Hallo Allerseits, Ich habe vor, einen Quadrocopter zu bauen, bin aber noch etwas planlos, was die benötigten Sensoren anbelangt. Grundsätzlich möchte ich mit einem AVR -(Hab bereits für den ATmega328p-pu eine PWM-Motorsteuerung geschrieben, bei der ich die Pulsbreite über ein Potentiometer steuere (allerdings für einen DC-Bürsten-Motor, aber mehr brauch ich ja nicht))- das Ganze realisieren. Ich frage mich nur, ob ich, z.B. einen Sensor der den aktuellen Neigungswinkel des Quadrocopters misst verwenden soll, um Flüge wie vorwärts, rückwärts, seitwärts zu steuern. Angenommen ich will Vorwärts fliegen: 1) Ich drücke den Steuerknüppel für Vorwärtsflug 2) Im AVR-Wird der AD-Wert des Steuerknüppels(Poti) eingelesen und in einen Winkel umgeformt 3) Dann werden die vorderen 2 Motoren so lange gedrosselt, bis mein vom Poti eingelesener Winkel mit dem Winkel übereinstimmt, der mir vom Winkelsensor auf meinem Quadrocopter zurückgegeben wird,der ja den aktuellen Winkel misst. Oder sollte ich auf so einen Winkelsensor verzichten, und bei Drücken des Steuerknüppels für Vorwärtsflug einfach die Pulsbreite der vorderen 2 Motoren verändern ? Oder gibt es noch andere Methoden ?? Danke schon mal im Voraus, LG Felix
Einen Winkelsensor würde ich mir deswegen schon überlegen, um einen stabilen Schwebeflug zu realisieren. Sonst musst du doch ständig nachtriggern wie beim Heli?! Oder sehe ich das falsch?
Alex P. schrieb: > Einen Winkelsensor würde ich mir deswegen schon überlegen, um einen > stabilen Schwebeflug zu realisieren. Sonst musst du doch ständig > nachtriggern wie beim Heli?! Oder sehe ich das falsch? Das mindeste ist nicht ein Sensor, sondern drei Beschleunigungssensoren (für jede Achse einen). Und dazu noch drei Gyrosensoren. Das ganze gibts auch zusammen als IMU. https://de.wikipedia.org/wiki/Inertiale_Messeinheit Das ist eigentlich das Mindeste. Dazu kommt dann noch die Software, die das ganze steuert. Einfach nur "Hebel nach vorn verändert die PWM" bringt dich ganz sicher zum Absturz... Lies dich lieber erstmal in die Thematik ein. Du findest reichlich Lesestoff im Internet. Das erspart dir viel Kummer...
Felix schrieb: > Ich habe vor, einen Quadrocopter zu bauen, bin aber noch etwas planlos, > was die benötigten Sensoren anbelangt. Du hast Glück, denn du bist nicht der Erste, der sowas machen will. Deshalb kannst du einfach mal bei Anderen schauen, wie die ihr Ding in die Luft bekommen haben...
Quadrocopter fliegen auch nur mit den Motoren und ohne Sensoren. Aber dann bist DU der Regler, der das Ding daran hindern muss vom Himmel zu fallen. Vorteil ist allerdings, dass das Ding dann auch aus dem Stand nen Looping machen kann. Da ich davon ausgehe, dass das ein normaler Quadrocopter werden soll der auch in der Luft von allein stehen können soll während man sich ne Tasse Kaffee holt: Ja, Sensoren, Ja Regelungstechnik. Es gibt verschiedenste Möglichkeiten die Fluglage zu überwachen, Accelerometer gehören zu den besseren. Im einfachsten Fall baust du davon eins mittig im Quadrocopter ein (am besten im Schwerpunkt) und machst dann PID Regler für die Raumrichtungen X, Y, Z. Wenn du dich in eine Richtung bewegen willst, änderst du den Sollwert. Zum Beispiel soll X dann 10° sein. Dann kippt der Quadrocopter um 10° nach links und fliegt seitlich in X-Richtung. Wenn du nur ein Accelerometer hast, kannst du nur die Ebene regeln in der sich dein Copter bewegt, nicht die Neigung um die Hochachse. Das spielt aber eigentlich nur eine Rolle wenn du zum Beispiel eine Kamera in eine feste Richtung ausrichten willst. Das ganze musst du dann noch mit BLDC-Motor Ansteuerung verknüpfen und mit deinem Funkmodul. @profi: Eine ICBM will der TE nicht bauen glaube ich. Und möglicherweise will er auch keine Flugstrecke vorgeben die der Copter dann autonom abfliegt. Aus diesem Grund ist inertiale Navigation dann doch etwas Overkill.
