AMOR – Automatisierter Melkroboter im laufenden Betrieb

OSEG Projekte Projektinkubator ("PROTO")
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DAS REPOSITORY IST DIE AKTUELLSTE INFORMATIONSQUELLE!
WARNUNG: ALLES UNTENSTEHENDE IST DISKUSSION ODER KÖNNTE VERALTET SEIN!



Liebe Kollegen,
Liebe OSEG-Freunde,

AMOR ist ein geplanter mobiler Roboter für den Innen- und Außenbereich zum automatischen Melken. Er verfügt über einen simplen Roboterarm, der eine 3D-Kamera verwendet, um die Position des Euters zu bestimmen. Ein Milchbehälter muss noch hinzugefügt werden, aber die Rohrleitungen und das Vakuumsystem werden integriert sein. Ebenso werden einige Auslässe für Kälbermilch vorhanden sein. Er gewinnt Wasser aus Regen, einem Fluss, Bach oder einer anderen Wasserquelle; ein Wasseranschluss für die Verbindung zur Wasserversorgung des Hofes wird dennoch bereitgestellt.

→ AMORs Wikiseite

  1. Beginnen wir zuerst mit einem Problem: Ich habe ein übergeordnetes Schema von AMOR hochgeladen und es seiner Wikiseite hinzugefügt. Ich erhalte die folgende Fehlermeldung:

Es ist eine Vektorgrafik im SVG-Format. Wikipedia unterstützt dies, also dachte ich, unseres auch. Was soll ich jetzt tun? Jede Empfehlung unserer erfahreneren Kollegen und Kolleginnen ist willkommen!
2. Das Schema ist noch nicht vollständig verknüpft, aber alle erforderlichen Module sollten vorhanden sein. Sagen Sie mir Bescheid, wenn Sie glauben, dass etwas fehlt.
3. Ich hoffe, dass der übergeordnete Überblick den geplanten Prototyp in eine bessere Ordnung bringt. Abhängig von meinem Budget und dem DC-AC-Hochleistungs-Sinus-Wechselrichter hoffe ich, dass wir den Prototyp vor Ende des Winters fertigstellen können – falls nicht, ist der Sommer 2014 das ultimative Ziel. Jede weitere Verzögerung für den Prototyp wäre .. nun ja .. ärgerlich.

Eine Liste der fehlenden Funktionen, die mir bekannt sind:

  • Ein Reinigungssystem für den Milchbehälter.
  • … (wird noch festgelegt)

----------------------- Fortsetzung mit der deutschen Übersetzung. -----------------------------------

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AMOR ist ein beweglicher (engl. _mobile_r) Roboter der mittels eines einfachen Greifarms, automatisch milkt. Ein Behälter oder Milchtank muss extern angeschlossen werden, ein Platz am mobilen Roboter könnte aber vorgesehen werden. Dies ermöglichst uns weitere Flexibilität. Eimer für Kälbermilch können unter bis zu 10 automatisch vom Roboter gesteuerte Milchhähne gestellt werden. Ein Anschluss an die Hauswasserversorgung mittels eines Gartenschlauchs ist vorgesehen. Es wird weiter versucht, Regenwasser aufzufangen oder andere Wasserquellen wie Flüsse, Bächer oder andere Gewässer als Wasserquelle für den Reinigungsprozess der Roboterplattform zu verwenden.

→ AMORs Wikiseite

  1. zuerst die Probleme: Ich habe ein Übersichtsschema auf AMORs Wikiseite hochgeladen. Aber ich bekam die folgende Fehlermeldung:

Es handelt sich um eine Vektor-Grafik-SVG-Datei. Wikipedia unterstützt SVG, also dachte ich, unser System vielleicht auch? Könnt ihr mir auf die Sprünge helfen, ob ich das Dateiformat ändern muss?
2. Die Systemübersicht sollte die wichtigesten Module enthalten. Bitte sagt mir, wenn ich noch etwas vergessen habe.
3. Die Übersicht soll Entwurf (Komponentenauswahl) und Bau des Prototypen für [strike]diesen Herbst bzw. spätestens[/strike] nächsten Frühling erleichtern. Der Prototyp soll entweder diesen Winter oder kommenden Sommer (2014) gebaut werden. Jegliche weitere Verzögerung wird für mich zum Desaster.

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Hi Jan, statt SVG, du kannst PNG uploaded. Ich habe es auch früher mit SVG nicht geschafft.

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Hey Nikolay, habe das gerade getestet und hat auch wunderbar funktioniert. Beim PDF hat’s auch geklappt. :slight_smile: Nur blöd, dass ich jetzt in KiCAD immer Screenshots machen muss, weil ich da PNGs verwende und das kann es nicht „plotten“/in eine Datei drucken.
Die Version 0.2 ist aufgeräumter und hat enthält jetzt auch Verbindungen zwischen den einzelnen Modulen. Sich auszukennen ist auf den ersten Blick bestimmt noch immer nicht leicht, aber im Vergleich zu Version 0.REV1 ist das schon ein himmelweiter Unterschied jetzt. Endlich kann ich mich an die einzelnen Module machen. Ich halt’s kaum mehr aus.

Der 100 kW rein Sinus Inverter hat jetzt aber erstmal Vorrang. Am Donnerstag habe ich auch noch Projektbesprechung für die üble Lehrerwebseite, davon hängt ab wie viel Zeit ich überhaupt haben werde in den nächsten Wochen.

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Hallo Jan, bitte sende mir deine E-Mail-Adresse an nikolay@georgiev.cc, damit ich dir eine E-Mail weiterleiten kann, die ich für dich erhalten habe. Danke, Nikolay

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(Vielen Dank, Nikolay. Ich habe dir vor einigen Tagen eine Nachricht geschickt.)

Endlich Neuigkeiten zu AMOR. Es wurden einige Designentscheidungen getroffen:

  • Controller: Beagle Bone Black (BBB) + Schrittmotortreiber oder Vakuumventile (Robotersteuerung).
  • RODOS (Echtzeitbetriebssystem), unterstützt ARMv7 (=>BBB) besser als der Raspberry Pi. Außerdem fürchte ich, dass wir in ernsthafte Schwierigkeiten geraten würden, wenn wir den Raspberry Pi verwenden, da er weder wirklich Open Source (Prozessor) ist, noch die Schaltpläne aufgrund des „Fertigungsvertrags“ mit RS, Farnell/element14 und Reichelt verfügbar sind – das und die unzureichenden Echtzeitfähigkeiten mit Jitter im Bereich von 4..20 [Xanomai + Linux] über 10..80 [Realtime Linux Kernel] bis hin zu 600 [wieder Realtime Linux Kernel, Quellen variieren!], sodass PWM im letzteren Fall nur mit einer Frequenz von 1 Hz oder weniger möglich wäre. Die Einheit ist Mikrosekunden.
  • BBB hat 50+ GPIOs gegenüber 8 GPIOs beim Rpi.
  • BBB hat 8 PWM-Pins gegenüber 0 beim Rpi.
  • BBB hat einen Cortex 8 1GHz-Prozessor gegenüber 700 MHz beim Rpi, und die im BBB-Prozessor von TI verwendete Technologie nutzt unter anderem parallele Befehle, was bei Leistungsverbesserungen einen großen Unterschied macht, wie erste Tests zeigen [Quelle: Michael Leonhard].
  • BBB hat eingebaute ADC-Module. (Obwohl DAC bei beiden mit einer kleinen externen Schaltung oder sogar durch reine Software-Hochfrequenz-Pin-Umschaltung möglich wäre, was jedoch nicht praktikabel ist, da wir die Rechenleistung für unseren Robotermanipulator benötigen.)
  • Das gesamte System wird von einem alten PC-Netzteil gespeist, auf dem SUSE Linux oder ein minimaler Python-Server läuft, oder was auch immer sich als am besten geeignet erweist, um Blender und MySQL/SQLite sowie die Netzwerkverbindung gleichzeitig auszuführen.
  • Alternativ kann der BBB zu einem späteren Zeitpunkt auch die Webserver- und Speicherverantwortung übernehmen. Dies ist nur möglich, wenn die Ressourcen des BBB ausreichen, um alle Tore, die Fütterung UND das Melken zu steuern und noch Reserven für die Webserver-Sache zu haben (da der Datenverkehr gering sein wird). Dann wird die Stromversorgung eine maßgeschneiderte grüne USV sein, die alternative Energien integriert (Solar & Dampf, da das Kühlen der Milch viel Wärme zurückgibt – Wasserspeicher werden als Energiespeicher aufgeheizt).
  • Die Vakuumpumpe kann alles sein, was man sich vorstellen kann, vom Staubsauger bis zur Diffusionspumpe, da wir nur einen niedrigen Vakuumsgrad benötigen. (Es ist keine Präzisionsmaschine für Elektronenstrahlen!)

