Açık kaynak çim biçme robotu OpenMower'a giriş
(github.com/ClemensElflein)- OpenMower, uygun fiyatlı ticari robot çim biçme makinelerini RTK GPS tabanlı akıllı otonom robotlara yükseltmeyi sağlayan bir açık kaynak projedir
- Başlıca hedefleri otonom çim biçme, yüksek güvenlik, sınır teli gerektirmemesi, düşük maliyet ve tam açıklıktır
- Mevcut ürün donanımı sağlamdır ve değişiklik yapmadan yalnızca yazılım yükseltmesiyle yeterli performans elde etmek mümkündür
- Mevcut temel işlevler çalışır durumdadır; harita öğretme, otonom sürüş ve şarj gibi çekirdek görevler uygulanmıştır
- Yalnızca YardForce Classic 500 gibi bazı ürünlerde donanım uyumluluğu vardır, ancak ileride başka robotlara da genişlemesi beklenmektedir
Proje genel bakışı
OpenMower, piyasada kolayca bulunabilen robot çim biçme makinelerini (YardForce Classic 500 vb.) söküp üzerlerine modern RTK GPS ve yazılım uygulayarak bunları uygun fiyatlı ama akıllı otonom çim biçme makinelerine dönüştüren açık kaynak bir donanım/yazılım projesidir
- Mevcut çim biçme robotları yalnızca rastgele yönlerde sürüşü destekler ve verimlilik ile akıllılık açısından zayıftır
- Söküm sonucunda, fırçasız motor kullanımı, suya dayanıklılık ve sağlamlık, standart konnektörlerin benimsenmesi gibi açılardan donanım kalitesinin yüksek olduğu görülmüştür
- Asıl yükseltme noktası yazılımdır
Proje hedefleri
- Tam otonom çim biçme sağlamak
- Yüksek güvenlik: kaldırılma/çarpışma durumunda acil durdurma gibi acil durum tepkileri
- Sınır teli olmadan birden fazla bölge desteği
- Uygun maliyet: piyasadaki orta segment ürünlere göre maliyeti düşürmek
- Açık kaynak: herkesin üretim yapabilmesi ve bilgiyi geliştirebilmesi
- Temiz tasarım
- Engelden kaçınma işlevi
- Yağmur algılama ve kötü hava koşullarında otomatik durdurma
Open Mower App
- Akıllı telefon üzerinden sezgisel kontrol ve görselleştirme sunan bir uygulama sağlanır
Mevcut geliştirme durumu
- Temel çim biçme işlevi tamamlandı: harita öğretme, rota belirleme, çim biçme, otomatik docking (şarj için geri dönme ve devam etme) gibi işlevlerin çalıştığı doğrulandı
- Teknik yetkinliği olan kullanıcıların kendilerinin yapması önerilir
- Maliyet ve karmaşıklık yüksek olduğundan sorular için Discord, Wiki gibi topluluk kanallarından destek alınabilir
Donanım
- Ana kart ve xESC mini/xESC 2040 gibi servo motor denetleyicilerinden oluşur
- xESC 2040, RP2040 çipi tabanlı düşük maliyetli bir denetleyicidir ve şu anda deneysel destek aşamasındadır
- Yapılacaklar listesinde pil seviyesinin doğruluğunu iyileştirme gibi bazı ek donanım işlevleri yer almaktadır
Yazılım
- Çim biçme durumu yönetimi (docking/çalışma vb.) ve rota oluşturma işlevlerinin geliştirilmesi tamamlandı
- Engelden kaçınma işlevi henüz uygulanmamıştır
- ROS tabanlı açık kaynak yazılım ayrı bir depoda yönetilir
Yapım ve başlangıç kılavuzu
- Resmi web sitesi ve Wiki'de gerekli parçalar, yazılım kurulum yöntemi, topluluk rehberi gibi bilgiler sunulur
- Topluluk temelli olarak çeşitli ek materyaller sürekli eklenmektedir
Katılım ve topluluk
- Doğrudan OpenMower yapımına girişebilir, ya da depoya star ve watch vererek geliştirme faaliyetlerine katkıda bulunabilirsiniz
- Resmi YouTube ve Discord üzerinden bilgi alışverişi yapılabilir
Uyumlu donanım
- Şu anda YardForce Classic 500 ile bazı Herkules/SA650 ECO modelleri ve kartları uyumludur
- Aynı kartı kullanan Çin menşeli SUMEC Hardware OEM ürünlerinden de bazıları vardır, ancak genişleyebilirlik sınırlıdır