Felix schrieb: > Oder gibt es noch andere Methoden ? Ich wollte mir auch mal sowas bauen, als ich jedoch dieses hier las:https://opus4.kobv.de/opus4-fau/files/757/studienarbeit.pdf habe ich eingesehen, dass das nichts wird. So würde ich es heute machen: Ein fertiges Board:http://www.rcmaster.net/de-openpilot-cc3d-flightcontroller-stm32-32-bit-processor-f%C3%BCr-rc-models-p237818.htm?source=ProductListAds&id=51320962143¤cy=eur&country=DE&gclid=CjwKEAiAova1BRDS15OXjcug_FMSJACWNAKZn7SQtn-zjdRHSS5y7mGHv_o-fjbaK03OOgpNH-XQ_BoCRFrw_wcB Und Software:https://librepilot.atlassian.net/wiki/display/LPDOC/Welcome und fragen wie es geht:http://www.kopterforum.de/
---------------------- Quadrocopter fliegen auch nur mit den Motoren und ohne Sensoren. --------------------- Du bist ein Fantast....
Nur alleine mit Beschleunigungssensoren kriegst du ihn nicht stabil. Ich rede nicht vom programmierten Streckenflug. Nur alleine für die stabile Fluglage ist ein Beschleunigungssensor nicht ausreichend. Mit ihm kann man NICHT den Winkel zur Erdoberfläche feststellen. Er erfaßt ALLE Kräfte, die auf das Gerät einwirken, nicht nur die Gravitation. Wenn der Kopter fliegt, dann addieren sich die Vektoren der Gravitation und der Beschleunigung in Flugrichtung. Du hast keine Chance, die "Neigung" während des Fluges festzustellen. Das kannst du nur mit einem Gyro (pro Achse) machen, dessen Signale du über einen Kalman-Filter mit den Beschleunigungssensoren verknüpfst. Lies mal ein wenig... :-)
Luneberger würde auch gehen meine ich? Hab sowas in 1 bis 2 Jahren vor... Aber dauert noch. Muss auch noch lernen. Ohne regler kannste knicken, das wird nichts, zu viele Störgrößen. Wind, motorkonstanten,...
Peter B. schrieb: > ---------------------- > Quadrocopter fliegen auch nur mit den Motoren und ohne Sensoren. > --------------------- > > Du bist ein Fantast.... Wenn man die Aussage aus dem Zusammenhang reisst, dann ja. @profi: Das sind die dynamischen Kräfte der Beschleunigung, ja. Und Wind etc. kann man damit auch nicht erkennen. Aber da man die Kräfte über die Zeit integrieren kann, bekommt man das wieder rausgerechnet. Denn die Erdbeschleunigung ist ja konstant, also muss der Rest den der Sensor misst die Beschleunigung des Fluggeräts sein. Ich hab das aber als Minimallösung bezeichnet weil das natürlich Mathematik ist, die man sich mit mehr Sensoren sparen kann.