Details sind noch in der Entwicklung – der Prototyp wurde verschrottet und wird jetzt als Baumhaus verwendet…
Die Entscheidung, vom Raspberry Pi auf BBB umzusteigen, hat weitreichende Konsequenzen und wird uns hoffentlich einige nervige Sackgassen ersparen.

Der Robotermanipulator in seinem bestehenden kardanischen Design wird beibehalten – abgesehen davon wird etwas Aufwand in die Steuerung mittels Vakuumzylindern anstelle von Federn und Schrittmotoren investiert (zumindest wäre das gut, wenn wir eine konstante Rückmeldung über die Kuhposition von der 3D-Kamera an der Werkzeugspitze hätten, was ich bezweifle – wenn nicht, dann ist ein Schrittmotor aufgrund der präzisen Positionierung eine viel berechenbarere Wahl!). Vielleicht ist eine Hybridlösung praktikabel, z. B. Vakuum zur Steuerung der Tore und des Fütterungssystems sowie mindestens einer Manipulatorachse (Z, um einen Stoß der Kuh abzufangen – sonst würde der Roboter brechen), während die anderen beiden Achsen (X, Y) von Schrittmotoren gesteuert werden. Dies hat den riesigen Vorteil, dass der Zitzengummi sich selbst zum Ziel zieht, sobald die Zitzen des Kuheuters nah genug sind (da Luft/Vakuum komprimierbar/ausdehnbar ist).

Ich habe auch eine Lösung für eine reine Schrittmotorkonfiguration gefunden, falls sich der Vakuumansatz als nicht machbar erweist: 1) Eine Feder hoch. 2) Das Halteband tief. (als Erinnerung an meine Idee…)
Eine weitere Lösung könnte sein, Feder (stark) → Halteband → Roboter → Feder (schwach) zu verwenden, obwohl das klingt, als würde man Kartoffeln ernten, indem man einen Tunnel gräbt, um sie nicht aus der Erde ziehen zu müssen. :confused:

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Vergissmeinnicht:

  • Tormechanik umstellen: Zentral & 1 Vacuumzylinder (TODO: CAD-Zeichnung) => alles fix bis auf eine Seite des Robotergestells,
  • 7x Kälbermilch in Milchkanten - Display!
  • (da war noch etwas … nur was)

Nach dem Verlegen des Futtertanks (Aufhängung) steht dann die Mechanik. Ansteuerung des Futterautomats mittels eines einfachen Ventils, gesteuert durch Relay.

Es wird davon ausgegangen, dass noch ein alter Milchtank mit integrierter Kühlung zur Verfügung steht. Ein 1-Phasen-Wechselstromanschluss dafür wird vorgesehen. Optimal wäre natürlich ein selbstreinigender Tank, doch das ist etwas für später, wenn der wichtige Teil ersteinmal funktioniert.


Planung:
Als nächstes kommen daher jetzt die Sensoren für die Milcheigenschaften.

Dann sammeln wir die Daten und schicken sie per Radiofunk/Wifi weiter an den Linux-Server, der einen Touchscreen betreibt und die HTML5-Seiten generiert.
(Da einzelne Messpunkte nicht kritisch sind, werden verloren gegangene Pakete nicht beachtet. => Es wird ein einfaches, schnelles Protokoll zur Übertragung verwendet.)

Währenddessen ist das Beagle Board Black mächtig beschäftigt mit Steuern des Roboters und vor allem der Auswertung der Daten der 3D-Kamera. Optimalerweise sollte BBB Milchfluss messen UND den Futterautomaten kontrollieren. Alles andere macht es unnötig kompliziert.

Also alles in einem Mikrocontroller. Zu dem wie ich das in Sachen Redundanz lösen will (Watchdog) gibt es dann später ein paar Infos. Jetzt muss ersteinmal das bisher erreichte in Einklang miteinander gebracht werden (und leider die Software geschrieben werden).

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Status:

  • Tor auf Kippmechanik umgestellt.
  • Vakuumzylinder entfällt (war teuer und hatte nicht genug Reichweite).
  • Druckluft entfällt (der Vakuumzylinder wird jetzt anstatt durch Druckluftzylinder mit Elektroantrieb ersetzt). Grund: Eine weitere Technologie macht alles nur komplizierter, wir nehmen, was wir eh haben und das ist Vakuum zum Melken und Strom für alles andere.
  • Rohre entfallen, Schläuche sind ausreichend für den geringen Durchfluss der Milch einer einzelnen Kuh. (ein weitere Vorteil des Melkroboters: nur ein Melkzeug und keine Rohre => weniger Hardware => geringe Wartung).
  • Kühe stehen jetzt auf Gitter aus Rostfreiem Stahl oder Matten ( je nachdem, was man eher zur Hand hat). In das Gitter pflocken wir teils Holzstifte, damit keine Rutschgefahr für die Tiere. Das Gitter ist mein Favorit, weil es: 1) robust, 2) durchlässig (permeabel, d.h. für Regen, Dung oder Waschwasser).
  • Für die vielen Aktuatoren wird der Strom kaum ausreichen, den man durch alle regenerativen Energien zusammenschaufelt (weil auch nachts, z.B. ab 4 Uhr, Melkbetrieb möglich sein muss und da die Mobilität des Melkroboters nicht gefährdet werden darf, z.B. durch Überladen mit zu vielen Solarmodulen und Batterien). Daher wird auf PowerCube in Variation: Diesel → Strom oder ein Notstromaggregat verwendet. Alternativ kann ein Schalter eingebaut werden, um ein Kabel anzuschließen. (Ich bin allerdings gegen den Stromanschluss, denn: 1) es macht alles komplizierter, 2) Kabel sind unendlich teuer, wenn Leistung und/oder Strecke groß werden, 3) Mobilität des Melkroboters wird gefährdet, Wasseranschluss ist bereits genug Tohuwabohu.).
  • Eine Alternative zur Stromversorgung wäre noch ein Traktor - den man eh zum Melkrobotertransport braucht - per Zapfwelle an einem Generator zu betreiben, allerdings: 1) Traktor muss abgezäunt werden, da Tiere ihn auseinanderbauen (ich habe schon Bekanntschaft mit abgerissenen Motorhauben von älteren Trekkern gemacht!), 2) Traktormotor und Getriebe gehen im Dauerbetrieb zugrunde. 3) Effizienz ist schlechter als direkt ein Notstromaggregat zu verwenden.
  • Gemessen wird: Spannung, Stromstärke, Milchfluss und zu Beginn nur Reinheit der Milch sowie ob Milch in Tank gemolken oder in Kälberkanten abgefüllt werden soll.
  • Als Notlösung für das Vormelken und Zitzen-Reinigungssystem wird jetzt auf einen fünften Melkbecher zurückgegriffen, ein den Wasserschlauch eingeführt.
  • Damit alles schneller geht, denke ich an Simultanbetrieb eines weiteren Roboterarms, das dürfte zwar Abstimmungsschwierigkeiten geben, aber ich habe da schon eine Idee. (Die Kosten sind jedenfalls nicht signifikant in unserem DIY-Roboter.)

