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Thema: einfacher Flugroboter (Drohne) in "Komponentenbauweise&

  1. #1
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    einfacher Flugroboter (Drohne) in "Komponentenbauweise&

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    Erstmal das Ziel:

    Die Idee die mir als begeisterter Modellbauer und beruflicher Software Architekt schon seit geraumer Zeit in meinem Kopf herumschwirrt, ist es ein Modellflugzeug auf einfache Weise zur Drohne aufzuruesten. Das erwuenschte Scenario sieht folgendermassen aus:

    Phase 1: Ein Modellflugzeug wird auf herkoemmliche Weise von einem Pilot mit einer manuellen Fernsteuerung gestarted und auf Hoehe gebracht.

    Phase 2: Der Pilot aktiviert den roboter modus des Modells woraufhin eine Mission erfuellt wird (z.B. abfliegen einer bestimmten Stecke und Aufnahme von Fotos).

    Phase 3: Der Pilot deaktiviert den Robotermodus und landet das Model manuell.

    Wie soll das funktionieren?

    Vor allem, wie soll ich dieses Unterfangen in meiner knappen Freizeit realisieren? Das ist der Grund warum ich in diesem Forum poste - ich hoffe einige nuetzliche Informationen von der erfahrenen roboternetz community zu bekommen

    Eine Liste der logischen Komponenten des Systems die fuer den Betrieb in Robotermodus notwendig sind (hier fehlt mir das roboterspezifische Vokabular, ich hoffe das es trotzdem einigermassen verstaendlich ist) :

    Steuerungskomponente: enthaelt die Logik, sozusagen das Gehirn

    Effektoren: Antrieb, Hoehen-, Seiten- und Querruderservos

    Sensoren: GPS, Traegheitskreisel fuer quer-, laengs- und vertikale Achse


    Implementierung der logischen Komponenten:

    Als Steuerungskomponente koennte meiner Meinung nach ein java programmierter PDA herhalten. (evtl. mit echtzeit java)

    Die Effektoren sind kein Problem da sie standardmaessige Modellbaukomponenten sind.

    Ebenso die Traegheitskreisel. Das GPS Modul koennte schon im PDA enthalten sein.

    Haha, so jetzt kommt der Punkt an dem mein Wissen aussetzt: Wie kann ich die Steuerungskomponente mit den Effektoren und Sensoren kommunizieren lassen???

    Wovon ich Traeume ist folgendes: Eine Steckerleiste mit standard Servo Steckbuchsen. Diese ist wie auch immer mit dem PDA verbunden, von dem ich nun mit einer Java Bibliothek nach belieben angeschlossene Effektoren und Sensoren auslesen und ansteuern kann.

    Wenn es so etwas gaebe koennte ich mir vorstellen das eingangs erwaehnte Szenario in meiner Freizeit umzusetzen. Es wuerde dann ja "nur " noch darin bestehen die Steuerungslogik und Intelligenz zu implementieren und auf diesem Gebiet fuehle ich mich zu hause. Nicht jedoch mit allem auf Hardware level.

    Ich bin fuer jeden Hinweis auf entsprechende "Verbindungsmoeglichkeiten" von PDA mit Servos oder Kreisel sehr dankbar.

    Was mich an diesem Projekt besonders reizt ist es eine Drohne mit minimalen Budget und doch respektablen Faehigkeiten zu kreieren. Wenn man bedenkt wie viel Geld in diesem Bereich investiert wird und wie wenig im Endeffekt hinten heraus kommt ist das doch echt verlockend es mal selbst zu probieren... Insbesondere wenn man Modellbauer ist und einer solchen Drohne auch einKunsfflugprogramm beliebiger Schwierigkeitsstufe eingespeist werden koennte

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Re: einfacher Flugroboter (Drohne) in "Komponentenbauwe

    Zitat Zitat von moritztheile
    Steuerungskomponente: enthaelt die Logik, sozusagen das Gehirn
    Würde ich persönlich keinen PDA nehmen (mir zu teuer) sondern einen ATMEGA.
    Den ATMEGA kannst du frei Programmieren, ist klein und hat viele Anschlüsse für Servos etc.
    Ich würde gleich einen ATMEGA32 nehmen, bei Reichelt für nur 3,50€.


    Zitat Zitat von moritztheile
    Effektoren: Antrieb, Hoehen-, Seiten- und Querruderservos
    Gut über einen ATMEGA zu steuern. Auch sehr genau.


    Zitat Zitat von moritztheile
    Sensoren: GPS, Traegheitskreisel fuer quer-, laengs- und vertikale Achse
    GPS kann man an einen ATMEGA anschließen, erfahrungen habe ich selbst aber nicht. Es gibt im Forum noch andere, die das schon gemacht haben.
    Bei Trägheitskreiseln Informiere ich mich gerade noch selbst.


    Zitat Zitat von moritztheile
    Als Steuerungskomponente koennte meiner Meinung nach ein java programmierter PDA herhalten. (evtl. mit echtzeit java)
    Wie gesaget, mir zu teuer. Wenn der Flieger dann doch mal abschmiert, was ich nicht hoffe, wäre der PDA auch noch hops.

    Zitat Zitat von moritztheile
    Haha, so jetzt kommt der Punkt an dem mein Wissen aussetzt: Wie kann ich die Steuerungskomponente mit den Effektoren und Sensoren kommunizieren lassen???
    Wüsste ich bei einem PDA nicht.

    Zitat Zitat von moritztheile
    Wenn es so etwas gaebe koennte ich mir vorstellen das eingangs erwaehnte Szenario in meiner Freizeit umzusetzen. Es wuerde dann ja "nur " noch darin bestehen die Steuerungslogik und Intelligenz zu implementieren und auf diesem Gebiet fuehle ich mich zu hause. Nicht jedoch mit allem auf Hardware level.
    Das wär mit einem ATMEGA leider nötig. Wobei es nicht alzu viel wäre.

