Passagenschaltung Rasenroboter

Beschreibung

In diesem Beitrag möchte ich meine Selbstbau-Passagenschaltung für einen Husqvarna 430X vorstellen. Mit der Passagenschaltung werden zwei Rasenflächen miteinander verbunden. Die Rasenflächen können einige Meter voneinander entfernt sein und auch schmale Schotter-Passagen sind kein Problem. Dabei ist die Schaltung nicht auf diesen Mähroboter begrenzt. Die Anleitung trifft auf fast jeden Mähroboter von Husqvarna zu und kann leicht für andere Hersteller adaptiert werden. Der große Vorteil dieser Selbstbau-Variante sind enorme Kosteneinsparungen gegenüber Online-Anbietern und die höhere Reichweite der Module durch Verwendung des 2,4GHz Netzes anstatt Bluetooth.

Was das Ganze ist und wie es funktioniert stelle ich in diesem Video vor:

Features / Details

  • 1 Funk-Modul wird in den Rasenmäher eingebaut
  • nahezu beliebig viele Schaltboxen / Passagen können verbaut werden
  • Kommunikation findet über 2,4GHz statt, daher hohe Reichweite
  • Die Reichweite der Funkverbindung bestimmt die maximale Länge der Passsage: Bei mir sind das bei relativ freier Sicht etwa 50-70 Meter
  • Durch Adressänderung in der Software gibts auch keine Probleme, wenn mehrere unabhängige Systeme in der Nachbarschaft laufen
  • Passagenmodule halten durch diverse Energiesparmodi und einem kleinen Solar Panel ewig, ohne Solar Panel etwa 150 Tage mit einer 3000mAh Batterie
  • Da es sich im Modul um einen Lithium-Akku handelt, muss dieser über Winter eingelagert werden
  • Die GPS-Funktion im Rasenmäher muss abgeschaltet werden – stattdessen wird mit definierten Bereichen gearbeitet
  • Status-Anzeige mit einem Display direkt an den Umschaltboxen

ESP – Mäher

Schema – Übersicht

Materialliste – ESP im Mäher

ESP32 DEVKIT V1Amazon ~ 9€AliExpress ~ 4€
Volt SensorAmazon ~ 8€ / 5StkAliExpress ~ 3€ / 10Stk
Optional: 10Pin Verlängerungs-
kabel für den Husqvarna Motor
(Dann muss das originale Kabel nicht
beschädigt werden)
AliExpress ~ 10€ / 5 Stk

Verkablung

Mäher Kabel(Husqvarna 430X)Volt SensorESP32
rotVin
schwarzGND
weiß/gelbVCC
GND -> – (Brücke)
+IO25
IO26
SIO33

ESP-Schaltbox

Schema – Übersicht

Materialliste

Firebeetle ESP32mein ShopAliExpress
Solar Power ManagerEbayAliExpress
Grove 5V Relais – Habe ich leider nur
bei Reichelt gefunden
Reichelt
3000mAh 18650 BatterieAmazonAliExpress
18650 HalterAmazonAliExpress
128×64 OLED Display – 4Pin(I2C)AmazonAliExpress
Drucktaster – Schalter – Momentary – 12mmAmazonAliExpress
Box – Kiste – Klemmkasten
Meiner ist 175x151x95mm
Ebay
Solarmodul 6V 500mAhAmazon AliExpress

Zusammenbau

Der Zusammenbau wird Schritt für Schritt in dem obigen Video gezeigt und erklärt.

Anschlusstabelle:
Achtung, wird der ESP32 genutzt muss das in der Software für den Switch umgestellt werden!

// Which ESP32 Board is used. Pin Outs for the boards are different!
// Choices: Firebeetle32, devkit
#define FIREBEETLE32
// #define DEVKIT_V1

Ebenfalls kann man die Pins auch noch manuell anpassen in der Software. Beim ESP32 DEVKIT V1 kann das Display leider nicht direkt aufgesteckt werden, da die SDA und SCK auf den Board nicht nebeneinander liegen. Daher muss dort ein Verbindungskabel genutzt werden.