Die Kosten für Metall, Elektronik, Motoren, Pumpen (TODO: Trocken oder Diffusionspumpen Vor-/Nachteile), Milchtank (selbstreinigend?) sind insgesamt schwierig einzuschätzen, da die meisten ja schon einen Milchtank haben, also den auch wiederverwenden werden.


Das Milchwagenproblem darf man nicht vergessen, man muss eine großzügige Gasse für den Milchwagen zäunen oder einen Feuerwehrschlauch verlegen, sonst wird die Milch garantiert nicht abgeholt!!


Die Strom sollte zumindest kurzzeitig und vor allem des Tags auch mal ohne Treibstoff auskommen können, also plane ich ein Mikrostromnetz (micro grid):
1. Fall: AC.
Wechselstromnetz für Notstromaggregat und andere Energiequellen mit Batterien und STATCOM (static compensator).
Transformatoren sind für Strecken von wenigen Hundert Metern und bei 3Phasen (also 400+V) bei unseren Energien nicht nötig.

2. Fall: DC (wenn kein Gerät Wechselstrom benötigt).
Gleichstromnetz für 12V/24V Generator/Aggregat und Solarzellen oder andere Gleichstromenergiequellen wie unsere VAWT Windturbine. Weiter Batterien und Maximum power point tracking (MPPT).
Transformatoren (DC-DC Wandler) sind für die Strecken eines Melkroboters (wenige Meter) auch bei Gleichstrom (DC) nicht nötig, bei Gleichstrom fällt weiter der Skineffekt weg.

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Aufgrund finanzieller Fiaskos habe ich vor zwei Wochen einen weiteren dritten Job angenommen, was dazu führt, dass ich derzeit wenig Zeit habe, diesen Roboter weiterzuentwickeln. Natürlich liegt die Entwicklung nicht auf Eis, sie hat nur eine niedrigere Priorität, bis bestimmte belastende Projekte weit genug vorangetrieben sind, damit ich diese nie endenden Update-Zyklen etwas entspannen kann, um die Update-Zyklen von AMOR wieder zu beschleunigen. :unamused:

Die Elektronikbestellung (die insbesondere die BeagleBoneBlack-Mikrocontroller enthielt) musste aus denselben Gründen storniert werden und wird auf die Zeit nach Weihnachten verschoben, um die Postdienste nicht in den Wahnsinn zu treiben. (Ich kenne meinen Postboten ziemlich gut und möchte nicht riskieren, dass er aus Eile versehentlich in einen der Gräben hier fährt, nur wegen meiner BeagleBones und Eisengel. Ich würde seine lustigen Kommentare vermissen – besser keine B.ombe bauen, wenn ein neues Paket ankommt … Zu dieser Jahreszeit helfen die Postboten ohnehin dem Weihnachtsmann oder dem Christkind oder den Engeln anderer Religionen sehr viel.)

Glücklicherweise drehen sich einige meiner Untersuchungen mit höherer Priorität um das Open-Source-RODOS (RealTimeOperatingSystem), bei dem ich einen UDP-Stack implementieren und die FlightGear-Benutzeroberfläche, die OpenSceneGraph verwendet, anbinden muss.
Diese Arbeit wird uns hoffentlich bei der AMOR-Benutzeroberfläche und/oder der Kommunikation der Sensorknoten weiterhelfen.

Eine Neuigkeit:

  • Wir sparen viel Zeit beim Empfangen und Senden von Paketen (seriell oder parallel), da wir KEINE komplizierten Protokolle verwenden werden, die zum Beispiel Handshaking nutzen! Der Grund dafür ist, dass der unbekannte Verlust des einen oder anderen Sensordatums (wie Milcheigenschaften) nicht kritisch ist. In der HTML5-Benutzeroberfläche werden wir die fehlende Messung einfach interpolieren.
  • Schrittmotoren für den Robotermanipulator werden bestellt; Importe über Alibaba sind ausgeschlossen, der Preisunterschied ist gering, der Versand mit aktuellen technologischen Mitteln (nämlich Schiffen) ist keine Option und zudem moralisch nicht wirklich vertretbar. Dennoch liegt der Fokus weiterhin darauf, den kostengünstigsten und dennoch funktionalen, selbstreparierenden automatisierten Melkroboter zu entwickeln, der mit unseren Mitteln möglich ist (das heißt: nutzen Sie die Mechanik, wie Sie möchten, verwenden Sie unser Design als Referenz und schließen Sie unseren Do-it-yourself-Melkrobotermanipulator an, testen Sie ihn, verbessern Sie ihn, committen Sie mechanische oder Melkverfahrensverbesserungen zurück (die Landwirte wahrscheinlich durch jahrhundertelange Erfahrung beim Melken gewonnen haben … Feedback ist :sunglasses: ).

Trotz dieser schlechten Nachrichten: Behaltet die Hoffnung und lasst uns unsere Open-Source-Bemühungen weiter vorantreiben. Es kann in Zukunft den Unterschied ausmachen.

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Update
Zwei Arbeitsbereiche stehen kurz vor dem Abschluss:

  • Ein zeitaufwendiger Auftrag ist erledigt, das Geld wird jedoch einige Zeit brauchen, bis es eintrifft. Daher musste ich die BeagleBone-Bestellung erneut verschieben. :confused: Update: 30.01.2014: Geld ist immer noch nicht eingetroffen. Update: 10.01.2015: Geld ist immer noch nicht eingetroffen. Die Versicherung des Kunden teilte mir mit, dass sie mich erst bezahlen, wenn die Kunden ihre Versicherungsrechnung bezahlt haben. Das ist eine Komplikation. :confused:
  • Die zeitaufwendigste andere Aufgabe nähert sich endlich dem Ende (Lehrerprojekt) – nach etwa anderthalb Jahren Kopfschmerzen und schlechten Träumen wegen dieses verrückten Projekts zur Vereinfachung des Lehrerlebens für das Institut für Didaktik … (ich hoffe immer noch, dass sie sich entscheiden, es zu einem Open-Source-Projekt zu machen).

Dann habe ich nur noch eine letzte Prüfung und meine Abschlussarbeit vor mir, für die ich mich in einem riesigen Zeitdruck befinde, da die Zeit abläuft. Ich habe noch ein paar Monate – ich weiß nicht, ob das ausreicht, um zumindest ein „Bestanden“ in der Abschlussarbeit zu bekommen. Update: 30.01.2014: Meine Abschlussarbeit ist jetzt das Lehrerprojekt. Das bündelt meine Bemühungen.

Das Wasserkraftwerk ist deutlich vorangekommen, und die Entwicklung muss noch weiter beschleunigt werden, da sich die Fronten hier im Problem der landwirtschaftlichen Insolvenz verhärten. Riesige Biogas-Landwirte drängen uns aus dem Geschäft; wir verlieren das Futter unserer Tiere, um Energie zu produzieren (ich weiß nicht, woher sie das Geld nehmen, um diese horrende Summe für die Pacht von Feldern zu bezahlen). Update: 30.01.2014: Das eher kleine Wasserkraftwerk allein wird nicht genug Energie liefern. Ich suche nach exotischen Alternativen. Wie wäre es, Magnete an Bäume zu binden? (=
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AMOR rückt wieder in den Fokus, da unser Schaf-Schichtplan perspektivlos zu werden scheint:

  • Das vorläufige Vakuumsystem ist fertig.

