In diesem Thead möchte ich euch mein neues "Spielzeug" vorstellen 
Schööön Offtopic, passend für den Schnee draussen...
Nach und nach sind mittlerweile alle benötigten Bauteile für meinen
Quadcopter bei mir eingetrudelt. Leider kam das Wichtigste (Rahmen,
Regler, Motoren, µC) zuletzt, so dass ich erst am Wochenende richtig in
den Bau einsteigen konnte.
Verpackungsinhalt des wichtigsten Päckchens
Ich war anfangs etwas erstaunt, da die Verpackung doch sehr klein
wirkte. Sollte da wirklich alles drin sein, was ich für einen Quadcopter
brauche?
Es war tatsächlich alles drin (außer das Landing Gear, von welchem
ich den Preis ohne weiteren Kommentar zurückerstattet bekommen habe).
Ausgepackt
Zuerst habe ich den Quadcopter erstmal provisorisch zusammengesetzt,
um zu sehen, wie die Teile sich einanderfügen und wie alles
zusammenpasst.
Provisorischer Zusammenbau
Der Flugcontroller
Da mir natürlich diverse Kleinteile fehlten, bin ich am nächsten Tag
in die Stadt und habe mir Servokabel, längere Schrauben
Schrumpfschläuche und co besorgt. Einem Bastelwochenende konnte so
nichtsmehr im Weg stehen.
Anfangs erwies sich der µC als etwas problematisch, da die
Arduino-Treiber nicht signiert sind und somit unter Windows 8 nicht ohne
weiteres Installiert werden können. Nachdem ich erfolglos versucht
habe, das ganze in Ubuntu umzusetzen, entschied ich mich für den Weg,
Windows im erweiterten Modus zu starten und so eine Treiberüberwachung
zu deaktivieren.
Erste Inbetriebnahme des Flugcontrollers
Um die Flugsoftware (Multiwii) auf den Mikrocontroller zu spielen,
benötigte ich zuallererst die Programmierumgebung vom Arduino, welche
sich hierherunterladen lässt. Die
Treiber für das NanoWii Board finden sich im Unterordner Driver (das
NanoWii basiert auf dem Leonardo Bootloader, somit reicht es, die
Treiber für den Leonardo zu installieren).
Anschließend kann der Com-Port ausgewählt werden, und eine Verbindung
zu dem Arduino hergestellt werden. Aktuell ist es allerdings noch nicht
nötig.
Zuerst wird die aktuelle Version der MutliWii Flight-Control benötigt, welche hier
zur Verfügung gestellt wird. Ist die Software heruntergeladen, muss sie
mit der Arduino IDE geöffnet (Mutli_Wii_<Version>.ino) werden.
Anschließend muss die die Config (config.h) an die jeweilige Bauart
angepasst werden. Nutzt man ein fertiges Board wie das NanoWii Board,
sind hier wirklich wenig Schritte nötig, bis die Software bereit zur
Übertragung an den Arduino ist. Die notwendigen Anpassungen innerhalb
der Config sind selbsterklärung, da der Quellcode wunderbar dokumentiert
ist, und jeder Schritt ausreichend erläutert wird. Grundlegend sind es
je nach Reglerart und Boardart minimal 1 bis maximal vielleicht 10-15
Zeilen, die idealerweise sogar nur auskommentiert werden müssen. Ist man
damit trotzdem noch Überfordert (wie wohl beinahe jeder, der noch nie
Programmiert hat, kann man sich ja hilfe holen )
Bevor die Software übertragen werden kann, muss auch in der IDE noch
der Boardtyp (Leonardo) und der Comport ausgewählt werden. Falls ihr
euch nicht sicher seid, welcher Comport der richtige ist, schaut
einfach, welcher der Comports verschwindet, wenn ihr die USB-Verbindung
vom Arduino trennt. Ist alles richtig eingestellt, kann der Code
kompiliert und auf das Board übertragen werden. Dieser Vorgang dauert je
nach Hardware zwischen ein paar Sekunden bis hin zu wenigen Minuten
(denke ich). Anschließend ist die Flugsteuerung erstmal fertig, und man
kann sich an den Zusammenbau machen.