- Uyumlu ürün listesini paylaşmak/genişletmek için söküm bilgileri ve kart fotoğraflarının topluluğa gönderilmesi önerilir
Ek bilgiler ve dikkat edilmesi gerekenler
- Her ülkedeki patent, yasa ve güvenlik düzenlemelerinin kontrol edilmesi zorunludur
- Sağlanan materyaller gerçek çalışma, uygunluk veya hukuki sorunlar konusunda hiçbir garanti vermez
- Yapım/kullanım için teknik uzmanlık gereklidir
- Ticari kullanım ve yeniden satış için geliştiricinin onayı gerekir; kişisel kullanımda ticari olmayan/eğitsel amaçlar önerilir
Lisans
- Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License ile yayımlanmaktadır
- Ticari olmayan ve eğitsel kullanım serbesttir; ticari kullanım ve ürünleştirme için geliştiricinin onayı gerekir
Özet
OpenMower, düşük maliyetli ticari robot donanımına açık kaynak yazılım uygulayarak onu akıllı otonom çim biçme makinesine dönüştürmeyi sağlayan yenilikçi bir DIY projesidir. Güçlü topluluk desteği, ayrıntılı belge/wiki ve donanım/yazılım açıklığı sayesinde aynı ürün ailesinden cihazları değerlendirme, maliyet düşürme ve giriş engelini azaltma gibi avantajlar sunar.
Nispeten az donanım değişikliği ve topluluk desteği sayesinde mevcut projelere kıyasla daha erişilebilir olup bireysel kullanıcılar ve DIY mühendisleri için uygundur.
1 yorum
Hacker News görüşleri
Son dönemde çıkan robot çim biçme makinelerinin rastgele hareket etmediğini, çoğunun alanı sistematik olarak bölerek biçtiğini fark ettim; gerçekten satın alıp araştırınca rastgele çalışan tek modelin Worx Landroid olduğunu gördüm. Kablo döşemek gerektirmeyen bir model istiyordum çünkü mümkün olduğunca az uğraştırmasını istiyordum. Sonunda eufy E15'i seçtim; kamera tabanlı olduğu için ek kurulum olmadan harita çıkarıp sistematik şekilde hareket ediyor. Neredeyse hiç müdahale gerektirmiyor. Ürünle hiçbir alakam yok, sadece çok memnun kaldığım için tavsiye ediyorum. Açık kaynak bir sürümü olsa daha da iyi olurdu diye düşünüyorum. Bu proje yalnızca GPS kullanıyor; GPS iyi çalışsa da bazı durumlarda kapsama sorunları olabiliyor. Kameralar ise gündüzleri her zaman iyi çalıştığı için projeye kamera eklemek de değerlendirilebilir. Elbette kamera daha karmaşık ve hata ihtimali daha yüksek olur ama genel olarak daha güvenilir bir çözüm de olabilir.
Ben Husqvarna kullanıyorum ve çok memnunum. Bu ürün de çimi rastgele biçiyor. 3 yıldır dışarıdan bir çim bakım hizmeti çağırmadım; en çok dikkat gerektiren işler sadece kenarlar ve ağaçların çevresi. Bahçem düz ve yaklaşık 5000 sqft büyüklüğünde.
Kablo ya da GPS olmadan kolayca çalınmaz mı diye endişeleniyorum.
GPS veya kamera yerine yerel bir konumlandırma sistemi kullanmak da bir seçenek olabilir. Bahçenin çevresine güneş enerjili 3 kadar beacon yerleştirmek yeterli olabilir gibi görünüyor.
Bahçenin ne kadar büyük ve ne kadar düz olduğunu merak ediyorum. Benim bahçem büyük ve bir tarafı eğimli, o yüzden uygulanabilir mi diye düşünüyorum.
Bunun Valetudo'nun çim biçme makinesi versiyonu gibi olup olmadığını merak ettim; çok ilginç. Robot süpürgelerle çim biçme makineleri arasında ne kadar kod ortak olduğunu merak ediyorum. Valetudo bağlantısı
Bu sayede Valetudo'yu ilk kez öğrendim ve çok ilginç görünüyor. 7 yıllık robot süpürgemi "upgrade" etmeyi düşünüyorum.
Valetudo'dan farklı olarak bu proje mevcut bir çim biçme makinesinin sadece şasisini ve motorlarını kullanıyor; elektronik kısmı ise tamamen değiştiriliyor.
