29 Juni 2002

30 augustus 2000
Project Grasmaai robot. (UDO)
Na uitbreiding van ons grasveld was bij mij het idee geboren een automatische grasmachine te bouwen. Gezien de
oppervlakte van 55 M2 was de bestaande husquvarna machine te groot.
Doelstellingen:
- Ongeveer ter grootte van een A4.
- Moet ook de kanten goed knippen.
- Geheel automatisch.
- Moet ongeveer 4 uur per dag maaien.
- Weinig gewicht (energie besparing toekomst zonne-energie)
- Degelijk (geen speeltje)
Nou, daar gaat hij dan.
Het eerste ontwerp was met twee stappen-motoren uit een 5.25 inch IBM diskdrive, een Basic stamp II computer,
modelbouw wielen van rond 8cm gekocht bij Conrad en veel geluk.
7 september 2000
Na veel denkwerk kom ik tot de conclusie dat i.v.m. het maaien van de kanten de maaier een frontmaaier moet worden.
Deze wordt gemaakt van een A4 epoxy chassisplaat (printplaat) met twee aandrijfwielen en een volgwiel aan de
achterkant. Omdat de wielen te klein zijn om de motoren direct op de wielen te plaatsen worden deze boven op het
chassis geplaatst met een ketting/tandwiel aandrijving op een as in kogellagers onder het chassis. (reden kettingen zijn;
deze zijn niet erg gevoelig voor vervuiling). De stappenmotor besturing wordt gemaakt met een L297 plus een L298
voor beide motoren. De eerste detectie wordt gedaan met microswitches.
14 september 2000
Na al het bouwwerk en wat software stond het prototype klaar voor de eerste tocht in de kamer.
Maar helaas, zelfs een helling van 2% is teveel voor de motoren, dus de tuin kan ik wel vergeten. Het motorvermogen
is te laag.
Terug naar de ontwerptafel omdat ik ook nog twee zwaardere stappenmotoren heb liggen van +/- 1.2A tegen de 150mA
van de oude motoren moet het lukken (Ik dacht nog dat deze het rubber wel van de banden zouden trekken.)
Frame omgebouwd en een andere motorsturing met de UMC-4508. De nieuwe motoren zijn unipolar.
Eén doelstelling, weinig gewicht, ben ik al kwijt. De motoren wegen 600 gram per stuk en er moet een zwaardere accu
op. (maar ja, de natuur is wreed en je moet wat.)
De proef met de nieuwe motoren in de kamer loopt goed. Hij rijdt netjes langs de plinten van de kamer.
Nu naar de tuin voor de eerste rit zonder maaimechanisme. Het maai probleem heb ik uitgesteld voor later.
Teleurstelling alom. Hij is niet vooruit te krijgen. Grasmat nog voorgemaaid met de handmaaier en tegen mijn UDO
gezegd “ kijk, zo moet dat”. (We beginnen al tegen hem te praten)
Niet dus. De oorzaak is dat de grasstoppels +/- 4cm hoog zijn.
Dit betekent dat de machine, met een gewicht 3 kg en 8cm wielen, 45 graden omhoog moet en dat de motoren elk 1.5
kg omhoog moeten brengen.
Maar hoe dan? Grotere wielen? Dit betekent dat de hele constructie overnieuw moet. Kortom, ik ben verkeerd bezig.
Weer terug naar de tekentafel.
21 september 2000
Ik kom tot de conclusie; niet zomaar bouwen en inschatten, maar alles berekenen en bij nul beginnen.
De wielen moeten groter, dat is zeker. Dus nieuwe wielen van 16cm besteld.
Maar moeten het wel stappenmotoren aandrijving zijn? Deze hebben een slecht rendement en zijn zwaar.
Bovendien wat moet ik met een maaier die ik op 0.125cm precies kan besturen.
Na een rekenmodel in Excel gemaakt te hebben en de oude constructies ingevoerd te hebben, komt er uit wat ik in de
vorige modellen ondervonden heb.
De eerste heeft een voorwaartse kracht van 100gram en het tweede model 800gram. Dat kan dus niet! Het Conrad boek
er bij gehaald en daar staan vertragingsmotoren in met 180 N/cm. Deze gebruiken 1.5 watt en wegen 200gram. Hier
kan ik wat mee.
Doelstelling (weinig gewicht) weer terug en een voorwaartse kracht van 2.5Kg per wiel. De levensduur van deze
motoren weet ik niet, maar ze zijn niet duur.
Met de nieuwe constructie heb ik gelijk al goed resultaat op de halve voedingspanning 6Volt. Mooi, het verbruik is nu
200mA voor de aandrijving.
30 september 2000
Ik ga nu starten met het maaigedeelte en wederom bij Conrad motoren besteld van 5600Rpm en 11.000 Rpm. Hiermee
ga ik experimenteren met een mes en een zaagblad.
Ik heb het nog geprobeerd dit te berekenen maar ik weet niet hoe. Dus volgens het model “we zien wel”.
Zelf heb ik het gevoel dat een zaagblad gaat werken want deze is goed te balanceren, maar een goede vriend zegt “dat
een mes het beste is, omdat deze gebogen kan worden als een ventilator en het gras niet wegblaast maar in het mes
zuigt”. Zit wat in. Dat ga ik dus eerst proberen.
