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Quadrocopter auf Arduinobasis: Baubericht

August 2, 2012 2 Kommentare

Dieser Blogeintrag ist keine Anleitung! Die Arbeit kann mitunter gefährlich sein und es sollten auf jeden Fall die dazugehörigen Dokumentationen gelesen werden!

Den Wunsch einen Quadrocopter zu bauen hatte ich schon ewig, nur gab es damals nur die Mikrokopter und die waren mir zu teuer 😉 Kurze Zeit später war das Ganze auch schon wieder in der Schublade „Wunschdenken“ verschwunden. Als sich allerdings der Vater meiner Freundin einen kleinen Hubschrauber zulegte (Blade Mcpx) war der Spieltrieb wieder geweckt. Nach einigen Recherchen fand ich den Blade Mqx, einen kleinen Quadrocopter von Blade, aber auch der war mir irgendwie zu teuer fürs Geleistete. Dann fiel mir wieder mein Arduino ein. Mikrocontroller hab ich also, was kommt als nächstes? Und siehe da, es gibt mittlerweile Quadrocopterprojekte, die Arduinos nutzen.

Aber da müssen dann Sensorboards bestückt werden und schnell steigt der Preis. Und dann stieß ich auf den Nanowii, eine kleine Flugsteuerung, kaum größer als eine 2€ Münze, auf Arduinobasis und mit Gyro und Beschleunigungssensor. Die sollte es werden 🙂

Also weiter recherchiert, gerechnet, gelesen und dann standen die Komponenten fest:

  • Nanowii
  • ein fertiger Rahmen (Selbstbau war mir da zu heikel)
  • 4 Brushless-Motoren mit 1000KV
  • 4 passende Regler mit 18-20A
  • die billigste und gleichzeitig wertigste Fernbedienung: Turnigy 9x
  • Ein paar Sätze Propeller: 9×4.7 Zoll
  • 2 2000mAh Lipos und das passende Ladegerät

Am kompliziertesten ist hierbei die Wahl der Motoren, Propeller und Regler, denn alles muss aufeinander abgestimmt sein und genug Schub liefern, das Ganze in die Luft zu heben. Damit standen also die Komponenten fest und die Bestellung wurden in Hongkong getätigt. Kurze Zeit später war alles bei mir zu Hause und der Bau konnte beginnen 😉

Der Rahmen kam ohne Anleitung, war aber (abgesehen von „nach fest kommt ab“) schnell zusammengebaut.

Also schnell die Verbinder an dem Controller verlötet, alles verbunden und bereit zum Testen.

Die Propeller erst am Schluss anbringen, um Verletzungen zu vermeiden!!!

Die Regler kalibrieren, damit sie den niedrigsten und höchsten Wert der Fernsteuerung lernen. Den passenden Code (http://www.multiwii.com/) auf den Arduino laden. Hierbei müssen einige Anpassungen vorgenommen werden, diese sind aber auf der Projektseite und in den Foren gut dokumentiert.

Danach die Konfigurationssoftware starten und sie startet nicht…

Unter Windows liefen sowohl die 32, als auch die 64bit Version nicht. Unter Ubuntu lässt sich die Software aber über die Processing Software kompilieren und starten. Jetzt sollte nur noch der Anschlussport ausgewählt werden. Doch die Liste mit Ports war leer. Hier hilft ein


ln -s /dev/ttyACM0 /dev/ttySA

und der Port /dev/ttySA taucht in der Konfiguration auf. Verbinden und schon kann man Einstellungen tätigen und Funktionen wie die Ausschläge der Fernbedienung und die Funktion der Sensoren überprüfen. Rechts unten sieht man ein virtuelles Modell des Copters.

Auch das klappte nicht auf Anhieb, denn das Board bekam keinen Strom. Wieder mein Fehler, ich verband alle Steuereingänge der Regler mit dem Board. Auf diesen Steckern liegen neben dem Steuersignal auch eine stabilisierte Spannung, die zur Stromversorgung des Boards dienen soll. Liest man aber die Anleitung nicht richtig (wichtig!!) und verbindet alle diese Spannungsversorgungen mit dem Board und hat in Physik/Elektrotechnik aufgepasst ( 😉 ) stellt man fest, dass nicht 5 V am Board anliegen, sondern nur die Differenzspannungen der Regler und das sind, je nach Regler und Genauigkeit, ca. 0,02 V. Damit kann das Board natürlich nicht starten, also drehte ich die Stecker, so dass bei 3 der 4 Anschlüsse nur die Signalleitungen verbunden sind und bei einem das Signal und die Spannungsversorgung.

Danach funktionierte alles wie gewünscht.

Also warf ich die Motoren an, doch sie funktionierten nur teilweise. Das lag an der gewählten Steckverbindung. Merke: Stecker sind doof, löten ist gut 😉

Also hab ich die Kabel verlötet und nun liefen auch die Motoren. Die Drehrichtung muss überprüft werden und kann geändert werden, indem man 2 der 3 Kabel vertauscht.

Funktioniert auch das, können die Propeller aufgesetzt werden.

Jetzt warte ich auf die Akkus der Fernbedienung und einem Testflug kann nichts im Wege stehen. Naja, fast nichts, denn im Norden von Braunschweig darf wegen des Flughafens nicht geflogen werden. Der Luftraum ist in mehrere Zonen aufgeteilt, die in unterschiedlichen Höhen beginnen, man darf nur in der untersten fliegen, jedoch befindet sich um Flughäfen eine Zone, die bis auf den Boden reicht und in der (Modell-)flugverbot herrscht. Auch hier verweise ich auf die zuständigen Stellen und Karten, die darüber Auskunft geben. Ich werde mich jetzt mal auf den Weg machen und das Teil testen, ein Flugvideo folgt dann, sobald ich ordentlich fliegen kann 😉

Sehr empfehlen möchte ich auch noch die Videos von DianonForce auf Youtube: http://www.youtube.com/user/DianonForce/videos. Da findet man eigentlich den kompletten Aufbau eines Multiwiisystems in Videos.