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Quadrocopter auf Arduinobasis: Erfahrungsbericht

Nachdem ich den Copter jetzt einige Male geflogen bin, wird es Zeit für einen Erfahrungsbericht.

Die ersten Versuche waren ziemlich frustrierend, weil die Motoren nicht starteten. Nach der Problemlösung wurde es besser und ich flog die ersten Runden im Garten meiner Freundin. Runden ist übertrieben, aber 2-3 Meter in jede Richtung waren drin 😉 Allerdings waren die Einstellungen noch sehr aggressiv, so dass ich den Copter beim ersten Versuch gleich auf den Kopf drehte und er abstürzte. Wäre ich geduldiger gewesen und hätte etwas überlegt, wäre mir aufgefallen, dass ich mich im Acro-Modus befand, der Copter sich also nicht stabilisierte. Im Stable-Modus flog er dann wesentlich ruhiger und es machte richtig Spaß 🙂

Also wollte ich ein wenig mehr Platz haben und suchte mir ein freies Feld in der näheren Umgebung,. Da ging das Fliegen schon ein wenig besser von der Hand und machte noch mehr Spaß. In meinem Übermut drehte sich der Copter leider wieder und ich konnte ihn gerade noch auf die richtige Seite drehen, bevor er in den Boden einschlug. 15m mehr oder weniger freier Fall, eine ordentliche Staubwolke, die Ausleger etwas verdreht und ein Kabel hatte sich gelöst, sonst war alles in Ordnung. Ziemlich stabil das Ding 😉

Als das Kabel wieder festgelötet war (seitdem nehme ich für schnelle Reparaturen immer ein paar Lüsterklemmen mit ;)) suchte ich mir einige Tage später ein anderes Feld. Leider war es da ein wenig windig und als der Copter von einer Windböe getroffen wurde, wehte er schnell über die Straße und über ein anderes Feld. Ich versuchte noch ihn wieder zurückzusteuern, doch ab einer bestimmten Entfernung rächt sich die Bauart des Copters und man erkennt weder vorne, noch hinten oder oben und unten. Und so entschied ich mich, ihn abstürzen zu lassen, bevor er noch weiter weg fliegt und womöglich jemanden verletzt oder etwas beschädigt. Also hinterher und ihn suchen. Doch das gestaltete sich schwieriger als erwartet, denn er lag in einem Rübenfeld!

Fast hüfthohe Pflanzen sind einfach keine gute Voraussetzung und ich wollte dem Bauern auch nicht die ganzen Rüben zertreten. Nachdem ich von den Fahrrinnen des Treckers nichts entdeckte, vertagte ich das Suchen auf den nächsten Tag. Las ein wenig im Internet und dort sagte man, man verschätzt sich meist ziemlich, was die Entfernung angeht. Also suchte ich näher an meinem Startpunkt, ohne Erfolg. Nachweiteren Suchen, informierte ich den Bauern, was da in seinem Feld liegt, sollte aber weiter suchen. In der Zwischenzeit, änderte ich schon mal die Firmware meiner Fernbedienung (siehe letzter Artikel).

Also machte ich mich wieder an die Arbeit, jetzt etwas strukturierter. Und nach 2 Wochen (in der einen suchte ich wegen meiner Prüfungen etwas weniger) und insgesamt 14 Stunden Suche und einem ordentlichen Sonnenbrand hatte ich schon fast aufgegeben und wollte gerade aufhören, als da doch ein Propeller durch die Blätter guckte 🙂

Ich habe mal bei Google Earth grob verzeichnet, wo ich stand, wo er laut meiner Erinnerung liegen konnte (rot), wo ich suchte (blau) und wo er tatsächlich lag:

Faszinierenderweise war außer dem Akku (tiefentladen und entsorgt 🙂 ) wieder nichts kaputt. Die Platine und den Empfänger reinigte ich in Alkohol, denn es gab in der Zeit 3-4 ziemliche Unwetter und danach funktionierte wieder alles. Glück gehabt!

