6DoF Stabilisationssystem für R/C Helikopter

[Bubi_00]

Hallo Leute,

Endlich kann bin ich soweit das ich mir im klaren bin was ich von meinem Projekt eigentlich will :)
Ich habe lange überlegt ob Quad/Tricopter, Koax, Fixed-Pitch bzw Collectiv-Pitch Helikopter zu regeln. Mir geht es primär um Regelalgorythmen und um meine Mathekenntnisse wieder aufzufrischen :)
Ich wollte mal was neues probieren und Quad/Tricopter gibt es schon relative viele! Bei den Koaxmodellen hab ich keinen passenden für mich gefunden und so bin ich beim Align TRex 250 hängen geblieben...
http://www.bbtleb.com/items/KX019002TA.jpg
Es ist ein Cyclic Collectiv Pitch Helikopter mit 120° Anordnung an der Taumelscheibe.
Für die Steuerung werden also 4 Servos benötigt. (3x Taumelscheibe 1x Heck).
Als Steuerung wird ein noch zu entwickelndes STM32 Board verwendet mit 2 Gyros (1x 2 Achsig 1x 1 Achse) + Beschleunigunssensor (3Achsig) + Kompass.

Die ersten Schritte werden sich auf "einfache" Dinge belaufen. Also Servoboard, CCP Mischer, "einfache" PID-Regler vorbereiten.

Bis das ganze Zeug bei mir eintrifft werde ich eine Java Software vorbereiten die mir zum loggen und visualisieren der Sensor-Daten dient und um über Controllbefehle verschiedene Regelparameter usw zu verstellen...Eine "Basisstation". Geplant ist auch einen Joystick einzubauen um vorab Kontrolle über das ganze zu haben.

Ist das alles erledigt versuche ich über eine drehbare Platform das Heck zu stabilisieren. Also ein Heading-Lock Modul mit Kompasserweiterung einzubauen. 2ter Schritt wird mit einem noch nicht genau überlegten Aufbau die Roll-Achse stabilisiert. Höhe wird dann Punkt 3.
Bis hier hin ist der Helikopter NIE frei unterwegs gewesen sondern immer sicher irgendwo befestigt, damit der nicht abhaut und irgendwen gefährdet.
Es ist also bis hier hin nicht nötig irgendwelche Funkspielerein oder ähnliche zusätzliche Problemquellen (und Gewicht) einzubauen. Kommunikation geht übers Kabel.

Sollte ich je soweit kommen (Zweifel ist berechtigt^^) wird der Heli damit mit nur 2 Achsen steuerbar (Nick und Yaw). Wenn die Kosten nicht gesprengt werden und ich durch Ersatzteile nicht zuviel Geld liegen lasse. Wird an diesen Punkt auf ein "Outdoor" Modell umgestellt.. also eine Nummer größer um auch entsprechend Gewicht wie GPS+Kamera tragen zu können.. aber das ist in seeeehr weiter ferne...
(wenn ich soweit komme bin ich überglücklich ^^)


Als Zeitplan habe ich mir vorläufig 1 Jahr gesetzt... Ich werde den Thread hier dann nutzen um von Zeit zu Zeit updates zu geben :)

Freue mich schon auf die Meinungen^^ Wie gesagt Zweifel sind berechtigt (die hab ich auch :) ) Aber was spricht dagegen es zu versuchen :)

[Rabenauge]

Ich halte den 250 für etwas klein, habe den aber nicht.
Das Gewicht eines Microempfängers fällt bei deinem Vorhaben mal gar nicht auf, der wiegt weniger als ein Kreisel. ;)

Nen gesunden (normal motorisiert) 450XL kann man mit ca. 300g beladen, dann fliegt er noch- wie eine schwangere Elster aber schon.
Das eben könnte Probleme machen: einen "überladenen" Heli stabil zu halten ist deutlich schwieriger, weil man dann sehr vorausschauend fliegen muss, er pendelt nämlich mehr und alle Reaktionen kommen deutlich später als gewohnt.

Das könnte ein Stolperstein sein, den du mit nem Heli, dem das Zusatzgewicht nichts ausmacht, umgehen kannst.

[Bubi_00]

Vielen Dank für den Hinweis... vorsichtige Schätzungen haben ergeben das meine IMU ungefähr 10g... das packt der mit Sicherheit^^ Wie gesagt viel mehr als IMU+3-4 Kabel muss der nicht tragen... Hab ein günstigen Gebrauchten gefunden für ~150€ inklusive Motor+Servos+BL Regler... das finde ich voll OK... für Größere geht entsprechend mehr drauf. Ausserdem kommt dazu das ein 450 nicht ohne weiteres auf ein Gestell geschraubt werden kann das noch halbwegs ins Zimmer passt :) Bis der fliegt vergeht noch viel Zeit und sollte ich soweit kommen ist der Schwenk auf einen 450er wesentlich leichter

[Charly2006]

Hast du den T-Rex 250 schon mal in natura gesehen?
Das Ding ist kleiner als ein Ikarus Piccolo und durch die geringe Größe sehr hibblig. Ich würde eher einen HKH -450 nhemen.
Oder gleich einen T-REX 600 oder Raptor E-550.