Und ich habe eine Lösung für unsere Kombination aus 3D-Fräse, Drucker usw. gefunden: Dort gibt es oft ein Problem bei der Werkstückfixierung, und ich denke, wir können das jetzt einfach mit starken Vakuumsaugern lösen. Was meint ihr? Das fixiert das Teil, egal wo man es platziert. Ich plane, einzeln steuerbare Sauger zu verwenden, bei denen nur diejenigen aktiv sind, die am Ursprung beginnen, der während des Betriebs auf LinuxEMC kalibriert wird. Der Rest ist inaktiv, um nicht zu viel Vakuumverlust zu erzeugen, aber vielleicht ist das nicht einmal notwendig. Das muss noch bestimmt werden. ← Das ist nicht mehr aktuell. Nach einer Diskussion mit einem Landwirt glaube ich nun, dass Vakuum problematisch ist, wenn das zu fräsende Objekt keine flache Form hat. Eine Ebene könnte durch die Vakuumsauger ordnungsgemäß auf den Boden gesaugt werden. Aber gilt das auch für eine Kugel? Ich denke nein. (Bedenkt, wie das Vakuum entweichen würde, während man Details des Kopfes des Koloss von Rhodos als Prototyp erstellt).
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Wenn ich Glück habe, kann ich endlich dazu kommen, auch RODOS für uns vorzubereiten. –\u003e R \u0026 D Thema RODOS

Ich werde meine Bemühungen in der nächsten Zeit dreiteilen (absteigende Priorität):

  • Lehrer-/Universitätsprojekt. ← Das ist jetzt das Thema der Abschlussarbeit, aber sie hatten verrückte Sonderwünsche; das wird meine nächsten zwei Monate den ganzen Tag in Anspruch nehmen (es hat bereits vor zwei Wochen begonnen, aber jetzt ist es offiziell).
  • [strike]Abschlussarbeit: RODOS UDPserver \u0026 FlightGear-Schnittstelle (d. h. Verwendung ihrer OpenCascade-Schnittstelle).[/strike] ← Update: Thema ist jetzt das Lehrerprojekt.
    Außerdem wurde ich nach einem Tool zur Visualisierung von Thread-Scheduling gefragt. Es gibt viele davon (z. B. von der Uni Karlsruhe), aber irgendwie scheinen sie „Open Source“ nicht zu mögen und basteln lieber alle ihre eigenen. :unamused: :neutral_face: ← Update: Ich habe diese Aufgabe storniert, weil ich das Rad nicht neu erfinden möchte (es gibt bereits bewährte Open-Source-Tools). Stattdessen habe ich YARTISS (Open-Source-Visualisierungstool für Threads und zum Testen von Scheduling-Algorithmen, Achtung: es benötigt Java 1.7 oder neuer) und diese verdammt gute, dem Stand der Technik entsprechende Masterarbeit weitergeleitet.
  • Schaltpläne für das Wasserkraftwerk für die 700V DC-Batterien und die Fertigstellung des AC-Mikronetzes. Eine spätere Option wird es sein, Solarpaneele oder Brennstoffzellen hinzuzufügen, deshalb wurde der 700V DC-Bus gewählt (genau wie wir ihn für buildtheenterprise.com gewählt haben, wo ich unsere Kollegen einlade, sich unseren Bemühungen anzuschließen). Warning: 700V DC can kill and will if one handles it wrongly! Warnung: Ein Stromschlag von 700V Gleichstrom ist tödlich!
  • Über die Verwendung eines DiVER (DC)-Netzes für AMOR nachdenken. Wahrscheinlich gehen wir zuerst den einfachsten Weg und nehmen einfach Netzstrom über ein langes Verlängerungskabel (vorzugsweise Drehstrom). Alles andere wird problematisch, wenn genug Strom für die Milchkühlung verfügbar sein muss. Rohre zu verwenden, um die Milch zu den vorhandenen stationären Milchtanks zu leiten, ist eine Option, wird aber die Mobilität des „mobilen“ Melkroboters erheblich einschränken. Wenn wir keine andere Wahl haben, werden wir diesen Weg gehen.

Input und Teilnahme an der Entwicklung sind sehr willkommen. Ich verstehe, dass Leute an der Nützlichkeit eines automatischen Melksystems zweifeln. Ich frage mich, ob sie immer noch dasselbe denken, wenn sie Milch, Joghurt/Käse (oder andere Milchprodukte) für ein größeres Ökosystem herstellen müssen, sagen wir ein Open-Source-Dorf oder einen Stamm in einem Entwicklungsland. Käseherstellung usw. erfordert bereits enorme Zeitmengen, und stellt euch jetzt vor, ihr müsstet 100 Kühe melken, um genug Milch für die Bevölkerung zu liefern, nur mit einem Eimermelker. Hunderte Liter Milch im Eimer tragen. Und es wird den halben Tag dauern – zweimal am Tag. :slight_smile:
Vielleicht denkt ihr anders über meinen Wahnsinn bezüglich des „autonomen“ Melkens, wenn ihr jahrelang mit dem Eimer gemolken habt. Und ein automatisches Melksystem ist nicht viel schwieriger als das Melken mit Eimern. Die Pulsatoren sind ohnehin der kritischste Teil, da Vakuumsprünge leicht die Euter eurer Tiere zerstören können, daher wird die Komplizierung durch die Verwendung eines Manipulators nicht allzu viel hinzufügen. Okay, ich verstehe, es ist schwer, euch zu überzeugen. lol :wink:

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Update see edited post before
This post will be deleted once the next update is up to come.

Also updated the introductory first two posts.


Damit die Tiere im trockenen stehen, hat die Plattform fortan Löcher mit Abstand zum Grund, damit Graswachstum nicht übermäßig beeinflusst. Für ein automatisches Ablaufen von Gülle wird das nicht reichen, weshalb ein Hochdruckreiniger mit durch Regen gesammeltes Wasser zum Einsatz kommt. Sollte es nicht reichen, gibt es die Option zum Anstecken eines Gartenschlauchs.

Nach dem Abschluss oder Scheitern meines Studiums werden konkretere Pläne gezeichnet. Bis dahin dürfte auch mein Gehalt angekommen sein. Hoffentlich ist dann auch endlich das RODOS GitHub repository verfügbar.

Interessant wird, wie wir es am besten lösen, dass sich zwei Roboterarme gegenseitig helfen, sollte einer kaputt gehen oder nicht hinterherkommen.

Angemolken wird erstmal mit einem separaten Becher, die Putzfunktion kann davon gleich mit übernommen werden. Andocken dauert dadurch länger, aber es erspart die Probleme, die bei der Alternative auftreten, wenn sowohl Schmutz als auch zellenbelastete Vormilch und reine Milch durch ein und den selben Schlauch müssen. Und das mal vier (bei Kühen). Das klingt nach hohem Reinigungsaufwand. Vielleicht finden wir später trotzdem mal eine Lösung, um auf den Extra-Becher zum Anmelken und Putzen verzichten zu können.

Diskussion der Problematik ist willkommen.

Auch das Weidenmanagement muss noch durchdacht werden.

