Diese Seite beschreibt,wie die Ardumower Hauptleiterplatte aufgebaut wird, wie das Programm auf den Arduino aufgespielt wird, und wie man den Mähroboter konfiguriert.

Inhaltsverzeichnis

1 Übersicht
2 Benötigte Module
3 Hauptleiterplatte
4 PCB Bauanleitung
5 PCB Bauanleitung Videos
6 Leiterplatten Jumper
7 Leiterplatten-Module
8 Leiterplatten Steckverbinder
9 Stromversorgung
10 Programm downloaden und Arduino programmieren
11 Einstellungen
12 Erste Inbetriebnahme
13 Starten des Mähroboters
14 Diagnose/Fehlerbehebung
- 14.1 Fehlercodes und deren Behebung
15 Fehlerzähler / Fehlertöne
- 15.1 I2C Bus / Fehlertöne
16 Weitere Links

Übersicht

Kernstück der Steuerung ist ein fertiges Microcontroller-Modul (Arduino Mega 2560 verwendet 54 I/O pins).

Komponenten Überblick
Die Ardumower LP verbindet alle Module (verfügbar im Shop)
PCB oben
PCB unten
PCB und MC33926

Benötigte Module

Alle Module und Teile können über den Shop bezogen werden.

Hauptleiterplatte

Die Leiterplatte wurde mit folgenden Parametern entwickelt:

LP Abmessungen 241x114mm
Alle Module (Motortreiber, Bluetooth, usw.) können auf die Leiterplatte gelötet (oder gesteckt) werden (Modules sind im Ardumower-Shop verfügbar)
Verwendet den Arduino Mega 2560
Optional: kann der Arduino Due mittels zusätzlicher LP-Adapter verwendet werden
Optional: integrierter Ladestromkreis (Strombegrenzung)
alle Verbindungen, einschliesslich +5V und GND, sind über Steckverbinder realisiert
Max. Strombelastung der Leiterbahnen (für Motoren): 8A

PCB Bauanleitung

Roboterplatine v0.5 (1. Prototyp, bitte nicht mehr verwenden)

Roboterplatine v1.2 (geringe Layoutänderungen)

12V/24V: Die Platine ist für 24V ausgelegt worden. Für 12V müssen einige wenige Sachen geändert werden auf der 1.2 Platine:

R2 Vorwiderstand „Led Betriebsspannung“ muss bei 12V auf 560OHm angepasst werden
R11 Vorwiderstand“StationsLED „ muss bei 12V auf 560OHm angepasst werden
und man benötigt noch statt den 24V Relais ein 12V Relais.

Bemerkung: Das Schaltbild und die Platinen-Zeichnungen wurden mit KiCad entwickelt. Sie können hier heruntergeladen github und damit bearbeitet werden KiCAD software.

PCB Bauanleitung Videos

Leiterplatten Jumper

Wenn benutzt...	...JA	...NEIN	Kommentar
integrierter Laderegler mit einstellbarem Spannungsregler (LM350T) mit Potentiometer für einstellbare Ladespannung (empfohlen: Nein)	D7: DIODE D3: DIODE C1, C4, U4, RV1: verwendet	D7: brücken D3: brücken C1, C4, U4, RV1: nicht verwendet	Bei externem Ladegerät nicht verwenden
externe Stromversorgung währen des Ladens (empfohlen: Nein)	JP6: geschlossen JP7: offen D4: DIODE C5: nicht verwendet	JP6: offen JP7: geschlossen D4: brücken C5: verwendet	um Platine von aussen mit Strom zu versorgen (trennt Akku von Platine) während des Ladens
von Arduino gesteuertes Laderelais (empfohlen: ja)	JP4: geschlossen JP5: offen	JP4: offen JP5: geschlossen	verwendet für vom Arduino gesteuertem Laderelais (keine automatische Ladung)
Arduino Due (3.3V I/O)	LP0, ..., LP15: offen	LP0, ..., LP15: geschlossen	Nicht verwenden bei Arduino Mega
Bluetooth VCC=3.3V	JP8: offen JP9: geschlossen	JP8: geschlossen JP9: offen	viele neuere Module laufen mit 3.3V
Bluetooth Programmier-Modus	JP2: geschlossen	JP2: offen	verwendet für Programmierung der BAUD-Rate usw.

