Mobiler Schleifengenerator (low cost)

  • Nachdem ich in diesem Forum an teilweisen sehr netten, kritischen, konstruktiven und auch nervigen Beiträgen teilgenommen oder diese auch nur gelesen habe, habe ich mich trotz einiger Bedenken entschlossen, das Rad neu zu erfinden und dies hier zu posten.

    Primär war mein Gedanke ein Gebiet in 2 Teile zu trennen und diese dann Timer gesteuert zu mähen (ist jetzt ein anderes Projekt), da meine Gebietsform nicht optimal ist.

    Ich hatte es mir schon gedacht wie es kam, einen 2ten BK-Generator zum Abtrennen eines Bereichs geht in die Hose. Robi wird wirr an den überlappenden Stellen und navigiert, als hätte er 3 Flaschen Fusel in sich. Das ist dann so, als würde eine andere Robo-Mäher-Marke auf dem gleichen Gebiet mit anderem Schleifenbereich gleichzeitig aktiv sein. Aber einen Versuch wars wert, es häääätte ja .........


    Was aber übrig bleibt, ist ein kleiner, vollwertiger, Signalstärke über Betriebsspannung einstellbarer, mobiler BK-Generator, der für wenig Geld zu realisieren ist und den ich hier vorstellen möchte.

    Einsetzbar zum temporären ausinseln oder für Neben-Fläche, bei denen der Akku bei Nichtaufsicht leerläuft.

    Und, bevor hier jemand fragt, NEIN, ich habe z.Zt. nicht vor diesen BK-Generator in weiteren Einzelstücken zu bauen.

    Meine Zeit ist momentan sehr begrenzt und reicht daher max. für kleine Experimente. Evtl. wird's im Herbst/Winter besser.


    Techn. Kurzdaten:

    Techn. Daten.txt


    Schaltbild mit Graph 9 Volt Betriebsspg.:

    V1.2 Signal 9V.JPG


    Schaltbild mit Graph 12 Volt Betriebsspg.:

    V1.2 Signal 12V.JPG


    Hier die Umsetzung auf Lochrasterplatine:

    Die Markierungen am rechten und unteren Rand dienen nur der Orientierung beim Bauteile plazieren.



    latine:Layout V1.jpg



    Hier die quick and dirty Umsetzung:


    Bestück-Seite V1.2.jpg


    Die 3 etwas verkohlten Widerstände sind noch funktionstüchtig und sind weiter oben als Sicherung (in weiser Voraussicht geplant :saint:) beschrieben.

    Hatte jede Verbindung bis auf den MosFet 2x gecheckt :rolleyes:

    und hatte mich dann bei der Umsetzung Schaltplan ---> Platine am MosFet etwas vertan || (Source - Drain vertauscht) .. jajajaja grinst nur ;)


    Hier die quick and very dirty Lötseite:

    20190906_182207.jpg


    So nun noch die Stückliste:


    Mob. Schleifengenerator V1.2.txt


    Die Schaltung läuft bei 7,5Volt und unterirdischem Verbrauch auf meinen knapp 150m² noch bedingt, nur an Zaunpfosten merkt man leichte Kursabweichungen.

    Ab 9 Volt hatte ich keinerlei Probleme feststellen können.

    Bei 12Volt, klar, war es das gleiche wie beim 9Volt Betrieb.

    Lediglich die angblich wichtigen 76,2 Hz driften leicht ab. 75Hz bis 77Hz hatte ich gemessen (liegt evtl. auch am Universal-Meßgerät, da die Signale sehr kritisch zu messen sind) ohne daß sich etwas am Fahrverhalten geändert hatte.


    Diese Schaltung hat kein von mir vergebenes Copywrite und darf gerne anderweitig verwendet werden ;)

    Von daher .... viel Spaß ;)

  • Habe gerade festgestellt, daß die Stückliste eine falsche Position enthält, daher die korrigierte Liste


    Mob. Schleifengenerator V1.2.txt

  • Jetzt muß ich kurz noch meinen Senf dazugeben:


    Erstmal ein Lob, daß du dir die Mühe gemacht hast das zu realisieren, auszuprobieren und hier zu posten.

    Beim kurzen Überfliegen deiner Schaltung sind mir allerdings ein paar Dinge aufgefallen:


    1) Deim Monoflop (U1, C1, R2) komme ich rechnerisch auf 24,2 us, nicht auf 0,2 ms, wie im Text steht.