Ein paar Worte zu Beschwerden, die ich bisher zu hören bekommen habe:
Ich erhielt Beschwerden über die Altertümlichkeit der Technik (weil modernste Sensorik zu teuer ist). Die Antwort darauf lautet: Jedem steht frei, das 100 000 € Modell von Lely zu kaufen, nur zu :mrgreen:. Meine Überlegungen gehen eher in die Richtung, wie man die Technik (inkl. Sensoren) am besten selbst wieder reparieren kann, indem man ein möglichst einfaches Prinzip verwendet. Und wenn dieses Prinzip nunmal im letzten Jahrtausend entdeckt wurde, dann mag es altertümlich sein, doch dass es schlechter ist, heißt das nocht lange nicht. Die Milchmenge z.B. muss nicht übertrieben genau ermittelt werden. Es reicht, wenn wir eine Entscheidung bzgl. der Verwendung von Milch treffen können (also Konsistenz oder Online-Hemmstoff-Erkennung z.B.).
Kann ich weiter etwas dafür, dass mir die neuesten Erkenntnisse der Wissenschaft (in Form von Veröffentlichungen) nicht zur Verfügung stehen, obwohl ich Universitäts angehörig bin (und damit schon mehr Zugangsrechte bei Wissenschaftsportalen habe als Ottonormalverbraucher)? Ich behaupte mal frech, dass die vorwiegend aus öffentlichen Mitteln finanzierten Melkroboter-Forscher doch auch ihre Ergebnisse öffentlich darbieten sollten, anstatt sie in teuren Journalen wie IEEE zu verhökern. In anderen Ländern ist das leider nicht anders. Eine Forscher verwenden jedoch beide Wege: Journal + Veröffentlichung auf privater Webseite (nur , dass das die Journale wahrscheinlich nicht gern sehen!).

Auch wurde mir gesagt, so etwas gäb’s schon. Gegenfrage: Open source? Link? Entwicklungs-Dateien? Schaltplan? Programmcode? Das wär ja zu schön, also wenn da jemand etwas findet, das wäre prima.

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Update

  • Mechanische Struktur komplett überarbeitet. (Sie war vorher nicht wirklich baubar). Ich glaube, jetzt kommen wir der Sache näher. Zumindest fühlt es sich jetzt so an, als könnte ich diesen Roboter viel einfacher bauen.

→ Neues Video
Themen:

  • Demonstration des Greifers beim Greifen eines Zitzenbechers.
  • Funktionsweise des Türmechanismus.
  • Mechanischer Überblick über das neueste Design. (Aus dem letzten Sprint! Ich glaube, das ist die erste Version, die ich wirklich bauen kann, weil wir viele Spezialteile wie das kardanische System für den Robotermanipulator losgeworden sind.)

Es ist kein Anleitungsvideo, hat keinen Ton und enthält stattdessen einige Fehler. :wink:

In den nächsten Monaten werde ich die Elektronik für alle Subsysteme schmieden und dann wird dieser Roboter endlich gebaut!
Ich freue mich darauf!
Machen wir weiter, Open Source ist für eine bessere Welt!

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Eilmeldung


Englisch:

  • Aufgrund eines neuen Durchbruchs ist kein fünfter (5.) Zitzenbecher mehr erforderlich. In der Auszeit (auch D-Phase genannt), wenn das Vakuum am Zitzenbecher abgeschaltet ist, öffnen wir ein Ventil, um die Milch sofort auf den Boden abzulassen (dies ist kein Problem, da sich dort niemals eine Kuh hinlegen wird – AMOR ist zum Melken da, nicht zum Schlafen). Während der EIN-Zeit werden die Zitzen gereinigt… wobei der Vormelkgewinn wiederverwendet wird, der zur Schmutzentfernung dient!! Dann wird diese Milch direkt an der Zitze ausgestoßen! Wenn das funktioniert, ist es ein Durchbruch, weil uns das viel Ärger erspart:
  • Das Reinigen der Leitungen nach jedem Melkvorgang ist nicht mehr notwendig, aber die Zitzenbecher müssen gereinigt werden, was automatisch beim Vormelken der nächsten Kuh geschieht, (nur wenn bei einer Kuh Mastitis oder ähnliche Infektionen festgestellt werden. Um dies zu bestimmen, müssen wir die Milch immer noch weiter zum Milcheigenschafts-Sensorsystem leiten, was wahrscheinlich zu teuer wäre, um es an jedem Zitzenbecher anzubringen (obwohl das Gewicht für ein besseres Melken während der Phase mit geringem Milchertrag erforderlich wäre, damit der Milchweg nicht durch das zu weite Hochsaugen des Melkzeugs an das Euter blockiert wird), daher ist es besser, das Sensorsystem global zu halten. Nach der Reinigung leiten wir daher etwas Milch zur Inspektion durch die Leitung. Dies kann einige Sekunden dauern und dient als Verzögerung, was gängige Praxis ist, damit die Kuh Oxytocin freisetzt, um den Milcheinschuss zu starten. 15 Jahre nach dem Zweiten Weltkrieg war der Stimulationseffekt noch deutlicher, heutzutage ist dies weggezüchtet – daher sind Kühe weniger empfindlich dafür.) Wenn alles in Ordnung ist, beginnt der Melkvorgang und das Vakuum schaltet auf einen durchschnittlichen Zitzenbecherdruck von 10 .. 13 Zoll Hg um. Eine Anpassung daran ist nicht erforderlich, obwohl das Vakuumniveau während der Phase des maximalen/Spitzenflusses erhöht werden könnte, aber dies spart nur Sekunden an Maschinenlaufzeit. Daher werden wir das Vakuumniveau konstant halten und stattdessen die Zitzenbecher abnehmen, sobald eine Kuh die Melkzeitschwelle (einschließlich des Milchertrags) oder die ACR-Schwelle (automatisierte Melkzeugabnahme, z. B. 0,75 l/min bei 3x+ Melken derselben Kuh pro Tag) überschritten hat.
    • Material- und Kostenreduzierung, da wir uns den 5. Zitzenbecher sparen.
      Natürlich hat das seinen Preis: die Notwendigkeit einer elektrischen Verkabelung – aber das sind nur 2 m lange und dünne Kabel, die am Ende der Vakuumleitung ohnehin notwendig gewesen wären!
      Die Überwachung des Milchertrags wird lokal anders erfolgen als die Erfassung der Milchgesundheitseigenschaften, da die Milch aus der Leitfähigkeitsmessung der Milch et alia nach der Messkammer direkt als Abfall entsorgt wird. Auch für die Reinigung der Leitungen nach der Feststellung von Mastitis als positiv und zu festen Zeiten jeden Tag benötigen wir Wasser, das in unserem System zirkuliert. Ich plane, einen Gartenschlauch zu verwenden, der nacheinander in die Zitzenbecher gesteckt wird. Ein nicht genutzter Kälbermilchausgang kann weiterhin als Ausgangspunkt für Schmutz, Reinigungswasser oder Mastitismilch verwendet werden. (Wenn alle Plätze belegt sind, ist dies nicht möglich, dann nutzen wir den Ausgang bei den Milcheigenschaften oder warten mit der Reinigung, bis ein Platz frei wird. Wir können den Reinigungsprozess nach der Mastitis-Erkennung sogar überspringen, da die Methode ohnehin unzuverlässig ist und in realen zentralisierten Betrieben die Verrohrung der Eimer auch nicht immer gereinigt wird, sobald Mastitismilch durch die Leitung, das Ventil oder den Zitzenbecher eines Eimers geflossen ist. Dies ist hier insbesondere nicht erforderlich, da wir den Hauptabfallausgang direkt an den Zitzenbechern haben, sodass in allen Fällen nur eine sehr geringe Menge (so viel wie für die Erfassung der Milcheigenschaften erforderlich) durch die Verrohrung fließt. Filter sind natürlich installiert und müssen regelmäßig gereinigt werden, oder wir lassen den Roboter das auch erledigen. Mal sehen, wie viel Spaß das macht, dann entscheiden wir.)
  • Wie Sie sehen, nimmt das Vakuumsystem Gestalt an. Derzeit skizziere ich das Schema. Die wesentlichen Parameter sind festgelegt. (Da das Interesse am Melkroboter gering zu sein scheint, da die Landwirte wahrscheinlich nicht wissen, dass jemand verrückt genug ist, einen zu bauen, werde ich dies offline entwickeln, bis ich einen funktionierenden Prototyp gebaut habe.)
  • Die Verwendung der Kinect macht uns das Leben nicht leicht, da zu viele Kanäle/Themen an uns gesendet werden, sodass unser BBB-Mikrocontroller sehr beansprucht wird! Meine Hoffnung liegt auf RODOS, das hier den Unterschied machen könnte, da es nur 2 kB RAM und kaum CPU-Zeit verbraucht, verglichen mit den 80%, die UNIX-Systeme normalerweise nutzen. Erik sagte mir, es gibt einen Dual-Core-Mikroprozessor, aber ich bezweifle, dass er weniger als hundert Euro kosten wird. Die Kinect allein kostet nur etwa 100 €, daher bin ich überzeugt, dass wir diesen Melkroboter für unter 1000 € bauen können. Das wäre sogar viel billiger als der Lasrsaur. Ich hoffe auch, dass die Leute das Potenzial des Roboterarms erkennen, wir könnten ihn auch für andere Dinge verwenden!
  • Außerdem bin ich mir ziemlich sicher, dass nicht nur Kühe, sondern auch Ziegen & Schafe mit unserer Maschine gemolken werden können (natürlich durch Austausch der Melkzeuggrößen und Liner-Spezifikationen sowie der Programmeinstellungen).