Ondertussen worden er duurtesten met het aandrijfgedeelte gemaakt in de hal van ons huis. Deze gaan goed en UDO
redt zich uit elke situatie.
3 oktober 2000
Jan, een vriend van mij, heeft op zijn werk een CNC freesbank en is het frame uit opgespoten PCV aan het maken.
Ondertussen staat de hele “helse machien” in AutoCad en dat is handig. Nu kan ik alle componenten plaatsen voor er
gebouwd gaat worden. (Inmiddels al een doos vol.)
Het Frame is klaar en ben druk aan het opbouwen.
De eerste test verloopt goed. Ik heb voor het front sensor 10 microswitches gekozen.
Ik kan nog niet op een andere oplossing komen om de voorkant gevoelig te maken voor het raken van een obstakel.
Testen van een Zweed met een IR afstandsensors zijn op niets uitgelopen omdat het te meten oppervlak erg klein was.
Om er een servo op te monteren, om als een oog in de rondte te kijken, lijkt me te veel van het goede. Misschien is een
rubber band met een drukschakelaar een mogelijkheid.
De microswitches zitten er nu op en het werkt goed. De maaimotor wordt bij de aandrijfas geplaatst met een pully
aandrijving naar de as van het maaimes. De reden hiervoor is dat ik bij de frontmaaier niet te veel massa aan de
voorkant kan hebben. De maaimotor aansturing is opgebouwd uit een BUK-100. Dit is een power Fet met een TTL
ingang en heeft allerlei soorten beveiligingen “leuk”.
4 oktober 2000
Momenteel zit ik iets te bedenken voor RF sensor voor het afbakenen van de tuin met een ondergrondse draad. Ik ga
iets proberen met een MK484 ontvanger en een zenddraad op 100Khz. Ik denk ook aan een groene sensor aan de
voorkant van UDO zodat deze omkeert als het niet meer groen onder hem is.
Waarschijnlijk is een RF draad beter. Deze kan ik in de toekomst ook gebruiken om het laadapparaat te vinden.
UDO is de tuin in geweest met een maaimes van messing. Teleurstelling alom, het mes buigt gelijk dubbel bij de
aanraking met gras. Het mes ziet er na 1 minuut uit als een slagroomklopper. Direct daarna twee breekmessen van een
hobbymes bevestigt. “Perfect” hij maait.
10 oktober 2000
De laatste tijd heb ik de stroom door de maaimotor gemeten en die is nog te hoog +/- 1.5 A. Ik ga nog experimenteren
met een lagere voedingsspanning, maar dan moet het gras nog wel groeien om het resultaat te bepalen. De
microswitches moeten eigenlijk afgeschermd worden met een kunststof flap, maar diverse pogingen liepen op niets uit.
Het plan is nu een rond frontframe te maken met de schakelaars in het midden. Het voordeel is dan wel dat de switches
lager zitten 7 cm i.p.v. 10 cm en de rubber frontflap is dan beter te bevestigingen.
20 november 2000
De laatste dagen bezig geweest met de RF ontvanger voor de radio afbakening. Het gebruik van de MK484 loopt vast
op het feit dat de ontvangst onder de 150Khz niet mogelijk is bij deze chip. Ik heb nu een selectieve ontvanger gemaakt
op 70Khz met een LM339 comperator. Deze werkt nu goed op de werktafel en ik ga hem nu op de processor aansluiten.
Ik hoop alleen dat ik niet alle DCF-77 timeontvangers in de buurt lam leg. Dit zal wel meevallen want de ontvanger is
goed gevoelig zodat ik niet zoveel zendvermogen nodig heb. Intussen heb ik een andere processorunit besteld; de
C-Control van Conrad.
Ik word niet goed van de onbenullige instructieset van de Basic stampcontroller. Elke software constructie veroorzaakt
kippenvel op mijn rug en kramp in mijn vingers. (Dat ding zou verboden moeten worden.) Vanavond zal ik ook weten
of de 70Khz puls op de uitgang van comperator problemen geeft met de IO ingang van de Basic-stamp. Jan is druk op
weg zelf een CNC freesbank te bouwen met mijn oude stappenmotoren. Die moet maar zo vlug mogelijk draaien zodat
complexere mechanische componenten maken mogelijk wordt.
10 december 2000
Even tijd niet het dagboek bijgehouden, maar wel een veel gedaan.
Jan zijn CNC machine werkt verbluffend en de 70Khz oplossing werkt erg goed en ik ben er verder meegegaan. Het is
me zelfs gelukt het signaal naar een AD waarde om te zetten. Alleen dit ontwerp viel af, doordat ik een comperator
misbruikte als signaal omzetter wat tot gevolg heeft dat hij slecht te reproduceren is. Een echt goed ontwerp valt af door
de complexe elektronica die er voor nodig is. Ik ben er zeker drie weken mee bezig geweest.
Ook heb ik een proef gedaan met een Hallsensor maar dit werkt niet omdat ik dan te veel vermogen door de zenddraad
moet sturen zodat de tuin in een magnetron verandert. Ook nog een proef gedaan met een stroomsensor van Maxim de
MAX472 maar ook deze is te ongevoelig.
