iCopter

[CPU_Heizer]

Hallo zusammen,

Ich werd mit einem Kollegen nach den (schweizer) Sommerferien einen Quardocopter bauen.

Die Planung ist bereits fast fertig, bald werden wir die Bauteile bestellen.
Brushless-Motoren (http://www.unitedhobbies.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=5354): $5.95
BL-Regler (http://www.unitedhobbies.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=6456): $7.95
Akku (http://www.unitedhobbies.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=9184&Product_Name=Turnigy_5000mAh_3S_15C_Lipo_Pack): $29.99
Carbon-Stäbe (http://www.unitedhobbies.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=9012&Product_Name=Carbon_Fiber_Square_Tube_750x10.5mm): $4.26
Carbon-Platten (http://www.unitedhobbies.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=8706&Product_Name=Woven_Carbon_Fiber_Sheet_200x100_(1MM _Thick)): $8.99
Propeller (http://www.flyinghigh.ch/index.php/de/home.html?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=38&category_id=6): CHF 5.70

Wenn ich die Reserve-Motoren & -Regler und den Versand dazu rechne komme ich auf insgesamt ca. 235 CHF = 145 €, was für einen Quadrocopter doch sehr billig ist.

Gesteuert wird das ganze von einem iPhone (bereits vorhanden) über die rs232-Schnittstelle, an der ein ATmega48 hängt, der die Regler ansteuert.
Der grosse Vorteil dabei ist, dass alle Sensoren (GPS, Kamera, Gyros, Accelerometer, Tranceiver, Kompass) bereits integriert sind und nicht noch zusätzlich bezahlt werden müssen.

Falls die rs232-Kommunikation zu langsam ist, werde ich zusätzliche Gyros kaufen müssen, die direkt am ATmega48 hängen.
Falls das ganze dann immernoch zu langsam ist, muss ich wohl diese (http://www.flyinghigh.ch/index.php/de/home.html?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=5&category_id=2) völlig überteuerten Regler kaufen müssen.

Die 3D-Datei is iwie kaputt gegangen, aber evtl. hab ich sie irgendwo gesichert, d. h. Bilder kommen in ein paar Wochen.

EDIT: PS: Die Diskusion hat bereits hier (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=450039#450039) angefangen.
@Thomas$: ich meinte, die Begrenzung wurde aufgehoben und die einzige Begrenzung ist noch der Fehler aus der Ionsisphäre, und der ist einen Meter weiter nicht gross unterschiedlich.
Andere QC können ja auch per GPS die Position halten.

[Thomas$]

ich glaubs trozdem irgendwie nich den das gps im zivil bereich ist auf 8m beschränkt weil man sonst noch viel mist machen kann (flüssigkeits (wasserstoffperoxid und spirtus oder was andresrakete bastel und gewisse ziele schiesen) send mal ein link wo das gps zu positions halte genutzt wird hab grad nix gefunden

[CPU_Heizer]

Quadrocopter mit GPS-Positionshalt: http://www.youtube.com/watch?v=1S8WVd3Rhxw (4:05)

Dieser Artikel (http://de.wikipedia.org/wiki/Differential-GPS) erklärt unter anderem, dass der GPS-Fehler an zwei nahe beieinanderliegenden Orten sehr ähnlich ist.

[Willa]

Mit Differenz-GPS Messungen kannst du sehr präzise Positionierungen vornehmen ( http://www.rcmovie.de/video/a3d8cd5bbcefd8a59191/MikroKopter-Follow-Me )
Ich würde an deiner Stelle einen anderen Regler nehmen: TowerPro n18A. Den kann man ziemlich einfach auf i2c umbauen (grad an einem getestet), dann funktioniert die Regelung sicherlich sehr viel besser. Näheres werde ich bald in meinem Tricopter-Thread berichten. Der Akku den du verwenden willst ist ein bisschen heftig... Damit kannst du mindestens 30 mintuen fliegen wenn du ein sehr schweres Chassis baust.
Ich bin fast schon davon überzeugt, dass die Gyros aus dem I-Phone (sind da wirklich welche drin?) nicht schnell genug auf die Regelung einwirken können. Hast du Einfluss auf die Filter der Gyroskope? Wieviel bit hat der ADC des Iphones?

[CPU_Heizer]

Wenn das so ist, werd ich mir natürlich einen TowerPro n18A beschaffen. Muss man da aber nicht iwie den uC neu flashen?

Ja, im iPhone sind schon Gyros drin, das sieht man ja an allen Lage-Gesteuerten Spielen. Ausserdem gibt es bei der Programmierung neben dem "Accelerometer"-Objekt auch ein "Orientation"-Objekt oder sowas ähnliches, hab noch nicht so viel X-Code geproggt.
Ja, ich glaub den Filter kannst du beeiflussen.