Firebeetle32ESP32DEVKIT V1
Grove Relais schwarzSolar Manager GND Pin
Grove Relais rotSolar Manager 5V Pin
Grove Relais gelbIO26GPIO26
Grove Relais weiß
Solar Manager EN(blauer Pin)IO25GPIO25
Solar Manager GND(blauer Pin)GNDGND
I2C OLED Module GNDIO12⚠️GPIO19
I2C OLED Module VCCIO14GPIO23
I2C OLED Module SCKIO22GPIO22
I2C OLED Module SDAIO21GPIO21
18650 Batterie +Solar Manager
Batt +
18650 Batterie – Solar Manager
Batt –
Switch GNDGNDGND
Switch SignalIO15GPIO15

⚠️ Hinweis zu IO12:
Der Pin wird auch für den Boot des ESP32 genutzt wird. Falls der Firebeetle32 verwendet wird, empfiehlt es sich, GND für das Display von woanders zu holen. Ansonsten kann es sein, dass der ESP nicht startet.
Vielen Dank an @Julian fürs aufdecken und untersuchen des Fehlers
Mögliche Lösungen:
– GND Pin am Display abknipsen und von oben ein Kabel an den Display GND Pin löten. Das Kabel dann irgendwo mit GND verbinden.
– GND Pin am Display wegknicken, sodass dieser nicht mit in den Pin Header vom Firebeetle32 kommt. Dann ein Jumper-Kabel an den Pin und irgendwo mit GND verbinden.

Bild einer fertigen Umschaltbox:

Nützliches Zubehör

„Ich habe mit Fusion360 ein Wandhalter für das 14x14cm Solarpanel erstellt. Falls jemand Interesse hat findet ihr es bei Thingiverse.“
https://www.thingiverse.com/thing:5280687
– Vielen Dank Gerd

Einstellungen Mäher

In der Software meines Husqvarna Rasenmähers musste ich GPS-Navigation abschalten und dann für die einzelnen Rasenflächen eigene Bereiche definieren. Wie das geht, kann der Anleitung des Herstellers entnommen werden.

Installation

Begrenzungsdraht

Der Draht für die Passage ist ebenfalls ganz normaler Begrenzungsdraht und wird wie im folgenden Foto in die Passage eingebaut:

Die Ladestation befindet sich in diesem Beispiel auf der rechten Rasenfläche.

Auf der rechten Rasenfläche wird an der Stelle, wo das rote Kabel anfängt die Umschaltbox angeschlossen.

Auf der linken Rasenfläche wird das rote Kabel mit einem der Begrenzungsdraht-Verbinder wieder mit dem normalen Begrenzungsdraht verbunden.

Das Suchkabel wird ebenfalls durch den Korridor gelegt:

Anschluss an die Umschaltbox

Die Bezeichnungen „NC“, „COM“ und „NO“ entsprechen der Beschriftung auf dem Grove Relais.

Links / Firmware

FAQ

Kann ich die Schaltbox auch per USB versorgen und die ganzen Solar Geräte weglassen?

Ja, das ist kein Problem. Dafür ist in der Software für die Schaltbox eine Einstellungsmöglichkeit vorgesehen. Folgende Zeile muss auskommentiert werden:

#define USE_SLEEP

zu:

// #define USE_SLEEP

Dann bleibt der ESP immer an und kümmert sich nicht mehr um Strom sparen. Eine USB Stromversorgung mit beispielsweise einem Handyladegerät ist dann natürlich empfehlenswert.
Wenn man den Solar Power Manager usw. auch weglässt, ändert sich außerdem, dass man das Relais nun folgendermaßen verbindet:
Da Energiesparen bei diesem Setup keine Rolle spielt(Stromverbrauch im 230V Netz wird immer noch sehr gering sein), kann man auch ein ganz normales 5V Arduino Relais verwenden:

ESPGrove Relais5V Arduino Relais
GNDGNDGND
IO26SignalSignal
IO25VCC
VCCVCC

14 Gedanken zu „Passagenschaltung Rasenroboter“

  1. Hallo Timo,
    Bei meinem 315X war das Passagenmodul von Hrn. Häußler verbaut, welches jetzt leider kaputt ist und Ersatz ist nicht in Sicht.
    Also habe ich jetzt deine Schaltung nachgebaut, funktioniert im Labor einwandfrei.
    Beim Häußlerschen Modul ist das Motorkabel auch angezapft, einmal rot für +5V, einmal schwarz für Masse und einmal gelb. Bei deinem Modul wurde ja die weiße Leitung als Indikator für „Mähmotor ein“ verwendet.
    Weiß jemand, ob der gelbe Motoranschluß ebenfalls geeignet ist?