Die nächsten Flüge liefen ziemlich gut. Nur traf ich mich vorgestern mit Ines und Marc und wie sich das gehört, ging alles schief 😉

Erst brach ein Ausleger direkt am Motor, scheinbar Materialermüdung und kurze Zeit später stand ein Baum im Weg und beim Aufprall auf den Weg darunter, brach ein anderer Arm direkt in der Mitte. Damit hatte sich das fliegen erledigt. Also ersetzte ich die Azsleger durch Alurohre aus dem Baumarkt (war erstaunt, wie günstig das Zeug ist und wie einfach zersägt 😉 ) und flog ihn heute wieder. Nach den ganzen Abstürzen werde ich ihn „Thunderquack“ nennen 😉

Und wie versprochen habe ich auch ein kurzes Video gemacht. Nichts Überragendes, aber der Beweis, dass er fliegt 😉

Das erste Video mit meiner Kamera, die Qualität geht mit Sicherheit besser und ein paar Mal flieg ich aus dem Bild, aber ich denke man sieht, dass er geht 😉

Turnigy 9x: alternative Firmware

Die Turnigy 9x ist eine super Fernbedienung! Ziemlich günstig und kann einiges. Leider macht einem die Standardsoftware einen Strich durch die Rechnung. Sobald man mehr nutzen möchte als die Steuerknüppel, muss man sich mit dem schrecklichen Menü (und dem Bestätigungsbeep der Tasten 😉 ) quälen. Der Mischer, in dem man verschiedene Schalter mischen und auf einen Ausgangskanal legen können sollte, ist leider etwas fehlerhaft und extrem umständlich zu bedienen. Wie es aber bei solchen Sachen immer ist, haben sich einige Leute hingesetzt und alternative Frimware programmiert.

Ich entschied mich für das Projekt er9x. Um die Firmware flashen zu können, muss man nur einige Kabel in der Fernbedienung verlöten. An den passenden Stellen sind sogar schon Lötpads vorhanden (Achtung: es gibt verschiedene Hardwarerevisionen, bei denen ein Lötpad anders verbunden ist!). Das sieht dann so aus (leider etwas unscharf):

Der Stecker kann von innen ins Batteriefach geführt werden und bleibt dadurch immer erreichbar.

Eine gute Anleitung gibt es auf der Projektseite. Möchte man die Fernbedienung mit einem Arduino flashen, empfiehlt sich diese Seite: http://diyjunky.blogspot.de/2011/09/using-your-arduino-to-program-turnigy.html. Man verbindet also die entsprechenden Pins mit dem Arduino, spielt wieder den ArduinoISP Sketch auf (wie auch schon im letzten Artikel beschrieben), dann kann man die Software eepe starten und den Anleitungen im Netz folgen, um die Firmware zu flashen. Die Einstellungen von avrdude sind eventuell etwas umständlich, bei mir funktionierte die Einstellung „arduino“ unter Programmer nicht, sondern ich musste „avrisp“ verwenden. Mit eepe kann man auch noch die Einstellungen und Mischer am Rechner einstellen und Simulieren und dann ins EEPRom der Fernbedienung flashen 😉 Allerdings gibt es da einen Bug im Arduinosketch. Eepe gibt einen Fehler beim Lesen und Schreiben des EEPROMs aus „Bad eeprom“ oder so ähnlich. Das Problem lässt sich sehr einfach lösen. Leider finde ich die Quelle nicht mehr wieder, der Ersteller möge mir verzeihen 😉

Man ändert im ArduinoISP Sketch die Zeile


int start = here * 2;

in den Funktionen uint8_t write_eeprom(int length) und char eeprom_read_page(int length) in


// here is a word address, get the byte address
 int start = here;// * 2; -NA for m64

um. Der Grund für diesen Fehler ist die Adressierung des verwendeten Prozessors. Dieser verwendet byte und keine word-Adressen.

Damit kann man auch das EEPROM der Fernbedieung lesen und schreiben.

Sehr lohnenswerte Modifikation.

Bootloader flashen mit Arduino-ISP

Der Flightcontroller meines Quadrocopters legte manchmal ein seltsames Verhalten an den Tag. Nachdem der Akku angeschlossen wurde, startete der Arduino seinen Bootloader und wartete 8 Sekunden ob vielleicht ein USB-Kabel angeschlossen war oder ähnliches. Dadurch bekamen die Regler der Motoren kein passendes Signal und stellten sich ab. Also leuchtete beim Start des Copters nur die LED, die Flugbereitschaft signalisierte, jedoch setzten die Regler dieses Signal nicht um. Kurzfristig kann man dieses Problem umgehen, indem man die Regler nach dem Akku anschließt, was jedoch auch nur manchmal half. Ziemlich nervig.