Wel aardig is het van Maxim dat ze gratis samples stuurde toen ik er op internet om vroeg. Maar goed, we gaan met de
70Khz comperator verder.
20 december 2000
Jan zijn freesbank werkt boven verwachting en deze heeft een front subframe gefreesd waar de frontschakelaars nu in
afgesloten kamertjes zitten. De rubber flap is een teleurstelling deze drukt de schakelaars door eigen gewicht al in. Ik
ga in de toekomst een bumper van latex bouwen. Dit is vloeibaar te krijgen en kan in een mal gevormd worden.
Ook zit de maaimotor nu direct voor de wielas d.m.v. een tandriem. Het maaimes is nu vervangen door een schijf met
drie operatiemessen aan het uiteinde. De keuze hiervoor is dat deze constant van lengte zijn, en bovendien licht- en
roestvrij.
2 januari 2001
Het basis frame is inmiddels van aluminium met daartussen PVC. Het oorspronkelijke frame was van opgeschuimd
PVC maar dat ging erg doorhangen.
6 januari 2001
Misschien een patentje te pakken. Ik ben gaan nadenken over de Hallsensor omdat dit een elegant stukje halfgeleider
techniek is t.o.v. al dat spoelen gedoe. Maar om een stroom door een geleider te meten met de gevoeligste sensor blijft
steken op 5A voor 10 cm bereik. Hoe los ik dit op, zonder een dampende tuin over te houden?
20 januari 2001
Ik ben op het idee gekomen om met zeer korte pulzen een duty cycle van 1% 30A door een draad te voeren zodat ik een
afstand van 60 cm kan meten. De ontvanger ga ik uitvoeren met een monoflop om een constant uitgangssignaal te
krijgen. De 30A is geen probleem met een grote elco als buffer. Nu zal de theoretisch opgenomen stroom 0,3A zijn, en
daar kunnen we wat mee.
Ondertussen worden op de freesbank wel de printjes gefreesd van de 70Khz ontvangers.
21 maart 2001
UDO opgebouwd met de nieuwe printjes en hij ziet er keurig uit. Nog wel wat problemen gehad met de ontvangers,
deze zijn te gevoelig en de 77Khz is me ook opgebroken. Bij gunstige ontvangst condities ontving UDO zelfs de
atoomtijd zender in Duitsland. Dit is vlug opgelost door een condensator van 10nF parallel aan de ontvangstspoel, hij
werkt nu op 50Khz.
Alleen de ontvangst blijft te gevoelig en doordat de spoelen onder 45 graden staan plus aan beide kanten ontvangen is
UDO rondom gevoelig voor ontvangst wat soms verwarring in de software oplevert en UDO de ring verlaat. De
oplossing is simpel zoals het bij goede oplossingen altijd het geval is. Aluminium folie rond de achterste helft van de
spoelen.
Op dit moment rijdt UDO al 5 uur zonder een probleem. De actie met de Hallsensors loopt op niets uit, ik kan de
gevoeligheid niet optimaal krijgen. Dit gaat dus de ijskast in, maar ik ga het later nog eens proberen.
Intussen heb ik een internetsite gemaakt voor UDO en de CNC machine van Jan. Ook een domein aangevraagd en
gekregen http://www.mowbot.org.
Ook een nieuw idee gehad om UDO het laadstation te laten vinden, het idee hierachter is, laat UDO haaks op de
zenddraad de tuin rond rijden en zet het laadstation ergens op de draad als hij deze ziet rijdt hij na binnen. Twee vliegen
in èèn klap de kanten gemaaid en het laadstation gevonden. Maar ik loop nog wat vast op de software om UDO bij een
scherpe hoek haaks op de draad te houden.
27 maart 2001
Het haaks blijven volgen liep op niets uit. In de hoeken was het moeilijk de positie te bepalen met twee sensors,
misschien met een hele doos software was het wat geworden. Nu volgt UDO de draad in de lengterichting en dat gaat
perfect plus de software is compact en simpel.
Inmiddels in AutoCad het thuishonk “UDO’S Home (Udopie)” getekend. Deze bestaat uit een hokje in de vorm van
een garage met een mechanisch geleidesysteem om hem binnen te leiden (vang). Aan het einde van deze vang zitten
twee contacten om de accu bij te laden puls een switch zodat UDO weet dat hij moet stoppen. Dus er is weer werk voor
CNC machine van Jan om het geheel te realiseren.
28 april 2001
De bumper met de schakelaars blijven een doorn in het oog. Ik ben nu aan het denken aan een soort slang langs de
voorkant met een luchtdruk sensor aan het einde. Ik heb inmiddels al wel een drukschakelaar besteld. Ook zijn er
problemen met het aanzetten van de maaimotor, deze geeft zo’n inductie puls op de voeding dat de CPU reset. Ook zit
ik een beetje vast hoe ik vanuit de software het toerental kan regelen. De M-Basic unit deze heeft maar twee PWM
outputs en deze worden nu gebruikt voor de aandrijfmotoren. Ik heb geprobeerd de BEEP uitgang als PWM regelaar te
laten werken maar dat liep op niets uit. Ik ga binnenkort op het Duitse M-Basic forum eens vragen of het iemand gelukt
is.