Deutsch:

  • Wir können auf den fünften (5.) Zitzenbecher, der nur zum Reinigen gedacht war und auch einen größeren Durchmesser benötigt hätte, verzichten. Durchmesser der Vakuumschläuche kann gleich den herkömmlichen 4-Zitzenbecher-Melkmaschinen die abwechselnd links und rechts pulsieren. Obwohl wir selbst nicht abwechselnd rechts links pulsieren müssen, sondern alle 4 Zitzen gleichzeitig ausmelken können (denn wir haben für jeden Zitzenbecher einen eigenen Schlauch). Einsparen des 5. Zitzenbechers ist möglich, denn mir fiel ein Alternative ein. In der Kein-Vakuum-Phase (engl. ‚D-phase‘) können wir die Milch direkt an den Zitzenbechern mittels eines Ventils auslassen. (Das ist kein Problem für die Hygiene und Rutschgefahr für die Kühe, weil der Boden Löcher hat (man düngt also den Boden) und da Kühe ja nur im Melkroboter stehen - und nicht schlafen!). Wir sparen uns damit:
  • kein mega-gründliches Reinigen der Schläuche mehr zwingend notwendig zwischen jedem Melkvorgang (denn man kann ja eine Kuh mit vier Zitzen nicht mit einem Reinigungsbecher melken, man muss letztendlich dann doch die ganze Mastitismilch durch das normale Milchleitungsystem schicken. (Wir sparen Wasser - das ist gut, denn Trinkwasser ist knapp.)
    • verringerte Materialkosten und Wegfallen der Komplexität durch Steuerung des fünften Zitzenbechers.
    • Vor allem aber geringe Melkzeit, insbesondere viel kürzere Melkzeug-Andock-Zeit, denn jetzt können wir alle vier Becher direkt nacheinander anhängen anstatt warten zu müssen bis der Roboter alle Zitzen mit dem 5. Becher geputzt hat!! Dann wird angemelken, geputzt und stimuliert und das Oxycotin wird den Milchfluss starten. Dann senden wir eine möglichst kleine Milchprobe durch die Schläuche zur Milcheigenschaften-Detektionskammer. Da stellen wir fest, ob die Milch in den Tank gemolken werden darf oder nicht! Darf sie das, started der Melkvorgang. Und das alles auf einer per Zitzenbasis. (Per Zitze den Melkbecher abzunehmen spart weiter wertvolle Melk-Dauer und ist gut für die Kuh, die sonst unter umständen leer gemolken wird. (abnehmen des Melkbechers nur, falls die Milchmenge komplett entnommen, also unterhalb .2kg / min gefallen ist.)
      Natürlich brauchen wir stattdessen dünne Kabel zur Steuerung des Ventils, aber diese kosten wenig - und könnten zur Heizung der Milchschläuche verwendet werden sollten sie zufrieren. Das aufwickeln und abwickeln halten zumindest feinadrige silikonisolierte Kabel gut aus.
  • Im oberen englischen Teil sind weitere Details zur Funktionalität des Melkvorgangs und Werte für Parameter des Vakuum Systems vermerkt.
  • Kinect unter RODOS zum Laufen zu bringen, ist der Kern unseres Projekts - ansonsten müssen wir einen Dual Core Microcontroller verwenden! Mindestens doppelter Preis. Sollte es klappen, dann bleiben wir ziemlich sicher unter der Tausend Euro Grenze!
  • Ich glaube nun auch, dass sowohl Ziegen als auch Schafherden mit AMOR gemolken werden können. (man muss natürlich die Zitzenbechergröße auswechseln .. die Parameter im Program müssen auch teils angepasst werden - Abschlaltmenge geringer als bei Kühen, Sensorwerte und Milchgesundheitsprüfung unterschiedlich, …).

This is a step forward. It was due time!!

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Ich habe noch ein paar Punkte vergessen:

  • Wir können sogar das gesamte Ventilsystem an den Zitzenbechern weglassen. Da solche Vorrichtungen nicht verfügbar sind und nicht einfach selbst hergestellt werden können. In einigen Ländern, wie Australien und Kanada meines Wissens nach, werden die Zitzen überhaupt nicht stimuliert oder gereinigt, da Weidekühe recht sauber sind, weil sie auf Gras liegen.
  • Ich habe den anderen Durchbruch vergessen: Wir werden uns auf ein reines Gleichstromsystem (DC-only) festlegen. Das löst unser Energieproblem, da wir keinen Wechselstrombedarf (AC) mehr haben. Außerdem reicht ein 250-W-Motor als Vakuumpumpe aus (liefert 16+ Zoll Hg Vakuum und wir benötigen nur 10..13 " Hg). Das einzige verbleibende Problem auf der Seite des Energieverbrauchs ist also die Kühlung und Reinigung, d. h. eine Wasserpumpe. Die Schrittmotoren haben ebenfalls eine bescheidene Nennleistung (2A * 24V = 48W) und wir haben ungefähr fünf davon (1x Tür, 3x Roboter, vielleicht 1x Fütterungssystem).
    Dieser Stromverbrauch summiert sich auf: P = 250W (Vakuum) + 250W (Wasserpumpe) + 5 * 50W (Schrittmotoren) = 750W (< 1KW).

Der Stromverbrauch der Elektronik ist vernachlässigbar. Besonders wenn wir die Einbeziehung eines üblichen Kühl- und Rührsystems für sagen wir 5000 l Milch berücksichtigen.
Dies fügt hinzu: P_Milchtank = 2..3 KW (Kühlung) + 250..750 W (Mischer) = 2250..3750 W.

Das ist eine Menge!
Insgesamt ergibt dies: P_gesamt = 3000..4500 W (also ein Minimum von 3KW und ein Maximum von 4,5KW).

Das lässt mich denken, dass es besser ist, entweder einen kleinen, leicht zu kühlenden Tank zu haben oder Solarkühlung zu verwenden oder den Melkroboter in der Nähe des Hauses zu halten und ein Stromkabel zu verlegen! Eine weitere Lösung könnte die Verwendung eines Schlauchs sein, um die Milch direkt in die Melkkammer zu leiten. Es sind keine Rohre erforderlich, auch wenn der begrenzte Schlauchdurchmesser (z. B. Garten-, aber lebensmittelecht!) den Milchfluss stark einschränkt. Dies liegt daran, dass der Melkroboter genug Zeit hat, die Milch loszuwerden, da zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tiermelkungen genug Zeit ist. Außerdem wird auf dem mobilen Roboter ohnehin ein kleiner Tank für das Vakuumsystem benötigt. Wenn wir den Standort des Melkroboters klug wählen, brauchen wir nicht einmal eine Pumpe (Höhenunterschied)!

