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THEMA: Jürgen's Bumper-Duino Board

Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 6 Monate her #8416

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Hallo Zusammen,

mal ein kleiner Ausblick auf das neue AddOn für den BumperDuino. Keine hohe Technik aber dafür jede menge Spaß und für die Nachbarn was zum Staunen. Die passende Platine folgt noch. Ebenso der Schaltplan und die Software. Wie immer alles open.




Gruss

Jürgen
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8475

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Hallo an alle,

es ist soweit, dass angekündigte WTV020 AddOn ist vom Labor in die NULL-Serien-Fertigung gegangen.
Vorab der versprochene Schaltplan und ein Bild der Leiterkarte. Das WTV020 AddOn ist eigentich für die BumperDuino entwickelt worden. Natürlich kann es an jedem anderen Aufbau genauso betrieben werden. Die Software ist recht simpel, wenn man die vorhandene Library dazu verwendet.

Hier der Schaltplan





Werte:
R1-R4 = 1K
R5-R6 = 330 Ohm
D2-D5 = ZPD3,3V

Vorschau der Platine
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8505

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Hier ein paar Bilder der ersten fertigen Leiterkarte aus der Null-Serie.




Ansicht 1




Ansicht 2



Ansicht 3



Ansicht 4

An der Beschreibung arbeite ich gerade.
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8507

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Hier noch ein Bild vom Aufbau mit der BumperDuino.




Zu all den komplexen Themen wie Ortung, Perimeter usw. ist das eine schöne Abwechslung und macht denen Spaß die meist nur als Zuschauer am Rand stehen.
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8508

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Hier noch ein kleines Video



mit 2,50 Meter Schlauch ist die BumperDuino immer noch sehr feinfühlig.
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8511

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In der ZIP Datei findet ihr alle Programme und Files die ich für dieses kleine Projekt zusammengetragen habe.
Die Programme 4D-SOMO-TOOL und USBRecordingNbk1.3.0 sind etwas tückisch. Diese wollen einen Treiber installieren der eigentlich nicht gebraucht wird. Daher bricht die Installation am Ende mit einem Fehler ab. Wenn man aber in das Installations-Unterverzeichnis geht und dort dann einfach die "EXE" startet laufen die Programme einwandfrei. Ich habe es bei mir unter Win10 getestet, sollte also auf Win7 etc auch laufen. Den Arduino Sketch mache ich in eine separate ZIP Datei. Bitte vergesst nicht die Wtv020sd16p Library in euere Arduino IDE zu importieren sonst bekommt ihr Fehlermeldungen.


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Und hier der neue Sketch mit Sound-Ansteuerung


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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8519

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Super Arbeit macht dein Ardumower jetzt immer geräusche wenn er wogegen fähr? :lol:

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8521

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Ja :-) immer wenn er wo gegen fährt dudelt ein erboster R2D2. und alle Minute blökt eine Herde Schafe. :-))

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8525

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Hi Jürgen,

Dieses schaut richtig toll aus und sehr professionell. Ich habe nur eine frage, warum ist es überhaupt so kompliziert geworden? Reicht nicht ein einfach Druckschalter? warum die ganze PWM gesteuerten drucksensoren? Nur eine frage!

Noch was, Du hast ein T-stuck drin, das heisst eigentlich nur einen sensor is nötig, oder? Für was ist die zweiten gedacht? Ich frage nur weil wir hatten auch vor sowas zum machen, aber hat eigentlich nur ein einfach drucksensor (ein/aus) vor, aber irgendwie habe ich die verdacht das es nicht ganz so einfach geht wann ich siehe welche mühe ihr investiert haben müssen!

