OpenMower — Open-Source-Mähroboter mit RTK-GPS – Bauteile vorbereiten

Docs: Schritt 2.1: GPS vorbereiten

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Firmware aktualisieren und GPS-Platine konfigurieren

Info

Für diesen Schritt gibt es eine Videoanleitung!
Hier findest du mein YouTube-Video: Video

(Abschnitt 16:21 bis 17:15)

Voraussetzungen

Eine Ardusimple-F9P-GPS-Platine
Ein Micro-USB-Kabel
Ein Windows-PC
Die aktuelle v1-Version von u-center:
🔗 https://www.u-blox.com/en/product/u-center
Lade nicht u-center V2 herunter. Für den F9P brauchst du u-center v1.
Die GPS-Konfigurationsdatei
🔗 robot-fw-1_51.txt
Der Link öffnet sich in einem neuen Browser-Tab. Verwende Strg+S, um die Datei herunterzuladen.

Schritt 2.1.0: Firmware aktualisieren

Warnung

Den F9P gibt es inzwischen in mehreren Varianten. Die unten verlinkte Firmware ist für die L1+L2-Version. Prüfe, ob auf dem u-blox-Chip eine dieser Bezeichnungen steht: ZED-F9P-02B, ZED-F9P-04B oder ZED-F9P-05B!

Bei einer anderen Platine darfst du die verlinkte Firmware nicht verwenden. Lade die passende Version direkt von u-blox.com herunter.

Aktualisiere die Firmware deiner Ardusimple-Platine auf ZED-F9P HPG 1.51 – Download . Eine Anleitung findest du auf der Ardusimple-Website .

Schritt 2.1.1: u-center öffnen und GPS verbinden

Verbinde nach der Installation von u-center die Ardusimple-Platine über ihre USB-Buchse „Power+GPS“ mit deinem Windows-PC. Die blauen LEDs sollten aufleuchten, und Windows sollte das Gerät als COM-Port erkennen. Öffne anschließend u-center.

Wähle in u-center unter Receiver -> Connection den passenden COM-Port, um die Verbindung zur Platine herzustellen.

Schritt 2.1.2: Konfiguration auf das GPS-Modul übertragen

Öffne nach erfolgreicher Verbindung Tools -> Receiver Configuration .... Wähle dort über ... die zuvor heruntergeladene Datei robot-fw-1_51.txt aus. Übertrage die Konfiguration mit Transfer File -> GNSS auf das GPS-Modul.

Schritt 2.1.3: Konfiguration im Flash speichern

Damit die Konfiguration nach dem Ausschalten erhalten bleibt, musst du sie im Flash-Speicher sichern. Öffne View -> Configuration View, wähle links CFG (Configuration) und aktiviere Save current configuration. Rechts müssen sowohl 0 - BBR als auch 1 - FLASH ausgewählt sein. Klicke danach in der unteren Werkzeugleiste auf Send.

Rechts oben erscheint ein Zähler für die Zeit seit der letzten an die GPS-Platine gesendeten Nachricht. Direkt nach dem Klick auf Send sollte er 0s anzeigen.

Schritt 2.1.4: Fertig 🎉

Dein GPS-Modul ist jetzt für OpenMower eingerichtet. Du kannst es vom Windows-PC trennen.

Verbinde dein UM9xx mit dem mitgelieferten USB-C-Kabel mit dem PC
Öffne ein serielles Terminal wie minicom, miniterm oder CuteCom mit 115200 Baud
Achte darauf, dass als Zeilenende CR/LF eingestellt ist
Sende CONFIG↵ Enter, um die Verbindung zu prüfen. Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe Kabel, Port und Berechtigungen.
Setze das Modul zurück und stelle die Baudrate auf 921600, indem du diese Befehle zeilenweise eingibst:

FRESET↵ Enter
CONFIG COM1 921600↵ Enter

(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)
Prüfe die Verbindung erneut mit CONFIG. Falls die Ausgabe nicht wie zuvor aussieht, stelle dein serielles Terminal auf 921600 Baud um und öffne die Verbindung bei Bedarf neu. Führe CONFIG erneut aus, bis eine sinnvolle Antwort erscheint
Richte den Rover mit diesen Befehlen ein, jeweils eine Zeile nach der anderen:

MODE ROVER UAV↵ Enter
GPGSV COM1 2↵ Enter
GPRMC COM1 1↵ Enter
GPGSA COM1 1↵ Enter
GPVTG COM1 1↵ Enter
GPGST COM1 1↵ Enter
GPGGA COM1 0.2↵ Enter
SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss SAVECONFIG nicht. Der Befehl speichert die Einstellungen dauerhaft, sodass sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.
Trenne das USB-Kabel vom UM9x-Modul und setze es auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die benötigten Stiftleisten an.

