Mein Quadcopter

      Mein Quadcopter

      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/
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      So ungefähr. Bislang mit Fernsteuerung. Später GPS, dh ich lege einfach wegpunke fest, die ich anfliegen will und wie lange er sich an jeden wegpunkt aufhalten soll (bspw. Kreise 20 Sekunden um das Ziel)
      Ich will allerdings auch mal fpv ausprobieren, da sitzt auf dem copter eine kamera, die das Bild per Funk auf eine Brille mit Monitoren überträgt und man fliegt quasi dann aus der Perspektive des copters. Aktuell is da echt viel machbar, teilweise rechtlich allerdings grenzwertig, ich glaub autonom dürfen die Dinger garnicht fliegen usw

      Felix {MMO} schrieb:

      Wie ist denn der aktuelle stand? Ist das ganze eigentlich auch für jemanden zu stemmen, der keine Mikro Controller erfahrung hat?

      Aktueller Stand is im Video Thread. Mit Brille macht das ganze erst richtig Sinn. Werde nächste Woche mal in den Alpen versuchen, ein paar tolle Bilder zu schiessen.

      Derzeit fliege ich ohne GPS aber mit Barometer und Kompass, so kann ich auf Schalterdruck die Höhe und Richtung halten. Dann habe ich derzeit 2 Kameras montiert, eine für die Brille und eine zum aufzeichnen. Jetzt ist Beladungstechnisch die Grenze erreicht. Alles in Allem macht das aber echt Spaß und birgt jede Menge Potential: Mofarennen von oben Filmen, Spannen usw :D

      Das Spannen ist nicht ernst gemeint, ich will die aktuelle Diskussion nicht noch anheizen. Ich wurde neulich angesprochen mit ziemlich bösem Unterton, wievielen Anwohnern ich schon auf den Balkon und ins Schlafzimmer geschaut hätte. Als wenn das erst seit heute möglich ist.... Und die Medien heizen das Ganze dann noch an, indem Sie die Dinger Drohnen nennen und sie damit auf eine ebene mit den Dingern im Irak stellen...

      Heikles Thema :) Und gerade FPV ist grenzwertig legal bis eher nicht legal, zumindest wenn man mit dementsprechend Sendeleistung fliegt :D Aber sonst wär das Leben ja Langweilig :)

      Felix, die Herausforderung war bislang am allerwenigsten der µC. Problematisch war eher das Löten und die Modifikationen die ich vorhatte. Ich hab mir ja ne relativ schlechte Fernbedienung gekauft, die man aber umbauen konnte. Dazu musste ich aber an den Prozessorbeinchen löten usw. Der Quadcopter ist selber mehr oder weniger OutOfTheBox. Ein bißchen Kalibrieren am anfang ansonsten muss man nicht viel machen. Der Code muss aufgespielt und angepasst werden, aber das kann jeder, der Lesen kann. Danach ist es reine Übung.