quadrocopter

Hallo Habe mal angefangen ein quadrocopter zu bauen. ( so ein drohnenartiges fluggerät mit 4 propellern siehe hier: http://www.makezine.com/blog/DSCN2006.jpg
das ganez soll ueber einen (oder 2) atmega644 gesteurt werden.
die propeller bekommen brushlessmotoren mit jeweils nochmal einem kleinen controller.
habe mal mit dem rahmen angefangen, ist aus CFK 2 mal 1mm mit röhrechen verbunden

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die aussleger an die die motoren kommen werden auch aus CFK

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ich weis mein letztes projekt is noch nich fertig, aber hab grad irgednwie mehr lust auf das hier :)
mal schauen was das ganze wird... have phun

Hi

Hast du das ganze denn Gewichts- und Regelungstechnisch schon alles geplant oder baust du einfach drauf los? Falls du es sinnvollerweise geplant hast, würden mich ein paar Zahlen dazu mal interessieren.

Wie hast das mit der Energieversorgung vor? LiPos?

mfg
Andun

habe das regelungstechnisch mal im matlab simulink aufgebaut ( fuer eine achse ), is aber noch suboptimal.. das werd ich in den nexten tagen mal noch zu optimieren versuchen durch lustige algorihmen ^^
welche paramteter intressieren dich denn ?? dann kann ich dir dir mal ablesen wenns dann tut...
den rahmen bau ich grad einfahc so ohne viel plan, aber der hat jetz ja nich so den einfluss auf den reglkreis...
akkus werden lipos ( 3 cellen 3200 mAh )
hier nochmal n paar bilder vom aktuellen rahmenstand.. ist jetzt geschraubt, weil die ursprünglichen klebungen meinem crashtest nicht standhalten wollten:

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have phun...

so jetz hab ich ma mit der hauptplatine angefangen... sind bis jetz noch nich alle teile drauf nur der processor und die sensoren..(3 gyroskope, nen 3d beschleunigungsmesser ,und nen luftdruckmesser) das kleinzeug kommt noch...
beschleunigungsmesser steht jetz zwar um 45 grad gedreht, aber das kann man ja umrechnen..
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werde das board dann mit federn aufhängen, damit die gyros nich so böse schläge abbekommen wenns mal crasht.. denk nich das das so viel ausmacht wegen der schwammigkeit, aber mal schaun...

have phun...
.

so jetz hab ich mal die motoren und die props montiert.. siehr jetz shcon ein wenig nach nem copter aus °°
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Sieht schon sehr gut aus! Wenn es mal selbstständig länger als 10 Sekunden in der Luft bleibt, wäre das fantastisch!
Ich werde diesen Thread auf jeden Fall weiterverfolgen, also lass mich nicht hängen!

Sieht irgendwie (zu) schwer aus... :)
Bin mal auf Ergebnisse gespannt ;)

nee is nich schwer... alles auf carbon.. der rahmen allein wiegt grad mal 350g
das einzig schwere is der akku... und mit den motoren sind lestungstechnisch so wenn man es ausrechnet knapp 2 kg drin.. also sollte das gehn...

komisch die ausleger erinnern mich iwie an diese zusammensteckbaren zeltstangen??^^
kann das sein?

echt hammer teil =D>

die ausleger sind carbonröhrechn.. die enden sind in alu röhrchen verklebt, weil man das sonst nicht sinnvoll befestigen kann.. reist ja wenn man löcher reinbohrt oder so... aber mit alu drumrum kann man es wei alu behandeln :)

... wo hast Du das carbonmaterial her, was kostet es etwa und wie hast Du es bearbeitet (Laubsäge)? Wie Dick sind die Materialien?
Super geworden, auch haben will ;-)

fuer die carbonplatten gibts voll die tolle quell und zwar hier :: http://www.hadeg-recycling.de/ da kriegt man "reststuecke" in allen grössen, auch matten und so... habe fuer ne carbonplatte 300 x 400 mit porto ca 20 euro gezahlt... echt super preise, beim conrad zahlt man da geleich mal das 5 fache... die carbon stäbe sind aus m drachenladen.. kostet 5 euro ca der meter... die platten hab ich mit der stichsäge gesägt... musste mir extra nen HM sägeblatt kaufen weils die HSS nach 20 cm sägen tötet...

Hmm die Seite geht bei mir nicht.
Sieht wirklich nett aus :D

Ohne "www." geht's.

sieht wirklich sehr cool aus, was haste für motoren verwendet und was für luftschrauben? wo haste das ganze zeug her und wie lange kann das teil fliegen? das denkst du?