Aber der Hersteller hat auf dieses Problem reagiert und einen neuen Bootloader programmiert, der den Resetgrund erkennt und die Bootloaderroutine umgeht wenn es sich um einen Reset durch Spannungsabfall handelt. Ich hatte vorher schon einmal einen Blick in den Code des Standardbootloaders geworfen und eigentlich sollte dieser genau das auch machen. Leider liegt der Code des Herstellers nicht vor, sodass ich nicht weiß, was er geändert hat.

Man findet den neuen Bootloader inklusive einer Anleitung unter http://forum.flyduino.net/viewtopic.php?f=8&t=39.

Bei mir sah das dann so aus:

Mit dem ArduinoISP Sketch, kann man also leicht den Bootloader eines anderen Arduino flashen. Praktischerweise kann man mit eimen Arduino und ArduinoISP nicht nur Bootloader flashen, sondern auch normale Mikrocontroller programmieren, dazu mehr im nächsten Artikel

Highspeedfotografie (Wassertropfen)

Dezember 10, 2010 2 Kommentare

So, hier folgt nun endlich das versprochene „Making of“ der Wassertropfenbilder (Tropfendes, Tropfendes II und Tropfendes III).

Eigentlich ist es wirklich total einfach 😉

Man nehme folgendes:

1. eine Mariottesche Flasche

2. ein Infusionsset aus der Apotheke

3. ein Blitzgerät

4. ein längliches Gefäß

5. eine provisorisch zusammengebaute Lichtschranke

6. einen Arduino

7.  einen riesigen Haufen Küchenpapier 😉

Verdrahtet man den Arduino nach dem Plan:

Die Widerstände müssen natürlich an die Led und die Diode angepasst werden.

Den Arduino verbindet man dann mit einem PC und erstellt folgenden Code:

#define flash 8
#define led 13
#define sensor 0

void setup() {
 pinMode(led, OUTPUT);
 pinMode(flash, OUTPUT);
 pinMode(sensor, INPUT);
 digitalWrite(flash, LOW);
 digitalWrite(led, LOW);
 Serial.begin(9600);
}

void loop() {
 int sensorValue = analogRead(sensor);
 //Serial.println(sensorValue, DEC); //Ausgabe der Sensorwerte auf der Konsole
 if (sensorValue < 100) //wenn ein Tropfen erkannt wird
 {
 delay(168); //Zeit zwischen dem Auslösen der Lichtschranke und
 digitalWrite(flash, HIGH); //dem Zünden des Blitzes
 digitalWrite(led, HIGH); //Auslösen anzeigen
 delay(20);
 digitalWrite(flash, LOW); //der folgende Teil ist nicht notwendig, kurz warten, die Led blinkt und zeigt damit an, dass die Lichtschranke wieder verfügbar ist
 delay(4000);
 digitalWrite(led, LOW);
 delay(500);
 digitalWrite(led, HIGH);
 delay(500);
 digitalWrite(led, LOW);
 delay(500);
 }
}

Diesen lädt man auf den Arduino und los gehts!

Je nachdem, wie man die Zeit (Zeile 19) zwischen Auslösen der Lichtschranke und dem Zünden des Blitzes einstellt, entstehen unterschiedliche Formen.

Stellt man die Zeit so ein, dass eine Säule entsteht, so kann man Schirme erzeugen, indem man das Infosionsset so einstellt, dass fast ein Strahl entsteht, aber eben noch die einzelnen Tropfen zu sehen sind.

Der Raum wird abgedunkelt und die Kamera ausgelöst (Belichtungszeit ~5 Sekunden).

Die Tropfen fängt man mit einem Becher oder ähnlichem auf, damit die Wasseroberfläche im Becken schön ruhig ist.  Lässt man nun einige Tropfen hinunter fallen, werden diese von der Lichtschranke erkannt und der Blitz wird ausgelöst. Mit den richtigen Einstellungen, einer Menge Geduld und ein wenig Glück entstehen dabei die schönsten Bilder 😉

Falls noch Fragen sind, oder sonstige Anmerkungen, schreibt einfach ein Kommentar 😉