1 mei 2001
De druksensor op het front werkt perfect met nog een klein probleempje dat de nu gebruikte slang iets te stug is. Dus
ben ik nu druk op zoek naar een dun-wandige siliconen uitvoering. Maar dit gaat werken.
6 mei 2001
Udo heeft inmiddels 3 uur met succes de tuin gemaaid en daar kwamen de echte tekortkomingen naar voren.
1 ) Hij is nog te iets klein, (hij kantelt nog te veel heen en weer tijdens het rijden op ongelijk terrein)
2) De wielen moeten een grotere diameter hebben en ze kunnen veel smaller. (Hij rijdt te veel op het gras en niet
op de ondergrond)
3) De motoren moeten iets krachtiger.
Deze punten ga ik oplossen door het geheel ongeveer anderhalve keer groter te maken en de voeding naar 12V
omhoog te brengen. (deze is nu 7.2V)
17 mei 2001
UDO 4 IS GEBOREN!!
Udo 3 maait met zijn tekortkomingen nu al 20 uur na tevredenheid de tuin.
Als prototype werkt hij naar wens. En nog belangrijker ik heb de gewone handmaaier in de schuur kunnen laten staan.
Ik ben nu met Udo 4 begonnen en hij staat in zijn geheel nu in AutoCad en de wielen zijn reeds uitgefreesd.
De nieuwe specificaties zijn nu:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Wielen van rond 250mm
Maaimes van rond 300mm
Totale breedte 300mm
Totale lengte 510mm
Voeding 12V 8AH
Maximale maaihoogte 65mm
Bij studie van Udo 3 viel op dat hij een te smalle wielbasis had en een te korte wielbasis tussen aandrijfwielen en het
zwenkwiel. Vooral als het zwenkwiel draaide bij achteruit rijden. Dan kiepte dan teveel voor/achterover.
De motoren waren te zwak bij het draaien om de as van UDO. Hierdoor had de software te weinig invloed op de
draaihoek. Dit veroorzaakte problemen in de besturingssoftware. De software dacht dat hij een draaiing had gemaakt
van 45 graden maar de gemaakte hoek was in werkelijkheid dan maar 5 graden.
De aandrijfwielen waren te klein.
Hierdoor liep de motor as door het gras.
De aandrijfwielen waren te breed.
Hierdoor reden de wielen te veel op het gras en niet op
de ondergrond.
Het zwenkwiel was veel te klein en te breed.
Deze sleepte door het gras en soms nog erger
eroverheen.
De maaischijf zat onder de messen en had
een te groot oppervlak.
Dit resulteerde in een te grote wrijving op
de maaischijf bij reeds gemaaid gras.
“Ja”, nu hadden we weer genoeg te doen. De eerste problemen ontstonden bij de wielen, doordat deze volgens mijn
eisen niet in de handel te verkrijgen waren. Maar hier kwam Jan weer om de hoek. Hij zij “dan maken we ze toch zelf”.
Zo gezegd zo gedaan en ik heb ze volgens de eisen in AutoCad gezet . Dit resulteerde in aandrijfwielen met een
diameter van 250mm en een breedte van 12mm. Een zwenkwiel met een diameter van 125mm en een breedte van
10mm.
De wielen bestaan nu uit gestapelde schijven van kunststof met uitsparingen aan de buitenkant om een profiel te
creëren. De schijf voor het maaimes is nu een soort driepoot waar aan de uiteinden de messen zitten.
Jan is nu druk het frame te frezen. Dit frame bestaat uit twee platen die als een soort doos om de aandrijfmotoren zit.
Dit kon nu vanwege de hogere wielas. Nu kan de gehele maai aandrijfconstructie inclusief de RF sensors in de doos
komen. Nu is ook de gehele onderkant vlak. Tevens kan de bots sensor nu lager komen. Dat de onderkant geheel vlak
is geeft veel voordelen omdat de onderkant van Udo 3 nauwelijks meer schoon te maken is na zijn maai acties. (hij ziet
eruit als een beest).
Ik ben nu bezig met andere aandrijfmotoren die een lager toerental hebben. Door de groter wieldiameter is dit echt
nodig want zelfs Udo 3 reed iets te snel.
8 JUNI 2001
UDO 4 is momenteel gefreesd en het ziet er netjes uit, ook de wielen en het zwenkwiel zijn kaar. Het zwenkwiel loop
geheel in kogellager (netjes). Op dit moment ben ik UDO aan het monteren en de doos constructie is perfect alle
elektronica zit nu binnen en zelfs de poelie draait aan de binnenkant. De motoren die ik nodig had zijn bij de
leverancier tijdelijk niet in voorraad dus dit ga ik voor de testen oplossen door met de PWM regelaar wat minder
spanning op de motoren te zetten. Ik hoop dat het koppel wel hoog genoeg blijft en UDO onbelast niet te hard gaat
rijden. Nu alleen de accu bovenop UDO staat is hij bijna waterdicht te krijgen. Ook heb ik een voorziening gemaakt dat
de software nu via een stekker is te downloaden zonder het geheel te openen.
15 JUNI 2001
Met de aandrijfmotoren gaat het niet goed, zoals verwacht is het koppel te klein dus gaat hij als een raket bij vrij rijden
en hij staat stil als het zwaar wordt.
