217 lines
7.8 KiB
Markdown
217 lines
7.8 KiB
Markdown
# Grasmaaier Automatisering (OpenMower / Mowgli)
|
|
|
|
Documentatie van de autonome robotmaaier (**`mowerv2`**) binnen het homelab netwerk en de integratie met het centrale Kubernetes cluster en Home Assistant.
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🧭 Inhoudsopgave
|
|
|
|
- [Overzicht](#-overzicht)
|
|
- [Hardware & Componenten](#-hardware--componenten)
|
|
- [Netwerk & Verbinding](#-netwerk--verbinding)
|
|
- [Software Architectuur (Docker & ROS)](#-software-architectuur-docker--ros)
|
|
- [Cluster & Smart Home Integratie](#-cluster--smart-home-integratie)
|
|
- [Onderhoud & Troubleshooting](#-onderhoud--troubleshooting)
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 📌 Overzicht
|
|
|
|
| Eigenschap | Waarde |
|
|
| :--- | :--- |
|
|
| **Hostname** | `mowerv2` / `mowerv2.lan` |
|
|
| **IP-adres** | `10.2.1.10` (statisch IPv4 /16, gateway: `10.2.0.1`) |
|
|
| **Basis Robot** | Yardforce 500 |
|
|
| **Controller Mainboard** | Mowgli (OpenMower drop-in STM32 PCB) |
|
|
| **Boordcomputer** | Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.5 (4GB RAM) |
|
|
| **Besturingssysteem** | Ubuntu 24.04 LTS (Noble Numbat) aarch64 (Kernel 6.8.0-raspi) |
|
|
| **MAC-adressen** | Wi-Fi (`wlan0`): `2C:CF:67:64:8E:9F`<br>Ethernet (`eth0`): `2C:CF:67:64:8E:9A` |
|
|
| **SSID** | `brupjelan` (vastgezet op 2.4 GHz) |
|
|
| **Web UI & App** | `http://10.2.1.10:3000` (OpenMower App) / Poort 4005 (Nginx) |
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🛠️ Hardware & Componenten
|
|
|
|
```mermaid
|
|
flowchart TD
|
|
subgraph MowerChassis ["Yardforce 500 Chassis"]
|
|
Motors["Wiel- & Maaimotoren (BLDC + ESCs)"]
|
|
Sensors["Bumpers, Lift- & Noodstopsensoren"]
|
|
Mowgli["Mowgli Mainboard (STM32 MCU)"]
|
|
STLink["STM32 STLink Programmer (SWD)"]
|
|
GPS["RTK GPS Ontvanger (CH341 UART)"]
|
|
Pi["Raspberry Pi 4B (4GB)"]
|
|
end
|
|
|
|
Motors <--> Mowgli
|
|
Sensors --> Mowgli
|
|
STLink -.->|SWD Flashen| Mowgli
|
|
STLink <-->|USB /dev/bus/usb/001/00x| Pi
|
|
Mowgli <-->|USB CDC ACM /dev/mowgli| Pi
|
|
GPS <-->|USB Serial /dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial...| Pi
|
|
Pi <-->|Wi-Fi 2.4 GHz| LAN["Thuisnetwerk (10.2.0.0/16)"]
|
|
```
|
|
|
|
1. **Yardforce 500 Chassis**:
|
|
* Wielmotoren en maaimotoren aangedreven via borstelloze ESCs.
|
|
* Veiligheidssensoren (kantelsensor, optilsensor, bumper microswitches).
|
|
2. **Mowgli Mainboard**:
|
|
* Open-source PCB ontworpen voor het OpenMower project ter vervanging van het originele Yardforce moederbord.
|
|
* Bevat een STM32-microcontroller die real-time motorbesturing en sensor-uitlezing uitvoert.
|
|
* Communiceert met de Raspberry Pi via USB CDC ACM (`/dev/mowgli` -> `/dev/ttyACM0`).
|
|
3. **STM32 STLink Programmer**:
|
|
* Vaste onboard STLink-debugger aangesloten via USB.
|
|
* Maakt het mogelijk om de STM32 firmware direct vanaf de Pi te flashen met OpenOCD.
|
|
4. **RTK GPS Ontvanger**:
|
|
* Biedt centimeter-nauwkeurige RTK-positionering voor de maaier.
|
|
* Aangesloten via CH341 USB-naar-serieel adapter (`ttyUSB0` op baudrate 460800).
