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Roll_E – mein Begleiter auf 4 Rädern – Elektrischer Rollstuhl

von Christoph Bimmer

Nun mal ein Baubericht, der nicht allzuviel mit FPV zu tun hat, sondern mit einem Elektro Rollstuhl. Vielleicht verpass ich ihm ja auch noch eine Kamera 😉 Beim letzten FPV Treffen konnten wir mit den Autos nicht ganz bis zum Flugplatz fahren und ich musste sage und schreibe 3x laufen bis ich alles ausm Auto an meinem Platz hatte. Ich war bevor das entspannte fliegen los ging schon regelrecht ent-nerft. Am Abend musste dann wieder alles ins Auto.

Roll_E - mein Begleiter auf unliebsamen Gelände :)

Roll_E – mein Begleiter auf unliebsamen Gelände 🙂

Als ich dann so den Weg zum Auto schlenderte, kam mir die ultimative Idee: ich brauche einen Bollerwagen! OK. Bollerwagen schön und gut, der muss ja auch gezogen/geschoben werden und dann durch das hohe und oftmals auch feuchte Gras. Was macht man da am besten? Richtig! Einen E-Motor verbauen!

Brainstorming

Mit der Zeit kamen dann ganz viele Ideen was der Roll-E haben muss. Darunter zählen unter anderem:

  • Elektroantrieb mit Differenzial und Getriebe (Max 10km/h)
  • Solarzelle damit er nicht nutzlos in der Sonne herumsteht
  • Traktorreifen am Antrieb
  • Höchstmaße 70x60cm (muss man ja in den Kofferraum bekommen)
  • Abnehmbare Alukisten für den Transport
  • Led Beleuchtung
  • Fernsteuerung / DIY MICRO RX / 433 MHz
  • evtl. eine kleine Sitzfläche
  • Not-Aus Schalter

Gimmicks:

Als besondere Gimmicks sind mir spontan eingefallen:

  • Autopilot ala APM oder Pixhawk (als Rover Variante)
  • Followme Modus (damit er mir hinterherfahren kann)
  • Wegpunkte abfahren
  • Retourn to home (damit er auf Knopfdruck selbst zum Auto zurückfahren kann)
  • Lipos laden
  • FPV-Monitor
  • FPV-Camera damit man ihn auch per Kamera steuern kann

Somit ging die Recherche los und bin nach etwas googlen dann auf den Youtube-Kanal von CGmerowinger aufmerksam geworden. Lange Rede, kurzer Sinn, die Gegebenheiten standen fest und nach der Ideenfindungsphase war klar was benötigt wird. So ein Rollstuhl kann anscheinend um die 150KG schieben. Das wäre ja mehr als ausreichend 🙂

  • Antrieb aus einem alten Elektrorollstuhl (mind. 24V)
  • Bürstenregler der 24V kann
  • Solarpanel / inkl. Laderegler

1. Inspektion / Test:

Nachdem ein paar Wochen vergangen sind, hab ich endlich einen passenden „Freund“ in einer Kleinanzeigenbörse gefunden der mir zusagt… Einen INVACARE G40. Der Preis war auch vollkommen OK! Lasst euch nicht übers Ohr hauhen. Für die alten Rollstühle gibt es keine Ersatzteile mehr und fahren möchte den auch keiner mehr! 🙂

Invacare G40

Da ist er nun 🙂

Da stand er nun ein paar Tage in meinem Keller, bis ich dazu gekommen bin ihn vom unnötigen Ballast zu befreien:

Unnötiger Ballast

Was übrig bleibt

Abgenommen wurde der komplette Sitz mit Sitzmechanik, Aussenverkleidung, Fußstützen, die Elektronik und die Lampen. Die Batterien die mit dabei waren kamen auch sofort auf den Sondermüll. Die lagen beide bei 0,00V – somit Tiefentladen und reif für die Tonne.