Leiterplatten-Module

Wichtig für Marotronics INA169: Pads verlöten für 5A Betrieb

Module	Feature	Pinout	Optional	Comment
U1	DC/DC Wandler (10V)	GND, Vout, Vin, GND	Nein
U2	Bluetooth (HC-05)	VCC, GND, TXD, RXD, Key, LED	Ja
U3	Stromsensor (Ladestrom)	VCC, GND, OUT, IP+, IP-5	Ja
U4	Laderegler (LM350T)	AJD, OUT, IN	Ja
U5	Stromsensor (währen des Ladens)	VCC, GND, OUT, IP+, IP-5	Ja
U6	DC/DC Wandler (3.3V)	GND, Vout, Vin, GND	Nein
U7	DC/DC Wandler (5V)	GND, Vout, Vin, GND	Nein
U8	Echtzeituhr (DS1307)	Batt, GND, VCC, SDA, SCL, DS, SQ	Ja
U9	WLAN (ESP8266)	TX, CH_PD, Reset, VCC, GND, GP_IO2, GP_IO0, RX	Ja
U10	Pegelwandler 5V->3V (Arduino Due)		Ja
U11	WLAN(ESP8266)	TX, CH_PD, Reset, VCC, GND, GP_IO2, GP_IO0, RX	Ja	alternative Montageposition

Leiterplatten Steckverbinder

Connector	Feature	Pinout	Optional	Comment
P1	Sonar mitte (HC SR-04)	5V, GND, Trigger, Echo	ja
P2	Sonar rechts (HC SR-04)	5V, GND, Trigger, Echo	ja
P3	Sonar links (HC SR-04)	5V, GND, Trigger, Echo	ja
P4	reserviert		ja
P5	IMU (gyro,acceleration,compass) (GY-80)		ja
P6	Rasensensor		ja
P7	Status LEDs		ja
P8	Odometrie rechts		ja
P9	Odometrie links		ja
P10	GPS (GY-NEO6MV2)		ja
P11	Bumper	GND, GND, rechts, links	ja
P12	Perimeter-Empfänger (mitte oder links)	5V, GND, perimeter	ja
P13	R/C Fernsteuerung	5V, GND, mow, steer, speed, switch	ja
P14	Messpunkte	5V, GND, (abhängig von JP15: 3.3V, 5V or Arduino 3.3V)	ja
P15	Antriebsmotor links	M1OUT1, M1OUT2	Nein
P16	Optionaler Motortreiber-Eingang		ja	nicht verbinden
P17	Optionaler Motortreiber-Eingang		ja	nicht verbinden
P18	Antriebsmotor rechts	M2OUT1, M2OUT2	Nein
P19	Neigungssensor	5V, GND, tilt	ja
P20	Taster (Start/Stop)		Nein
P21	Absturzsensor rechts		ja
P22	reserviert		ja
P23	reserviert		ja
P24	reserviert		ja
P25	reserviert		ja
P26	reserviert		ja
P27	reserviert		ja
P28	reserviert		ja
P29	reserviert		ja
P30	Perimeter-Empfänger rechts		ja
P31	Absturzsensor links		ja
P32	GND		ja
P33	5V		ja
P34	3.3V		ja
P35	Mähmotor Drehzahl		ja
P36	reserviert		ja
P37	Mähmotor		Nein
P38	reserviert		ja
P39	reserviert		ja
P40	User switches		ja
P41	Regensensor		ja
P42	Ladeanschluss		ja
P43	Akku (24V)		Nein
P44	WLAN Modul (ESP8266)		ja
P45	reserviert		ja
P46	reserviert		ja

Stromversorgung

Bitte lies auch den Abschnitt 'Spannungen' unter Motor-Treiber für mehr Informationen über die Motorspannung

Empfehlenswert ist die Verwendung von Step down Spannungswandlern (d.h. Module verwenden LM2596) um die 5V Spannung für den Arduino und alle zusätzlichen Module zu erzeugen. vor der Verbindung mit der Schaltung (Jumper), stelle den Wandler auf 5V ein, dann erst den Jumper schliessen.