    • Wird kein Problem sein. Da waren damals mehrere Leitungen, welche infrage kamen. Vielleicht ist gelb ja sogar noch besser 🙂

  2. Moin,
    Kurzes Update: Das Problem liegt daran, dass das Display mit GND an dem Port IO12 hängt.
    Der IO12 ist beim ESP32 ein bootstrapping Pin welcher beim Bootvorgang bereits vor dem Bootloader ausgewertet wird.
    Über diesen Pin wird eingestellt, ob der verwendetet Flash-Baustein mit 1,8V (High) oder 3,3V (Low) versorgt wird.
    Der Pin ist mit einem Pulldown ausgestattet und daher im unbeschalteten Zustand sicher Low.
    Vermutlich sorgen Kondensatoren auf dem Board vom Display dafür, dass an dem Pin IO12 kein sicheres Low Signal anliegt was dazu führt, dass der Flash-Baustein nur mit 1,8V versorgt wird. Das erklärt auch, warum der Bootloader nicht auf Adresse 0x1000 lesen kann.

    Ich habe herausgefunden, dass man die Auswertung von Pin IO12 beim Bootvorgang in den eFuses-Bits abschalten kann. Eigentlich war das meine favorisierte Idee das Problem zu lösen. Allerdings weiß ich zum einen noch nicht, wie bzw. was genau ich dazu in der SDK-Config ändern muss und zum anderen bin ich mir nicht sicher, ob man das später noch mal zurück ändern kann oder das eFuses-Bit nur ein einziges Mal geschrieben werden kann.

    Weitere Ideen wären den GND vom Display nicht mit Pin IO12 sondern direkt mit GND zu verbinden. (Vermutlich die einfachste, schnellste und richtigste Lösung.)

    Andere Idee wäre das Display an vier andere Pin‘s vom Controller zu verbinden.
    Allerdings hatte ich hier noch keine Zeit mich einzuarbeiten wie das genau geht und wo man das überall anpassen muss. Gehen sollte es wohl.

    Gruß
    Julian

    • Oha, gute Beachtung und Erkenntnisse. Das hatte ich bei mir noch nicht festgestellt ist aber ein sehr guter Hinweis. Ich würde dann auch einfach Gnd woanders her holen. Ist glaube ich die einfachste Lösung.

  3. Hi Timo,
    ich habe die beiden Mikrocontroller auf meinem Testboard inzwischen mit deinen Programmen am laufen.
    Als Board im Switch nutze ich den FIREBEETLE32, die Spannungsversorgung erfolgt später über ein 5V-Netzteil und das von dir aufgeführte Display habe ich ebenfalls verbaut.
    Die define’s habe ich entsprechend übernommen bzw. angepasst.
    Allerdings habe ich folgendes Verhalten:
    Wenn das Display gesteckt ist startet der Controller nicht.
    Im Serial Monitor bekomme ich in dem Fall folgende Ausgaben:

    21:54:49.933 -> rst:0x10 (RTCWDT_RTC_RESET),boot:0x33 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
    21:54:49.934 -> flash read err, 1000
    21:54:49.934 -> ets_main.c 371
    21:54:50.289 -> ets Jun 8 2016 00:22:57

    Das Problem tritt sowohl beim Einschalten/Reset über die Versorgungsspannung wie auch bei einem Reset über den RST-Taster auf.
    Sobald ich das Display abziehe startet der Controller wieder normal.
    Wenn ich das Display erst nach dem Start vom Controller verbinde ist auch alles OK, das Programm läuft und das Display lässt sich aktivieren und zeigt an was es soll.

    Hast du eine Ieee?

    Beste Grüße
    Julian

    • Puuh. Auf Anhieb habe ich da keine Idee zu. Versuch Mal eine andere Stromquelle. Also an ein anderes Netzteil. Zum Beispiel USB von einem anderen Adapter.. die esp32 sind ein wenig empfindlich wenn es um den einschaltstrom geht.