Einrichtung über USB (cutecom)

Beim M20 ersetzt du jedes COM1 durch COM2.

Verbinde dein M10 über das mitgelieferte USB-C-Kabel mit dem PC.
Öffne das empfohlene Terminalprogramm cutecom.
Verbinde dich mit 115200 Baud.
Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe Kabel, Port und Berechtigungen.
Stelle sicher, dass das Zeilenende auf CR/LF eingestellt ist.
Du kannst die Ausgabe in cutecom ausblenden. Sie läuft weiter, wird aber nicht angezeigt.
Setze das Modul auf Werkseinstellungen zurück und deaktiviere die zyklischen Ausgaben mit diesen Befehlen, jeweils zeilenweise:

FRESET↵ Enter
(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)

UNLOGALL↵ Enter
Blende die Ausgabe in cutecom wieder ein.
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Es sollte eine lesbare Ausgabe erscheinen.
Richte den Rover ein:

SERIALCONFIG COM1 460800↵ Enter
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Die Ausgabe sollte weiterhin lesbar sein, da wir über COM3 verbunden sind. Falls nicht, prüfe Verbindung und Baudrate.
Setze die Rover-Konfiguration fort:

LOG COMCONFIG ONCE↵ Enter
(COM1 sollte jetzt 460800 anzeigen)
RTKTYPE ROVER↵ Enter
RTKTYPE↵ Enter
RTKTIMEOUT 5↵ Enter
RTKTIMEOUT↵ Enter
Lege die zyklischen Ausgaben fest:

LOG COM1 GPGSV ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPRMC ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGSA ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPVTG ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGST ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGGA ONTIME 0.1↵ Enter
Speichere die Änderungen zum Schluss im Flash-Speicher:

SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss den Befehl SAVECONFIG nicht. Er speichert die Einstellungen dauerhaft, damit sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.
Trenne das USB-Kabel vom M10-Modul und setze es auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die Stiftleisten an.
Passe auch die Baudrate in der OpenMower-ROS-Konfiguration an:

gps:
 baud_rate: 460800
 protocol: "NMEA"

Einrichtung über TCP (by_connect)

Diese Methode funktioniert unter Linux und Windows. Unter Linux verwendest du by_connect mit Wine. Führe diesen Schritt erst durch, wenn dein OpenMower-System läuft. Die Konfiguration erfolgt aus der Ferne über TCP.

Voraussetzungen

Eine WitMotion-ByNav-M10-GPS-Platine (Standardbaudrate: 115200)
Einen OpenMower mit installiertem OpenMowerOS
Einen Windows- oder Linux-PC
by_connect-Software von bynav.com
Beschreibung des Schnittstellenprotokolls (PDF) — gültig für alle ByNav-Module (M10, M20 usw.)

Beim M20 ersetzt du jedes COM1 durch COM2.

Setze das M10 auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die Stiftleisten an.
Stelle die Baudrate in der OpenMower-ROS-Konfiguration auf 115200:

gps:
 baud_rate: 115200
 protocol: "NMEA"

Stelle eine serielle Verbindung zum M10 über TCP her, indem du im SSH-Terminal deines OpenMower openmower expose-gps ausführst:
Öffne by_connect auf deinem PC, unter Linux mit Wine. Den Download findest du auf bynav.com. Verbinde dich als TCP Client mit Port 2000 des OpenMower. Eine Baudrate musst du hier nicht angeben:
Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe die Verbindung.
Stelle sicher, dass das Zeilenende auf CR/LF eingestellt ist.
Du kannst die Ausgabe in by_connect ausblenden. Sie läuft weiter, wird aber nicht angezeigt:
Setze das Modul auf Werkseinstellungen zurück und deaktiviere die zyklischen Ausgaben mit diesen Befehlen, jeweils zeilenweise:

