ArduMower: OpenSource Rasenmähroboter ohne Begrenzungsdraht

Bislang war meine Begeisterung für Mähroboter eher überschaubar. Nun habe ich mich mit dem DIY Rasenmähroboter ArduMower beschäftigt und werde mir einen bauen. Besonders die GPS-Navigation ohne Begrenzungsdraht hat es mir angetan.

Rasenroboter sind sicher eine praktische Hilfe im Garten. Allerdings haben wir keines dieser geometrischen exakten Neubaugrundstücke, sondern einen eingewachsenen Garten mit allerlei Winkeln, ohne feste Rasenkanten und Bereiche, die nicht zusammenhängend sind. Auch ist unsere Terrasse noch nicht fertig, sodass der Draht ohnehin noch einmal neu verlegt werden müsste und der Einsatz eines Vertikutierers wäre auch keine gute Idee. Daher wäre die Verlegung eines Begrenzungsdrahts nicht nur sehr aufwendig, in unserem Fall sogar fast unmöglich. So höre ich von vielen Seiten immer wieder, wie oft ein durchtrennter Begrenzungsdraht gefunden und repariert werden muss.

Leider ist Drahtschleife noch immer die gängige Technik aller Rasenroboter, egal ob Gardena, Bosch, Worx und wie sie alle heißen. Erst kürzlich machte eine Kickstarter-Kampagne zum „Toadi“ Mähroboter auf sich aufmerksam. Der Toadi soll allein mit Objekterkennung navigieren und seinen Weg finden. Dafür hat man mittlerweile 1,5 Millionen Euro eingesammelt, nur leider erfährt man keinerlei Details zur Technik und irgendwie macht die ganze Sache einen ziemlich unglaubwürdigen Eindruck. Ich habe HIER bereits darüber berichtet. Mit 2471 Euro für die Unterstützer der Kickstarter-Kampagne ist er auch nicht gerade preiswert.

Rasenroboter mit GPS-Navigation

Die einzig sinnvolle Möglichkeit einen Mähroboter ohne Begrenzungsdraht exakt fahren zu lassen, ist GPS. Der herkömmliche GPS-Empfang ist dazu jedoch zu ungenau und bewegt sich im Bereich von 5 – 10 Meter Abweichung – viel zu unpräzise für diese Aufgabe. Abhilfe schafft das Differential-GPS. Hier werden die GPS-Daten des fahrenden Objekts mit denen einer fixen Empfangseinheit verglichen. Aus der Abweichung beider Empfänger lässt sich ein Korrekturwert errechnen, der dann eine Genauigkeit von 1 cm ermöglicht. Diese Technik ist unter dem Namen GPS/RTK (Real Time Kinematic) bekannt, aber leider recht aufwendig und damit teuer.

Eine Fläche, die für einen Begrenzungsdraht zu aufwendig wäre – für den ArduMower kein Problem

Der Rasenmähroboter-Hersteller Husqvarna wirbt derzeit mit dem Husqvarna EPOS Mähsystem, das auf GPS-RTK setzt. Der Hersteller schreibt dazu allerdings, dass das System vorerst für professionelle Anwender (Fussballplätze, Golfanlagen, Parks) angeboten werden soll und das erst ab 2021. Für Privatanwender dürfte die Technologie noch in weiter Ferne liegen, wird der Preis für einen so ausgestatteten Rasenmähroboter doch im Bereich von 10.000 Euro veranschlagt.

So war ein, für unseren Garten passender Mähroboter, außer Reichweite – dachte ich zumindest.

ArduMower: nachhaltiger Rasenmähroboter mit GPS-RTK selbstgebaut

Vom ArduMower-Projekt habe ich zum ersten Mal auf der Maker Faire 2015 in Berlin gehört. Hier zog ein selbst gebauter Rasenmähroboter lustig seine Kreise. 5 Jahre später mäht der ArduMower nicht nur in Bahnen, sondern auch ohne Begrenzungsdraht. Die Jungs haben es geschafft, GPS/RTK in einer vergleichsweise günstigen Variante in ihren Open-Source-Mähroboter zu integrieren. Damit kann man mit dem Smartphone den ArduMower die Grenzen der Rasenfläche anlernen, in dem man ihn einfach einmal die Ränder abfahren lässt. Ab da kann der ArduMower per GPS/RTK präzise die gelernte Fläche mähen – ganz ohne fehleranfällige Drahtschleife oder Kamerafunktionen.

Der ArduMower selbst besteht aus robusten Bauteilen, die man sich selbst herstellen, oder aber im ArduMower-Shop Marotronics bestellen kann. Hier bekommt ihr sämtliche Bauteile und nützliches Zubehör. Das Gehäuse besteht aus gefrästem PE-Plattenmaterial, neuerdings wird aber auch eine Dibond-Version erhältlich sein, die bei gleicher Stabilität deutlich leichter ist.

Der ArduMower von innen

Das Herz und Intelligenz des ArduMower ist ein Arduino an dem gängige Sensoren und Module aus der Arduino-Welt angebunden sind. Marotronics bietet dazu ein Mainboard an, das alle Komponenten verbindet. Dieses Board bekommt ihr für knapp 60 Euro auch allein.

Ardumower Mainboard mit Arduino Due

Grundsätzlich lässt sich mit dem ArduMower Projekt auch ein vorhandener (defekter) Rasenroboter umbauen und mit einem 3D-gedruckten Gehäuse kann er auch sehr schick aussehen. Ein reines Elektronik-Set für den DIY Rasenroboter gibt es ab knapp 440 Euro.

