Introdução ao OpenMower, um robô cortador de grama open source
(github.com/ClemensElflein)- OpenMower é um projeto open source que permite fazer upgrade de robôs cortadores de grama baratos do mercado para robôs autônomos inteligentes baseados em GPS RTK
- Os principais objetivos são corte de grama autônomo, excelente segurança, sem necessidade de fio perimetral, baixo custo e totalmente aberto
- O hardware dos produtos existentes é robusto e consegue oferecer desempenho suficiente apenas com upgrade de software, sem modificações
- As funções básicas atuais já estão operacionais, com tarefas centrais como aprendizado de mapa, condução autônoma e recarga implementadas
- Apenas alguns produtos, como o YardForce Classic 500, têm compatibilidade de hardware, mas espera-se expansão para outros robôs no futuro
Visão geral do projeto
O OpenMower é um projeto open source de hardware/software que desmonta robôs cortadores de grama fáceis de encontrar no mercado (como o YardForce Classic 500) e, aplicando GPS RTK moderno e software, os transforma em cortadores de grama autônomos inteligentes e de baixo custo
- Os robôs cortadores de grama existentes suportam apenas movimento em direções aleatórias, com baixa eficiência e pouca inteligência
- Ao desmontá-los, observou-se que a qualidade do hardware é excelente, com uso de motor brushless, resistência à água e robustez, adoção de conectores padrão etc.
- O verdadeiro ponto de upgrade está no software
Objetivos do projeto
- Implementar corte de grama totalmente autônomo
- Excelente segurança: resposta de emergência como parada imediata em caso de levantamento/colisão
- Suporte a múltiplas áreas sem fio perimetral
- Baixo custo: meta de reduzir custos em relação a produtos intermediários do mercado
- Open source: qualquer pessoa pode montar e expandir o conhecimento
- Design limpo
- Função de desvio de obstáculos
- Detecção de chuva e parada automática em mau tempo
Open Mower App
- Aplicativo com suporte a controle intuitivo via smartphone e visualização
Status atual do desenvolvimento
- Funções básicas de corte concluídas: aprendizado de mapa, configuração de rota, corte de grama, docking automático (retorno para carregamento e retomada) etc. já foram confirmados em funcionamento
- Recomendado para usuários com conhecimento técnico montarem por conta própria
- Como o custo e a complexidade são altos, dúvidas e suporte podem ser obtidos na comunidade, como Discord e Wiki
Hardware
- Composto por placa principal e controladores de servomotor como xESC mini/xESC 2040
- O xESC 2040 é um controlador de baixo custo baseado no chip RP2040 e atualmente está em fase de suporte experimental
- Itens To-Do: está prevista a adição de algumas funções de hardware, como melhoria da precisão do nível da bateria
Software
- O desenvolvimento das funções de gerenciamento de estado do cortador (docking/trabalho etc.) e geração de rota foi concluído
- A função de desvio de obstáculos ainda não foi implementada
- O software open source baseado em ROS é gerenciado em um repositório separado
Guia de montagem e primeiros passos
- O site oficial e a Wiki trazem orientações sobre peças necessárias, instalação do software e guia da comunidade
- Diversos materiais adicionais continuam sendo incluídos de forma contínua pela comunidade
Participação e comunidade
- É possível encarar o desafio de montar o OpenMower diretamente, ou contribuir para impulsionar o desenvolvimento com star e watch no repositório
- Também é possível trocar informações pelo YouTube oficial e pelo Discord
Hardware compatível
- Atualmente há compatibilidade de placa com o YardForce Classic 500 e alguns modelos Herkules/SA650 ECO
- Existem também alguns produtos OEM chineses da SUMEC Hardware que usam a mesma placa, mas a expansão é limitada
- Para compartilhar/ampliar a lista de produtos compatíveis, recomenda-se enviar à comunidade informações de desmontagem e fotos da placa
Informações adicionais e observações
- É essencial verificar as patentes, leis e normas de segurança de cada país
- O material fornecido não oferece qualquer garantia quanto ao funcionamento real, adequação ou questões legais
- É exigido conhecimento técnico especializado para montagem/uso
- Para uso comercial e revenda, é necessário consentimento do desenvolvedor; recomenda-se uso pessoal para fins não comerciais/educacionais
Licença
- Disponibilizado sob a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License
- Uso não comercial e educacional é livre, mas uso comercial e comercialização exigem consentimento do desenvolvedor
Resumo
O OpenMower é um projeto DIY inovador que aplica software open source a hardware comercial de robôs de baixo custo para transformá-los em cortadores de grama autônomos inteligentes. Com forte apoio da comunidade, documentação/Wiki detalhadas e abertura de hardware/software, ele tem como pontos fortes o aproveitamento de produtos da mesma linha, redução de custos e menor barreira de entrada.