  4. Hallo Timo,
    auch von mir ein großes Lob für die tolle Anleitung. Ich stecke zur Zeit noch in den Planungen und stelle mir die Frage, wie ich am besten die Leitungen unter meinen Pflastersteinen verlege. Wie hast Du das gemacht? Hast Du die Steine alle hochgenommen oder in den Fugen verlegt? Müssen Begrenzung- und Passagenkabel einen Mindestabstand haben oder kann ich sie ggf. gemeinsam in eine Fuge drücken? Vielen Dank!
    Grüße
    Christian

    • Hallo,
      ich habe bei mir beides gemacht. Habe teilweise Steiner hochgenommen und teilweise die Fugen genutzt.. Habe bei den fugen kurz ne Flex rein gehalten, damit genug Platz ist und das Kabel tief genug kam. Das ging erstaunlich gut und konnte man oberflächlich nachher nicht mehr sehen. Ich habe das Begrenzungskabel und das Passagenkabel bei mir zusammen in eine Fuge gequetscht.

  5. Hallo Timo,

    Super Schaltung!

    Habe alles so nachgebaut.
    Habe im Husqvarna 310 alles so eingebaut wie von dir beschrieben.
    Habe die Box mit Solar usw. jetzt auch fertig und lasse die jetzt erstmal ohne verkabeltem Relais
    mitlaufen und schau mir die Umschaltungen an. Was mir jetzt aufgefallen ist,
    wenn der Robbi im Mähmodus ist, kommt es trotzdem immer mal wieder vor dass das Relais umschaltet. Also von Close zu Open und dann aber wieder sofort zurück. Ist das bei dir auch aufgefallen? Also dass eine Relais Umschaltung kommt obwohl der Robbi im Mähmodus ist?

    Wenn der Robbi dann im Suchmodus ist und somit auf der Suchschleife zu/von der Ladestation fährt, steht die Passagenschaltung auf Open. Das würde ja dann soweit passen..

    Wäre super wenn du mir da eine Info geben könntest ob bei dir auch „ungeplante“ Relais Schaltungen zu beobachten sind.

    Vielen Dank!
    Beste Grüße
    Axel

    • Moin Axel.
      Ja das ist .or auch aufgefallen. Das tritt vor allem auf, wenn ich den Knopf drücke um das Display einzuschalten. Bin mir noch nicht sicher ob das ein Problem dee Software generell oder ein Fehler beim Auslesen des Zustands ist. Fand das aber zu unwichtig um das weiter zu verfolgen. Der Rasenmäher hat nun Monate ohne Probleme alle Passagen bei mir gemeistert. Falls du dich weiter damit beschäftigst und den Fehler findest, Gib gern bescheid 😉. Ich motte meinen demnächst erstmal ein und schaue vielleicht nächstes Frühjahr nochmal danach.

      Viele Grüße
      Timo

      • Danke für die schnelle Antwort!
        Ich lass es auch erstmal so;-).

        Mottest du die Schaltbox auch ein? Oder lässt du die den Winter über draußen stehen.

        Werde mit der Passagenverkabelung dann auch bis zum Frühjahr warten…

        Danke nochmal!
        Gruß
        Axel

  6. Die Schaltung sollte ohne weiteres mit jedem Rasenroboter funktionieren. Das einzige was sich ändern kann ist die Verkabelung in dem Mäher.
    Leider biete ich die Schaltungen nicht fertig zusammengebaut an. Ich habe versucht den Aufbau so genau wie möglich zu beschreiben, damit das jeder nachbauen kann. Bei Fragen stehe ich natürlich zur Seite 😉

  7. Hallo Timo,
    tolle Idee mit der Passagenschaltung über Funk.
    Ich habe einen Sileno life der eine Passage von ca. 40 m, gepflasterter Verbindungsweg, überwinden muss. Manchmal fährt er im Mähmodus in die Passage und kommt nur raus, wenn der Akku leer ist und er in die Ladestation fährt.
    Die im Netz angebotenen Passagenschaltungen funktionieren nur mit Bluetooth, dies funktioniert bei mir wegen der Länge der Passage nicht.
    Funktioniert deine Passagenschaltung auch bei meinem Gardena Sileno?
    Ich bin leider nicht so versiert mit elektronischen Bauteilen.
    Kannst du mir eine solche Box bauen, die ich dann einbaue?
    Vielen Dank für deine Rückantwort.

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