Das iPhone hat keine Ports, nur Schnittstellen (rs232, USB, Firewire, Audio-I/O), aber ich brauch ja sowiso noch einen externen uC, an dem sind dann genug freie Ports, auch ADC.

[dennisstrehl]

Man findet über die Gyros im IPhone nicht viel. Ich glaube nicht dass da welche drin sind. "Orientation" - Ja, schön, vertikal, horizontal, und was kann das noch? Das sagt gar nix aus. Wird wohl über die Beschleunigungssensoren gemessen.

[Willa]

Ich glaube auch, dass für Computerspiele auf jeden Fall ein ACC ausreicht. Gyros sind außerdem sehr viel teurer als ACCs, warum sollten die also welche verbauen...? Versuch darüber doch mal mehr herauszufinden.
Die TowerPro Regler musst du neu flashen. Dazu muss man ein bisschen Löten können und insgesamt 8 Kupferlackdrähte am µC (ist meistens ein Mega8) anlöten. Dann, je nach Ausführung des Reglers, ein oder zwei Leiterbahnen durchtrennen. Ich hatte Glück und habe die einfachste "Umbau-Version" erwischt. Dazu gibt es Umbauanleitungen im Netz:
http://home.versanet.de/~b-konze/

[CPU_Heizer]

Danke für den Link, das werd ich wohl auch so machen.

Zu den Gyros: ich hab nochmal ein bisschen gesurft und scheinbar hat das iPhone tatsächlich keine. Allerdings: wenn die Accelerometer für Wasserwagen-Apps ausreichen, sollten sie doch auch für den QC funktionieren?

Andererseits währen externe Gyros iwie sowiso besser, dann könnte man auch mal ohne iPhone eine Notlandung machen.

[Willa]

Ne mit nem ACC alleine wird das gar nichts. Die Gyros sind für 99% der Stabilisierung verantwortlich. In allen Coptern die ich kenne (und auch in meiner eigenen Entwicklung) wird ein ACC nur benutzt um den Drift der Gyros zu eliminieren. Ein ACC ist einfach so verrauscht, damit kann man nichts anfangen. Nur um der Regelung zu sagen "wo ungefähr unten ist" taugt der.
Als Gyros kann ich dir die sehr unkomplizierten und sehr guten adxrs610 empfehlen. Es geht zwar auch billiger (z.B. ENC-03R, habe ich auch gemacht) aber der Aufwand für Elektronik und Regelung ist größer.

[dennisstrehl]

Ich kenn mich mit Quadrocoptern jetzt nicht so sehr aus, aber ich würde da wahrscheinlich Willa zustimmen, dass es ohne Gyros nicht geht. (In einem Flugzeug sind Beschleunigungsmesser alleine nicht ausreichend - und ein Quadrocopter bewegt sich ja nicht grundlegend anders.)

Bei sander-electronic.de gibt's einen Gyro namens LISY300AL - ist relativ günstig, also vielleicht zum testen ganz nett. Leider nicht so ohne weiteres lötbar, vielleicht gibt's den irgendwo mit Adapter?

Gruß

[Willa]

Hi!
Der Unterschied zwischen Flugzeug und Copter ist aber zusätzlich, dass ein Flugzeug relativ eigenstabil fliegt, ein Copter aber absolut instabil ist. Ich habe schonmal dieses Beispiel gebracht (und das passt echt gut...): Ein Copter ohne Gyros verhält sich wie einer diesen kurzen IKEA Bleistifte den ihr auf dem Finger balanciert. Keine Chance den vom umkippen abzuhalten... Mit Gyroskopen gehts dann eher Richtung Besenstiel oder Stabhochsprungstab...
Der LISY300AL ist angeblich nicht für Copter geeignet:
http://forum.uavp.ch/viewtopic.php?t=2015

[CPU_Heizer]

Also, dann muss ich wohl noch Gyros kaufen.
Ich habe mich etwas umgeschaut, und der billigste Gyro, 2 Achsen inkl. Breakout Board kostet bei Sparkfun 60$.
http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=698

Zwei Achsen sollten doch vorerst reichen oder? Für den Autopilot gibts ja auch noch den Kompass.

Gibts da grosse Qualitätsunterschiede, also dass irgentwelche Gyros garnicht für ein QC gehen?