Kanst du Heli fliegen ? Man soll eine Heli niemals irgendwo festbinden, die ganze Konstruktion kann sich auf schwingen und sich ruckzuck zerlegen.

mfg Charly

[Hummel]

Hallo,
denk daran die Rotorblattspitzen machen min. schlappe 200 std/km Umfangsgeschwindigkeit. Selbst der kleine ist nichts für die Wohnung.
Gruß Karl

[Rabenauge]

Nicht nur das, auch die Kleinen (ich habe auch einen Piccolo) wirbeln sehr, sehr viel Luft auf, binnen kurzer Zeit ist ein durchschnittliches Zimmer gründlich umgerührt.

Das mit dem festmachen stimmt auch: es geht, aber man muss es so machen, dass jegliche Vibrationen absorbiert werden können (nicht unterschätzen!), sonst kann der Heli regelrecht zerrissen werden, und dann fliegen die Blätter alleine mit 200km/h wild durch die Gegend.

Vom fliegen her ist es umgedreht: ein 450er fliegt sich um Welten "gemütlicher" als ein Kleiner- wenn beide das richtige Setup haben.
Man kann einen 450er T-Rex ausgesprochen giftig einstellen und fliegen, muss es aber nicht. Ein Piccolo wird nie soo ruhig in der Luft stehen, wie es ein gut eingestellter T-Rex 450 kann.
Bei grösseren (ich hatte schon das Vergnügen, Eco7 und Eco8 zu fliegen) wird es richtig angenehm, die Brocken kannst du mit einer Hand fliegen, versuch das mal mit so einem Kleinen!

[Charly2006]

Hi
Ich habe bis jetz noch keinen UAV Heli für Indoor zwecke gesehen, abgesehen von einem prof. Quadcopter für ca. 10 k Euronen und der Schwebte nur im Studio. Es ist auch ein unterschied ob du fliegen oder Schweben willst. Beim fliegen braucht die Steuerung sehr viel Platz um äußere Einflüsse auszugleichen. Draußen sieht das ganze schon besser aus.
Goolge mal Helicommand oder Gyrobot900

mfg Charly

[Bubi_00]

Hallo Leute,

Es gibt die erste Aktualisierung.
Mittlerweile haben sich viele Mitstreiter gefunden. Die Verteileliste beinhaltet im Moment 8 Adressen.
Die Leiterplatte ist praktisch fertig geroutet und wird demnächst bestellt werden. Gyros sind auch schon angekommen (wir verwenden den gerade neu herausgekommenen ITG-3200). Der Rest der Bauteile wird auch noch geordert. Derzeit liegen wir mit (viel zu vielen) Sensoren bei ca 60€.

Hier eine Liste:

- 3-Achs Gyro ITG-3200
- ADXL345 I²C Beschleunigungssensor
- ADXL 335 Analoger Beschleunigungssensor
- BMP085 I²C Luftdrucksensor
- LSM303 I²C Magnetfeldsensor und Beschleunigungssensor
- AT45DB321D SPI Flash
- STM32F103RE 32 Bit Prozessor

5 Servo Outputs, 7 Inputs (teils Analog und Digital geteilt, also Multifunktional), 2 USARTS mit Pining für das FTDI Adapterkabel.
Programmiert wird über UART1, JTAG Punkte sind auf Pads rausgeführt und können notfalls verdrahtet werden.

Wir sind gerade dabei die Grundlagen zu schaffen. Wiki ist eingerichtet und wir versuchen gerade alles etwas zu ordnen. Also wer was macht usw. Sobald alle Vorraussetzungen geschaffen sind werde ich hier einen Link zur Projektseite und damit auch zu den Sourcedatein veröffentlichen. (Source gibts eh noch keinen ;) )

Im Anhang ein Bild vom aktuellen Layout. Sind aus dem rcline Forum, wo das ganze seinen Anfang genommen hat.

Werde hier von Zeit zu Zeit weiter aktualisieren und auch Fragen stellen. Hier ist soviel geballtes Wissen das ich gerne Nutzen würde :).

Wenn wer mitwirken will kann er sich direkt bei mir melden. Dann gibts Link und Mailadressen. In 2-3 Wochen wird aber sowieso alles offen sein. Nur habt ihr dann wohl schon die erste Platinen und Bauteilbesetllung versäumt :)

Gruß
Michael