Programmierung der Flugsteuerung
Ich habe mich bewusst für einen kleinen und einfach aufgebauten
Quadcopter entschieden, bei dem möglichst viel Pionier-Arbeit abgenommen
wird. So bietet mein Rahmen beispielsweise eine integrierte
Spannungsverteilung und soll gleichzeitig noch sehr robust sein.
Zuerst habe ich also den Rahmen grob zusammengebaut und die Regler
mit Kabelbinder vorsichtig auf den Auslegern fixiert. Nachdem ich mir
sicher war, habe ich alles verlötet.
Erste “Verstauung” der wichtigen Komponenten
Löten der zentralen Spannungsverteilung
Die Regler werden mit 3 Leitungen mit jeweils einem Elektromotore
verbunden. Dreht ein Motor falsch herum, müssen einfach 2 der 3
Leitungen getauscht werden (vollkommen egal welche). So dreht sich das
Magnetfeld und der Motor dreht nun andersherum.
Rechts: Kabel vom Regler, Links: Kabel vom Motor
Anschließend wurde es friemelig. Ich wollte zumindest die wichtigen
Ausgänge der Flugsteuerung flexibel gestalten und somit Änderbar machen.
Also mussten Steckerleisten aufgelötet werden, damit die einzelnen
Regler vertauscht und abgeklemmt werden können. Die Eingänge an die
Flugsteuerung habe ich fest verlötet mit Servokabeln, die in den
Empfänger gesteckt werden.
Anschließend musste die Fernsteuerung konfiguriert werden. Ich habe
mir eine FlySky TH9X gekauft, welche zwar grundlegend erstmal wie der
typische China-Ramsch wirkt, aber enormes Potential bietet, wenn man
basteln will (und das tue ich ja eh grad schon). Der Speicher der
Fernbedingung, indem der Programmcode liegt, wurde nur unzureichend
geschützt, so dass man mit wenig Aufwand nicht nur eigene
Programmversionen der Fernsteuerungssoftware einspielen kann (davon gibt
es einige umsonst im Internet). Es ist ebenfalls möglich,
Telemetrie-Daten des Fahr- oder Flugzeuges, welches man steuert
auszulesen und so auf dem Display der Fernsteuerung detailliert
informationen dazu zu bekommen, in welcher Höhe oder Lage sich das
Modell befindet. Aktuell benutze ich allerdings die originale Software
auf einer unveränderten Fernsteuerung und stoße so auf diverse Probleme
(unter anderem die 1A-Anleitung in chinesischem Englisch oder so,
jedenfalls kaum verständlich). Damit der Empfänger mit der Fernsteuerung
kommunizieren kann, müssten die beiden Geräte miteinander verbunden
werden. Leider war dieser Teil der Anleitung einfach mal vollkommen auf
Chinesisch, so dass ich hier etwas mehr Zeit als geplant gebraucht habe
Ganz klar und gut verständlich 
Nachdem diese hürde auch genommen war, konnten die Motor der Anleitung gemäß montiert werden.
Montage der Motoren
Montage der Motoren
Erste Tests zeigten dann, dass 3 meiner 4 Motoren falsch herum drehten. Also wieder löten
Auf den Bildern sieht man, dass größtenteils noch wildes Kabelwirwar
herscht. Ich denke, dass es aktuell noch keinen Sinn macht, die Kabel
sauber zu verlegen, da man eh ständig etwas ändern muss. Fliegt er
später gut, werde ich die Kabel natürlich so gut es geht verstecken und
verlegen.
Nachdem nun soweit alles verlegt und angeschlossen war, konnten erste
Funktionstests beginnen. Leider stellte sich dabei heraus, dass ich
mehr oder weniger jeden Kanal falsch verlötet hatte. Zwar gibt es
(bestimmt) die Möglichkeit, die Kanäle in der Fernsteuerung richtig
einzustellen, jedoch hat mich das ständige gepiepse (egal was man
drückt, es piepst zur Bestätigung bei der Fernbedienung) tierisch
genervt. Also habe ich die Kanäle einzeln durchgetestet und passend neu
verlötet.
