Schaltplan GPS-navigierender Roboter: Geht das so?

  • Hallo zusammen,

    es tut mir leid, dass ich eure Zeit mit einer Anfänger-Frage stehlen muss, aber:

    Ich bin gerade dabei, meinen ersten "Roboter" zu bauen. Dieser soll anhand von GPS- und Kompass-Daten vom Raspberry PI gesteuert werden. Ursprünglich wollte ich die GPS- und Kompass-Daten per USB-Dongle abfragen, allerdings habe ich hier nix passendes gefunden (Problem war GPS und Kompass in einem Gerät; für Vorschläge bin ich offen). Daher tendiere ich dazu, jetzt ein 3DR uBlox GPS-Modul zu nehmen (oder vergleichbar - wenn ihr da was empfehlen könnt).

    Der Antrieb funktioniert schon wie hier vorgeführt: [youtube]b4uhh_j8uR0[/youtube]

    Wenn ich dann jetzt noch das GPS-Modul - wie verlinkt zu sehen - einbauen wollte, hätte ich aber einen 5V und einen GRND-Pin zu wenig, oder!?
    Tutorial: How to connect 3DR GPS & Raspberry

    Daher gehe ich davon aus, Stromversorgung von Raspberry und den anderen Komponenten zu trennen. Ginge das wie im Grob-Schaltplan (Anhang) angedacht? Wenn sich die genannten GPIOs widererwartend irgendwie splitten lassen, könnte ich mich auch mit dieser Lösung anfreunden.

    Entschuldigung, Danke & Grüße
    Möp

  • Schaltplan GPS-navigierender Roboter: Geht das so?? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • MöpMöp ... äh ich meinte Moin Moin Moepmoep ;) ...

    zunächst mal was grundsätzliches: reicht Dir überhaupt die Genauigkeit von GPS? Meigrafd hat in diesem Post einen interessanten Link zum Thema Genaugkeit eingefügt, aus dem hervorgeht, dass die Abweichung der Lage zwischen 30 und 250 cm liegen kann.
    Das von Dir auserkorene 3DR GPS hat scheinbar sogar nur eine Genauigkeit im Längengrad von +/- 8m und im Breitengrad von +/- 10m (hier nachzulesen).
    //OT: einfach mal versuchen Dich in eine amerikanische Kampfdrohne rein zu hacken. Die sind wesentlich genauer. Dumm nur, dass Du das nur einmal machen kannst um Deine Position zu ermitteln :fies:


    Doch nun zu Deiner Schaltung.
    Das Modul hat - lt. Beschreibung - wohl einen 3,3V Spannungsregler. Also würde das m.E. prinzipiell schon mal funktionieren.
    Allerdings müsstest Du Deine Schaltung noch ein wenig ergänzen: die Masse des Universal-Netzteils musst Du noch mit einem Masse-Pin des RPi, dem Masse-Anschluss des GPS-Moduls und dem Masse-Anschluss des Motor-Treibers-Moduls (L298N) verbinden. Möglich wäre auch, die Masse des Netzteils mit einem Masse-Pin des RPi zu verbinden und dann zwei Masse-Pins des RPi mit den beiden Modulen zu verbinden.

    Ach ja, bei der Gelegenheit: Du hast imho ein wunderbares Beispiel für Verwirrung geliefert ;) ...
    Allein schon die Tatsache, dass verschiedene Bezeichnungen der GPIOs existieren, die zudem noch nicht kompatibel sind, hat mich schon einigemale zum Grübeln gebracht :s
    Ich habe die Feststellung gemacht, dass es bei der Pin-Bezeichnung gar nicht genau genug sein kann.
    Du hast hier zwei Bezeichnungen gemischt ... da bin ich allerdings erst draufgekommen, als ich GPIO 13 nicht gefunden habe und Du Rx mit GPIO 10 und Tx mit GPIO 8 bezeichnet hast.
    GPIO 8 ist der physikalische Pin #24, GPIO 10 der Pin #19.
    Du meintest aber Pin #8 und Pin #10 - das wären dann GPIO 14 und GPIO 15.
    Wenn Du jetzt noch die verschiedenen APIs mit einbeziehst, die natürlich ebenfalls untereinander inkompatible Pin-Bezeichnungen haben (pigpio, python, wiringPi, ...) dann wird das Ganze ziemlich schnell ziemlich undurchschaubar :wallbash:

    Doch weiter mit Deiner Schaltung,
    Ich bin auch ein Befürworter einer eigenen Stromversorgung von Peripherie-Modulen.
    Allerdings verwundert mich jetzt Deine Annahme, dass Dir die Pins an der P1 GPIO-Leiste nicht ausreichen.

    Du brauchst die Pins #7, #8, #10, #11, #13 und #15.
    Hinzu kommen entweder die Pins #2, #4, #6 und #9 oder Du verwendest Pin #2 um beide Module mit +5V zu versorgen und Pin #6 um die Massen-Anschlüsse der beiden Module mit dem RPi zu verbinden.
    Also warum sollten Dir die Anschlüsse ausgehen?

    So, ich hoffe das hilft Dir ein wenig weiter.
    Wenn noch was unklar ist, einfach posten ...

    cheerio aus einer regennassen und rabenschwarzen Nacht,
    -ds-

  • Hi ds,

    zunächst mal "Danke" für die Tipps. Noch ein paar Rückfragen:

    Zitat


    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Die Masse des Universal-Netzteils musst Du noch mit einem Masse-Pin des RPi, dem Masse-Anschluss des GPS-Moduls und dem Masse-Anschluss des Motor-Treibers-Moduls (L298N) verbinden. Möglich wäre auch, die Masse des Netzteils mit einem Masse-Pin des RPi zu verbinden und dann zwei Masse-Pins des RPi mit den beiden Modulen zu verbinden.[/font]

    Dumm gefragt: Wie mache ich das denn (mehrere Masse-Kabel an den einen PI-GRND-Pin):daumendreh2:? Jumper-Kabel splitten? Lötkolben schwingen? Lüsterklemme? (Bitte nicht hauen).

