Mähroboter Begrenzungskabel im Rasen

Mähroboter Begrenzungskabel: Funktionsweise genau erklärt

Fragst du dich, wie das eigentlich genau mit dem Begrenzungskabel beim Mähroboter funktioniert? Wie kann das Kabel dafür sorgen, dass der Mähroboter nicht seine Arbeitsfläche verlässt, selbst wenn es unterirdisch verlegt ist? Ich habe mir die gesamte Technik mal genauer angeschaut und erkläre dir hier alles genau.

Wie funktioniert das Begrenzungskabel beim Mähroboter? Das Begrenzungskabel verläuft einmal um die gesamte Arbeitsfläche eines Mähroboters und beginnt und endet in der Ladestation. Diese sendet einen schwachen Strom durch das Kabel, welcher ein magnetisches Feld erzeugt. Dieses schwache Feld kann der Mähroboter mit speziellen Sensoren wahrnehmen. Kommt er dem Kabel zu nahe, veranlasst ihn das dazu, umzukehren.

Im Folgenden will ich dir genauer erklären, wie das in der Praxis funktioniert, wofür das Begrenzungskabel noch gut ist und was die technischen Hintergründe zu diesem System sind. Ein bisschen Physik ist auch dabei 😉

Wie funktioniert das Begrenzungskabel in der Praxis?

Kommen wir erst mal zum leicht verdaulichen Teil, ohne direkt tief in die Materie einzusteigen. Beim Begrenzungskabel oder Begrenzungsdraht handelt es sich um einen dünnen Draht, der meist mit einer PVC Hülle isoliert ist und um die komplette Arbeitsfläche deines Mähroboters verlegt wird.

Das Kabel beginnt und endet an der Ladestation. Diese sendet einen schwachen Strom durch das Kabel, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird – man nennt das auch Induktion, dazu kommen wir später. Der Mähroboter hat spezielle Sensoren, mit denen er dieses magnetische Feld wahrnehmen kann. Je näher er dem Kabel kommt, desto stärker ist dieses Feld. Dadurch weiß er immer, wie nahe er dem Kabel ist.

Auf der anderen Seite des Begrenzungsdrahts, also außerhalb deiner Rasenfläche, ist dieses Magnetfeld umgekehrt, bzw. es hat eine umgekehrte Polarität, wenn man die Fachsprache benutzt. Würde sich dein Mähroboter außerhalb des Kabels befinden, würde er auch das feststellen können und sofort melden, dass er sich nicht mehr im Mähareal befindet und gleichzeitig sofort stoppen.

Würdest du das Begrenzungskabel an der Rückseite der Ladestation einmal überkreuzen, so dass das linke Kabel im rechten Anschluss steckt und umgekehrt, würde sich diese Polarität auch umkehren und der Mähroboter würde denken, er wäre außerhalb des Begrenzungskabels, obwohl er mitten auf deinem Rasen ist. Daher darfst du das Begrenzungskabel niemals überkreuzen, sonst streikt dein Mähroboter.

Kann der Mähroboter das Begrenzungskabel wirklich nicht überschreiten?

Die alles entscheidende Frage ist natürlich, wie zuverlässig dieses System ist. Ist es wirklich so zuverlässig, dass der Mähroboter das Kabel niemals überschreiten kann?

Es gibt leider keine hundertprozentige Sicherheit, dass das nie passiert. Es ist sogar so, dass das bei so manchem Mähroboterbesitzer schon mal vorgekommen ist. Allerdings ist es bei einem gute, qualitativ hochwertigen Mähroboter von einem namhaften Hersteller wirklich ausgesprochen selten. Folgende Dinge können problematisch sein:

Steile Gefälle

An Gefällen kann der Mähroboter beim hinabfahren so viel Schwung bekommen, dass er am Begrenzungskabel nicht mehr rechtzeitig zum Stehen kommen kann, insbesondere wenn es nass ist. Die Hersteller weisen in ihren Anleitungen allerdings ausdrücklich darauf hin, dass das Begrenzungskabel nicht am Ende von steilen Gefällen verlegt werden sollte, oder dort eine zusätzliche Barriere installiert werden sollte.

Stromausfall oder Defekt des Kabels

Bei plötzlichem Stromausfall oder einem Kabelbruch kann kein Strom mehr durch das Kabel fließen und somit das Magnetfeld nicht mehr aufrechterhalten werden. Was wenn der Mähroboter sich währenddessen auf der Rasenfläche befindet und am Mähen ist. Kann er dann das Kabel überschreiten?