FRESET↵ Enter
(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)

UNLOGALL↵ Enter
Blende die Ausgabe in by_connect wieder ein.
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Es sollte eine lesbare Ausgabe erscheinen.
Richte den Rover ein:

SERIALCONFIG COM1 460800↵ Enter
Prüfe die Verbindung erneut:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Die Ausgabe ist jetzt unlesbar, weil sich die Baudrate geändert hat. Schließe die Verbindung, stelle in der OpenMower-ROS-Konfiguration die Baudrate auf 460800 und verbinde dich erneut über openmower expose-gps:
Öffne by_connect erneut, verbinde dich wieder als TCP Client und prüfe die Lesbarkeit der Ausgabe mit:

LOG COMCONFIG ONCE↵ Enter
Setze die Rover-Konfiguration fort:

RTKTYPE ROVER↵ Enter
RTKTIMEOUT 5↵ Enter
Wenn alles wie erwartet funktioniert und du ok-Antworten erhältst, speichere die Einstellungen im Flash. Andernfalls trenne die Verbindung, schalte den OpenMower aus und wieder ein und beginne von vorne:

SAVECONFIG↵ Enter
Lege die zyklischen Ausgaben fest:

LOG COM1 GPGSV ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPRMC ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGSA ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPVTG ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGST ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGGA ONTIME 0.1↵ Enter
Speichere die Änderungen im Flash-Speicher:

SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss den Befehl SAVECONFIG nicht. Er speichert die Einstellungen dauerhaft, damit sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.

Weiter mit Schritt 2.2: SD-Karte vorbereiten

Docs: Schritt 2.2: SD-Karte vorbereiten

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Wir haben ein Raspberry-Pi-Image speziell für OpenMower angepasst. Dazu gehören:

Netzwerkkonfiguration für das interne Roboternetzwerk
Ein Hotspot, mit dem du den Roboter einfach mit deinem Heimnetz verbindest
Docker für die einfache Verwaltung der Container
Zugriff auf das Terminal des Roboters im Browser
… und mehr!

In diesem Schritt spielen wir das Image auf und nehmen die ersten Einstellungen vor.

Hinweis

Diese Anleitung gilt für das Raspberry Pi Compute Module Lite, also die Version ohne eMMC-Speicher.

Wenn du ein Compute Module mit eMMC hast, kannst du diesen Schritt zunächst überspringen und mit der Vorbereitung des Mainboards weitermachen.

Du kannst das CM4 flashen, sobald dein Mäher mit Strom versorgt wird. Hier findest du die Anleitung dazu .

Voraussetzungen

Du brauchst:

Raspberry Pi CM4 Lite ohne eingebauten Speicher
MicroSD-Karte mit mindestens 16 GB
Einen PC mit installiertem Raspberry Pi Imager:
🔗 https://www.raspberrypi.com/software/
Das aktuelle OpenMowerOS-Image:
🔗 https://github.com/ClemensElflein/OpenMowerOS/releases
Du findest es im Bereich Assets. Du musst das Image nicht entpacken.
Ein SD-Kartenlesegerät

Image auf die SD-Karte schreiben

Starte Raspberry Pi Imager.
Wähle Raspberry Pi 4 und klicke auf „Next“.
Klicke auf Use Custom, um die zuvor heruntergeladene Image-Datei zu öffnen. Klicke auf „Next“.
Wähle deine SD-Karte aus. Vergewissere dich, dass du wirklich die richtige Karte ausgewählt hast. Alle Daten auf dem ausgewählten Gerät werden gelöscht! Klicke auf „Next“.
Prüfe die Angaben und klicke auf WRITE. Du musst den Vorgang noch einmal bestätigen und eventuell dein Administratorpasswort eingeben.
Warte, bis der Vorgang abgeschlossen ist.

Image konfigurieren

Ältere Versionen von Raspberry Pi Imager konnten das Image direkt im Programm konfigurieren. In der aktuellen Version ist das nicht mehr möglich.

Mit einer älteren Imager-Version kannst du das Image weiterhin wie gewohnt konfigurieren. Der Benutzername lässt sich jedoch nicht ändern. Er lautet immer openmower.

Fertig 🎉

Du kannst die SD-Karte jetzt aus dem PC entfernen. Sie ist für OpenMower vorbereitet. Lege sie beiseite und mache mit der Vorbereitung des Mainboards weiter.