    Zitat


    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Reicht Dir überhaupt die Genauigkeit von GPS?[/font]

    Also letztendlich soll es auf einen selbstfahrenden PI-Rasenmäher hinauslaufen. Die Wiese (ca. 50x100m) wollte ich per GPS abstecken. Ungenauigkeiten von ein paar cm wären okay, 8m jedoch ein bisschen viel. Wäre eine IR-Bake die einzige Alternative oder gibt es andere Techniken, die sich in Verbindung mit dem PI bewährt haben, um den Bewegungsradius eines Roboters einzuschränken?

    Danke & Grüße

  • Spannung und Masse-pins sind KEINE GPIOs und lassen sich problemlos "teilen", wobei hier natürlich die Grenzen des Pi zu beachten sind, dazu findest du etliche Threads hier im Forum.
    Wie du die Teilst ist deine freie Entscheidung, alle drei Möglichkeiten funktionieren wunderbar, gerade bei den niedrigen Strömen musst du dir da keine Gedanken machen.
    Wie nötig es ist das ganze aus leistungsgründen extern zu betreiben ist eine andere Frage, die ich nicht beantworten kann. Ich vermute jedoch, dass es beim GPS problemlos funktioniert, die Motoren jedoch gerne viel Leistung ziehen und auch wenn sie innerhalb der Grenzen bleiben starke Spannungssprünge verursachen, etwas was mir mit einem anderen GPS an einem anderen Gerät schon viele Probleme gemacht hat, das GPS hat sich immer irgendwann abgeschaltet weil es kurz zu wenig Strom bekam und ich habe Wochenlang den Grund gesucht (Hab Software im Verdacht gehabt...).

  • Na wenn das ein autonomer Rasenmäher werden soll, dann sag den Nachbarn rechtzeitig bescheid und schliess eine gute Haftpflicht-Versicherung ab :fies:

    Nein, jetzt mal im Ernst: da dürfte im Moment die Ansteuerung über die GPIOs Dein kleinstes Problem sein ;) ...
    Da stellt sich eher die Frage, welche Motoren willst/musst Du mindestens für den Antrieb verwenden?
    Welchen Motor willst Du mindestens für das Schneidwerk verwenden?
    Wie willst Du die Stromversorgung realisiern?
    Hast Du an Überroll-Bügel und "Selbstbefreiungs-Maßnahmen" gedacht, falls der Mäher mal umkippt oder sich festgefahren hat?
    Wieviel wiegt das ganze Konstrukt dann am Ende -> das hat dann wieder Einfluß auf die Antriebsmotoren.

    Ausserdem wirst Du da wohl andere Kaliber als Treiber auffahren müssen als die popeligen L298N ... die vertragen nämlich nur 2A.
    Da werden wohl einige Ampere mehr zusammen kommen ;) ...

    cheers,
    -ds-

  • Noch mal kurz zur Frage ob die Begrenzung nur mit IR funktioniert...
    Wodurch ist denn dein Rasen begrenzt?
    Zaun: schwer, vllt Kamera wenn nicht gerade Maschendrahtzaun
    Mauer: Stoßsensoren und gib ihm (vielleicht etwas konservativer umgesetzt weil gefährlich^^)
    Steinumrahmung im Boden: Lichtsensor/Kamera auf den Boden und den neuen untergrund erkennen
    IR funktioniert natürlich auch, auch mit verschidenen Methoden.
    Denkbar wäre auch eine Lichtschranke, wenn unterbrochen, dann Signal an den Bot, er soll drehen. Das könnte aber die unzuverlässigste Variante sein...
    Begrenzung an die ich nicht gedacht habe: Keine Ahnung

  • Ultraschall?
    Hall-Sensor ... ganz elegante Methode. Einfach ein Kabel rund um den Garten einbuddeln und beim Mähen unter Strom setzen. Hab aber jetzt keine Ahnung ob das funktioniert und wie genau das dann ist.

    Und dann lieber Laser statt IR ... sonst kriegst Du bei der Entfernung eine Krise beim Ausrichten des IR-Strahls ;)

    cu,
    -ds-

  • Ahoi!

    Danke für eure Hinweise!

    Zitat


    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Ausserdem wirst Du da wohl andere Kaliber als Treiber auffahren müssen als die popeligen L298N ... die vertragen nämlich nur 2A.[/font]
    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Da werden wohl einige Ampere mehr zusammen kommen.[/font]

    Da es mein erstes PI-Moped werden wird, bin ich aktuell noch in der Trockenübungs-Phase, d.h. ich habe mir Bauteile geschnappt, die ich hier noch rumfliegen hatte und versuche das Ding erstmal auf asphaltiertem Boden ans Laufen zu bringen. Das Mähwerk (und einen größer dimensionierten Antrieb) schraube ich erst an, wenn der Gerät so fährt, wie ich mir das vorstelle.

    Zitat


    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Wodurch ist denn dein Rasen begrenzt?[/font]

    Bei uns auf dem Land braucht man keine Begrenzung :). An einen Ende der Wiese ist eine Hecke, am anderen Ende ein Wald - die restlichen 2 Seiten sind offen. Irgendwelche Ideen? :)

    Ich hatte auch schon über Induktionsschleifen nachgedacht, allerdings ist mein Schul-Physik-Wissen derart eingeschlafen, dass ich an den bisher gefundenen Schaltplänen in der Regel verzweifle...

    Grüße
    Möp

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