Hi,

nicht schlecht bis jetzt. (Ich möchte es auch zu gern mal fliegen sehen)

Kannst du mal bitte etwas mehr zu den Beschleunigungsmessern und den Gyroskopen sagen (Bezeichnung, Bezugsort, Preis, erste Erfahrungen (wie lassen die sich löten,...)). Mich speziel würden die Gyros interessieren, da ich auch bald welche brauche und noch wie verrückt suche.

Danke und Gruß

gyros und beschleunigungssensoren hab ich von heir : http://www.pluesch-tiere.de/ gibts auch noch in anderen shops mit nicht so seltsamen namen, aber da sind sie um 1/3 billiger wie bei andern quellen die ich gefunden habe...
die gyros gehn super leicht zu löten, 4 beinchen lochraster.. braucht mann nur noch nen op ums mim conroller auswerten zu können,, der beschleinigungssensor is smd, aber mit nem grossen beinchenabstand geht auch gut zu löten...
motoren habe ich axis , die da :: http://motor.hepf.at/axi/22/#2212SILV
@murdoc was wilst denn baun mit den gyros?

Ah, genau sowas hab ich gesucht. \:D/ Riesen Dank für den Link. :mrgreen:

Zitat:

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Zitat von goara

@murdoc was wilst denn baun mit den gyros?

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Einen Mono-Wheel-Bot ( hier gehts zum Thread , auf Seite 6 und 7 sind grad die besten Bilder). Ist zwar grade noch in der mechanischen Entstehungsfrage und ich wollte erst später mit der Elektronik anfangen aber ich such schon ne Weile nach Gyros und hab bis jetzt nie was richtiges gefunden. \:D/ Nochmal Danke.

Hast du deine schon angeschlossen und mal ausgewertet?

ahh ok.. den monowheel hab ich mir shcon oefters angeacht .. wusst nur net dass der von dir is... ja habs mal angschlosssen ans oszi... is ganz braucbar was da rauskommt wuerde ich mal so auf den ersten blick sagen ^^
freut mich das ich helfen konnte ;)

so dann mal heir meine steurplatine...
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muss dann jetz ma mim programmieren anfangen ^^

hi,
ich find die steuerplatine für nen quattrocopter zu groß. würd des lieber in smd machen. da kommt es doch auf jedes gramm an.
mfg jeffrey

hmm naja aber smd kann man schelcht auf lochraster improvisieren, ausserdem hab ich jetz mit den motoren ueber 2kg zugkraft, und der kopter wiegt bis jetzt so 700g... da kommts auf die paar gramm mehr fuer die platine auch nich an... bei so kleinen is das shcon wichtig, aber nich wenn der so gross ís...

@goara

Hast du dir die Platine selbst einfallen lassen, oder hast du nähere Informationen wie man so etwas aufbaut? Leider bin ich noch ein Noob in Sachen elektronik...aber ich finde Qudrocopter Klasse! Ich bin eher der Programmierer aber ich möchte auch mit einem solchen Projekt starten.

gruß

dragi

platina habe ichmir selber ausgedacht... ist ja im prinzip nicht viel drauf... nen controller nehmen und dann die sensoren dran anschliessen (teilweise ueber nen operationsverstärker ) und fertig..
gibts aber auch fertige anleitungen im netz wie man sowas baut..

Tolles Projekt, bin gespannt wie es weitergeht!

Wow. Das sieht doch schon echt klasse aus.
Meine größte Angst währe, daß Alles zusammen zum Schluß zu viel wiegt.
Dann muß man wieder viele Dinge ändern.

Deshab würde Ich erstmal die reine Mechanik von der Sensorik und der CPU trennen. Das ganze, wenn es fertig ist, auswiegen, und dann entsprechend die Motorik anpassen.

Daher jede Menge Respekt vor dem Projekt.

nee also wei gesagt die motoren woich jetz hab sind shcon etwas stärkere.. rein rechnerisch nach datenblatt sind gut 2 kg drin. der frame allein ohne alles wiegt ca 350 g ( ist alles cfk ) das schwerste is der akku... platine und so kann man fast vernachlässigen.. das macht dann wenns smd is vieleicht ne minute längere flugzeit oder so aus... was schwerer wied sind dann die camera, viedo gps kompas , abstandsmesser ... usw module... is war alles allein net so schwer, aber zusammen dann schon eher...
und wegen trennung... ist alles nicht so fest verbunden ( bis jetzt gar nicht ;) wird halt draufgeschreubt die platine und das ganze auf nen neuen rahmen zu bauen ist sicher nicht so schwer... hab bis jetz auch keine erfahrung mit den dingern.. wenn der rahmen nich gut is mach ich nen neuen, das aufwändigste ist echt die platine und die software,....
have phun...