    Zitat Zitat von moritztheile
    Was mich an diesem Projekt besonders reizt ist es eine Drohne mit minimalen Budget und doch respektablen Faehigkeiten zu kreieren.
    In der Robotik ist es normalerweise so, dass alles, was man machen will erstmal billig aussieht und dann immer teurer wird.
    soll jetzt nicht sein, um dich von deiner Idee abzubringen.

    Zitat Zitat von moritztheile
    Wenn man bedenkt wie viel Geld in diesem Bereich investiert wird und wie wenig im Endeffekt hinten heraus kommt ist das doch echt verlockend es mal selbst zu probieren...
    Probieren kann man es immer und man lernt auch noch viel dabei.

    jon
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  3. #3
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    Zusätzlich zu den Kreiseln wirst du noch Beschleunigungssensoren brauchen, einerseits damit der Controller es merken kann wenn die Kreisel mit der Zeit wegdriften, andererseits muss es auch irgendwie gemessen werden ob das Flugzeug schiebt (das kann man über die seitliche Beschleunigung machen.) Außerdem bemerken die Beschleunigungssensoren Windböen etc. wahrscheinlich schneller.

    Als Controller würde wahrscheinlich irgendein Mikrocontroller reichen, vielleicht kann man die einzelnen Bereiche auch aufteilen in Sensoren und Reglung/Aktoren. Das ist wahrscheinlich einfacher als mit nem PDA, da ein PDA wenig Schnittstellen besitzt.

    MfG

  4. #4
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    Auf einen ATMAGA32 (man kann natürlich auch einen anderen Pic nehmen) sollte alles passen. Da müsste man nichts aufteilen. Im Notfall noch einen PCF... dazu und die Ports reichen dicke aus.

    jon
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  5. #5
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    Was auch noch sinvoll wäre: Radar, Ultraschall oder ähnliche Sensoren, die den Boden abtasten und vorne und "aufpassen", dass das Flugzeug nicht in einen Wald reinrasselt oder gegen einen Berg fliegt

  6. #6
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    Ultraschall kann man wohl ausschließen. Damit auf größere Entfernungen (was bei Fluggeschwindigkeiten von 50m/s und mehr sinnvoll sein dürfte) a) ein brauchbares Echo und b) eine vernünftige Auswertung zu realisieren, halte ich für ausgeschlossen. Und ein gewisser Herr Doppler will bei diesen Geschwindigkeiten auch noch mitreden... Wobei ich mich gern vom Gegenteil überzeugen lasse.

    Und Radar dürfte von der technischen Seite her noch komplizierter umzusetzen sein. Mal was zum Einlesen: Radar-Grundlagen. Bei dem Aufwand, der dafür (falls das überhaupt irgendwie machbar wäre) notwendig wäre, kann man das auch gleich als Fertiglösung kaufen. SCNR...

    Viele Grüße,
    Thomas

  7. #7
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    Ultraschall kann man wohl ausschließen.
    das denk ich auch, zumindest mit den Standardmodulen (SRF oder wie die heisen) ist da wohl nichts zu machen,
    sobald der merkt dass vor ihm ein Wald ist hängt er schon im Baum


    ATMEGA32 (man kann natürlich auch einen anderen Pic nehmen)
    sind die Attinys und Atmegas wirklich PICs?
    oder sind AVRs und PICs das Gleiche?


    also ich würde das Ganze so machen:
    du nimmst einen Controller (erstmal egal welcher) und schliest da deine Sensoren usw. an,
    dann seh ich zwei Möglichkeiten:
    entweder du programmierst komplett alles auf dem Controller,
    oder du nimmst ihn nur als "Übersetzer" für die eigentliche Kontrolleinheit wie einen PDA
    (kommt drauf an wie komplex deine Aufgaben werden, für GPS würde ich aufjedenfall was höher leveliges nehmen wie einen Controller)

    aber einfach einen PDA direkt an die Elektronik anschliesen wird nicht funktionieren,
    die ganzen Daten müssen erst von einem Controller abrufbereit seriell zur verfügung gestellt werden

    also ohne Elektrotechnik- und Controllerkenntnisse wird das eher nichts

  8. #8
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    Ohne Elektronik-Kenntnisse würde ich mich an so ein Projekt nicht heranwagen. Wie will man denn all die Sensoren und Aktoren integrieren, wenn man kaum eine Ahnung hat, wie man sowas schaltet?

    Ich glaube kaum, dass es hier käufliche Systeme gibt, die einfach nur zusammengesteckt werden müssen. Und wenn, dann unbezahlbar.

  9. #9
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    Zitat Zitat von scales
    sind die Attinys und Atmegas wirklich PICs?
    oder sind AVRs und PICs das Gleiche?
    Ich weiß nicht, ob es stimmt:
    PICs sind Programmierbare Controler.
    Also sind AVRs und PICs das Gleiche.

    Ich habe aber keine Ahnung, ob das stimmt.
    Angaben ohnen gewähr.


    jon
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    PICs sind Programmierbare Controler.
    Also sind AVRs und PICs das Gleiche.
    Nee, nicht ganz
    Klar, beide Typen sind programmierbare Controller.
    Sind aber verschiedene Controllertypen von verschiedenen Herstellern.
    AVR-Hersteller = Atmel, PIC-Hersteller = Microchip
    Sind auch nicht im geringsten kompatibel zueinander.
    Ein AVR Programm wird also nicht auf einem PIC laufen und umgekehrt.

    Gruß
    Christopher

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