Docs: Schritt 2.3: Mainboard vorbereiten

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Voraussetzungen

Du brauchst:

Ein OpenMower-v2-Mainboard
1× xCore-Board
1× Raspberry Pi 4 CM4
3× xESC-Motorcontroller
1× GPS-Modul
Befestigungshalter für das xCore
Optional: CM4-Kühlkörper

Schritt 2.3.1: CM4 auf dem xCore montieren

Wenn du einen CM4-Kühlkörper verwendest

Lege die Abstandshalter wie auf dem Bild auf die beiden unteren Befestigungslöcher des CM4. Auf die beiden oberen Löcher kommen keine Abstandshalter:

Meine Abstandshalter sind 1,7 mm dick und lagen dem Kühlkörper bei.

Wenn du keinen CM4-Kühlkörper verwendest, kannst du diesen Schritt überspringen.

CM4 auf dem xCore montieren

Montiere nun das CM4 auf dem xCore:

Richte das CM4 wie auf dem Bild am xCore-Board aus.
Lege zwei Finger über die Steckverbinder von xCore und CM4.
Drücke vorsichtig nach unten, bis beide Steckverbinder hörbar und fühlbar einrasten.

Schritt 2.3.2: CM4-Kühlkörper montieren

Der Kühlkörper ist optional. Die am Ende gezeigten Abstandshalter musst du aber auch ohne Kühlkörper einsetzen.

Hinweis

Dieser Schritt hängt von deinem Kühlkörper ab. Die Bilder zeigen den Kühlkörper von Berry Base; bei anderen Modellen ist das Vorgehen ähnlich.

Verwende unbedingt Abstandshalter zwischen den Platinen. Sonst üben die Schrauben zu viel Druck auf die Steckverbinder aus.

So montierst du den Kühlkörper auf dem CM4:

Befestige die Abstandshalter wie auf dem Bild am Kühlkörper.
Lege alle Wärmeleitpads auf die passenden Chips.
Wichtig: Die Pads haben oben eine durchsichtige Schutzfolie und unten eine Klebeschicht.
Vergiss nicht, auch die obere Schutzfolie abzuziehen!
Richte den Kühlkörper wie auf dem Bild am CM4 aus.
Befestige ihn mit den beiden unteren Schrauben. Die oberen beiden Löcher bleiben frei.
Drücke den 3D-gedruckten Abstandshalter wie auf dem Bild zwischen CM4 und xCore-Board.
Setze jetzt am besten die SD-Karte ein, außer bei der Version mit eMMC.

Schritt 2.3.3: xCore in das Mainboard einsetzen

Das xCore-Board ist jetzt zusammengebaut und kann in das Mainboard eingesetzt werden.

Hinweis

Prüfe vorher, ob die SD-Karte im CM4 steckt. Bei der Version mit eMMC entfällt dieser Schritt. Je nach Mainboard-Layout kommst du später nur noch schwer an den SD-Kartensteckplatz.

Setze das xCore-Board in einem Winkel von etwa 45 Grad in den Steckplatz des Mainboards ein.
Drücke die Platine nach unten, bis sie parallel zum Mainboard liegt. Achte darauf, dass die seitlichen Halteklammern am xCore einrasten.
Sichere das xCore-Board mit zwei Schrauben am Mainboard. Verwende hier keine Abstandshalter oder Ähnliches. Sonst passt das Mainboard nicht in den Mäher, zumindest beim YardForce Classic 500.

Schritt 2.3.4: xESCs und GPS in das Mainboard einsetzen

Zum Schluss setzt du die übrigen Module auf das Mainboard.

Richte die Pins der xESCs und der GPS-Platine an den passenden Anschlüssen des Mainboards aus. Es ist in Ordnung, wenn manche ESC-Pins keinen Gegenstecker haben: Sie werden nur zum erstmaligen Aufspielen der Firmware nach der Herstellung verwendet.

Das fertige Board sieht ungefähr so aus. Das Beispiel zeigt eine YardForce-Trägerplatine v1.1.0-beta:

Schritt 2.3.5: Fertig 🎉

Das Mainboard ist vorbereitet. Fahre jetzt mit der Anleitung für dein Mähermodell fort.