Gute Mähroboter der bekannten Hersteller, wie Gardena, Husqvarna oder Worx (und weitere), messen ununterbrochen, ob das Feld noch vorhanden ist. Sie können es selbst in der Mitte deines Rasens noch registrieren. Sobald ihre Sensoren melden, dass kein Feld mehr vorhanden ist, dreht der Mähroboter einmal kurz und bleibt dann sofort an Ort und Stelle stehen.

Bei billigen Noname-Modellen ist die Technik hingegen nicht unbedingt so intelligent. Hier kann es durchaus mal sein, dass der Mähroboter sich auf die Suche nach dem Kabel macht und dabei ganz nebenbei des Nachbars Blumenbeet wegmäht. Bei den bekannten Marken gibt es bei einem Stromausfall aber absolut kein Gefahrenpotential.

Defekt eines Sensors

Natürlich kann es auch vorkommen, dass ein Sensor des Mähroboter defekt ist und ihm irreführende Signale weitergibt. Wenn er ihm meldet, dass das Begrenzungskabel noch weit genug entfernt ist, obwohl er gerade darüberfährt, ist das natürlich ein Problem. Eines das durchaus auch schon vorgekommen ist, aber ausgesprochen selten ist.

Wenn dich das Thema zu Risiken noch mehr interessiert, solltest du einmal meinen Artikel lesen, indem ich über die Gefahren eines Mähroboters aufkläre, im Pool zu landen. Es ist auf jeden Fall einen Blick wert.

Wenn du wirklich ganz genau wissen willst, wie das alles funktioniert, dann wird dich der kommende Abschnitt interessieren. Weiter unten gibt es ansonsten noch ein paar verwandte Fragen zum Thema.

Technische und physikalische Hintergründe

Beim Begrenzungskabel kommen zwei verschiedene physikalische Prinzipien zum Tragen. Zum einen erzeugt Strom, der durch einen Leiter fließt, ein magnetisches Feld. Wenn du dich noch ganz vage an den Physikunterricht in der Schule erinnerst, ist dir vielleicht noch die Rechte-Hand-Regel bekannt. Wenn du mit der rechten Hand um einen Leiter fast und der Daumen in Richtung der Stromrichtung zeigt, dann weisen deine restlichen Finger in die Richtung der magnetischen Feldlinien vom Nord- zum Südpol.

Rechte-Hand-Regel
Eigene Grafik mit Elementen von vecteezy.com

Die rechte Hand zeigt die Richtung der Magnetfeldlinien vom Nord- zum Südpol an

Da das Begrenzungskabel um deinen kompletten Rasen verkauft, verläuft also auch dieses Magnetfeld um deinen Rasen, denn durch das Begrenzungskabel fließt ein Strom. Da an der Ladestation jeweils ein Anschluss für den Eingang und des Ausgangs des Stroms ist, fließt der Strom bei jeder Mähroboter-Installation immer in die gleiche Richtung – so lange du das Begrenzungskabel nicht überkreuzt (weshalb du das auch nicht tun darfst).

Wenn du dir jetzt mal vorstellst, du würdest die Rechte-Hand-Regel auf das Begrenzungskabel von deinem Mähroboter anwenden, wirst du feststellen: An jeder Stelle auf der nach innen gewandten Seite des Kabels, also der Rasenfläche, kommen die Magnetfeldlinien quasi aus dem Boden raus, so dass „unten“ der Südpol ist und „oben“ der Nordpol.

Damit ist klar: So lange der Mähroboter misst, dass der Südpol des Magnetfeldes unten und der Nordpol oben ist, befindet er sich auf der richtigen Seite des Kabels. Der Mähroboter fährt im Betrieb immer etwas über das Kabel hinaus, meist ca. 30 cm. Er kommt also mit seinem Sensor dann immer in den Bereich, indem das Feld sich auf einmal umdreht, auf der anderen Seite des Kabels. Das Magnetfeld hat hier eine umgekehrte Polarität. Dadurch weiß er dann: Achtung, ich bin jetzt an der Grenze und muss jetzt wieder umkehren.

Doch wie kann der Mähroboter das Feld messen?

Das Prinzip der Magnetfelderzeugung lässt sich auch umkehren. Ich habe dir ja schon erklärt, dass ein Leiter durch den Strom fließt, ein Magnetfeld erzeugt. Genauso kann ein Magnetfeld einen Strom in einem Leiter erzeugen, bzw. in einer Spule. Dieses Prinzip nennt sich elektromagnetische Induktion.

Durch Änderung der magnetischen Flussdichte entsteht hierbei ein elektrisches Feld und somit im Endeffekt Strom. Dabei erzeugt ein stärkeres Feld natürlich auch einen stärkeren Strom.

Im Mähroboter ist eine solche Spule verbaut. Während der Mähroboter durch das magnetische Feld fährt, wird also kontinuierlich ein Strom erzeugt, den er messen kann. Kehrt sich die Polarität des Magnetfeldes um, kehrt sich auch der Strom um, was dann bedeutet, dass der Mähroboter auf der anderen Seite des Kabels ist.