De motoren die ik zoek moeten ongeveer 8 omwentelingen per minuut maken maar de motoren die ik kon vinden
volgens deze specificaties waren te duur voor de hobby. Nu heb ik ook motoren gevonden met 17 omwentelingen die
betaalbaar zijn en deze heb ik besteld.
UDO 4 heeft inmiddels wel in de tuin gereden en er waren nog problemen met de plaats van de RF sensors en veel
storing uit de PWM regelaar op de RF ontvangers. Dit zijn de zelfde problemen die ik met de ontwikkeling van UDO 3
ondervond. Maar deze zijn toen ook opgelost dus daar zit ik niet zo over in.
30 JUNI 2001
De 17 omwentelingen motoren zijn binnen gekomen en UDO 4 staat weer kompleet op zijn wielen. De motorstoringen
op de ontvangers waren een groot probleem omdat de CPU print te dicht bij de ontvangers stond. Ik heb nu de
ontvangers naar voren en de CPU print naar achteren geplaatst zodat de voedingsdraden naar de aandrijfmotoren
minimaal in lengte zijn. De ontvangers geven nu meer problemen dan voorheen omdat ze uit UDO 3 kwamen en erg
smerig zijn geworden door het rond vliegende gras. Binnenkort zal ik wel nieuwe moeten bouwen omdat de
ontvangstgevoeligheid van beide erg gaat verschillen. Nu los ik dit tijdelijk op door de gevoeligste iets af te schermen
met aluminiumfolie. Nu UDO 4 geheel dicht is zal me dit met de nieuwe ontvangers niet meer gebeuren.
Ook heb ik de ontvangst-antennes wat verder naar achteren geplaatst vlak voor de wielen. Dit heb ik gedaan omdat
UDO 3 bij het volgen van de zenddraad bij een haakse buitenbocht iets te vroeg de hoek omging. Maar deze oplossing
werd niets omdat het voor de software moeilijk te bepalen was waar de voor- of de achterkant van UDO zat. Dus de
antennes zitten weer aan de voorkant onder een hoek van 45 graden. Ook de maaischijf blijft voor problemen zorgen.
Ik moet er teveel energie in stoppen voor een goed maai resultaat. (zelfs een motor verbrand)
Nu ben ik iets aan het bedenken met een schijf waar de messen +/- 5cm lager onderzitten met behulp van
afstandsbussen. Alleen hoop ik dat de schijf niet teveel uit onbalans raakt. De 17 rpm motoren doen het prima, als UDO
4 een succes wordt ga ik de 8rpm. motoren bestellen. Hij rijdt nog net iets te snel. Maar UDO 4 maait nu naar
tevredenheid met de kleinere maaischijf van UDO 3 en ook de bumper met luchtdruk sensor is een echt succes. We
gaan nu een duurproef van 20 uur maken en daarna aan het laadstation plus wat software werken.
20 JULI 2001
UDO is gestopt naar 15 uur gemaaid te hebben. Er is een aandrijfmotor stuk. Bij nadere studie bleek dat de
vertragingstandwielen geheel versleten waren. Ook komt nu aan het licht dat de leverancier de spec’s van deze motoren
met een factor 10 had overdreven. Momenteel kan ik nog geen betaalbare motoren vinden die aan de eisen voldoen.
Maar daar hebben we Jan weer, die zegt we hebben nu bijna alles zelf gemaakt. Waarom gaan we de vertragingskast
niet zelf bouwen. Tja, in AutoCad ben ik met tandwielen in de weer geweest maar dat werd te complex, maar een
getande riem aandrijving had de voorkeur omdat deze de motoren ontlast van de schokken die ontstaan bij het stoppen
en veranderen van de draairichting. Het is een compromis geworden tussen een vertragingsmotor met een riem
overbrenging. Die gaan we nu uitfrezen op Jan zijn machine.
15 AUG 2001
Een waar succes is deze aandrijf unit. Volgens berekeningen kan hij 80KG dragen en hij belast de vertragingsmotor
maar met de helft van het vermogen. Bovendien weegt hij nog geen 200 gram zonder motor. UDO weer in elkaar gezet
en maaien maar. Het maaimes blijft nog een probleem. Het vergt te veel energie om een groot mes 280mm rond te
krijgen. De oorzaak blijkt in het feit te zitten dat het gemaaide gras tegen de niet scherpe kanten van het mes in het
centrum van de van de schijf slaat. Ook blijkt dat hoe lichter de maaidisk des te beter de resultaten. Eerst dacht ik dat
als de schijf een hoge massa heeft hij beter zou doordraaien als het even zwaarder wordt. Niets bleek minder waar,
want het mes blijft echter continu door het gras snijden. Het gras wat weg gemaaid is, wordt door het rijden constant
vervangen. Hij moet dus continu door een koek van gras snijden. Ik ben nu druk om diverse maaischijven uit te
proberen.