Wenn wir die Energie des Vakuumsystems und der Elektronik von der Kühl- und Tankreinigung entkoppeln, wie oben skizziert, dann können wir einen wirklich mobilen Roboter erhalten. Ohne die Notwendigkeit einer festen Energieverbindung. Gleichstrom ist dafür nicht zwingend erforderlich, vereinfacht den Prozess aber sehr, da die meisten alternativen Energiegewinner Gleichstrom erzeugen, ebenso wie die Elektronik und die Schrittmotoren (da dort nur einzelne Phasen bestromt werden, obwohl sie mehr als zwei Drähte haben). Dies erhöht die Effizienz und verringert die Komplexität, da keine Umwandlung von AC zu DC und dann wieder von DC zu AC (wie bei der Motorsteuerung) mehr erforderlich ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das reine Gleichstromsystem viele Vorteile hat, von denen einige oben genannt wurden, und die Möglichkeit eröffnet, die Energieversorgung des Großteils des mobilen Roboters von starken Stromverbrauchern wie dem Kühlsystem zu entkoppeln. Die AC-Lasten können weiterhin über ein gewöhnliches Stromkabel gespeist werden, das sowohl für 1-Phasen- als auch für 3-Phasen-Strom (letzteres viel teurer als ersteres) leicht verfügbar ist.

Alternativ könnten die üblichen AC-Lasten ausgelagert werden, was das Gewicht des mobilen Roboters und den Platzbedarf verringert. Ein autonomer, selbstreinigender Milchtank ist natürlich ein Ziel, das zumindest den Milchtank besser abdichtet und Wildtiere (Rehe, Füchse, ..) davon abhält, unser Milchreservoir zu leeren.

Ob es besser ist, diesen autonomen Tank in der Nähe des Roboters zu haben oder ob es billiger und praktischer ist, ihn in einer nahegelegenen Melkkammer aufzubewahren, bleibt zu bestimmen.
Das spricht für den entfernten Milchtank:

  • Den Tank in der Nähe oder in einer Melkkammer zu haben, ist keine schlechte Sache (besonders im Winter und bei stürmischem Wetter)
  • und reduziert das Gewicht
  • und die Größe des Melkroboters.
  • Es spart auch das AC-Stromkabel zum Melkroboter
  • und verringert auch den Wasserbedarf.

All dies hat seinen Preis:

  • Ein lebensmittelechter Schlauch oder eine flexible Verrohrung ist erforderlich, um die Milch vom Roboter zum Tank zu bekommen. Dies wird durch den nicht mehr benötigten Wasserschlauch kompensiert.
  • Aber schließlich könnte eine Pumpe notwendig werden, wenn es keine Möglichkeit gibt, die Schwerkraft (Höhenunterschied) zu nutzen. Dies könnte dadurch kompensiert werden, dass die Reinigungspumpe oder der Wasserkompressor des Melkroboters wiederverwendet/umkonfiguriert wird und irgendwie sowohl für die Reinigung des Roboters als auch zum Pumpen von Milch durch Druckbeaufschlagung eines Luftbehälters verwendet wird (als mögliche Lösung, um nicht in direkten Kontakt mit Milch zu kommen, was wiederum eine lebensmittelechte Pumpe erfordern würde und den Kompressor wahrscheinlich für diesen Zweck ungeeignet machen würde).

Hier eine Vakuumpumpe, die unsere Anforderungen erfüllt und in Europa hergestellt wird:

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Hi Jan,

hier die Lösung für Dein Kühl-Problem:

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  1. Tank in die Erde verlagern, unterhalb d. Frostgrenze von ca. 80cm Tiefe herrscht durchgehend ca. 10°C. Du musst also durch zusätzliche Kühlung nur noch ca. 6°Kelvin überbrücken.

  2. Google mal nach „Eiskeller“, das ist, was die Leute früher gemacht haben, als es noch keine Kühlschränke gab. Wird auch in die Erde gebaut und der tank dann mitten rein plaziert.

  3. Solange die Jahresezeit noch genügend kalte Nächte hat, nächtlicher Wärmetausch.

  4. Etwaige noch verbleibende Deckungslücken mit langem Stromkabel decken, wie von Dir skizziert, aber damit ist der Strombedarf schon auf ein Minimum reduziert. Falls dieses Minimum klein genug ist, wäre ev. auch solares Inselsystem möglich, ein Stromspeichersystem wie die Zn/O-Zelle wäre hier natürlich eine gute Unterstützung.


    Gruss, Oliver

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Danke Oliver, das klingt gut! Man könnte - wenn man den Milchtank unter den Roboter verlegt wie du es vorgeschlagen hast, sogar mit dem Abwasser vom Hochdruckreiniger oder Regenwasser kühlen.

Wenn man den Roboter nicht eingraben will, dann könnte man den Effekt vielleicht irgendwie nachbauen.


Hier das Schema zum Vakuum System:

AMOR_Vacuum_System.jpg
AMOR_Vacuum_System.jpg1052×744 122 KB

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Nur den Tank eingraben, nicht den Roboter. :wink:

Falls das problematisch ist von wegen Milch und Tank reinigen oder so, dann nen anderen Tank mit Kühlwasser und Milchtank per Wärmetauscher kühlen.

Ansonsten oberirdisch dürfte schwierig sein, da Du das umliegende Erdreich zur Abführung der Wärme benötigst.

Man hat früher anstatt der Eiskelle auch oberirdische Eisspeicher benutzt, die halt meterdick mit Stroh isoliert waren, allerdings funktionierte dies nur aufgrund einer quasi aktiven Kühlung, d.h., mittels Eis, das während der Winterperiode eingelagert wurde.

Gruss, Oliver

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Wahrlich, das ist eine Option!

Zuerst dachte ich an einen flachen Tank der unter dem Melkroboter unter der Erde liegt und durch den Melkroboter schon etwas isoliert ist. Der Effekt müsst schon bemerkbar sein. Aber man müsste mindestens einmal mit schwerem Gerät etwa einen halben Meter abheben.

Den Tank selbst einzugraben ist nicht ungeschickt, so kann man die Leitung zumindest kürzen. Am besten da eingraben, wo ein Milchwagen gut hinkommt. Außer man kennt genug Leute, die die Milch morgens selber vom Bauern holen … dann könnte man es auch sonstwo einbuddeln.

Der Vorteil ist die ungeheure Stromersparnis.

Bei den modernen selbstreinigen Tänken sollte das kein Problem sein. Meinst du, man kann etwas Abstand zwischen Tankwand und Erde lassen? Luft ist bekanntlich ein guter Isolator aber hier bin ich mir nicht sicher, ob das nicht kontraproduktiv ist, weil doch die Kühle der Erde irgendwie zur Milch gelangen muss.

Dann wäre wohl weiter ein komplett unisolierter Tank von Vorteil. Mensch, Oliver, solche Tänke sind ja auch viel einfacher herzustellen! Das ist wirklich ein bahnbrechender Vorschlag. Sieht man mal wieder, dass Kollaboration und damit Open source zum allgemeinen gegenseitigen Nutzen ist. :mrgreen:

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Hi Jan,

Ein halber Meter ist zuwenig, die Frostgrenze liegt bei 80cm, dadrunter hast Du gleichbleibend ca. 10°C. D.h., der Tank muss noch dadrunter liegen. Ist Dein Tank zB. 1,20m hoch dann würde ich das Loch auf 2,20m ausbaggern.