Piep schrieb: > Ohne regler kannste knicken, das wird nichts, zu viele Störgrößen. Wind, > motorkonstanten,... Warum das. RC Helikopter sind schon vor 50 Jahren geflogen, Da waren Computer noch so groß wie Wohnzimmer. Die Vorstellung wie sie Felix haben wird kann man jedoch ohne entsprechende Sensoren, Acc - Gyro - evtl Magnet, wohl kaum umsetzen können. Die Enwicklung der entsprechende Software dazu ist schon anspruchvoll. 3D Winkel - Vektor rechnungen. Das schwierigste daran ist die Räumliche Vorstellung. Viel Glück noch n Gast
> Ich hab das aber als Minimallösung bezeichnet weil das natürlich > Mathematik ist, die man sich mit mehr Sensoren sparen kann. Ohne Gyro geht es defintiv nicht - durch keine Mathematik der Welt. Jeder Quadro hat immer auch einen Gyro. Gyro und ACC zu verrechnen ist kein Hexenwerk. Der Gyro bestimmt den Winkel und der ACC kompensiert die Gyro-Integral-Drift. Der Ist-Winkel wird mit dem Soll-Winkel verglichen und in einem PID-Regler verarbeitet. Anschließend geht das Ergebnis in den Motormischer und fertig. Es ist kein Kallmanfilter nötig oder sonstige höhere Mathematik. Einen Quadro komplett ohne Reglung zu steuern ist unmöglich. Das schafft kein Mensch.
Die billigen RC-Helis haben aber auch 2 gegenläufige Rotoren obendrauf sodass sich die Drehmomente aufheben. Und der Schub ist immer oberhalb des Schwerpunktes, unabhängig vom Betrag des selbigen. Beim Quadrocopter kann der Schubvektor irgendwo stehen und in völlig beliebige Raumrichtungen zeigen.
Lieber Felix Um mal konkreter zu werden. Ich bin selber dabei eine Stabilisierung aufzubauen (nicht für die Luft). Ich habe mir hierfür die IMU AltIMU-10 v4 von Pololu ausgesucht. Alle Sensoren ansprechbar über I2C Bus. Die kann ich dir empfehlen. hier mal ein Link (ist keine Webung) https://www.pololu.com/product/2470 die bekommst du auch von deutschen Lieferanten. noch n Gast
@noch n Gast und alle die meinen es ginge ohne Regler oder mit einen Regler für Arme (PID) :-) Die Sache ist Folgendes: Wenn du vorwärts fliegen möchtest, lässt du einen Motor sich schneller drehen. Jetzt bekommt der Quadrocopter gleichzeigtig eine Kraft, die Ihn um um die Z-Achse drehen lässt, die Luft wird ja von den Rotoren schräg weggedrückt. Zwei Motoren drehen sich ja rechts und 2 links rum usw... Das kann man so als Mensch alles nicht mehr kontrollieren wenn alle Größen voneinander gegenseitig abhängen und dann braucht es eben doch höhere Mathematik, Matrizenrechnung und fortgeschrittene Regelungstechnik. Aber hier geht es ja auch schon ziemlich ans Eingemachte. Selbst einen kleinen Spielzeugroboter kann ich ohne Sensoren nicht geradeaus fahren lassen.... Und denjenigen, der einen Quadrocopter auf >20m höhe OHNE Regelung noch steuern kann - der wird ja immer kleiner in der ferne - den jenigen möchte ich sehen. :-) Gute Nacht.