Paylaştığın bağlantı çok faydalı; ileride hem Valetudo hem de Openmower kullanmayı planlıyorum. Güvenlik kamerası alanında da böyle açık kaynak alternatifler olsa keşke.
Dürüst olmak gerekirse, mevcut nesil rastgele dolaşan robot çim biçme makineleri pratikte oldukça iyi çalışıyor. Sınır teli kurmak zahmetli ama bir kez yapınca robotun sınırın dışına çıkmamasını sağladığı için çok etkili oluyor. Rastgele rota da beklenenden daha verimli. "Akıllı" robotun neyi daha iyi yaptığını merak ediyorum. Eğer sınır teli olmadan %100 kusursuz çalışabiliyorsa anlamlı olur ve engel algılama da faydalı olur; sonuçta çocuğun dışarıda bıraktığı oyuncakları parçalamasını da önlemek istersiniz.
Ben Mammotion Yuba kullanıyorum ve ızgara ya da düz çizgi şeklinde biçtiği görünüm gerçekten çok güzel. Logo bile yapabiliyor. Rastgele yönteme göre çok daha hızlı ve sonuç da daha iyi.
Engel kaçınma yazılım tarafında kalan en büyük görev gibi görünüyor. Konumlama için RTK GPS sensörü gibi çeşitli seçenekler var. Kılavuz telin "kaçışı önleme" amaçlı kalmasına da itiraz etmem.
Sınır teli kullanan robotlar ne kadar iyi çalışırsa çalışsın, yeni nesil robotların "vasat" olduğu fikrine katılamam. Örneğin benim Mammotion Luba 2 cihazımda donanım da konum doğruluğu da harika; yazılımın gelişme payı var ama yine de oldukça iyi.
Robot çim biçme makinelerinin gerçek bıçak yapısını merak edenler için bu görsele bakabilir. Sunseeker X7 satın alıp yaklaşık 4 acre alanda kullanıyorum; bunun yaklaşık 2 acre'ı gerçekten çim, geri kalanı ise bahçe veya yol. Donanım tarafı artık yeterince hazır, şimdi belirleyici olan yazılım. Sadece yazılım güncellemeleriyle bile büyük gelişmeler sağlanabildiğini görüyorum. Sunseeker kamera tabanlı çalışıyor (henüz LiDAR yok). Robot çim biçme makineleri insanlardan daha iyi iş çıkarıyor. Koşullar uygunsa besin döngüsü iyi sağlanıyor ve bıçak uzunluğu ya da mevsimsel ayarlar yapılabiliyor. Özellikle gece 3'te bile çalıştırabildiğiniz için güvenlik veya yaban hayatı izleme gibi farklı kullanım fikirleri de akla geliyor. Fiyat/performans açısından Çin ürünleri daha iyi görünüyordu. Gerçekten heyecan verici bir teknoloji.
Geceleri, yaban hayatını özellikle de kirpi gibi gececil hayvanları korumak için çalıştırmamak gerekir.
Yaban hayvanları robot çim biçme makineleri yüzünden yaralanabilir veya düzgün yürüyemez hale gelebilir; bu yüzden sadece gündüz çalıştırmak önemli. Birçok bölgede kirpiler nesli tehlike altındaki türler arasında.
Fiyatlar hâlâ yüksek. Aslında robot süpürgeden biraz daha sağlam bir şeye, ikinci el araba parası veriliyor. Ucuz bir markadan iki tane aldım ama ikisini de motor arızası nedeniyle iade ettim. Sadece yedek motor 150 euro'ydu. Pil tarafında ise kendi 18V alet bataryasını kullanması ve bu sayede kolay değiştirilebilmesi cazipti.
Babam kısa süre önce bir Husqvarna 430x aldı ve 1 acre büyüklüğündeki eğimli bahçeyi gayet iyi biçiyor. Bahçenin bazı bölümlerine girmekte zorlanıyor ama bunun da yazılımla iyileşeceğini umuyorum.
Web sitesinde X7'nin 0.75 acre kapsayabildiği yazıyor ama senin onu 4 acre alanda kullandığını söylüyorsun; bunu nasıl uyguladığını merak ettim.