Mfg,

Sam

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8528

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Hi Sam,

ein normaler Druckschalter hat nur einen bestimmten Wert auf den er reagiert. Es ist nicht möglich die Schaltschwelle per Software anzupassen (im Betrieb). Auch gibt es keine Möglichkeit Fehlerzustände zu erkennen. Diese Probleme haben auch mechanische Bumper. Die meisten Druckschalter sind nicht sensibel genug für die Aufgabe als Bumper. Man denke nur an die ganzen Torsteuerungen diese Druckschalter lösen erst bei harten Schlägen aus. Wir verwenden auch keine PWM sondern einen gleitenden Nullpunkt, der sich leichten Druckveränderungen anpasst um die Auslöseschwelle gleich zu halten. Da sich der Druck in einem Schlauch bei z.B. direkter Sonneneinstrahlung verändert und somit die Schwelle nicht mehr stimmen würde. Das Thema ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, wenn mann einen zuverlässigen Bumper haben möchte. Mit den großen Nachteilen die mechanische Bumper haben ob mit Tastern, Gabellichtschranken oder anderer Sensorik die eine zusätzliche Mechanik benötigt, räumt die BumperDuino vollständig auf. Hier kann nichts brechen verhaken oder sonstiges. Fehler können über verschiedene Methoden erkannt werden. Das System (Roboter) wird in die Lage versetzt seinen eigen Sicherheitszustand zu bewerten.

Der zweite Drucksensor bietet mehrere Möglichkeiten.:

1. man könnte zwischen vorne und hinten unterscheiden

2. zwischen rechts links

3. man führt den Druckschlauch vom ersten Sensor wieder zurück auf den zweiten Sensor und erhält somit einen redundanten Sensor bei dem die Sicherheit verdoppelt wird.

4. Hier ist der Aufbau wie bei 3. nur das jeder Drucksensor unterschiedliche Schwellwerte besitzt. Somit gibt es in der Bewertung/Auswertung und in der Sicherheit noch mehr Möglichkeiten.

Gruß
Jürgen
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8542

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So jetzt wird es wieder ernsthaft nach Sound etc.

Ziel ist es die BumperDuino zu einem der zusätzlichen Sicherungen für den Mower zu machen ohne das sichhergestellt werden muss das der Main oder Master Prozess auch wirklich richtig läuft (an dem bastelt ja jeder von uns/euch rum) :)

Der nächste Schritt in der Entwicklung der BumperDuino wird das Einfügen des MPU6050 mit Accelerometer und Gyroscope sein. Wir werden diesen Sensor quasi als Aufprall-Sensor wie er ähnlich auch bei Airbags genutzt wird verwenden.
Damit haben wir dann nach meinem Wissen, einen der sichersten aktiven Bumper den es für diesen Bereich gibt und das noch nebenbei ohne komplizierten mechanischen Aufbau. Auch in der Handhabung ist dieser aktive Bumper-Sensor einfach. Die Master CPU muss sich um nichts kümmern. Was nicht bedeutet, dass diese nicht auch eine IMU haben darf/soll. Nur hängt die Main CPU oder ähnliches, ist die BumperDuino immer noch als Instanz aktiv, egal was die Steuerung macht oder auch nicht.

Aus dieser Überlegung ergibt sich auch die logische Konsequenz, dass zusätzlich noch ein Port als Schaltausgang spendiert wird, der dann über ein z.B. Relais den gefährlichen Mähmotor ausschaltet, sobald der Mower über einen gewissen Punkt angehoben wird.
Damit hätten wir auch für diesen Fall einen unabhängigen Schutz. Wenn man die Verletzungen kennt die so ein Messer anrichten kann denke ich sicher nicht schlecht und auch nicht übertrieben.

Hier ein Bild vom geplanten Sensor



Der Schaltplan vom Sensor



Natürlich kann man dann (wenn man es will), auch eine Sprachausgabe als zusätzliche Warnung ausgeben. :)
Es geht immer weiter.......
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8551

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Hallo Jürgen,

wäre es nicht sinnvoll, dann gleich die jeztige GY-80 Platine (also einen 9-Axen Sensor) dafür zu nehmen, dann die Verarbeitung der Daten (z.B. Integration der Gyro-Daten mit 100 Hz) wie Du schreibst getrennt von der Main durchführen (Konkret: absoluter Kurs, absolute Lage). Dann würde die Main wieder sehr befreit laufen :-) und man könnte von der Main z.B. mit 5 Hz den absoluten Kurs abfragen (so dass der Roboter schön geradeaus fährt).