ich habe so ein Spielzeug: http://www.amazon.de/ACME-Fernsteuerung-Flipfunktion-Geschwindigkeiten-Deutschland/dp/B00NP2RC4W Und selbst mit Regelung ist der schon schwierig genug richtig kontrolliert zu fliegen. Im Wohnzimmer habe ich schon einige Orchideenblätter abgesäbelt und habe da Flugverbot :-)
Ok, danke vielmals für die vielen Info´s. Jetzt weiß ich schon mal, wo ich anfangen muss ;D LG Felix
Frank G. schrieb: > So würde ich es heute machen: > Ein fertiges Board: ... > Und Software: ... Dann kannst du fast auch gleich in den Laden gehen und dir einen fertigen Bausatz kaufen ... Hupsi schrieb: > Es ist kein Kallmanfilter nötig oder sonstige höhere Mathematik. Nur weil das Filter nach Rudolf E. Kálmán benannt ist, musst du keine Angst davor haben. Ein Kalman-Filter kennt mehr dynamischen Eigenschaften vom Modell, weiss wie doll die Sensoren rauschen und wie dynamisch die Störgrößen sind (i.e., was es ausregeln soll). Mit den Informationen bringt es deine Sensordaten unter einen Hut (Sensor Fusion) und kann dir viel besser gefilterte Daten liefern, weil es die Eigenschaften vom Modell kennt. Beispielsweise wird ein einfach mit einem Tiefpass gefilterter barometrischer Höhenmesser im Sinkflug immer eine zu große Höhe liefern, weil das Filter den dauernd sinkenden Werten hinterher läuft. Ein Kalman-Filter stellt fest, "Oh ich befinde mich im Sinkflug mit ...m/s" und filtert die Höheninformation nicht zu einem konstanten, hinterherlaufenden Mittelwert sondern liefert gleich die richtige Höhe zusammen mit der Sinkgeschwindigkeit (ohne Zeitversatz), weil es die Sinkgeschwindigkeit mit schätzt und bei den Filterung der Höhe mit berücksichtigt. Und du kannst dir sicher vorstellen, welche Vorteile es bietet, bei dynamischen Flugmanoevern insbesondere in Bodennähe, aktuelle Höheninformationen für die Steuerung zu haben und nicht irgendwelche durch dumme Filterung hinterherlaufenden Werte. Für den reinen Schwebeflug mag das egal sein - aber ein stabiler Schwebeflug wird irgendwann langweilig.
Sascha schrieb: > Und der Schub ist immer oberhalb des Schwerpunktes, unabhängig vom > Betrag des selbigen. > > Beim Quadrocopter kann der Schubvektor irgendwo stehen und in völlig > beliebige Raumrichtungen zeigen. Du wirst aber nicht drumhin kommen, den Gesamtschubvektor so zu regeln, das für eine stabile Höhe die Vertikalkomponente konstant ist. Sonst schmiert das Ding einfach ab, sobald es vorwärts geht ;-)
@Wolfgang, Zustimmung. Mit Matlab und der Control System Toolbox, mit der man sowas heutzutage sowas machen würde kann man "einen"(muss kein guter sein) Regler innerhalb von einer Stunde entwerfen, wenn man darin Übung hat. Das geht relativ schnell. Aber das testen und wenn etwas nicht klappt wie es soll, da sollte man dann schon die Kurven und Parameter verstehen und wissen was Matlab rechnet um die Ergebnisse interpretieren zu können. Am schwierigsten stelle Ich mir die Abhängigkeit zwischen Rotordrehzahl und resultierender Kraft gescheit ins Modell zu bekommen. Aber dann würde man glaube Ich auch erst immer einfache Annahmen machen und dann wenn nötig immer weiter verfeinern. Aber ohne Matlab macht man sowas wie das entkoppeln und simulieren heutzutage nicht mehr. Bringt einen einfach einen Haufen zeitersparnis. (bin zwar nur Angehender Regelungstechniker, aber die Aussage traue Ich mir zu). Gruß
Wenn Du Spaß an dem Fluggerät haben willst solltest Du auf fertige libraries aufbauen. Das ganze ist so komplex und es wird tieferes Wissen benötigt das Du am Ende so oder so In Beispielcodes rumfleddern wirst. Das Du Dir am Ende als einziger erzählst das Du es selbst gemacht hast.
> @noch n Gast und alle die meinen es ginge ohne Regler oder mit einen > Regler für Arme (PID) :-) so gut wie jeder Quadrokopter fliegt mit einem einfachen PID Regler. Habe selbst schon einen gebaut und der steht wie eine 1. :-) Selbst die berühmten Mikrokopter haben (oder hatten) nichts weiter als einen PID-Regler implementiert. ;-) PS: Bei Mikrokopter konnte man damals auch den Sourcecode (für Atmega) runterladen. Weiß aber nicht ob das immernoch so ist. Ist bei mir schon eine Weile her...
