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QuadVolucer - Just another Quadcopter
Nachdem ich inzwischen schon die 2. Version der Elektronik meines Quadkopters am Laufen habe(Die jetzt auch so funktioniert wie sie soll!) stelle ich hier endlich meinen QuadVolucer vorstellen.
Wer von der Copterschwemme genervt ist möge diesen Thread bitte ignorieren ;-)
Nachdem ich vor ca. 5Jahren zum ersten Mal einen Quadcopter gesehen hab der der eigene nur eine Frage der Zeit..
Ich wollte von von vornherein möglich viel selber machen. Da ich vom Modellbau komme hatte ich nie den Ehrgeiz den Kopter eigenstabil zu machen. Beschleunigungssensoren habe ich also nur schaltungstechnisch vorgesehen aber nie bestückt und implementiert. Als Microcontroller hab ich den STM32 von ST verwendet.
Der 1. Versuch:
Anhang 18949
Als Gyro hab ich einen 2 achsen Gyro von ST und einen Marata Gyro(Yaw) eingesetzt. Vor allem der ST Gyro hat mich zum Neuanfang gebracht.
Durch Schwingungsempfindlichkeit hab ich einen extrem rechenintensiven FIR Filter implementieren müssen um überhaupt zu fliegen. Aber eine leichte Schwingneigung hab ich nicht weg wegbekommen.
Der 2. Versuch
Anhang 18951
Die neue Elektronik hab ich dann gleich ganz in SMD gemacht und alles auf eine Platine integriert. Als Gyro hab ich den ITG-3200 von Invensense eingesetzt. Der hat 3 Achsen integriert und die internen Resonanzfrequenzen sind so hoch das er sich nicht vom Kopter stören lässt.
Die Schaltung enthält: QuadControl2_schematic.pdf
- STM32 Microcontroller mit serial-wire debugging Interface
- ITG-3200 3-achs Gyroskop
- Footprint für 3-achs ACC
- FTDI 232 virtuelle serielle Schnittstelle
- I2C für Ansteuerung der Motorsteller
- Footprint für CAN-Transceiver für Ansteuerung von Motorstellern
- UART für Anschluss von RC Empfänger
- Summer für Akkuwarnung
Anhang 18947
Natürlich musste der Rahmen optisch nachziehen!!
Anhang 18948
Er schwebt!
Video folgt sobald ich Gelegenheit hatte ein zu machen.
Die Regelung bedarf noch etwas tuning. Aber der Kopter liegt jetzt schon in der Luft wie ein Brett! Der ITG-3200 hat die erhoffte Verbesserung gebracht.
Freue mich über Fragen, Anregungen und (wenns sein muss ;-)) Kritik
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Hallo sandmen,
Danke!
zu deinen Fragen:
- den I2C Bus hab ich nur sehr ungern eingesetzt. Der ist für diese störintensive Umgebung eigentlich völlig ungeeignet!
Im Mikrokopter Forum hab ich gelesen das die übliche PWM Datenübertragung aus dem Modellbau zu langsam sei. Und weils natürlich billig sein musste hab ich dann billige HongKong EMCs auf I2C umgeflasht.
Zwischenzeitlich habe ich selbst einen Regler entwickelt der über CAN ansprechbar ist. Deshalb habe ich auf meine QuadControl auch einen CAN-Transceiver vorgesehen. Ich bin nur noch nicht dazugekommen 4 davon aufzubauen. Außerdem: never change a running system!!
- zumindest die Hardware würde ich - bei entsprechender Resonanz hier - veröffentlichen. Dann auch als opensource. Die Software ist aber weit von einem vorzeigbaren Zustand entfernt.
Ich hab von meine Steuerplatine noch 6 Stück übrig. Sollte jemand interesse haben würde ich die für billigst + Versand abgeben. (PN)
- Von dem Openpilot hab ich erst gestern gelesen. Das ander kannte ich noch gar nicht. Muss ich mir gleich mal ansehen.
Jetzt, wo das Wetter mir das Fliegen vermiest bin ich an der Konstruktion eines neuen Rahmens für den Kopter. Der alte hat während der Softwareentwicklung etwas gelitten ;)
Ein erster Eindruck:
Anhang 19012
Den Rahmen werde ich aus CFK-Rohren und CFK-Platten aufbauenbauen. Ich werde dann auch neue Motoren einsetzen: hacker Style Brushless Outrunner 20-28M Wenn sie den mal wieder lieferbar sind..
kounst
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Hast recht. Inzwischen bin ich auch überzeugt das die 50Hz PWM schnell genug ist. Das langsamste ist eh der Motor. Wenn ich mich jetzt entscheiden müsste würde ich warscheinlich die normale PWM übertragung verwenden.
Nein die Platinen sind nicht bestückt. Sei sind doppelseitig und beidseitig mit Lötstopplack. blau
Ich hab gerade im Datenblatt vom STM32 nachgelesen:
Die Ausgänge wo SCL und SDA vom I2C und die UART für den Empfänger (RC_UART_TX, RC_UART_RX) lassen sich als PWM Ausgänge verwenden.
Falls du auch per UART deinen Empfänger anschließen willst könntest du den Summensignaleingang(PWM_CC) und den RC_UART_TX als PWM Ausgänge verwenden.
Es lassen sich auf jeden Fall 4 bestehende Ausgänge als PWM Ausgang verwenden. Klappt also ohne Layout-Operationen. :p
Ich hoffe das war verständlich. Die Bezeichnungen entsprechen denen im Schaltplan
Ok, ich hab inzwischen 10 Akkuladungen ohne technische Probleme leergeflogen- demnach funktioniert die Software hinreichend gut.
gruß,
kounst
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Im CAD ist er jetzt fertig - der neue Rahmen!
Anhang 19075
Statt CFK werde ich jetzt doch GFK verwenden. Ist einfach ein riesiger Preisunterschied. Von der Festigkeit her sollts ok sein. Nur optisch wäre des CFK natürlich schöner gewesen..
Die Sourcen und CAD Files (eagle und catia) stehen jetzt auf github online.
Das ganze ist noch sehr mangelhaft dokumentiert. Da werd ich demnächst noch etwas nachbessern. Die Software ist bisher noch in einem recht frühem Stadium - bis sich daran etwas ändert wird wohl noch etwas länger dauern.
gruß,
kounst