Übrig geblieben ist dann nur noch der Grundrahmen und der komplette Antrieb mit Getriebe. Interessant ist auch die Lenkung. Die befindet sich bei diesem Rollstuhl an der Rückseite und erinnert an einen Stapler. Wohl das man sich keine Füße einzwicken kann. Die Lenkung wird mit einem Servomotor angesteuert. Mal sehn ob ich den zum laufen bekomme…

chassi

Antrieb / Bremse:

Da der Roll-E eine Magnetbremse besitzt, ist der Zustand ohne Akku natürlich immer „geschlossen“. Die muss man erst öffnen. Dazu nimmt man eine Batterie mit 12V und geht damit an den Bremskontakt. Man hört wie sich die Bremse öffnet mit einem kleinen „Klick“. Jetzt kann man den Reifen einwandfrei bewegen. Ich weiß, 24V will der Rolli haben, aber für die Bremse reichen ihm erstmal 12V. Jetzt nimmt man eine zweite Batterie und geht damit an die anderen beiden Pole im Stecker und siehe da, der Motor funktioniert 🙂

Invacare Antrieb Kabel

Rot/Blau= 24 Volt Motor, Gelb/Schwarz = 24V Bremse

Die Scheibenbremse welche verbaut ist, lass ich erst mal ohne Funktion. Um die kümmere ich mich später 🙂 Wird wohl ausgebaut um Gewicht zu sparen!

Scheibenbremse

Antrieb:

Für den Elektromotor vorne habe ich diesen 24V Brushed ESC/Regler verbaut (hier, oder hier). Ich habe noch einen extra Kühlkörper verbaut um ihn auch wirklich nicht überhitzen zu lassen.

Die Akkukiste die beim Rollstuhl dabei war, dient mir nun als Controllingeinheit. Sie umfasst eine Box welche ich mit Elektronik vollgepackt habe und die Akkus natürlich.

Antriebsbox des Rollstuhlchassies

Lenkung:

Nachdem ich mich lange damit beschäftigt habe, wie ich die vorhandene Lenkung richtig anspreche (Arduino, Positionsgeber, Software) hab ich die Idee mit dem Arduino verworfen und hab mich dann nochmal länger damit beschäftigt… Die vorhandene Servolenkung von dem Ding ließ sich einfacher ansprechen als Gedacht. Benötigt habe ich dazu nur folgende Sachen:

Auf der Lenkseite (hinten im Originalzustand) hat der Rolli einen Schalter um die Lenkung auszuhängen. Das ganze wird durch einen mechanischen? Schalter übermittelt ans Steuergerät. Ich konnte somit feststellen ob die Lenkung eingehengt ist oder nicht mit einem Durchgangsprüfer. Auch konnte ich werte des integrierten Positionsgebers auslesen.Servolenkung Kabel

Folgende Daten konnte ich auslesen:

  • Schwarz/Blau= Lenkung ein- oder ausgehängt als Signalgeber
  • Weiss/Rot Lenkungspoti: 7,17kohm max ~7K 4,55kohm mittel 1,9kohm min ~2K

Die Verkabelung für das Servocontrollerboard sieht dann wie folgt aus:

Verkabelung Servolenkung am Controller

Positionsgeber

Am Positionsgeberpoti vom Rollstuhl ist die Verkabelung folgend:

  • Blau = GND
  • Rot = 5V
  • Weiß = Poti

Der Controller kann entweder per Poti angesteuert werden oder aber über ganz normales RC Signal 🙂 Da kommt freude auf!! 🙂

 

Dazu habe ich auch folgendes Video gefunden bei Youtube:

LED Beleuchtung:

Zur Signalisierung, dass der ROLL_E unter Strom steht, hab ich auf der Rückseite einen Streifen mit roten LED’s angebracht. Das sind normalerweise RGB Leds, hatte aber keine Lust jetzt extra „Rote“ LED Streifen zu besorgen. Sobald der Powerschalter umgelegt wurde, fangen die hinteren LED’s an zu leuchten. Vorne habe ich weiße LED’s verbaut.