Unterschreitet der Strom einen bestimmten Schwellwert, heißt das für den Mähroboter, dass das magnetische Feld nicht mehr vorhanden ist, oder zu schwach und wohl etwas mit dem Begrenzungskabel nicht in Ordnung zu sein scheint. Viele Modelle bleiben dann aus Sicherheitsgründen einfach stehen, weil sie nicht mehr sicher sein können, dass sie innerhalb der Begrenzung bleiben.

Verwendet der Mähroboter noch andere Techniken zur Navigation?

Grundsätzlich musst du bei Mährobotern erst mal zwischen Mährobotern mit Begrenzungskabel und Mährobotern ohne Begrenzungskabel unterscheiden. Dies sind quasi die beiden „Oberkategorien“ von Mährobotern. Mähroboter ohne Begrenzungskabel verwenden stattdessen einen Grassensor. Wenn du dich für die Unterschiede beider Mährobotertypen interessierst, schau einmal hier.

Einige Mähroboter haben neben dem Begrenzungskabel noch ein Suchkabel, das sie zur Navigation nutzen können. Über die Funktionsweise habe ich auch schon einen ausführlichen Artikel geschrieben. Zusammengefasst funktioniert es technisch gesehen so ähnlich wie das Begrenzungskabel. Es wird allerdings mitten durch deinen Rasen verlegt. Der Mähroboter nutzt dieses Kabel, um zurück zur Ladestation zu finden und bei manchen Modellen auch, um gezielt bestimmte Punkte in deinem Garten anzufahren.

Außerdem verwenden Mähroboter Stoßsensoren, um zu erkennen, wenn sie gegen ein Hindernis stoßen, wie z. B. einen Baum oder auch kleinere Hindernisse. Diese sind vorne am Mähroboter angebracht.

Manche Mähroboter nutzen außerdem auch noch GPS zur Navigation. Diese Mähroboter erstellen mit der Zeit eine digitale Karte deines Gartens. Auf dieser merken sie sich, wann sie das letzte Mal an verschiedenen Orten gemäht haben und fahren gezielt bestimmte Punkte an, wenn sie dort schon eine Weile nicht mehr gemäht haben. Zudem nutzen sie die Karte um sich generell schneller zurecht zu finden. Für sehr komplexe Garten sind solche Mähroboter von Vorteil. GPS kann auch noch für andere Zwecke genutzt werden, wie z. B. Diebstahlsicherung. Hier kannst du alles über Mähroboter mit GPS erfahren.

Verwandte Fragen

Wie wird das Begrenzungskabel installiert? Die Verlegung des Begrenzungskabels sollte im Vorhinein gut geplant werden. Dabei ist vor allen Dingen auf die Wahl der richtigen Abstände zu achten. Nach der Planungsphase ist es sinnvoll das Kabel zunächst oberirdisch zu verlegen, um Korrekturen durchführen zu können, um es dann anschließend unterirdisch zu verlegen.

Auch interessant: So installierst du deinen Mähroboter richtig

Sind die Magnetfelder von Begrenzungs- und Suchkabel schädlich? Die Magnetfelder des Begrenzungs- und des Suchkabels sind sehr schwach und stellen weder für Mensch noch für Tier eine Gefahr dar. Zudem stehen die Kabel nur während der Rasenroboter mäht unter Spannung. Es kann allenfalls zu Empfangsstörungen von Radios im Mittel- und Langwellenbereich innerhalb der Rasenfläche kommen.

Gibt es auch Mähroboter ohne Begrenzungskabel? Nicht alle Mähroboter nutzen ein Begrenzungskabel. Mähroboter ohne Begrenzungskabel verwenden stattdessen einen Grassensor. Diese Technik ist nicht ganz so zuverlässig, hat aber den Vorteil, dass die aufwendige Installation des Mähroboters erspart bleibt und der Mähroboter flexibel auf beliebig vielen Flächen einsetzbar ist.

Auch interessant: Mähroboter mit oder ohne Begrenzungskabel? Was brauchst du?

Alles zu den Unterschieden zwischen Mährobotern mit und ohne Begrenzungskabel erfährst du hier.

Über den Autor
Matthias

Matthias

Matthias Müller ist einer der Gründer dieses Blogs. Er beschäftigt sich leidenschaftlich gern mit allen Themen rund um Automatisierung, Robotik und Zukunftstechnologien. Gleichzeitig ist er ein großer Naturliebhaber und daher fasziniert von dem ungewöhnlichen Zusammenspiel aus Robotern und Natur.

März 17, 2019

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