Graças às mudanças relativamente pequenas no hardware e ao suporte da comunidade, ele é mais acessível do que projetos anteriores e é adequado para usuários individuais e engenheiros DIY.
1 comentários
Comentários no Hacker News
Descobri que os robôs cortadores de grama lançados recentemente, em sua maioria, não se movem aleatoriamente, mas cortam de forma sistemática dividindo a área em zonas; depois de pesquisar e até comprar um, vi que só o Worx Landroid usava o método aleatório; eu queria um modelo que não exigisse instalar fio e que desse menos trabalho; no fim escolhi o eufy E15, que usa câmera para criar um mapa sem instalação adicional e depois se move de forma sistemática; quase não exige intervenção; não tenho nenhuma relação com o produto e o recomendo apenas porque fiquei satisfeito; acho que seria ainda melhor se existisse uma versão open source; este projeto usa apenas GPS, e embora o GPS funcione bem, às vezes há problemas de cobertura; câmeras funcionam bem durante o dia, então talvez valha a pena considerar adicionar câmera ao projeto; claro que câmera é mais complexa e sujeita a erros, mas no geral pode acabar sendo uma solução mais confiável
Eu uso um Husqvarna e estou muito satisfeito; ele também corta a grama de forma aleatória; há 3 anos não contrato ninguém para cuidar do gramado, e o principal trabalho que ainda exige atenção é aparar as bordas e cuidar ao redor das árvores; meu quintal é plano e tem cerca de 5000 sqft
Fico pensando se, sem fio ou GPS, ele não seria facilmente roubado
Em vez de GPS ou câmera, talvez desse para aplicar um sistema de posicionamento local; parece que bastaria instalar uns 3 beacons solares ao redor do quintal
Fiquei curioso sobre o tamanho do quintal e se ele é plano; o meu é grande e tem uma parte inclinada, então estou em dúvida se isso funcionaria
Parece uma versão de cortador de grama do Valetudo, muito interessante; fico curioso sobre quanto código se sobrepõe entre robôs aspiradores e cortadores de grama, link do Valetudo
Foi por causa disso que conheci o Valetudo pela primeira vez, e parece muito interessante; estou pensando em "atualizar" meu robô aspirador de 7 anos
Diferente do Valetudo, este projeto usa apenas o chassi e os motores de um cortador existente, mas substitui completamente a eletrônica
O link que você compartilhou foi muito útil; pretendo usar tanto o Valetudo quanto o Openmower no futuro; também queria que existisse uma alternativa open source assim para câmeras de segurança
Para ser sincero, a geração atual de robôs cortadores que se movem aleatoriamente na prática funciona muito bem; instalar o fio de limite dá trabalho, mas depois de feito é muito eficaz porque o robô não sai da área; o trajeto aleatório também é mais eficiente do que se imagina; fico curioso sobre o que exatamente os robôs "inteligentes" fazem melhor; se funcionarem 100% perfeitamente sem fio de limite, aí faz sentido, e também seria bom ter detecção de obstáculos, para evitar que cortem brinquedos que uma criança deixou no gramado
Eu uso um Mammotion Yuba, e o resultado cortando em grade ou em linhas retas é lindo; até dá para fazer logos; é muito mais rápido do que o modo aleatório e o resultado também é melhor
A função de evitar obstáculos parece ser o maior desafio que ainda resta no lado do software; para posicionamento já existem várias opções, como sensores RTK GPS; pessoalmente, eu não me importaria se o fio-guia continuasse existindo apenas como mecanismo de "contenção"
Mesmo que robôs com fio de limite funcionem muito bem, não concordo que a geração mais nova seja "ruim"; na prática, meu Mammotion Luba 2 tem hardware excelente, ótima precisão de posicionamento e, embora o software ainda tenha espaço para melhorar, já é bem bom
Se alguém tiver curiosidade sobre a estrutura real das lâminas de um robô cortador, veja esta imagem; comprei um Sunseeker X7 e estou usando em uma área de cerca de 4 acres, dos quais uns 2 acres são gramado de fato e o resto é jardim ou estrada; o hardware já está suficientemente pronto, e agora o principal é o software; estou vendo na prática como atualizações de software podem melhorar muito o produto; o Sunseeker é baseado em câmera (ainda sem LiDAR); robôs cortadores são melhores que humanos; quando as condições são adequadas, há boa reciclagem de nutrientes, e é possível ajustar o comprimento da lâmina e as configurações por estação; especialmente porque dá até para rodar às 3 da manhã, surgem vários usos possíveis como segurança ou monitoramento de vida selvagem; pelo custo-benefício, os produtos chineses pareceram ter desempenho muito bom; é uma tecnologia com um futuro realmente empolgante