LED Rot hinten LED weiß vorne

An der Vorderseite habe ich weiße LED Scheinwerfer angebracht. Genau genommen diese hier: LINK Dazu hab ich ihnen eine Hutze gedruckt 🙂

led_scheinwerfer_printed

Schaltbar natürlich mit Fernsteuerung durch diesen RC Schalter. Gibts mit Sicherheit auch bei ebay… Die Ausleuchtung der LED Scheinwerfer ist echt gigantisch. Bin ja mal gespannt, wie das ganze in der Dämmerung aussieht…

LED weiß vorne

Stromversorgung / Elektro:

Kurzübersicht der verbauten Teile:

Da der Motor und die Servolenkung nur ordentlich mit 24 Volt laufen, musste ich einen Kompromiss eingehen… Sackschwere Bleigelakkus oder teure Lipo Akkus. Naja, ich hab mich dann für die Lipo Akkus entschieden. Das macht locker 20KG Gewichtsunterschied aus.

Um die einzelnen Lipozellen zu überwachen ist es notwendig jeden Akku mit einem Lipowarner auszustatten. Das ist schon recht nervig, aber hilf m.e. nichts. Da such ich noch eine Gesamtspannungsüberwachung. Mal schaun. Vorerst muss ich bei der Methode bleiben.

6S 8000mAh

6S 8000mAh

Um den Verbrauch, die Spannung und die Leistung zu verfolgen hab ich ein Wattmeter eingebaut. Genauer genommen das hier. Ein Test bei Youtube zeigt das es doch „relativ“ genau ist und für meine Zwecke vollkommen ausreichend.

Strommessung

Strommessung

Weiterhin habe ich etliches an 12AWG Stromkabel bestellt und XT90 Stecker. Die sind vielleicht etwas überdimensioniert aber da passt das Dicke Kabel echt gut rein! Um alles ordentlich Einschalten zu können, hab ich noch einen Batterietrenner bestellt. Den hier um genau zu sein.

Blende mit Powerschalter

Ich habe das ganze natürlich auf einer schönen Blende samt dem Batterieschalter verbaut. Wenn kein Strom auf dem Roll_E ist, rollt er auch nicht davon 🙂

Blende mit Hauptschalter

Stauraum:

Ich wollte flexibel bleiben. Ausserdem muss der ROLL_E in meinen Kofferraum passen. Somit entschloss ich mich nur den Unterbau fahrbar zu gestalten und die Aluboxen abnehmbar zu machen.

BILDER FOLGEN

Auf das Grundgestell kamen zwei Riffelblechplatten mit Scharnieren um an die Elektronik hinzukommen und rundherum Aluwinkel in passender Länge/Breite und schon war der ROLL_E nicht mehr hohl, sondern man konnte etwas abstellen. Damit die Koffer nicht herunterfallen, hab ich noch jeweils zwei Schnappverschlüsse drangeschraubt.

BILDER FOLGEN

Verbaut hatte ich dann:

  • 2x Alu-Riffelblech mit 2,5/4mm Stärke
  • Aluminium Winkel 1,5/2,0mm 40/20mm
  • 6x Edelstahlscharnier
  • 4x Spannverschluss
  • 2x Alu Kiste

Um an die Motorelektronik / Steuerkasten heranzukommen, hab ich beide Deckelhälften zum abnehmen gebaut. Somit komm ich jederzeit an die Steuerelektronik und die Akkus. Die müssen ja immer schön entnommen und geladen werden. Ausserdem ist die Elektronik so vor äußeren Einflüssen geschützt.

Der erste Test:


Geplantes / GEDANKEN:

Solarpanel:

Damit der ROLL_E nicht den ganzen Tag umsonst in der Sonne steht, hab ich mir überlegt, ich könnte die Aluboxen mit Solarpanels ausstatten. Das kann den internen Bleigelakku schön bei Laune halten. Viel wird nicht dabei herumkommen, aber damit kann ich immerhin die Elektronik und meine Groundstation die im ROLL_E Platz gefunden hat versorgen. Erste Versuche stehen noch aus… Nebenbei kann man noch praktisch sein Handy / Tablett daran laden 🙂

Gekauft habe ich folgendes:

Schweißarbeiten:

Da der fahrbare Unterbau doch recht groß ist, hab ich mir überlegt ob ich in der Mitte ein kleines Stück herausnehme… Na mal drüber nachdenken!