20 SEPT 2001
UDO doet nog steeds zijn werk naar behoren. De maaischijf nu bestaat uit een ABS schijf van 250mm en 4 mm dik met
drie stanley messen onder een hoek van 5 graden. Deze schijf is rondom de messen tot 0.5mm dikte weggefreesd om
tot een gewicht van 100 gram te komen. De onderkant van deze schijf is totaal vlak zodat hij weinig weestand heeft van
het gemaaide gras. De maaimotor is nog iets te zwak. Momenteel is deze +/- 5 watt. Ik ga een motor van 19 watt
bestellen en kijken of dit genoeg is. Ook ben ik bezig om te kijken of het mogelijk is om een stil staande schijf onder de
maaischijf te plaatsen. Dit omdat deze nog minder weerstand op de maaischijf geeft van het gemaaide gras.
4 OKT 2001
Momenteel al 20 uur gemaaid zonder problemen we gaan op naar de 60 uur, dan worden de plannen opgepakt om UDO
4 deze de winter geheel opnieuw te bouwen de definitieve versie voor volgend jaar zomer. Intussen blijf ik wel
experimenteren met diverse maaischijven en maaimotoren. Ik zit mezelf te bedenken dat ik nog maar twee keer zelf het
gras heb hoeven maaien en UDO de rest heeft gedaan. Het gaat dus echt werken. Ook krijg ik nu de kans om de
software te verbeteren.
20 JAN 2002
Veel te weinig met UDO bezig geweest. De oorzaak ligt in het feit dat ik een nieuwe baan heb die alle aandacht
opvraagt. Jan zit me te pushen dat het gras in maart weer gaat groeien.
Met het nieuwe ontwerp moeten er twee dingen anders. Ten eerste de draadontvangers, deze zijn moeilijk te
reproduceren zonder genoeg kennis van elektronica en dat is niet de bedoeling want iedereen moet hem kunnen
nabouwen. Ik heb het idee opgevat om een DCF-77 ontvanger chip te gebruiken als ontvanger. Deze zijn kristal
gestuurd en hebben geen afregel punten. Ik heb een aardige chip kunnen vinden in de U4224B dit is een DCF
ontvanger chip voor 40, 60 en 77.5 Khz. Aan de buitenkant van de chip zitten de AGC (Automatic Gain Control)
onderdelen. Het idee is deze om deze AGC te gebruiken als signaal sterkte uitgang. Het tweede punt wat aangepakt
moet worden is de energie die naar de maaimotor gaat. Dit zal worden gedaan door een homebrew PWM controller met
twee TTL chips en een Power Fet.
3 FEB 2002
Jan heeft het printje gefreesd en de eerste testen zijn gedaan. Dit ziet er goed uit, de ontvanger is nu kristal gestuurd op
60Khz om geen last van de atoomtijd zender te hebben en ik kan het AGC signaal gebruiken om het ontvangst signaal
naar de CPU door te geven. Hier zal nog wel een OP-ampje tussen moeten want dit signaal mag niet belast worden.
23 FEB 2002
Het is niks geworden met de DCF ontvanger, de belasting van de AGC controller moest zo laag zijn dat een vette
vinger op de print al problemen veroorzaakte. Dus dit was hopeloos om na te bouwen.
Ik heb op internet twee mensen gevonden die een RF ontvanger hadden gebouwd voor hun robot. Ik heb hun een
E-mail gestuurd met de vraag hoe zij het gedaan hadden. De reactie van één was dat hij een hondenschrik apparaat
omgebouwd had door op het schrik apparaat een neon lampje aan te sluiten die een fotocel activeerde. De andere had
ook iets ontwikkeld wat erg op mijn ontvanger leek.
Dit antwoord bracht me aan het denken. Mijn ontvanger was zo slecht nog niet maar moest beter ontwikkeld worden.
Stevig aan het denken geweest en dit kwam eruit. Ik ga een PLL ontvanger bouwen met de NE567. dan sla ik twee
spijkers op de kop. Ten eerste hij is nu niet breedbandig meer zodat ik misschien minder storing krijg van de PWM
regelaars plus hij is nu zeer goed af te regelen.
Ik ga nu eerst proberen de ontvangerspoel direct op de chip aan te sluiten en als hij dan te ongevoelig is ga ik er een
versterkertje voor bouwen. Wordt vervolgt.
17 MAART 2002
De ontvanger met de NE567 werkt goed. Eerst zonder de voorversterker gebouwd, maar die was te ongevoelig. Hierna
heb ik er een versterker voor geplaatst met een LM393. Bingo.
Hij werkt nu erg goed met nog een klein probleem dat als de antenne spoel te dicht op de ontvanger print zit hij gaat
oscilleren. Dit lijkt me makkelijk op te lossen met wat blikwerk rondom de print.
De CPU print is nu ook opnieuw getekend en wordt binnenkort getest. De wijzigingen op de print zijn:
Dikkere sporen voor de voeding en de motor aandrijving.
Deze waren op de oude printplaat te dun.
Hij is nu zo gemaakt dat hij makkelijk in UDO te monteren is
De aansluitingen kunnen nu met stekkers verbonden worden.
Sommige glue elektronica is iets aangepast hierdoor is het makkelijker om LED's aan te sturen.
Ook heb ik mijn eerste draad zender ontwikkeld zodat de Functie generator niet meer nodig is.
Dit is een kristal gestuurde 62,5Khz zender met een CD4060 de eerste testen zijn goed. Ik zit alleen nog met het regelen
van het vermogen. Dit wordt nu gedaan met een potmeter in de voeding, dit verdient geen schoonheidprijs maar het
werkt.