Warnung : niemals mehr als 5V an die Arduino 5V pins anlegen, das würde den Arduino zerstören. Deshalb, immer die 5V messen bevor die Verbindung zum 5V Pin des Arduino erfolgt! Alle Komponenten zusammen (wie im Schaltbild gezeigt) benötigen ca. 5W Leistung.

Programm downloaden und Arduino programmieren

NOTE: Wenn du noch nie mit Arduino gearbeitet hast, lies unser 'Arduino first steps' introduction.

Du hast zwei Möglichkeiten:

Download github code (empfohlen) oder
Download v0.9.3 code (alt, nicht empfohlen)

Zuletzt, downloade und starte Arduino IDE um das Programm auf dem Arduino zu speichern.

Arduino Version: Es ist wichtig, dass du die Version 1.6.3 oder höher der Arduino-Entwicklungssoftware benutzt und dass du das richtige Board auswählst (Mega 2560 or Due).

Wichtig für Arduino IDE 1.6 oder höher: Falls sich Unterordner im Code-Ordner befinden (z.B. "unused"), diese bitte vor dem Kompilieren löschen! Vergewissere dich, dass die Pin-Belegung im Arduino-Code (config.h/mower.cpp) mit deinem aktuellen Schaltplan übereinstimmt.

Einstellungen

Der Roboter verwendet Grundeinstellungen die du für deinen Roboter und deine Umgebung anpassen kannst. Die Grundeinstellungen (factory settings) werden in der Konfigurationsdatei 'mower.cpp' gespeichert. In dieser Datei findest Du auch eine kurze Beschreibung aller Grundeinstellungen.

Diese Grundeinstellungen können später über ein Android-Handy verändert werden (pfodApp). Diese veränderten Einstellung haben dann höhere Priorität als die Grundeinstellungen. Alle geänderten Einstellungen können jederzeit auf Grundeinstellung (Werkseinstellung) zurückgesetzt werden.

Visualisierung der Einstellungen
Motor-Einstellungen

Wichtig: Wenn du eine neue Softwareversion auf deinen Arduino lädst, setze alle Einstellungen über die pfodApp auf die Grundeinstellungen zurück (Settings->Factory reset). Das löscht alle vorhandenen Einstellungen. Alte Einstellungen können zu Fehlfunktionen führen, wenn sich das interne Einstellungsformat geändert hat.

Erste Inbetriebnahme

1. Alle Sensoren deaktivieren. Zunächst alle Sensoren deaktivieren - In 'mower.cpp' den Roboter auf folgende Grund-Einstellungen setzen:

bumperUse = 0;
dropUse = 0;
rainUse = 0;
sonarUse = 0;
perimeterUse = 0;
lawnSensorUse = 0;
imuUse = 0;
batMonitor = 0;
odometryUse = 0;
gpsUse = 0;
buttonUse = 1;
timerUse = 0;

2. Die Software bietet einen seriellen Konsole-Modus. Öffne die serielle Konsole in der Arduino IDE (Strg+Shift+M) und setze die BAUD-Rate auf 19200. Die Motor- und Sensorwerte sollten daraufhin ständig angezeigt werden. Erstmal löschen wir evtl. vorhandene Fehler:

Konsole:
press...
d for menu
e=delete all errors

3. Dann die ADC-Kalibrierung vornehmen, damit alle ADC-Signale einen Nullpunkt erhalten.

press...
d for menu
8=ADC calib (perimeter sender, charger must be off

4. Motor-Ansteuerung testen:

Konsole:
press...
d for menu
1=test motors

Sicherheitshinweis: Aus Sicherheitsgründen sind die Mähmesser bei den ersten Tests nicht zu montieren!