Bei den modernen selbstreinigen Tänken sollte das kein Problem sein. Meinst du, man kann etwas Abstand zwischen Tankwand und Erde lassen? Luft ist bekanntlich ein guter Isolator aber hier bin ich mir nicht sicher, ob das nicht kontraproduktiv ist, weil doch die Kühle der Erde irgendwie zur Milch gelangen muss.

Ja, ich schätze auch. Man muss hier etwas umdenken, es geht ja nicht darum die Wärme in der Milch zu halten sondern das Gegenteil;)

Sieht man mal wieder, dass Kollaboration und damit Open source zum allgemeinen gegenseitigen Nutzen ist. > :mrgreen:

Ja, genau das ist der Grund, warum OpenSource, obwohl man etwas für umsonst produziert und „weggibt“, trotzdem durchaus wirtschaftlich sein kann. Was für manche (materiell orientierten) Leute zunächst oft etwas schwierig zu verstehen ist :wink: Man bekommt halt ein vielfaches zurück von dem was man weggibt.

Gruss, Oliver

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Ein halber Meter ist zuwenig, die Frostgrenze liegt bei 80cm, dadrunter hast Du gleichbleibend ca. 10°C. D.h., der Tank muss noch dadrunter liegen. Ist Dein Tank zB. 1,20m hoch dann würde ich das Loch auf 2,20m ausbaggern.

Also habe ich da einen Denkfehler, man muss den Tank also auch wieder mit Erde zudecken… natürlich… ansonsten hätten wir wohl keinen Isolationseffekt.


Heute war Klausur, die letzte Chance. Das war ein richtig heißes Eisen, denn die Nacht hatte ich zwar durchgemacht, doch um 8 Uhr morgens bin ich dann irgendwie doch eingepennt. Und um 9 Uhr war doch die Klausur!! Irgendetwas hat mich um 9:01 Uhr aufgerüttelt - das war knapp!! Bin über’n Sicherheitszaun der ehemals amerikanischen Basis gesprungen und hab mich mit der Hand am Stacheldraht aufgerissen, aber es hat sich gelohnt, ich war gerade mal knappe 10 Minuten zu spät obwohl ich dann noch nicht mal gefunden habe, wo wir überhaupt geschrieben haben! Total verrückt das ganze - und ich bin selbst auch halb verrückt geworden. Und als ob das nicht schon genug wäre, habe ich auch noch keinen Bleistift gehabt. Aber diese Klausur ohne Bleistift zu schreiben … wenn man das macht, dann fliegt man raus - und zwar sofort. Da herrscht noch Zucht und Ordnung! :wink:

Zum Glück hat mir unterwegs zur Klausur eine Studentinkollegin noch schnell einen zugeworfen … was ein Glück! Leider kam auch noch der Professor, hat nach mir gefragt und erfahren, dass ich zu spät kam und dann hätt er wahrscheinlich am liebsten die alte Rute wieder eingeführt. Recht hätt er gehabt. Sie haben mich dennoch verschont, aber a bissl sauer war er trotzdem leider! Ein Kommilitone hatte weniger Glück … er kam noch etwas später (+30min) und durfte erst gar nicht mehr anfangen zu schreiben.

Hat man sich nur erstmal an die hohen Anforderungen einer Wissenschaft gewöhnt, versteht man sogar die Quantenmechanik. Zeit ist das Grundkonzept im Studium. Nur endlos Zeit zum Verstehen und daran Gewöhnen gibt’s nunmal nicht. Das Problem der Weisheit: wir sind sterblich. Technologie und Theorien werden immer komplizierter, also dauert es immer länger bis die Nachkommegeneration sich durchgearbeitet hat. Ist man erstmal durchgeackert, geht man wahrscheinlich in Rente. :smiley:

Viel kaltes Salzwasser bei 0 Grad, in das man geworfen wird also in Deutschland, zum Ziele auch in Öl letztlich schwimmfähig zu sein. Das Konzept in Russland ist dagegen anders: Zuerst wird gezeigt wie es funktioniert und dann soll man es nachmachen. In Deutschland ist das - zumindest bei uns - anders: Erst nichtssagende Erklärungen, die wichtige Details oder das „wie man’s jetzt wirklich macht“ einfach weglassen (manchmal steht’s zwar in den Vortragsfolien drin, aber ist zugedeckt mit irgendwelchen Tricks … als wär das alles Absicht.) - und dann sollen in den Übungsaufgaben die Studenten mal schnell in einer Woche das neu ergründen und wiederholen, was vor 200 Jahren mal ein Mathematiker herausgefunden und dessen Beweis 2 Jahre gedauert hat.


Wahrscheinlich ist es wegen dem ganzen Öl, dass ich momentan auf seltsame Ideen komme, um irgendwie öl-unabhängig zu werden:

  • Alternierend (= abwechselnd) je Magnet und Draht an alle Bäume im Wald aufhängen. Geht nun ein Wind, so wird in den Drähten durch die Magnetfelder Strom induziert.
  • Angenommen, die Herdentiere grase auf einem Steilhang. Nun die Kühe im unteren Teil Wasser saufen lassen, den Melkroboter aber oben aufstellen …
    Den Tank wiederum auf so tiefe Höhenlage wie möglich versetzen. Die Milch, die vom Melkroboter zum Tank fließt, lassen wir eine Turbine antreiben. Hat man entweder viele Tiere, oder aber eine Höhendifferenz von mehr als 50 Metern, so ist die Stromausbeute schon kein „Spielzeug“ mehr. (sondern eher die Lösung des Stromproblems)
  • Bekommt man die Abfälle von den Tieren in ein riesiges Schaufelrad, so hat man mächtig Gravitationsenergie. (aber der Dünger fehlt)
  • Methan-Gase könnten eingefangen und als Treibstoff verwendet werden.
  • Unter der Weide könnten Wellen verlegt werden, die durch das Auftritten der Tiere auf eine Platte Wasser hochpumpt (oder direkt einen Generator antreibt). In beiden Fällen muss verhindert werden, dass die Welle zurückdrehen kann, also muss es wie eine Ratsche funktionieren.
  • Erdwärme wäre super, ist aber erst nach 2km bei ungefähr 50°C (bei der Temperatur splittert Felsen wie Glas!!),
  • Also nehmen wir den Blitz … das ist unsere einzige Chance. Da kommt Wärme sprichwörtlich vom Himmel und schnell wie der Blitz. Es gibt Materialien, die können aus Wärme direkt Strom herstellen … nur wie bringt man den Blitz dazu, seine Wärme und Spannung in das Glühen eines Metalls zu umzuwandeln. der Blitz wird aufgrund der hohen Spannung einfach durchschlagen, die Frage ist also: Wie baut man einen Blitzfangapparat, der den Blitz regelrecht dazu auffordert stündlich einzuschlagen und dennoch nicht zu schmelzen, zu zerbersten oder sonstige Schäden zu nehmen.

Ich rede zu viel, hier meine Taten, Vakuum System Revision 2. Jetzt doch mit mechanischem Vakuumregler (das war mir doch zu gefährlich für die Kuh in der Testphase den Vakuumdruck jetzt nur rein elektrisch und auf Sensorbasis zu regeln).

Jetzt muss nur noch ein passendes Ventil (engl. Valve) gefunden werden. Dann werden wir STM32 microcontroller an Pulsator und Ventile hängen. BBB wird sich nur noch um den Roboterarm kümmern müssen! Vielleicht auch den Futterautomat. Aber das kommt später.

Hier mal das JPG-Bild, die Texte kann man endlich lesen, einfach draufklicken oder das Bild anzeigen:

AMOR_Vacuum_System.jpg
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