Abschließend konnte man dann mit dem MultiWii-Config Tool die
einzelnen Daten der Flugsteuerung abrufen und mögliche Fehler sehen.
Ebenfalls sah man dort, welche Kanäle über den Empfänger empfangen
wurden.
Konfiguration der Parameter des Quadcopters
Bei ersten Tests zeigte sich jedoch, dass die Motoren unterschiedlich
auf das Gas geben reagierten, was im freien Flug unweigerlich zu einem
Absturz des Quadcopters geführt hätten. Somit habe ich alle Motoren neu
anlernen müssen (genauer gesagt die Regler). Aus eigener Erfahrung kann
ich an dieser Stelle nur jedem dazu raten, die Propeller unbedingt zu
demontieren. Eigentlich sollte nichts passieren wenn man sich an die
Vorgaben hält (Fernsteuerung auf vollgas und erst dann den zu
programmierenden Motor mit Strom versorgen), aber ich hatte das Problem,
dass einer der Motoren irgendwelche Probleme hatte (er zuckte nur rum)
und habe natürlich versucht durch spielen mit dem Gas den Motor zum
drehen zu bewegen. Das ganze mit montiertem Propeller. Es kam wie es
kommen musste, der Motor kam auf die Idee, bei Vollgas wieder
ordnungsgemäß zu funktionieren und mir in die linke Hand zu Hacken. Das
Ergebnis sind 3 lädierte Finger, eine fehlende Fingerkuppe und ein
mittig durchgehackter Fingernagel
Fertiger, flugbereiter Quadcopter
Trotz allem hielten mich diese Rückschläge nicht davon ab, die
Motoren nun mit demontierten Propellern und verbundenen Fingern erneut
zu programmieren. Ein Flugtest konnte ich nicht durchführen, allerdings
fühlte es sich beim Festhalten des Quadcopters so an, als wenn nun alle
Motoren so wie es sein soll arbeiteten.
Wenn jetzt der Schnee draußen noch verschwindet, steht dem ersten Testflug nichtsmehr im Weg
Dieser Text stammt von:
blog.m-m-o.de/quadcopter-phase-2-bau/
Schööön Offtopic, passend für den Schnee draussen...Nach und nach sind mittlerweile alle benötigten Bauteile für meinen
Quadcopter bei mir eingetrudelt. Leider kam das Wichtigste (Rahmen,
Regler, Motoren, µC) zuletzt, so dass ich erst am Wochenende richtig in
den Bau einsteigen konnte.
Verpackungsinhalt des wichtigsten PäckchensIch war anfangs etwas erstaunt, da die Verpackung doch sehr klein
wirkte. Sollte da wirklich alles drin sein, was ich für einen Quadcopter
brauche?
Es war tatsächlich alles drin (außer das Landing Gear, von welchem
ich den Preis ohne weiteren Kommentar zurückerstattet bekommen habe).
AusgepacktZuerst habe ich den Quadcopter erstmal provisorisch zusammengesetzt,
um zu sehen, wie die Teile sich einanderfügen und wie alles
zusammenpasst.
Provisorischer Zusammenbau
Der FlugcontrollerDa mir natürlich diverse Kleinteile fehlten, bin ich am nächsten Tag
in die Stadt und habe mir Servokabel, längere Schrauben
Schrumpfschläuche und co besorgt. Einem Bastelwochenende konnte so
nichtsmehr im Weg stehen.
Anfangs erwies sich der µC als etwas problematisch, da die
Arduino-Treiber nicht signiert sind und somit unter Windows 8 nicht ohne
weiteres Installiert werden können. Nachdem ich erfolglos versucht
habe, das ganze in Ubuntu umzusetzen, entschied ich mich für den Weg,
Windows im erweiterten Modus zu starten und so eine Treiberüberwachung
zu deaktivieren.
Erste Inbetriebnahme des FlugcontrollersUm die Flugsoftware (Multiwii) auf den Mikrocontroller zu spielen,
benötigte ich zuallererst die Programmierumgebung vom Arduino, welche
sich hierherunterladen lässt. Die
Treiber für das NanoWii Board finden sich im Unterordner Driver (das
NanoWii basiert auf dem Leonardo Bootloader, somit reicht es, die
Treiber für den Leonardo zu installieren).