    2) Wird U2 (im Schaltbild) über eine eigene Versorgung gespeist? Im Aufbau ist das ja nicht so.


    3) Die Ausgangsstufe würde ich als Stromquelle ausführen. Momentan wird die Spannung von C4 direkt auf das BK gelegt, was zu sehr hohen Srömen führt. Ich hätte das z. B. über einen Bipolaren Transistor mit entsprechendem Emitterwiderstand realisiert. Dann kann auch die "Sicherung" R4 wegfallen.


    4) Beim Abschalten des BK, welches ja eine induktive Last darstellt, bekommt der arme Q1 dann ordentlich eine auf den 12er. Wundert mich, daß er nicht stirbt. Es fehlt aus meiner Sicht eine Freilaufdiode für das BK (wie bei einem Relais).


    5) Wenn, auch nur in der Nähe, mal der Blitz einschlägt, werden über das BK sehr hohe Spannungen bzw. Ströme induziert. Das muß über eine entsprechende Schutzdiode, z. B. SMCJ12A oder ähnliche, abgefangen werden. Diese kann dann auch gleich als Freilaufdiode dienen.


    Ansonsten finde ich das ein interessantes Projekt. Ich wollte auch mal ausmessen, welche Strompulse über das BK geschickt werden. Dachte früher auch immer, daß da zwischen Mäher und LS eine, zumindest einseitige, Kommunikation stattfindet. Das scheint also nicht der Fall zu sein. Wenn ich mal Zeit und Lust habe, werde ich das doch noch mal ausmessen.


    Noch eine Frage:

    Ober schreibst du was von temporärem ausinseln. Hast da das mal probiert? Das Signal wäre ja asynchron zum regulären BK.


    Grüße Armin

  • 1) Deim Monoflop (U1, C1, R2) komme ich rechnerisch auf 24,2 us, nicht auf 0,2 ms, wie im Text steht.

    Deine Rechnung ist sicher korrekt. Der NE555 hat aber die Eigenschaft, daß er solange das Triggersignal auf knapp 0 Volt steht, seinen Ausgang gekippt läßt, daher lasse ich ihn dann so schnell als möglich wieder abschalten.


    Hier mal die Graphen

    Ausgang U2 Pin3Ausgang U2.JPG Eingang U1Eingang U1.JPG Ausgang U1 Ausgang U1.JPG und Gate Q1 Eingang Q1.JPG


    Ziel war letztendlich auf LowCost und nachbaubar mit Standardbauteilen zu kommen.

    Am BK treten bei 12V Betriebsspg. manchmal Peaks von 20-30Volt auf, die der MosFet aber locker wegsteckt.

    Bei 9V war jedenfalls auf meinem Billig-Oszi nichts zu erkennen. Hab keine Lust den dicken ollen Hameg immer rumzutragen;)

    2) Wird U2 (im Schaltbild) über eine eigene Versorgung gespeist? Im Aufbau ist das ja nicht so.

    Beide Timer liegen an der selbigen Versorgung hinter der Diode D3. Hast ein gutes Auge ;), danke. Hab es aber im Layout richtig umgesetzt.

    Dann gleich hier mal die berichtigte Version

    berichtigter mobiler Schleifengenerator V1.2 Circuit.JPG

    4) Beim Abschalten des BK, welches ja eine induktive Last darstellt, bekommt der arme Q1 dann ordentlich eine auf den 12er. Wundert mich, daß er nicht stirbt. Es fehlt aus meiner Sicht eine Freilaufdiode für das BK (wie bei einem Relais).

    Mit einer Freilaufdiode machst du dir den "Überschwinger" kaputt, der dringend für die Auswertung Innen/Außen benötigt wird.


    Ich wollte auch mal ausmessen, welche Strompulse über das BK geschickt werden

    Der Eingang von Q1 bekommt das Ideal-Signal. Über Impulsreihenfolge negativ/positiv oder umgekehrt erkennt der Landi ob er innerhalb oder außerhalb des BK's ist.


    Noch eine Frage:

    Ober schreibst du was von temporärem ausinseln. Hast da das mal probiert? Das Signal wäre ja asynchron zum regulären BK.

    Wollte das heute mal genauer anschaun gerade wegen dem asyncron laufenden Signal, nur leider regnet es heuteX(
    Werde darüber, wenn mal getestet, hier posten.

    Angedacht ist eine 5Watt 12Volt Solarzelle mit einem Akku (1x 18650er LiIon ca. 1000-2000mAh) und etwas Fertigbauteilen. Sollte dann bei bei 9Volt Betriebspannung des Generators lange laufen können.


