 5 zum "Wiring" des GPS-Moduls:



GPSV3-NEO RPI
VCC 3,3 V - [1]
RX -
TX GPIO 15 [10]
GND GND [6]


Abbildung 6
Abbildung 6 zeigt BME- (links) und Kompass-Modul (rechts)



Pin-Zuordnung folgt

Abbildung 7

Hier ist der Anschluss der Sensoren zur Distanzerkennung (in der neuen Version - ohne Multiplexer) ersichtlich."

Der Anschluss der VL53L0X Time-of-Flight Sensoren an den RPi Zero/RPI4




Ohne die Pi Hat V1_1 von Ulli hieß es:
2 Leitungen von GPIO22 und GPIO27 an die XShut Pins der Sensoren verlöten.
GPIO22 geht an den rechten ToF Sensor
der GPIO27 geht an den XShut Pin des linken Sensors.

                                  ToF 1 = linker Sensor

ToF 1 --> RPi Zero
VIN --> 3V3 [17]
GND --> GND [14]
SCL --> SCL [5]
SOA --> SDA [3]
GPIOI - ungenutzt
XSHUT -->GPIO27 [16]		               ToF2 = rechter Sensor

ToF 2 --> RPi Zero
VIN --> 3V3 [1]
GND --> GND [6]
SCL --> SCL [5]
SDA --> SDA [3]
GPIOI - ungenutzt
XSHUT -->GPIO22 [15]


2. sudo raspi-config aufrufen und in ADVANCED Interface Options --> i2c "automatic enablen beim Booten ! (normales Interface i2c enablen reicht nicht...)

3. comand prompt: >in das RAM wechseln /dev/shm

mit > ls -lart alle Dateien anzeigen...

mit >tail -f .PiMowBot_right.distance bzw. _left.distance

kann man die TOF testen.... Hand vor halten... und die Distanz-Werte sollen sich ändern...

pi@pimowbot:/dev/shm $ tail -f .PiMowBot_left.distance
101tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
102tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
101tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
819tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
19tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
20tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
16tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
14tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
11tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
11tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated
11tail: .PiMowBot_left.distance: file truncated

Kontrolle der i2c Sensoren:
Command prompt:
pi@pimowbot:~/pimowbot $ i2cdetect -y 1



Abbildung 8



Tipp: Da das Relais-Modul ebenfalls mit 12V betrieben wird, achten Sie darauf, dass die Jumperbrücke zwischen JD-Vcc und Vcc entfernt ist
und die 12V nur direkt an JD-VCC anliegen. Ansonsten könnte der Raspberry Pi Schaden nehmen.

Hinweis: Falls der Solarladeregler beim Einschalten des Antriebes einen Überstromfehler auslöst, ist die 12V-Leitung zum Relais-Anschluss für den Antrieb/Motortreiber direkt an +12V des Akkus über eine 10A Sicherung anzuschließen.

Abbildung 9

05 PV und Akku überwachen
Die Energieversorgung des PiMowBots erfolgt über das Solarpanel und den Akku.
Diese Komponenten werden mit Hilfe eines INA3221 I²C-Strom-/Spannungs-Monitors überwacht.
Wie aus Abbildung 9 (unten) ersichtlich, erfolgt der Anschluss der INA3221 Messkanäle als High-Side Schaltung im Verbraucherkreis.
Das INA3221-Modul selbst ist mit dem I²C-Bus und 3,3V/GND des Raspberry Pi verbunden.



Pin-Zuordnung:
INA3221 RPi Zero
VS --> Pin 1 (3,3V)
Gnd --> Pin 6 (Gnd) SCL --> Pin 5 (GPIO 03)
SDA --> Pin 3 (GPIO 02)
Beim INA-Modul ist auch das hier zu beachten: (Quelle: Forum-Eintag von TGD)
Noch ein wichtiger Hinweis zum Power-Monitor mit dem INA3221-Modul.
Leider gibt es davon viele Module, die sich nicht gemäß der Herstellervorgaben des INA3221 ICs als High-Side-Schaltung im Verbraucherkreis verwenden lassen,
da sie ein nicht kompatibles, falsches Platinenlayout beim Modul aufweisen.
Deshalb habt ein besonderes Augenmerk darauf, welches INA3221-Modul man kauft.
Achtet darauf, dass die Leiterbahnen vom Anschluss der jeweiligen Messkanäle nur zum zugehörigen Shunt führen.
Bei Verwendung eines falschen, ungeeigneten Moduls können andere Komponenten des PiMowBots beschädigt werden.

Dieser Hinweis ist nun ebenso im 1.Teil des Workshops aufgeführt.
Ein korrektes Modul sieht so aus:




INA 3221 Powermonitor

Abbildung 10 (Bild folgt)

Zum Motortreiber (Bild folgt):

Für die Steuerleitungen zum L298er Motortreiber-Modul gilt: (Quelle: Forumeintrag TGD)
RPi-37 -> IN1
RPi-35 -> IN2
RPi-38 -> IN3
RPi-40 -> IN4
EnA und EnB sind jeweils mit +5V auf dem L298er Modul gebrückt. Die +5V Versorgungsspannung des L298er Modul wird durch den dort verbauten Step-Down-Converter aus den 12V DC erzeugt.

Alternative Sensoren (Ultraschall)

Ultraschall-Sensor
mehr dazu später... - wenn er integrierbar ist. (20.4.24)

Steuerung

Raspberry Pi Forum Eintrag vom 11. September 2020

Beim aktuellen Release verwendet das WebUI des PiMowBots nun den virtuellen Joystick (nippleJS) von Yoann Moinet anstelle der bisherigen Pan-/Tilt-Bewegungserkennung.
Dies ermöglicht eine präzisere Steuerung im RC-Betrieb auf Touch-Devices für Rechts- & Linkshänder.

LG
TGD

"Ulli_Sun" hat basierend auf einem RPi Pico eine Joystick-Steuerung in eigenem kleinen Gehäuse entwickelt.

Benutzte Software von TGD-Consulting auf GitHub
und von Ulli vorgestellt hier

11.11.23 bfw

Mein Mäher

erstmal muß meiner überhaupt laufen... (basierend auf einem gebrauchten Yardforce Chassi)



16.10.23 bfw

Erster Erfolg (23.10.23):



als Video, 27 sec.

Weiter bei: "Mein Brushless Rasenmäher" (Navigation)
Release 1.0