Denke Ich auch. Vor allem das Prog. für die Stabilisation mit Hilfe der elektr. Gyros, des GPS, ...
Ich denke auf einen Kompasssensor kannst Du verzichten. Ein GPS, Abstandmesung zum Boden und der Gyro reichen völlig aus.

Hi

Schönes Teil!
Ich plane gerade was ganz ähnliches.
Allerdings glaube ich nicht, dass du deine 3 Gyros ausreichend stabilisiert bekommen wirst.
Ich verwende für jede Achse je einen ARM7-Controller, um eine Abtastrate (mit Kalman-Filter etc.) um etwa 100Hz zu erreichen.
Bin mal gespannt, ob du das mit dem AVR hinbekommst!
Ich drücke alle Daumen!

Das dürfte dich interessieren:
http://chaosradio.ccc.de/23c3_m4v_1402.html

VLG Tobi

guckt euch mal das hier an...das kann man zwar kaufen und es ist schon fetig (das programm) aber die grundkomponenten sind die selben..

http://www.mikrokopter.de/ucwiki/FlightCtrl

Ich möchte in näherer Zukunft auch ein solches Projekt staren und mach mir in den letzten Monaten auch schon so einige Gedanken.
Deswegen hätt ich da noch ein paar Fragen:

-Was für Akkus verwendest du, und woher beziehst du deine Bauteile?
-Könntest du bitte deinen Grundgedanken formulieren, wie du mithilfe der Gyros und dem 3DBeschleunigungssensor das ganze stabiliesieren möchtest?

mfg Olaf

@playlist kompas braucht man shcon, weil das gps weis ja nur wo es ist, aber nicht wo welche richtung ist, das bringt allein also nicht so viel

@tobimc das mit dem kalmannfielter hatte ich auch schon ueberlegt, allerdiengs habe ich auch shcon welche mit viel einfacherer regelung gesehn die super fleigen.. also werd ich da mal nahc der notwendigkeit shcuan... thx fuer den link

@siroks die akkus sind lipos ... habe ich von www.lipopower.de
der rahmen ist cfk http://www.hadeg-recycling.de/ die röhrchen aus m drachenladen
gyros luftdruck und acc sensor http://www.pluesch-tiere.de/
die uC von reichelt ^^ harahar...
die propeller sind EPP 1045 weis nich mehr wo ich die gekauft hab : /
hab ichnoch was vergessen ??

Hi

Das Problem ist nicht die Lageregelung.
Das Problem sind die Gyrosensoren an sich. Sie haben einen Drift. Der Nullpunkt ist nicht konstant. Daher verfälscht sich das integrierte Signal mit fortschreitender Zeit. Dafür braucht man den Kalman-Filter.

VLG Tobi

Hi,

Zitat:

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Zitat von tobimc

Das Problem sind die Gyrosensoren an sich. Sie haben einen Drift. Der Nullpunkt ist nicht konstant. Daher verfälscht sich das integrierte Signal mit fortschreitender Zeit. Dafür braucht man den Kalman-Filter.

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ich hab schon öfter von diesem Kalman-Filter gelesen und kann mir immer noch nichts darunter vorstellen. Was er machen soll ist mir klar (Erddrehung wegrechnen) aber wie macht er denn das? :-k

Mal ganz grundsätzlich gefragt: ist der Kalman-filter ne Software oder ein IC der zwischen den yC und das Gyro kommt?

Software kann doch nicht so schwer sein: einfach alle paar sekunden vom gemessenen Wert eins abziehen oder draufrechnen (Erddrehung bleibt ja gleich).

Und Hardware sollte ja noch einfacher sein (wenn man löten kann \:D/ ).

Oder bin ich auf dem Holzweg?

Gruß

goara: GPS reicht völlig, sofern sich der QC bewegt. Bewegt Er sich beispielsweise nach Norden, läßt sich aus der Veränderung der GPS-Daten sicher auf die Richtung schließen. Jedenfalls funktionieren so alle meine GPS-Navis. Nur wenn der QC stillsteht, ist der Kompass sinnvoll. Aber dann ist Er auch nicht wirklich hilfreich. Der Kreisel hält auf jeden Fall auch die Rotation um die horizontale Achse stabil.