Zoals je ziet heb ik niet stil gezeten, maar het gras ook niet. Haast is geboden.
7 APRIL 2002
De ontvanger, zender en de CPU zijn op print en schema gezet.
De printen worden nu bij Jan gefreesd. De testen met de ontvanger waren redelijk tot goed.
Ik heb eerst geprobeerd de antenne-spoel op de ontvangerprint te plaatsen maar dat werd niks. De oscillator van de
NE567 werd door de antenne-spoel opgepikt zodat hij altijd wat detecteerde.
Nu zitten de ontvanger print in blik en de antenne-spoeltjes zijn met een coax kabeltje buiten de ontvangers geplaatst.
15 APRIL 2002
De CPU print werkt perfect zelfs geen enkel foutje op de print ook de nieuwe voorzieningen als de
programmeer-adaptor en ledsturing waren in een keer goed. Het voordeel van de geïntegreerde programmeer-adaptor
is nu dat UDO nu een echte RS-232 poort heeft. Ik heb twee pennen van de 9 polige RS232 poort gebruikt om de
M-Unit in programmeer en run mode te zetten door de jumper van de M-Unit met een verbinding in de RS232 stekker
te activeren.
Alles is nu in het oude frame gezet voor een proef run met de nieuwe elektronica. Dit ging helemaal mis. UDO draaide
bij de draad elke keer een willekeurige kant op. Het heeft me een dag gekost om te achterhalen wat de oorzaak was
maar naar een poosje onder de douche gestaan te hebben kwam ik er achter (Ik kom op de beste ideeën als ik onder de
douche sta. Verder is alles goed.)
De reden van dit probleem was dat de ontvangst spoelen te ver van hun oorspronkelijke 77,5Khz resonantie frequentie
gebruikt werden. Ik gebruikte ze op 62,5Khz, Hierdoor was de aansluit coax net zo'n goed antenne als de spoel zelf.
Door een extra condensator over de spoel te zetten heb ik hem exact op 62,5Khz kunnen tunen. Dit tunen heb ik gedaan
door de ontvangst spoel op een scoop aan te sluiten. De antenne zenddraad is gemaakt doormiddel van een meetsnoer
op een functiegenerator aan te sluiten. Door de functiegenerator rond de 62,5khz heen en weer te draaien kun je op de
scoop precies zien waar de maximale ontvangst zit van de antenne.
Dit was de oplossing want UDO rijdt nu beter dan vorig jaar en heeft er al weer 8 uur op zitten zonder een enkel foutje.
De ontvangers zijn nu zo gevoelig geworden dat ik het zendertje iets moet verbouwen om een zwakker signaal uit te
sturen.
Ook zit er nu op de CPU print een frequentie meetingang deze ga ik gebruiken om het maai- motor toerental te meten
doormiddel van een optocoupler op de as van de motor. Deze meting ga ik gebruiken om UDO langzamer te laten
rijden als het toerental te veel inzakt. De eerste testen op de werkbank verliepen goed.
De elektronica is nu goed gelukt met als voordeel t.o.v. vorig jaar dat de ontvangers nu goed af te regelen zijn volgens
een vaste afregelprocedure bovendien zijn ze nu ongevoelig voor storingen van buiten af. ( CPU en PWM regelaars )
Het is nu de tijd om de mechanica te ontwerpen, deze zal niet erg veel van de vorige versie afwijken. Dit is wel hard
nodig omdat het huidige frame een gaten kaas is geworden van alle aanpassingen.
5 MEI 2002
Het frame van UDO is door Jan opnieuw gefreesd en we hebben een zwaardere maaimotor geplaatst. Het is ook gelukt
om het toerental van het maaimes te meten. Dit is niet met een optocoupler gedaan maar met een Hall sensor plus een
magneetje op de as. (“HI-TECH” niets is UDO vreemd). Als het toerental nu onder een ingestelde waarde komt gaat
UDO terug en zet dan opnieuw de aanval in. De nieuwe maaimotor is ook een succes en zit nu mooi in het frame zonder
uitstekende delen.
Ook heeft Jan nieuwe wielen gefreesd eerst met tanden maar dat hobbelde teveel nu zijn de wielen geheel rond met
versprongen tanden.
Het zendertje werkt nu ook perfect en doordat hij kristal gestuurd is hoef ik er niets meer aan af te regelen.
UDO heeft alweer 20 uur gemaaid met nog een probleem dat de druksensor iets te ongevoelig staat bij het zijdelings
raken van de boom in onze tuin. Ik maak me hier niet zo druk over omdat dit bij de eerste servicebeurt bijgesteld kan
worden.
Tijd om weer nieuwe plannen maken. En die zijn er genoeg met als belangrijkste dat UDO automatisch zijn laad
apparaat gaat vinden. Momenteel ben ik aan het uitzoeken of ik hem kan opladen met een inductie koppeling in plaats
van elektrische contacten.