Gruss,
Alexander

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8552

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Hallo Alexander,

das kann man natürlich machen. Werde ich auch so vorsehen, dass man beide Sensoren einsetzen kann. Damit kann man sich auch viel Ärger auf dem I2C(TWI)-Bus ersparen, da diese Sensoren auch schon PULLUP-Widerstände auf der Platine haben. Fast jeder Sensor mit I2C wie z.B. die RTC hat welche drauf da ist Ärger schnell vorprogrammiert. Ob man es dann so nutzt oder nicht wird sich zeigen, vielleicht ist es später nicht mehr notwendig wenn man z.B. den DUE einsetzt aber was man hat hat man.

Um einen I2C HUB wird man später vermutlich ohnehin nicht vorbeikommen wenn man das Designe vernünftig machen möchte damit man nicht auf den ganzen IMUs, RTCs und eventuell I2C-Display die PullUp auslöten muss.

Gruß

Jürgen

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8560

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On the sound board what are the settings for the jumpers SJ1 to SJ6? Also are terminals JP3, JP4 and JP6 used? Also is it loud enough to be heard over the mower while it is running. Is there or will there be any instructions for this sound board. Thanks.

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8564

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Hy Dan,

lets take a look in to the schematic drawing.



There you can see the jumers SJ5 and SJ6. The jumper SJ5 select the power source from an external device like Arduino Mega or similar. The jumper SJ6 brings back the 3.3V for an external device. The Jumpers SJ1 to SJ4 select the source of the signals. I use the ISP connector of the BumperDuino to drive the power source and the signals. But you can use any pin of an Arduino board.

JP4 = external Power 5V DC
JP3 = external signal (other then ICSP's, MISO, MOSI, SCK) and external power source.

JP5 = Speeker 1W 8 Ohm
JP6 = Audio-Line output for external Amplifire like this www.marotronics.de/15W-15W-TDA7297-Dual-...udio-Amplifier-Modul

I think it's loud enough but you can drive an amplifire for your neighbors.

Yes i will make an Workshop for this Board but time time time.
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 5 Monate her #8567

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Thanks Jürgen,

Another question. Are you using an additional Arduino to drive this or are you using the one that is running your mower. If you are using an additional Arduino where are you changing the software to accommodate the new sound board and how are you controlling it. Via I2C?

d

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 4 Monate her #8575

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Hy Dan

There you can see the jumers SJ5 and SJ6. The jumper SJ5 select the power source from an external device like Arduino Mega or similar. The jumper SJ6 brings back the 3.3V for an external device. The Jumpers SJ1 to SJ4 select the source of the signals. I use the ISP connector of the BumperDuino to drive the power source and the signals. But you can use any pin of an Arduino board.

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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 3 Monate her #8711

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Hallo zusammen,

hier nur ein kurze Idee für den BumperDuino - da mein Roboter ja "falsch" herum fährt (Heckantrieb statt Frontantrieb), ist folgende Umsetzung für den BumperDuino entstanden. Den Silikonschlauch mit 1,5cm Durchmesser und Lippe hatte ich noch herumliegen.



Gruss,
Alexander
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 4 Tage her #9570

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Hallo zusammen,

hier möchte ich Euch meine brandneue Bumper-Lösung vorstellen. Es war schon von Anfang an mein persönlicher Wunsch für unseren ArduMower einen umlaufenden Bumper zu bauen. Angefangen hat alles mit der BumperDuino. Viele Versuche und Tests hat es gedauert bist es endlich soweit war. Schaut Euch einfach die Bilder an, die sagen mehr als tausend Worte.

Ich habe auch ein Video gemacht damit man den Bumper im Einsatz sieht. Der Ultraschall-Zonen-Scanner ist hier inaktiv, damit unser Mower schön überall gegen fährt. Er scannt zwar ganz brav und zeigt auch die Zonen an, wird aber nicht in der Steuerung ausgewertet.

Für den lustigen Ton sorgt das WTV020 Modul.

Bild 1



Bild 2



Bild 3



Bild 4



Bild 5



Video



Gruß

Jürgen
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Jürgen's Bumper-Duino Board 3 Jahre 4 Tage her #9572

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Geilomat ... :cheer:

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