    Hoffe, ich konnte deine Fragen halbwegs zufriedenstellend beantworten.


    Sollte noch etwas nicht stimmen oder Fragen offen sein, ich schau bisweilen mal hier rein;)

  • 3) Die Ausgangsstufe würde ich als Stromquelle ausführen. Momentan wird die Spannung von C4 direkt auf das BK gelegt, was zu sehr hohen Srömen führt. Ich hätte das z. B. über einen Bipolaren Transistor mit entsprechendem Emitterwiderstand realisiert. Dann kann auch die "Sicherung" R4 wegfallen.

    Ganz diese Frage übersehehn.

    Diese kurzen "Kurzschlüsse" sind nötig um ein möglichst steiles Signal zu erreichen. Ein Widerstand an dieser Stelle in Reihe oder Emitterwiderstand flacht die Kurve nur ab. Wer experimentieren möchte, kann z.B. mit einem kleineren C4, momentan 470uF auf 220uF oder gar auf 100uF runtergehn. Das wird m.E. nur die Reichweite des mobilen BK's reduzieren.

    Hier mal der Graph mit C4 = 100uF BK-Spannung C4 100uF.JPG



    und noch mal der hoffe diesmal richtig berichtigte Schaltplan. ;(


    berichtigter mobiler Schleifengenerator V1.2 Circuit.JPG

  • Quote from Harry55

    Deine Rechnung ist sicher korrekt. Der NE555 hat aber die Eigenschaft, daß er solange das Triggersignal auf knapp 0 Volt steht, seinen Ausgang gekippt läßt, daher lasse ich ihn dann so schnell als möglich wieder abschalten.

    Ja, dafür hast du doch mit C3, R3, D2 eben ein nicht retriggerbares Monoflop gebaut. Eventuell C3 und / oder R3 noch etwas verringern, so daß die resultierende Zeitkonstante noch kleiner wird. Die kommt ja zur Monoflop Zeit dazu, das ist schon richtig. Zeitbestimmend sollte aber das Monoflop selbst sein.


    Ich muß mir wirklich mal das Signal am BK mal anschauen. Aber ja, heute regnet es auch hier...

    Vielen Dank, daß du dir die Zeit genommen hast mir zu Antworten.


    Grüße Armin

  • Ich habe ne ganze Weile genau in dieser Ecke ausgiebig probiert. Diese Konstellation hat sich bei mir als die Signalsicherste Variant erwiesen. Auch der NE555 hat seine Grenzen bei sehr kleinen Impulsen. Es soll ja wie gesagt auf von weniger Versierten nachbaubar bleiben.

    Ansonsten hätte ich mir einen Atmega genommen und hätte die Zeiten präzise programmieren können. Aber dann wäre die Nachbaumäglichkeit für die meisten nahe Null gesunken.

  • Und da heute scheinbar Berichtigungstag ist, fand ich einen Fehler, wie der auch immer reinkam, in der Stückliste.


    Habe die mal bei Gelegenheit etwas augenfreundlicher umgearbeitet und mit ca. Anschaffungskosten versehen.

    Hoffe nichts übersehehn zu haben;)


    Mob. Schleifengenerator V1.2 mit ca. Preisen.txt

  • Das mit dem Atmega hätte ich auch gelassen. Das wäre ja mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Abgesehen vom zu betreibenden Aufwand (SW schreiben, debuggen, stabile Versorgung, ...).

    Ist mit dem 555 schon gut gelöst.

    Man könnte ja mal probieren, in wieweit die Frequenz und die Pulsdauer abweichen darf. Ich denke mal, daß das alles nicht so genau sein muß.


    So, konnte es aber doch nicht lassen, war vorher doch noch kurz drausen im Regen um auf die Schnelle mal zu messen.

    Erste Erkenntnis: solange der Mäher in der Station steht, ist das BK abgeschaltet. Also Mäher rausnehmen und dann habe ich folgendes gemessen:


    LabNation_Screenshot10.png


    LabNation_Screenshot13.png


    Gemessen mi einer Stromzange 10 mA / mV über dem BK, ca. 200 m lang.


    Wäre auch mal interessant eine Messung mit einer rein ohmschen Last.

    Aber jetzt ist dunkel und es regnet...

  • Beeinduckend saubere Signale, tja, bei Regen gemacht ;) So sollten die auf dem Bk in der Theorie aussehen. Ist aber auch sicher durch die Zange stark geglättet.