Arctic Hare: Gehäuse aus dem 3D-Drucker

Angetrieben wird er von einem 25,2 Volt Lithium-Ionen-Akku mit 5 Ah, zwei kräftigen Getriebemotoren für den Radantrieb sowie einem Motor für die Messer. Man kann den ArduMower natürlich auch mit einer Drahtschleife betreiben, wirklich interessant ist aber die neue GPS/RTK-Version.

Ein komplettes ArduMower-Kit für Drahtschleifen kostet inkl. Installationskit für die Schleife derzeit 669,54 Euro plus ca. 130 Euro für den Akkupack. Dafür erhält man einen robusten, frei konfigurierbaren und vor allem reparierbaren Mähroboter mit viel Erweiterungsmöglichkeiten und offener Software-Plattform. Gerade das spielt für mich eine immer größere Rolle: Ich möchte keine Geräte mehr wegwerfen müssen, weil ein winziger Defekt eine Reparatur unrentabel macht oder der Hersteller die Software nicht weiterentwickelt.

Für die GPS/RTK Version gibt es zwei Möglichkeiten:

ArduMower mit eigener Basis oder per SAPOS-Dienst

Wie oben bereits erwähnt, benötigt der ArduMower zur präzisen Navigation per GPS ein Korrektursignal. Dieses kann man über den „SatellitenPostitionierungsdienst“ der deutschen Landesvermessung SAPOS per Internetdienst erhalten.

Dazu wurden mehrere Stationen installiert, die ihre Daten per Webdienst zur Verfügung stellen. Hier schlägt aber nun wieder der Föderalismus zu, denn während der Dienst in manchen Bundesländern kostenlos ist, verlangt man hier in Bayern 10 Cent pro Minute Nutzung für den hochgenauen HEPS-Dienst oder pauschal 250 Euro pro Monat (!!).

Ardumower mit GPS/RTK Antenne

Kann man SAPOS HEPS in seinem Bundesland kostenfrei nutzen, hätte das den Vorteil, dass man nur einen GPS/RTK-Empfänger im Roboter benötigen würde. Mit knapp 390 Euro ist dieser Empfänger nämlich nicht gerade billig. Der ArduMower setzt hier auf das ArduSimple-System mit uBlox Empfänger.

Ein Komplett-Kit hierfür wird bei Marotronic für 961,83 Euro angeboten. Die SAPOS-Daten werden dann per WLAN an den Roboter übertragen und abgeglichen. Hierfür ist natürlich auch eine WLAN-Abdeckung der Rasenfläche notwendig, z. B. über einen Outdoor-Accesspoint.

Ich muss auf einen eigenen stationären GPS/RTK setzen, den ich auf dem Hausdach montieren werde. Auch hier bekommt man im ArduMower-Shop ein komplettes Mäher-Kit für 1.363,73 €. Die Verbindung zwischen dem stationären Empfänger und dem ArduMower erfolgt hier über XBee-Module, es ist also kein WLAN im Garten erforderlich.

Mein eigener ArduMower

Das Komplett-Set für meinen ArduMower ist bestellt und er wird ein rotes Dibond-Gehäuse mit weißem Deckel bekommen. Der größte Aufwand dürfte die Bestückung des Mainboards sein. Zudem muss ich eine Halterung für den GPS/RTK Empfänger vorsehen und eine Roboter-Garage mit Kontakten zum Aufladen bauen.

Natürlich kann man auch in den nächsten Baumarkt oder Gartenmarkt und sich dort einen 08/15 Rasen Mähroboter für weniger Geld holen, der vielleicht auch schicker aussieht. Beim ArduMower bekommt man aber eine nachhaltige Mähroboter-Plattform die erweiterbar und reparierbar ist. Der ArduMower arbeitet außerdem nicht nach dem Chaos-Prinzip, sondern in Bahnen oder Mustern. Das ist hinsichtlich der Akkukapazität und dem Messerverschleiß sehr viel effizienter, als das zufällige Muster der bekannten Systeme.

Gerade denkt man bei den Machern über eine zusätzliche Kamera nach, die Objekte frühzeitig erkennen kann und der Bumper-Duino, der Berührungen mit Hindernissen nicht per mechanischen Schaltern, sondern durch Luftdruckänderung in einem Schlauch erkennen kann, ist schon fast genial. Zudem besagt der Ikea-Effekt ja, dass man Dinge umso mehr schätzt, wenn man sie selbst hergestellt hat. Ein paar eigene Ideen habe ich auch schon. Ein weiteres Thema wird die Einbindung in unser Smart Home mit Symcon sein und demnächst soll ja auch noch eine automatische Rasenbewässerung kommen.

Mehr Infos:

https://www.ardumower.de
https://www.marotronics.de
https://wiki.ardumower.de

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Ist der DIY Mähroboter auch wasserdicht?

LG Bernhard

Ein toller Artikel! Faszinierend die eigene Entwicklungs-Arbeit so schön zusammengefasst präsentiert zu bekommen 🙂 Weiter so! Beste Grüsse, Alexander

Danke für diesen Tipp. Das könnte eine spannendes Projekt gemeinsam mit den Kindern werden.

Beste Grüße
Holger

Besonders der Mechanische Teil, also der Chassis Aufbau ist dafür gut geeignet.
https://forum.ardumower.de/threads/anleitung-f%C3%BCr-das-ardumower-komplettset-erstellen.23300/ Hier habe ich den Aufbau des Chassis mal dokumentiert.
Grüße Markus