Het voordeel hiervan is dat UDO waterdicht kan blijven en er geen slecht contact kan ontstaan door oxide. En wat
leuke dingen. Hij krijgt een plexiglas bodem met ingebouwde leds. Nu zijn er op de voorkant ook al leds gekomen die
de sensors weergeven. Een collega van mij had een goed idee. Dick zegt hij moet een gemoedstoestand krijgen. Ik ga
dit proberen door een stresswaarde in de software toe te passen die aan de hand van het maaimes toerental en het aantal
draai bewegingen binnen een ingestelde tijd een stresswaarde opleveren . Dus als het toerental laag is en hij veel moet
keren binnen een korte tijd dan gaat UDO van kleur veranderen van groen naar rood. Wij krijgen er wel leven in hoor,
als hij maar niet aan de drank gaat want dat lusten wij maar al te graag zelf.
29 Juni 2002
Udo maait nu alweer 60 uur zonder problemen.
Er is reeds weer een nieuw frame gebouwd dat simpeler in elkaar te zetten plus de assen zijn hoger geplaatst zodat het
zwaartepunt lager zit en bevat nog minder onderdelen.
Volgens de statistieken bevat udo naar het 28 herontwerp acties nog maar uit 1 onderdeel ;-)
Als deze versie klaar is wordt het oude model gebruikt om diverse testen mee te doen.
Zodat ik altijd een draaiende maaimachine heb. ( ik kan niet meer zonder )
Wat ook leuk was dat ik via e-mail van het weekblad Elsevier een bericht kreeg of ze langs mochten komen om een
interview af te nemen.
Nu staat Udo al in de media, hij schopt het al verder dan ik zelf.
Ben nog steeds druk bezig met inductieve koppeling. Het rendement is nog te laag.
Verder niets te melden dan dat alles probleemloos loopt.
10 Juli 2002
Het maken van de inductieve koppeling is nog niet verder gekomen dan twee zelf gewikkelde ferriet E-Kernen als een
trafo op 2 Khz. Veel hoger kon de frequentie niet worden zonder de bestaande ontvangers te beïnvloeden.
Maar dit idee is al op de schroothoop beland doordat dit niet simpel na te bouwen is.
Ik ga nu proeven doen met een dwars doorgezaagde 220/24V trafo. Hiervoor ga ik gebruik maken van een bestaande
trafo met twee losse wikkelingen boven elkaar. Het idee erachter is dat de 24V helft in Udo komt te zitten en de 220
helft op een laad paal.
Ook komt er nu in Udo een derde ontvanger waarvan de antenne onder de aandrijfas zit. Dit wordt gedaan om het
volgen van de zend draad beter te laten verlopen bij haakse hoeken. Dit heb ik nodig om het laad station te vinden.
Ook is de aandrijf as in de nieuwe Udo hoger gekomen om het zwaartepunt te verlagen en de bumper lager te plaatsen.
Tevens zit de accu nu ook in de kast van Udo. ( waterdicht maken is nu veel simpeler )
5 November 2002
Udo is momenteel al een poosje voorzien van een deksel en blijft al meer dan twee maanden buiten staan in weer en
wind.
Deze winter gaat hij open om te kijken waar er corrosie ontstaat zodat ik dat kan aanpassen voor volgend jaar.
Udo gaat momenteel nog maar een keer per week door de tuin en zal het er binnenkort wel op hebben zitten.
Ik kan dus zeggen dat het project geslaagd is, maar we gaan verder.
Momenteel ben ik een nieuw processor board aan het ontwikkelen voor UDO. Na lang zoeken voor een nieuwe
processor ben ik bij een amtel 90S8535 beland. Deze processor is razend snel. Dit is nodig omdat de nieuwe software
multitasking gaat worden. Er komt een interrupt routine die 15 maal per seconde de sensors afscant zodat er zwaardere
software op UDO kan lopen zonder elke keer naar de sensors te kijken.
En deze software komt er.
1) LCD scherm met parameter instellingen en om log gegevens weer te geven
2) IR Remote controller om de instellingen te maken
3) HF 433Mhz transmitter om via mijn PC met UDO te communiceren.
4) Weerstation tbv. het bepalen van de maai intervallen.
Als programmeer taal voor de Amtel gebruik ik nu BasCom.
Het liefste zou ik in Pascal programmeren maar dat bleek onbetaalbaar voor een project als deze waar meerdere
mensen het na willen bouwen.
Bascom is een betaalbare compiler waar zelfs een freeware versie van is die tot 2Kb gaat.
Wat ik erg belangrijk vond is dat het procedures en functies met parameters aankan en lokale variabelen.
Dat maakt het veel leesbaarder en het zet je een stukje hoger in programmeer niveau.
Intussen heb ik al een experimenteer board gebouwd met een IR ontvanger en een 16*2 LCD scherm.
De motoren worden aangestuurd met een extra PWM board wat het toerental van de maaimotor en de wielen gaat
regelen. Eerst speelde ik met de gedachte dit ook door de processor te gaan regelen maar daar was de Amtel
waarschijnlijk iets te klein voor. Je kunt niet alles hebben.
Intussen is er ook een Belg (Peter) met een broertje van Udo bezig waar ik veel plezier van heb en we wisselen veel van
gedachten hoe we sommige problemen gaan aanpakken.
Voor het laden van Udo heb ik nog geen goede oplossing kunnen vinden maar we hebben nu de hele winter in verschiet
en met wat borrel avonden met Jan zal er wel wat uit komen.