Bunun tamamen sıfırdan donanım yapılan bir proje olduğunu sanmıştım. Robot çim biçme makinelerine çok ikna olmuş değilim ama binişli çim biçme makinelerinde ciddi talep var ve fiyatlar inanılmaz. Benim iki binişli çim biçme makinem de bozuldu; birinde yangın çıkmaması için pahalı bir kablo tesisatının değişmesi gerekiyor, diğeri ise 30 yıldır neredeyse aynı kalan eski tip tek silindirli motor tasarımı yüzünden yılda 1-4 kez kendi kendini dağıtıyor. Hem yeni hem ikinci el fiyatları, enflasyona göre bile gerçekten aşırı yüksek. Bir tanesini söküp Ryobi elektrik motoru ve Amazon kontrolcüsüyle elektrikliye çevirmeye karar verdim. Tekerlekler sadece tahrik için olacak, bıçaklar ise ayrı motorlarla çalışacak. Böylece karmaşık kayış/kasnak/debriyaj sistemi yerine daha basit bir yapı olacak. Ryobi 40V bataryalarını yeniden kullanabildiğim için ayrıca BMS/şarj çözümü geliştirmeme gerek kalmayacak; sadece doğru konektör yeterli. Keşke böyle bir elektrikliye dönüşüm planı ve buna göre düzgün tasarlanmış bir proje olsa. İkinci el motor ve kontrolcü fiyatları da parça başına yaklaşık $50 seviyesinde.
En yeni teknoloji ve uzun garantili ABD üretimi bataryalarla, John Deere Gator'un yerini alabilecek seviyede biyokompozit bir UTV tasarladım. NEV(Carve-out) düzenlemeleri ilginç. Aslında olaya büyük ölçekli bir RC araba gibi, daha basit bir sistem olarak bakmak önemli. Lincoln ve Tesla'nın yaptığı gibi gereksiz özellikleri üst üste eklemekten kaçınmak lazım; EV'nin amacı sadelik olmalı.
Son dönemde yeni/ikinci el araç fiyatları gerçekliğin çok ötesinde şişti. Artık resmi enflasyon verilerinin gerçeği yansıtmadığı yönünde bir hipotez kurmak bile makul hale geldi.
90'larda mahallemizde kendi çim biçme makinesini yapanları hatırlıyorum. Babam çamaşır makinesi motoru, bebek arabası tekerlekleri, hurda metal parçaları gibi şeylerle şasiyi kendisi kaynak yaparak bir tane üretmişti. İnsanlar birbirlerinin fikirlerini kopyalıyor ya da birlikte yapıyordu; açık kaynak hissi vardı. Buna rağmen oldukça işe yarıyordu.
Yeni bir meydan okuma aradığını söylemişken, yol kenarındaki çöpleri otomatik toplayıp Caltrans'a satılabilecek bir çim biçme makinesi dönüşümünü önermek isterim.
Arıları korumak gibi nedenlerle çimi hiç biçmemenin daha iyi olabileceğini düşünüyorum. İlgili makale bağlantısı
Eğlenceli bir proje. Birkaç yıl önce itmeli bir reel mower üzerine otonom bir şasi yerleştirmeyi denedim (sapını sökmüştüm). Normal robot çim biçme makineleri küçük bıçaklar kullanır ama reel mower parmaklar için daha tehlikeli olduğu için güvenlik açısından daha zayıftı. Buna rağmen bakım çok kolaydı; ayda bir sadece bıçak değiştiriyordum. GPS yerine lidar seçtim çünkü RTK GPS kullanmak istemiyordum; bana çok tutarsız geliyordu. Lidar yaklaşımı bende çok iyi sonuç verdi ve haftada bir kez çalıştırmak bile harika kalite sağladı.
ABD'de 1400 metrekarelik çim alanda OpenMower kullanıyorum; merak ettiğiniz her şeyi sorabilirsiniz. Katılmak istiyorsanız resmi dokümanlar veya GitHub'dan ziyade en aktif yer Discord.
ABD'de gerekli donanımı temin etmek ne kadar zordu diye merak ediyorum. Maliyet/tedarik açısından pek kolay görünmüyor.
OpenMower kurulumuna başladığınız andan tamamen hazır hale gelene kadar ne kadar zaman geçtiğini merak ediyorum.
Resmi bilgilere göre engelden kaçınma özelliği yok gibi görünüyor; pratikte engelleri nasıl ele alıyor, en azından çarpınca yön değiştiren bir sensörü var mı, asıl merak ettiğim bu. Bir de toplam kullanım süresi ile kesinti (downtime) ne kadar oldu, bunu da merak ediyorum.