Anschließend kann der Com-Port ausgewählt werden, und eine Verbindung
zu dem Arduino hergestellt werden. Aktuell ist es allerdings noch nicht
nötig.
Zuerst wird die aktuelle Version der MutliWii Flight-Control benötigt, welche hier
zur Verfügung gestellt wird. Ist die Software heruntergeladen, muss sie
mit der Arduino IDE geöffnet (Mutli_Wii_<Version>.ino) werden.
Anschließend muss die die Config (config.h) an die jeweilige Bauart
angepasst werden. Nutzt man ein fertiges Board wie das NanoWii Board,
sind hier wirklich wenig Schritte nötig, bis die Software bereit zur
Übertragung an den Arduino ist. Die notwendigen Anpassungen innerhalb
der Config sind selbsterklärung, da der Quellcode wunderbar dokumentiert
ist, und jeder Schritt ausreichend erläutert wird. Grundlegend sind es
je nach Reglerart und Boardart minimal 1 bis maximal vielleicht 10-15
Zeilen, die idealerweise sogar nur auskommentiert werden müssen. Ist man
damit trotzdem noch Überfordert (wie wohl beinahe jeder, der noch nie
Programmiert hat, kann man sich ja hilfe holen
)Bevor die Software übertragen werden kann, muss auch in der IDE noch
der Boardtyp (Leonardo) und der Comport ausgewählt werden. Falls ihr
euch nicht sicher seid, welcher Comport der richtige ist, schaut
einfach, welcher der Comports verschwindet, wenn ihr die USB-Verbindung
vom Arduino trennt. Ist alles richtig eingestellt, kann der Code
kompiliert und auf das Board übertragen werden. Dieser Vorgang dauert je
nach Hardware zwischen ein paar Sekunden bis hin zu wenigen Minuten
(denke ich). Anschließend ist die Flugsteuerung erstmal fertig, und man
kann sich an den Zusammenbau machen.
Programmierung der FlugsteuerungIch habe mich bewusst für einen kleinen und einfach aufgebauten
Quadcopter entschieden, bei dem möglichst viel Pionier-Arbeit abgenommen
wird. So bietet mein Rahmen beispielsweise eine integrierte
Spannungsverteilung und soll gleichzeitig noch sehr robust sein.
Zuerst habe ich also den Rahmen grob zusammengebaut und die Regler
mit Kabelbinder vorsichtig auf den Auslegern fixiert. Nachdem ich mir
sicher war, habe ich alles verlötet.
Erste “Verstauung” der wichtigen Komponenten
Löten der zentralen SpannungsverteilungDie Regler werden mit 3 Leitungen mit jeweils einem Elektromotore
verbunden. Dreht ein Motor falsch herum, müssen einfach 2 der 3
Leitungen getauscht werden (vollkommen egal welche). So dreht sich das
Magnetfeld und der Motor dreht nun andersherum.
Rechts: Kabel vom Regler, Links: Kabel vom MotorAnschließend wurde es friemelig. Ich wollte zumindest die wichtigen
Ausgänge der Flugsteuerung flexibel gestalten und somit Änderbar machen.
Also mussten Steckerleisten aufgelötet werden, damit die einzelnen
Regler vertauscht und abgeklemmt werden können. Die Eingänge an die
Flugsteuerung habe ich fest verlötet mit Servokabeln, die in den
Empfänger gesteckt werden.