[GÜNTI]

Also, dann muss ich wohl noch Gyros kaufen.
Ich habe mich etwas umgeschaut, und der billigste Gyro, 2 Achsen inkl. Breakout Board kostet bei Sparkfun 60$.
http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=698
das gibt doch inzwischen die Wii-Motion-Plus.
dort ist ein 2achs und einachsgyro drinnen.

http://i39.tinypic.com/1zxryax.jpg

und die lässt sich sogar über I2C auslesen. http://randomhacksofboredom.blogspot.com/2009/06/wii-motion-plus-arduino-love.html

http://wiibrew.org/wiki/Wiimote/Extension_Controllers#Hardware_.28Wii_Motion_Plus. 29

[petermetertr]

Hi, mich interessiert sehr wie das Projekt verläuft. Mit Quadrokoptern habe ich noch keine eigenen Erfahrungen gesammelt. Ich habe aber gelesen, daß viele normale BL-Regler nicht dafür geeignet seien.
Wichtig ist wohl dass die Regler sehr schnell und sehr genau dosiert die Drehzahl stellen können. Dafür sei auch die normale PWM-Signalübertragung (wie bei Servos) ungeeignet.

Im ARM-o-kopter Wiki stehen ein paar günstige BL-Regler die sich angeblich auf eine besser geeignete digitale Schnitstelle umbauen lassen sollen.

[CPU_Heizer]

20€???
Da fragt man sich, wie Nitendo 3 Achsen so billig verkaufen kann.

Das Problem ist aber, wie gross und wie schwer ist die Platine?
Hat jemand diese Wii Motion Plus?


Wir haben vor kurzem die Bestellung bei HobbyKing abgesendet, mittlerweile wurde das Paket abgesendet. Die Versandzeit beträgt 6-21 Tage.
Den Akku haben wie übrigens so gross dimensioniert, um eine möglichst lange Flugzeit zu erreichen. Für Kurz-Flüge haben wir noch nen kleineren mitbestellt.

EDIT:
@ petermetertr:
Ja, normale Regler sind zu langsam. Aber den Regler, den Willa gezeigt hat(TowerPro n18A), kann man anscheinend leicht auf I2C umbauen.

[GÜNTI]

... Dafür sei auch die normale PWM-Signalübertragung (wie bei Servos) ungeeignet.
kommt immer auf dein programm an.
und modernere regler können auch schneller als alle 20ms angesprochen werden.

- http://forum.xufo.net/bb/viewtopic.php?t=3636
- http://aeroquad.info
- http://www.tt-tronix.de
- http://tt-rc.de

aber auch die PWM-Ansteuerung kann mit 4KHz laufen.
- http://forum.xufo.net/bb/viewtopic.php?p=143349#143349

[GÜNTI]

20€???
Da fragt man sich, wie Nitendo 3 Achsen so billig verkaufen kann.
in der bucht, schon ab13€ . die massen machen es. O:)
ausserdem ist das nicht billig, wenn du 4 spieler hast.


Das Problem ist aber, wie gross und wie schwer ist die Platine?
eher wie klein O:) , 30x24mm
kaum grösser wie die von sparkfun, aber dünner. O:)

[CPU_Heizer]

13€... extrem Billig!
Dann hab ich dank dir grad über 30€ gespart... ;)

[BastelWastel]

das gibt doch inzwischen die Wii-Motion-Plus.
dort ist ein 2achs und einachsgyro drinnen.
und die lässt sich sogar über I2C auslesen.

Sehr nice, das wußt ich auch noch nicht.
Was spuckt das ding aus? Die reinen Sensor Werte, oder stecken da schon Filter oder so mit drin?

[CPU_Heizer]

UPDATE:

Das Paket von HobbyKing ist bereits vor 2 Wochen angekommen, schön verpackt, vollständig und funktionsfähig (man ist bei so weit entfernten Ländern ja am Anfang immer etwas skeptisch).
Die Rotoren sind auch vor kurzem eingetroffen und heute haben wir auch die Wii Motion Plus gekauft (im Laden, ums nicht zu kompliziert zu machen).

Die TowerPro n18A Regler sind nicht ganz die gleichen wie die im Link von Willa, es handelt sich um eine neuere Version. Nach ein bisschen googlen hab ich aber diese (http://www.rcgroups.com/forums/attachment.php?attachmentid=2541738) neuere Anleitung gefunden.

Zur Wii Motion Plus hab ich diesen (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=454716) Beitrag gefunden, den ich wohl recht originalgetreu übernehmen werde (danke poolmicha).

Das iPhone wird ersteinmal weggelassen bis der QC fliegt. Alles notwendige ist ja schon extern vorhanden.

Als nächstes werde ich mal versuchen, die WM+ anzusteuern und vorallem die Regler umzubauen.