Ardupilot / Autorover / Rover:

Mir kam beim suchen nach einem Rollstuhl schon in den Sinn, der kleine könnte sich doch auch mal bisschen selbstständig betätigen… Selbst zum Autofahren, hinter mir her fahren usw… Dazu benötigen wir natürlich einen „Autopiloten“. Die Flieger unter uns kennen ihn sicherlich. Den APM / Pixhawk. Ich hatte die Wahl zwischen dem APM 2.5 und einem Pixhawk. Das Problem beim APM ist das er leider nicht mehr weiterentwickelt wird. Somit fiel die Wahl auf den Pixhawk. Da ich schon etliche Erfahrung habe bei der Konfiguration mit dem APM sollte der Pixhawk, da er ja der Nachfolger ist, kein Problem darstellen. Also hab ich alles bestellt, was ich benötigte:

  • Pixhawk / APM
  • GPS
  • Android Smartphone mit diesen 2 Apps – Tower + 3DR Services
  • Bluetooth zur Konfiguration / evtl. auf 433 Mhz umstellen, wenn alles funktioniert.
  • 5V Pololu

 

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28 Kommentare

Krussi 06.10.2017 - 15:03

Sehr schöner Baubericht, interessant wäre wie er sich im Winter auf Schnee macht, der Hintergedanke ist, das man ihn multifunktional gestalten könnte, und im Winter einen Ferngesteuerten Schneeschieber hat.
Ansonsten sehr geile Idee.

Reply
Christoph Bimmer 08.10.2017 - 11:18

Hi Krussi,

danke für das Lob 🙂 Ich glaube nicht, dass er sich so wie er ist eignet für Schneeräumarbeiten aber die Idee ist gut! Im Endeffekt kann der Rahmen für jede beliebige Idee genutzt werden – Schweißapparat vorausgesetzt – Gewicht auf der Hinterachse hätte er genug (um die 28KG). Man müsste ihm evtl. Traktorreifen oder besser noch Spikes verpassen!

Reply
Alex 26.03.2018 - 23:13

Hallo!Habe mir den Antrieb eines G40 geholt und hätte mal ein paar Fragen! Wäre nett wenn sie sich mal melden könnten?! Mfg Alex

Reply
Christoph Bimmer 27.03.2018 - 7:23

Hi Alex, was sind es denn für Fragen?

Reply
Alex 27.03.2018 - 19:46

Meld dich doch mal auf meiner e-mail
king_of_the_ring@gmx.net
Wäre cool wenn du mir helfen würdest!

Reply
Alex 27.03.2018 - 20:06

Geht zum einen um das anschließen der batterien beide an einen stecker in reihe oder an jeden stecker eine batterie? 2Autobatterien sollten eine Strecke hslten oder? Und noch mehr…XD

Reply
Alex 27.03.2018 - 19:38

Und zwar gibt ja zwei stecker vom motor wie auf dem bild an jedes eine batterie oder beide in reihe an einen?bin laihe:) hab mir jetzt einen controller für 24V 500W +gasgriff für geschwindigkeitsregelung bestellt das ist ok oder?
Werde wohl 2 autobatterien mit 75ah benutzen sollte ja etwas reichen!?wäre cool wenn man sich mal per e-mail oder so kontaktieren könnte mir fällt bestimmt noch was ein XD und DANKE schonmal
king_of_the_ring@gmx.net

Reply
Christoph Bimmer 27.03.2018 - 20:25

Das wäre evtl. auch interessant für andere Leser 😉

Aber ja, zwei Autobatterien mit jeweils 12V musst Du in Reihe schalten um 24V zu bekommen! Von wie viel Ah reden wir? So 20 Ah pro Batterie sollten es schon sein. Strecke geht damit schon einiges. Allerdings verlierst Du auch viel wegen dem hohen Gewicht! Und umkippen darf er Dir nicht, da sonst die Säure ausläuft…