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 📶 Netwerk & Verbinding
|
|
|
|
### 1. Statische Netplan Configuratie
|
|
De netwerkconfiguratie bevindt zich in `/etc/netplan/50-cloud-init.yaml`:
|
|
```yaml
|
|
network:
|
|
version: 2
|
|
wifis:
|
|
wlan0:
|
|
optional: true
|
|
dhcp4: false
|
|
dhcp6: false
|
|
link-local: [ ipv4 ]
|
|
addresses:
|
|
- 10.2.1.10/16
|
|
routes:
|
|
- to: default
|
|
via: 10.2.0.1
|
|
nameservers:
|
|
addresses:
|
|
- 192.168.2.11
|
|
- 1.1.1.1
|
|
- 8.8.8.8
|
|
access-points:
|
|
"brupjelan":
|
|
password: "..."
|
|
band: "2.4GHz"
|
|
```
|
|
|
|
### 2. 2.4 GHz Band Pinnen
|
|
Om verbindingsdrops door band-steering (switchen tussen 2.4 GHz en 5 GHz) tijdens het rijden in de tuin te voorkomen, is `band: "2.4GHz"` ingesteld. Hierdoor genereert Netplan een strikte frequentielijst in `wpa_supplicant` (`freq_list` 2412 t/m 2484 MHz).
|
|
|
|
### 3. Wi-Fi Power Management Permanente Fix
|
|
Standaard schakelt de `brcmfmac` Wi-Fi-driver van de Raspberry Pi energiebeheer in, wat leidt tot gemiste frames en deauthentications. Dit is permanent uitgeschakeld via de systemd-service:
|
|
* **Unit**: `/etc/systemd/system/wifi-powersave-off.service`
|
|
* **Commando**: `/sbin/iwconfig wlan0 power off`
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🐳 Software Architectuur (Docker & ROS)
|
|
|
|
De volledige OpenMower runtime draait in Docker Compose onder `/root/mowgli-docker/docker-compose.yaml` (repository `github.com/brupje/mowgli-docker`).
|
|
|
|
```mermaid
|
|
flowchart LR
|
|
subgraph DockerMower ["mowerv2 Docker Stack"]
|
|
RosCore["mowgli-roscore (ROS Noetic)"]
|
|
RosSerial["mowgli-rosserial (/dev/mowgli)"]
|
|
OpenMower["mowgli-openmower (open_mower.launch)"]
|
|
GUI["openmower-gui (v2)"]
|
|
App["app (Web UI :3000)"]
|
|
MQTT["mowgli-mqtt (Mosquitto :1883)"]
|
|
end
|
|
|
|
RosSerial <-->|Topic I/O| RosCore
|
|
OpenMower <-->|Navigation & Planner| RosCore
|
|
GUI <-->|Status & Map DB| RosCore
|
|
App <-->|REST / WS| GUI
|
|
OpenMower -->|Telemetry| MQTT
|
|
MQTT <-->|Bridge| K8sMosquitto["Centrale Mosquitto (K8s: 10.2.0.4)"]
|
|
```
|
|
|
|
### Belangrijkste Containers
|
|
|
|
| Container | Image | Poorten / Netwerk | Functie |
|
|
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
|
| **`mowgli-roscore`** | `ghcr.io/brupje/mowgli-docker:upstream` | `host` (:11311) | Centrale ROS Noetic Master broker |
|
|
| **`mowgli-rosserial`** | `ghcr.io/brupje/mowgli-docker:upstream` | `host` | `rosserial_server` gekoppeld aan `/dev/mowgli` (115200 baud) |
|
|
| **`mowgli-openmower`** | `ghcr.io/brupje/mowgli-docker:upstream` | `host` | Hoofdproces voor navigatie, padplanning en RTK GPS integratie |
|
|
| **`openmower-gui`** | `ghcr.io/brupje/openmower-gui:v2` | `host` | Backend service voor kaart- en taakbeheer |
|
|