À noite é melhor evitar o funcionamento para proteger animais silvestres, especialmente os noturnos, como os ouriços
Animais silvestres podem se ferir em robôs cortadores ou até ficar incapacitados de andar corretamente, por isso é importante operá-los apenas durante o dia; em muitas regiões os ouriços são uma espécie ameaçada
O preço ainda é alto; no fim das contas é só um pouco mais robusto que um robô aspirador, mas custa como um carro usado; comprei dois de uma marca barata e devolvi os dois por defeito no motor; só o motor de reposição custava 150 euros, e achei atraente o fato de a bateria usar uma bateria própria de ferramenta 18V, fácil de trocar
Meu pai comprou recentemente um Husqvarna 430x, e ele corta muito bem até um quintal inclinado de 1 acre; ele ainda tem dificuldade para entrar em algumas partes do jardim, mas imagino que isso possa melhorar com software
No site diz que o X7 cobre 0,75 acre, mas você disse que usa em 4 acres, então fiquei curioso sobre como fez isso na prática
Achei que fosse um projeto de hardware totalmente feito do zero; não tenho tanta certeza sobre robôs cortadores, mas há muita demanda por cortadores de grama de montar, e os preços estão absurdos; meus dois cortadores de montar quebraram, e um deles precisa trocar um chicote elétrico caro para não pegar fogo; o outro usa um motor monocilíndrico antiquado, praticamente igual há 30 anos, com um projeto que consegue se autodestruir de 1 a 4 vezes por ano; tanto os novos quanto os usados estão realmente caros em relação à inflação; decidi desmontar um e convertê-lo para elétrico com motor Ryobi e controlador da Amazon; as rodas ficariam só para tração, e as lâminas teriam motores separados; isso simplifica tudo em vez de usar correias/polias/embreagens complexas; também dá para reaproveitar baterias Ryobi 40V, então não seria preciso desenvolver BMS/carregamento, bastando acertar o conector; queria muito ver um projeto bem desenhado voltado a esse tipo de conversão elétrica, e motores e controladores usados também saem por algo em torno de $50 cada
Projetei um UTV de biocompósito com tecnologia atual e baterias americanas com garantia longa, num nível que poderia substituir um John Deere Gator; a regulamentação NEV(Carve-out) é interessante; é importante olhar isso como se fosse ampliar um carrinho de RC para torná-lo mais simples; devemos evitar continuar adicionando recursos desnecessários como Lincoln e Tesla, porque a proposta do EV é justamente a simplicidade
Os preços de carros novos e usados subiram tanto além da realidade que já dá até para formular a hipótese de que os índices oficiais de inflação não refletem mais o mundo real
Lembro que nos anos 90 havia gente no meu bairro fazendo cortadores de grama caseiros; meu pai soldou a estrutura com motor de máquina de lavar, rodas de carrinho de bebê e sucata, e várias pessoas copiavam a ideia ou montavam juntas, então tinha um clima bem open source; mesmo assim, lembro que funcionava razoavelmente bem
Ao ver a postagem dizendo que estavam buscando um novo desafio, queria sugerir uma adaptação do cortador para recolher lixo na beira da estrada automaticamente e vender o serviço para a Caltrans
Talvez seja melhor nem cortar a grama, por motivos como proteção das abelhas, link para o artigo
Projeto divertido; há alguns anos coloquei eu mesmo um chassi autônomo em um cortador de grama de carretel manual (removi o guidão); em geral robôs cortadores usam lâminas pequenas, mas cortadores de carretel podem machucar dedos, então são menos seguros; ainda assim, a manutenção era simples: bastava trocar a lâmina uma vez por mês; em vez de GPS escolhi lidar, porque eu não queria usar RTK GPS, que para mim parece muito inconsistente; no meu caso a abordagem com lidar funcionou muito bem, e rodar uma vez por semana já dá uma qualidade fantástica
Uso o OpenMower em um gramado de 1400 metros quadrados nos EUA, então podem perguntar o que quiserem; se alguém quiser participar, o Discord é bem mais ativo do que a documentação oficial ou o GitHub
Fiquei curioso sobre o quão difícil foi conseguir o hardware necessário nos EUA; em termos de custo/fornecimento, não parece nada simples
Quanto tempo levou desde o início da instalação do OpenMower até terminar toda a configuração?
Pelas informações oficiais, parece que não há desvio de obstáculos; na prática, como ele lida com obstáculos? Tem pelo menos algum sensor para detectar colisão e desviar? Essa é minha principal dúvida. E também queria saber há quanto tempo você usa e quanto tempo de indisponibilidade teve na prática.