Du solltest überprüfen ob die Antriebsmotoren richtig gesteuert werden und sich in die richtige Richtung drehen. Erhöhe 'motorAccel' in 'mega.cpp' falls die Motoren nicht schnell genug beschleunigen.

Starten des Mähroboters

Um den Mähroboter zu starten wird ein Taster und ein Piezo-Summer benötigt:

pinButton —o Taster o— GND (button for ON/OFF)

pinBuzzer —o Buzzer o— GND (Piezo buzzer)

Drücke nun den Taster, bis Du die Anzahl Pieptöne hörst, die dem Modus entspricht, den Du einstellen möchtest:

Modus (Drücke Taster bis du x Töne hörst):

1 Piep  : Normales mähen (verwendet, wenn verfügbar, Messermodulation)
2 Pieps : Normales mähen (ohne Messermodulation)
3 Pieps : Fahren mit Fernsteuerung (RC)
4 Pieps : Fahren ohne mähen
5 Pieps : Finde Perimeterschleife und folge ihr

Diagnose/Fehlerbehebung

Jedesmal, wenn ein Sensor anspricht, zählt ein korrespondierender Sensorzähler um 1 hoch. Die Zählerstände der Sensorzähler sowie die aktuellen Sensorwerte kann man in der seriellen Konsole oder mittels der App ansehen. Die folgenden Werte werden in der seriellen Konsole angezeigt:

Zeit des state machine's Status (ms)
Schleifendurchläufe pro sec
gewählter Anzeige-Modus (0=Zählerstände/1=aktuelle Werte/2=aktuelle Werte)
aktueller state machine Status (FORW, REV, ROLL usw.)
Fährt in Ladestation? (1/0)
"spd" - Ansteuerung/Drehzahl der Motoren: links (PWM), rechts (PWM), Mähmotor (RPM)
"sen" - Überstromzähler der Motoren: links, rechts, Mähmotor
"bum" - Bumper Zähler: links, rechts
"son" - Ultraschall Abstandsschwelle unterschritten (Zähler)
"pit/roll" - Neigung (berechnet von Beschleunigungssensor)
"com" - Kompass Kurs
"per" - Perimeterschleife erkannt: Zähler
"bat" - Akku Spannung
"chg" - Ladestrom

Mittels der Taste 'v' kann zwischen Sensor-Zählerständen und den aktuellen Sensorwerten umgeschaltet werden.

Zusätzlich kannst du mit Hilfe der Android-App 'pfodApp' die Sensorenausgaben über die Zeit grafisch darstellen (Zählerstände und aktuelle Werte). Das ermöglicht die drahtlose Überwachung deines Mähroboters zur Fehlersuche. Es ist sehr zu empfehlen.

Sensor-Zählerstände
gemessene Sensorwerte
Ardumower Zustände

Fehlercodes und deren Behebung

http://wiki.ardumower.de/index.php?title=Fehlerbehebung

Fehlerzähler / Fehlertöne

Gibt es ein Kommunikationsproblem oder ein anderes ernstes Problem, zählt der entsprechende Fehlerzähler hoch. der Fehlerzähler kann über die pfodApp eingesehen. Zusätzlich Piept der Roboter beim starten.

Siehe Abschnitt Troubleshooting für Details zu allen Fehlern.

I2C Bus / Fehlertöne

Verschiedene Komponenten (Arduino Nano, RTC, IMU, usw.) kommunizieren über den I2C Bus (SDA/SCL Leitung). diese Leitungen sollten sehr kurz sein (evt. verdrillt) und sie sollten weit weg von DC/DC Wandlern und Motortreibern sein. Wenn es ein Kommunikationsproblem gibt, wird der Fehlerzähler erhöht und der Roboter piepst beim Starten. Der Fehlerzähler kann über die pfodApp eingesehen werden.

Ardumower LP