| **`app`** | `ghcr.io/xtech/openmower-app:edge` | `3000:3000` | Moderne webinterface voor status en live kaart |
|
|
| **`mowgli-web`** | `nginx` | `4005:80` | Webserver voor statische data en web assets |
|
|
| **`mowgli-mqtt`** | `eclipse-mosquitto:latest` | `1883:1883`, `9001:9001` | Lokale MQTT broker voor status-uitwisseling |
|
|
| **`watchtower`** | `containrrr/watchtower` | Geïsoleerd | Automatische updates voor OpenMower GUI images |
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🔗 Cluster & Smart Home Integratie
|
|
|
|
### 1. DNS (Dnsmasq)
|
|
In `cluster-infra/dnsmasq/dns-records` op `vmserver` is de maaier geregistreerd:
|
|
```text
|
|
10.2.1.10 mowerv2.lan mowerv2
|
|
fd00:2::1:10 mowerv2.lan mowerv2
|
|
```
|
|
|
|
### 2. MQTT Bridge (K8s Mosquitto -> Grasmaaier)
|
|
In de centrale Mosquitto broker in het Kubernetes cluster (`cluster-infra/mosquitto/k8s/configmap.yaml`) is een actieve bridge geconfigureerd:
|
|
```text
|
|
connection mower
|
|
address grasmaaier.lan:1883
|
|
cleansession true
|
|
local_cleansession true
|
|
notifications true
|
|
try_private true
|
|
topic # both 0 grasmaaier/ ""
|
|
```
|
|
Alle telemetrie en commando's van de maaier worden gesynchroniseerd onder het MQTT-prefix `grasmaaier/#` (de maaier publiceert root-topics zoals `robot_state/json`, welke lokaal gemapt worden naar `grasmaaier/robot_state/json`).
|
|
|
|
### 3. Home Assistant
|
|
Binnen de `smart-home` submodule koppelt Home Assistant via de centrale MQTT-broker aan de `grasmaaier/#` topics om de actuele status (batterij, maaimodus, foutmeldingen, laadstatus) in te zien en automatiseringen te triggeren.
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🔧 Onderhoud & Troubleshooting
|
|
|
|
### 1. Inloggen via SSH
|
|
Vanaf het werkstation of de `vmserver`:
|
|
```bash
|
|
ssh bart@10.2.1.10
|
|
# of
|
|
ssh bart@mowerv2.lan
|
|
```
|
|
|
|
### 2. STM32 Firmware Flashen
|
|
Wanneer er een nieuwe firmware gebouwd is (`firmware.elf`), kan deze direct geflashed worden naar het Mowgli board via de onboard STLink:
|
|
```bash
|
|
cd /home/bart
|
|
./upload.sh
|
|
```
|
|
*Dit script stopt tijdelijk de communicatie, gebruikt OpenOCD om de STM32 te wissen en te herprogrammeren, en reset de USB-bus (`1-1`).*
|
|
|
|
### 3. Docker Containers Beheren
|
|
```bash
|
|
cd /root/mowgli-docker
|
|
|
|
# Status controleren
|
|
sudo docker compose ps
|
|
|
|
# Herstarten van de stack
|
|
sudo docker compose restart
|
|
|
|
# Live logs van de maaier en planner bekijken
|
|
sudo docker logs -f mowgli-openmower
|
|
sudo docker logs -f mowgli-rosserial
|
|
```
|
|
|
|
### 4. Wi-Fi & Verbinding Controleren
|
|
```bash
|
|
# Linkkwaliteit en frequentie controleren (moet 2.4xx GHz zijn en Power Management: off)
|
|
iwconfig wlan0
|
|
|
|
# Controleren of powersave-off service actief is
|
|
sudo systemctl status wifi-powersave-off.service
|
|
```
|