    20190816_181826.jpg

    Schaute bei mir so aus.

    Und ja, ich denke auch, daß ca. 5% Toleranz bei der Frequenz nicht großartig was ändern werden.

  • wie hast du da genau gemessen? Über Shunt, mit BK, wie lang, etc...

    Direkt über den beiden BK-Kontakten wenn ich das richtig in Erinnerung habe. Ist schon paar Tage her und hab das Bild leider nicht eindeutig gekennzeichnet. Bk-Länge ca. 120m .

  • Ok.

    Einen wichtigen Unterschied darfst du nicht außer Acht lassen:

    Ich habe den Strom im BK gemessen, keine Spannung! Wobei die Stromzange 10 mA / mV abbildet. Der Strom beträgt z. B. bei den angezeigten -113 mV also 1,1 A. Des weiteren kann meine Stromzange kein DC anzeigen, sondern nur AC.

    Du hast, wenn ich das richtig verstanden habe, aber die Spannung an den BK Kontakten der LS gemessen. Das ist ja was anderes.

    Allerdings macht das von dir gezeigte Bild für mich erstmal Sinn:

    Passt qualitativ zur induktiven Last des BK. Auch die Werte liegen ja mit ca. +-350 mV durchaus im plausiblen Bereich.

    Interessant wäre mal das Schaltbild der LS. Die macht ja auch noch eine Detektion, ob das BK in Ordnung ist. Und es ist sicher ein Blitzschutz drin, sonst ist die LS nach dem ersten Gewitter im Nirvana.

  • Interessant wäre mal das Schaltbild der LS. Die macht ja auch noch eine Detektion, ob das BK in Ordnung ist. Und es ist sicher ein Blitzschutz drin, sonst ist die LS nach dem ersten Gewitter im Nirvana.

    Die LS werde ich nicht zerlegen um zu sehen was drin ist. Wenn ich langsam die Puzzle-Teile zusammenfüge, kommt ein LowCost dabei raus, letztendlich so, wie ich es selbst bauen würde. Je wenige Teile, desto robuster. Und Überspannung .... da gibts ne ganze Latte an Möglichkeiten, das abzufedern.

    Ich denke mal, die LS schaltet nur schlicht um zwischen BK-Puls und Ladespannung, wenn der Robi angedockt ist. Die Auswertung selbst findet im Robi statt, ob er an der LS ist oder nicht. Die LS selbst ist m.E. ohne großartige Elektronik, außer dem Puls-Generator.

    Als ich Robi mit der Schaltung laufen lies, BK-Puls aus der kleinen Schaltung und Spannung an der LS, blieb Robi stehn und hat das Laden begonnen.

    Ohne Versorgung der LS blieb er kurz an den Kontakten und fuhr nach paar Sekunden weiter. Ich denke mal, er hat den Widerstand oder oder ... dort gemessen und festgestellt - da bin ich verkehrt.

  • Nur zur Sicherheit, ihr kennt das Thema: Signalgeber?

    Ist bekannt Eisha, ich wollte es nur so realisieren, daß es jeder, der einen Lötkolben nutzen kann, ohne Programmierkenntnisse und auch sehr günstig nachbauen kann. Und selbst mit einen MCU brauchst du auch ne Ecke Bauteile ;).

  • Der Sketch ist frei wie üblich bei Arduino und daher braucht man keine Programmierkenntnisse. Hatte mich auch schon in den Fingern gejückt aber habe zu viele andere Projekte mit dem Arduino;).

    Gruß Martin

  • Der Sketch ist frei wie üblich bei Arduino und daher braucht man keine Programmierkenntnisse. Hatte mich auch schon in den Fingern gejückt aber habe zu viele andere Projekte mit dem Arduino;).

    Gruß Martin

    Atmels waren bei mir per BASIC gute zuverlässige Freunde.

    Der Ardu ist bei mir noch ein Fremdkörper.

    Darf ich bei dir per PN anklopfen, wenn ich mir den zur Brust nehme?:/

  • Atmels waren bei mir per BASIC gute zuverlässige Freunde.

    Der Ardu ist bei mir noch ein Fremdkörper.

    Darf ich bei dir per PN anklopfen, wenn ich mir den zur Brust nehme?:/

    Dann sollte es für dich kein Problem sein ein Sketch auf dem Arduino zu flashen. Ist auch alles im Netz super erklärt. Aber ja, kannst dich auch bei mir melden.

    Gruß Martin