Reply
Alex 27.03.2018 - 20:37

In reihe und dann an „den einen Stecker“ mit dem ich ihn ja schon hab laufen lassen!??
E-mail damit ich auch mal n bild schicken kann etc;)
Und den bürstenmotorcontroller für geschwreg. Zwischen batterie und motor!?ich weiß sind dumme fragen hehehe

Reply
Alex 27.03.2018 - 20:37

Hab bisher nur eine mit 75ah glaube

Reply
Christoph Bimmer 28.03.2018 - 13:05

Ja klar an den einen Stecker 🙂 beide Batterien sozusagen an den einen Stecker! Es kommen ja dann 24V aus dem Batteriepack. Schreib einfach ne email an post(at)fpv-team.de

Reply
Alex 30.03.2018 - 23:03

E mail ist irgw ungültig…
Eine Sicherung hinter die batterien wa?!was für eine🙈

Reply
Christoph Bimmer 31.03.2018 - 0:39

Versuchs nochmal post@fpv-team.de

Ich habe bisher noch keine Sicherung verbaut aber würde so ne 20A Sicherung nehmen.

Hans 28.03.2018 - 13:04

Hi, ja mich würde das auch zum Beispiel interessieren wie das mit den Akkus abläuft!

Reply
Tobias 02.12.2018 - 12:21

Hallo, tolle Idee.
Ich überlege einen Kanutransporter zu bauen.
Dieser sollte auf öffentlichen Straßen Fahrer dürfen.
Boote sind ca. 5 m lang, meist mit Gepäck.
Hat jemand eine Idee wer helfen könnte?

Gruß Tobias

Reply
Christoph Bimmer 03.12.2018 - 13:17

Verabschiede dich gleich mal von auf „öffentlichen Straßen“ fahren. Der Umbau eines Rollstuhls entzieht ihm wohl die Straßenzulassung ^^

Reply
Meier 29.12.2018 - 12:04

Gel batterien laufen nicht aus

Reply
Christoph Bimmer 29.12.2018 - 12:26

Richtig! LiPo Akkus aber auch nicht 🙂

Reply
Ismail Baglar 06.04.2019 - 8:37

Hi, sag mal wie hast Du das mit der Bremse den jetzt gelöst? Ausgebaut? oder einfach mit auf den Motor gelegt?

Reply
Christoph Bimmer 06.04.2019 - 12:48

Die Bremsen sind noch dran. Sind ja Scheibenbremsen. Die Motorbremse zieht ja an sobald der Strom getrennt ist!

Reply
Ismail Baglar 06.04.2019 - 17:41

Also direkt über den Powerschalter

Reply
Christoph Bimmer 09.04.2019 - 12:47

Sobald der Motor auf 0 steht, zieht die Motorbremse an. Der Motor hat nur einen mechanischen Freilauf!

Reply
Ismail Baglar 13.04.2019 - 11:17

Das habe ich nicht ganz verstnden?

Christoph Bimmer 13.04.2019 - 18:38

ich auch nicht haha. nein Spaß. Das war nicht korrekt meine letzte Antwort. Der Motor hat eine aktive Bremse die immer zu ist welche sich nur mit 12V öffnen lässt.

Für die Bremse muss ich mir nochwas einfallen lassen!

Ismail Baglar 22.04.2019 - 15:17

Bezüglich der Bremse habe ich ein Brückengleichrichter und ein Eltako Relais ER12-100 UC genommen. Den Brückengleichrichter damit das Relais immer + und – gleich hat. Zwar öffnet die Bremse erst bei ca. 9V. Aber passt.

Christoph Bimmer 27.04.2019 - 23:32

das klingt interessant. Kannst Du da irgendwie ein Foto schicken? Bzw. auch einen Schaltplan? Mich würde der Aufbau interessieren..

Ismail Baglar 06.04.2019 - 19:51

Noch Mal eine Frage. Warum hast Du 2 lipos genommen. Parallel geschaltet?

Reply
Christoph Bimmer 09.04.2019 - 12:46

um die Kapazität zu erhöhen hab ich zwei Lipos genommen. Parallel geschaltet.

Reply

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