Es hängt also davon ab, was der QC alles können soll.
Ob z.B. auch eine exakte dauerhafte Ausrichtung im Stillstand (Schwebeflug) notwendig ist. Für die Bewegungsrichtung ist Er aber nicht notwendig.
Ausserdem können gerade elektr. Kompasssensoren ohne Kalibrierung gerne abweichen. D.h. muß eine 180 Grad Kalibrierung vor dem Start durchgeführt werden.

der kalmanfilter rechnet nicht die erddrehung raus (die ist bei quadrokoptern nicht so beduetend (bei ballbots und so wird das ja beachtet.. )
er versucht nur den quadratischen fehler der unten richtung zu minimieren.. im stillstand hat der acc die genauerer unten position bei bewegung funktioniert das aber nicht mehr, da muss man dann mit den gyros weiterhelfen. um dann nen sinnvollen kompromiss zwischen beidem zu fienden nimmt man den filter.. das is einfach nen kleines programm . (matrizenmultiplikation und so ) sodass der feheler möglichst klein ist..

den drift von den gyros kann man ja mit filtern wegbekommen, da er zimlich langsam is.. ausserdem gibts beim aufintegrieren sowieso abweichungen wegen digital und so..

hmm naja mit dem gps ansich is shcon einleuchtend dass das auch so geht.. denke nur das es mit zusätzlichem kompass einfahcer ist oder ?
da muss man nicht erst in der gegend rumfliegen um zu wissen wo man ist sondern es geht sofort...

Danke für die Antworten, doch eine ist noch offen geblieben, und neue sind aufgeworfen ;)
Ich hoffe es nervt dich nicht.

-Hast du für jeden motor ein einzelnes Akkupack? Wie überwachst du deren Akkustand, damit es nicht zu tiefladungen kommt?

-zu den GPS-Modulen...woher bezieht ihr die und welche benutzt ihr?

Zitat:

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Zitat von siroks

-Könntest du bitte deinen Grundgedanken formulieren, wie du mithilfe der Gyros und dem 3DBeschleunigungssensor das ganze stabiliesieren möchtest?

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mfg Olaf

Meine GPS berechnen die Richtung nach einem Schritt. Das geht also ziemlich fix. 0,5-1 Meter reicht da völlig aus wobei die Bewegung auch schon vorher geschehen kann. Und wer will mit seinem QC den ganzen Tag nur auf der Stelle schweben. D.h. irgendwann bewegt Er sich oder hat sich mal bewegt.

Die Höhe über Normal Null wird ja auch vom GPS gemessen. Nur wird leider nicht das Höhenprofil der Landschaft berücksichtigt, um eine Höhe über dem Boden zu erhalten.

Mein Motto: So einfach wie möglich.
Ich bin immer für eine Minimierung der Sensoren. Das spart Platz, Gewicht und Programieraufwand, da der Prozessor sich nicht um 1000x Sensordaten kümmern muß.

Z. B. spare Ich bei meinen nxt Fahrrobotern sämptliche Bumper ein. Ein Beschleunigungs- und Neigungssensor in einem reicht völlig. Er dedektiert das Abstoppen/Abbremsen und reagiert entspechend. Natürlich muß die Gesamtkonstruktion dazu passen. Aber das währe zu sehr OT.
Auch hier entweder GPS oder Kompass. Als Drittsensoren ein Ultraschall360GradScannsensor.

also zu den akku packs... ist ein akku mit 3500mAh der kann max 60 A ... der reale wert is zwar immer etwas tiefer, aber 60 kommen hochstenz sehr kurzfristig wenn ueberhaupt vor.. ueberwacht werden die ueber nen eqalizer, damit die zellen nciht ungleich entladen und die spannung wird ueber nen analogen eingang am uC gemessen und wenn se zu niedrig ist leuchtet vorerst ne helle led spaeter kommt das in den daten-downlink.

mit den gyros und acc funktioniert so... :
durch den acc hat man beis stillstand des kopters die z-richtung direkt als vektor. durch die gyros integriet man die drehung von wagrecht aus auf und weis somit auch wo unten ist..
da das beides aber nciht 100% genau ist wird das noch miteinader verechnet und ein halbwegs genauer z vektor berechnet ...
dann muss man fuer die steuerung dieses signal nur nach mit den sollsignalen mischen und fertig...

...klingt einleuchtend, aber noch zu den gyros, bekommst du da die aktuelle winkelgeschwindigkeit oder den winkel, in dem das gerät gerade steht?

und dann noch:

Zitat:

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Zitat von siroks

-zu den GPS-Modulen...woher bezieht ihr die und welche benutzt ihr?

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mfg Olaf