Anschließend musste die Fernsteuerung konfiguriert werden. Ich habe
mir eine FlySky TH9X gekauft, welche zwar grundlegend erstmal wie der
typische China-Ramsch wirkt, aber enormes Potential bietet, wenn man
basteln will (und das tue ich ja eh grad schon). Der Speicher der
Fernbedingung, indem der Programmcode liegt, wurde nur unzureichend
geschützt, so dass man mit wenig Aufwand nicht nur eigene
Programmversionen der Fernsteuerungssoftware einspielen kann (davon gibt
es einige umsonst im Internet). Es ist ebenfalls möglich,
Telemetrie-Daten des Fahr- oder Flugzeuges, welches man steuert
auszulesen und so auf dem Display der Fernsteuerung detailliert
informationen dazu zu bekommen, in welcher Höhe oder Lage sich das
Modell befindet. Aktuell benutze ich allerdings die originale Software
auf einer unveränderten Fernsteuerung und stoße so auf diverse Probleme
(unter anderem die 1A-Anleitung in chinesischem Englisch oder so,
jedenfalls kaum verständlich). Damit der Empfänger mit der Fernsteuerung
kommunizieren kann, müssten die beiden Geräte miteinander verbunden
werden. Leider war dieser Teil der Anleitung einfach mal vollkommen auf
Chinesisch, so dass ich hier etwas mehr Zeit als geplant gebraucht habe
Ganz klar und gut verständlich Nachdem diese hürde auch genommen war, konnten die Motor der Anleitung gemäß montiert werden.
Montage der Motoren
Montage der MotorenErste Tests zeigten dann, dass 3 meiner 4 Motoren falsch herum drehten. Also wieder löten
Auf den Bildern sieht man, dass größtenteils noch wildes Kabelwirwar
herscht. Ich denke, dass es aktuell noch keinen Sinn macht, die Kabel
sauber zu verlegen, da man eh ständig etwas ändern muss. Fliegt er
später gut, werde ich die Kabel natürlich so gut es geht verstecken und
verlegen.
Nachdem nun soweit alles verlegt und angeschlossen war, konnten erste
Funktionstests beginnen. Leider stellte sich dabei heraus, dass ich
mehr oder weniger jeden Kanal falsch verlötet hatte. Zwar gibt es
(bestimmt) die Möglichkeit, die Kanäle in der Fernsteuerung richtig
einzustellen, jedoch hat mich das ständige gepiepse (egal was man
drückt, es piepst zur Bestätigung bei der Fernbedienung) tierisch
genervt. Also habe ich die Kanäle einzeln durchgetestet und passend neu
verlötet.
Abschließend konnte man dann mit dem MultiWii-Config Tool die
einzelnen Daten der Flugsteuerung abrufen und mögliche Fehler sehen.
Ebenfalls sah man dort, welche Kanäle über den Empfänger empfangen
wurden.
Konfiguration der Parameter des QuadcoptersBei ersten Tests zeigte sich jedoch, dass die Motoren unterschiedlich
auf das Gas geben reagierten, was im freien Flug unweigerlich zu einem
Absturz des Quadcopters geführt hätten. Somit habe ich alle Motoren neu
anlernen müssen (genauer gesagt die Regler). Aus eigener Erfahrung kann
ich an dieser Stelle nur jedem dazu raten, die Propeller unbedingt zu
demontieren. Eigentlich sollte nichts passieren wenn man sich an die
Vorgaben hält (Fernsteuerung auf vollgas und erst dann den zu
programmierenden Motor mit Strom versorgen), aber ich hatte das Problem,
dass einer der Motoren irgendwelche Probleme hatte (er zuckte nur rum)
und habe natürlich versucht durch spielen mit dem Gas den Motor zum
drehen zu bewegen. Das ganze mit montiertem Propeller. Es kam wie es
kommen musste, der Motor kam auf die Idee, bei Vollgas wieder
ordnungsgemäß zu funktionieren und mir in die linke Hand zu Hacken. Das
Ergebnis sind 3 lädierte Finger, eine fehlende Fingerkuppe und ein
mittig durchgehackter Fingernagel
Fertiger, flugbereiter QuadcopterTrotz allem hielten mich diese Rückschläge nicht davon ab, die
Motoren nun mit demontierten Propellern und verbundenen Fingern erneut
zu programmieren. Ein Flugtest konnte ich nicht durchführen, allerdings
fühlte es sich beim Festhalten des Quadcopters so an, als wenn nun alle
Motoren so wie es sein soll arbeiteten.
Wenn jetzt der Schnee draußen noch verschwindet, steht dem ersten Testflug nichtsmehr im Weg
Dieser Text stammt von:
blog.m-m-o.de/quadcopter-phase-2-bau/