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Felix schrieb: > Ich habe vor, einen Quadrocopter zu bauen, ... Zur Motivation für Dein Projekt gibt es auf www.heise.de gerade das passende Video (Quadcopter mit 70 km/h durch Gebäude): http://www.heise.de/newsticker/meldung/Quadcopter-vom-US-Militaer-mit-wahnsinniger-Geschwindigkeit-3101981.html
Hi, Ich wünsche dir echt viel Glück zu deinem Projekt und kann dir nur raten, dir nicht zu viel auf einmal vorzunehmen bzw. kleine Ziele zu setzen. Ausserdem merk dir..Keep it simple. Bin selber seit gut 2 Jahren dabei ein ROV - ferngesteuertes U-Boots - zu bauen. Hatte davor noch kaum Ahnung von uControllern. Meine Erfahrung hat gezeigt, dass man nur allzu schnell die Motivation verliert. Und das was du dir da vorgenommen hast, wird ein grosses Projekt, auch wenn es zu Beginn nicht so aussieht. Wie viele bereits geschrieben haben, wirst du einen Regler brauchen. Vergiss nicht, selbst wenn das Ding schon gebaut wäre, würdest wohl kaum wissen, wie das Ding steuern, wie auch. Als IMU kann ich dir einen CMPS11 empfehlen. Der mag auf den ersten Blick teuer sein, aber du wirst schnell merken wie viel Arbeit das alles macht. Da bist du heilfroh, wenn du für ne Handvoll Euronen dir eine Menge Ärger ersparen kannst. Ausserdem kannst du das mit den Bürsten-Motoren vergessen. Viel zu schwer und ineffizient. Du wirst Bruhsless Motoren brauchen. ALs Akku nen LiPo. Das ganze muss ja leicht bleiben. Viel Glück Felix
> @noch n Gast und alle die meinen es ginge ohne Regler oder mit einen > Regler für Arme (PID) :-) "so gut wie jeder Quadrokopter fliegt mit einem einfachen PID Regler. Habe selbst schon einen gebaut und der steht wie eine 1. :-) Selbst die berühmten Mikrokopter haben (oder hatten) nichts weiter als einen PID-Regler implementiert. ;-) PS: Bei Mikrokopter konnte man damals auch den Sourcecode (für Atmega) runterladen. Weiß aber nicht ob das immernoch so ist. Ist bei mir schon eine Weile her..." Woher möchtest du wissen, dass heutzutage so gut wie jeder Quadrocotper mit PID Regler fliegt? Das kann gar nicht sein. Ich habe selber auch einen kleinen Spielzeugquadricopter und der kann sich auf der Stelle um die Z-Achse drehen, ohne Höhe zu verlieren. Außerdem kann der das so schnell, da merkt man mal wie groß die Querkräfte sind, die in den Rotoren entstehen. ...Sowas geht zB schon nicht mit einem PID Regler. Das ist ja ein sogar nichtlineares MIMO System. Das ist schon nicht einfach und da gibt es kein Kochrezept. Da ergibt sich die Reglerstruktur durch die Lösungsalgorithmen und das System. Das macht man das nicht mehr mit PI PID oder sonstwie, die sind ja nur bei SISO Systemen. Außerdem ist ein Mikrocopter auch einfacher als ein Quadrocopter, weil der nur eine Achse hat. Das vereinfacht das schon mal einiges, trotzdem ist der würde Ich sagen auch ein MIMO System. Ich glaube ja du schmeißt da etwas mit den Mikro- und Quadrocoptern durcheinander. Ich würde dem Threadstarter auch empfehlen entweder einen fertigen Regler zu verwenden, oder wenn überhaupt sein müsste einen Mikrocopter zu bauen. Aber das ist auch schon mehr als schwer genug.
Alexander S. schrieb: > das passende Video (Quadcopter mit 70 km/h durch Gebäude): > > http://www.heise.de/newsticker/meldung/Quadcopter-vom-US-Militaer-mit-wahnsinniger-Geschwindigkeit-3101981.html Laaaangweilig ! ;) Wie wär's damit: http://race-fpv.de/
Hi >Laaaangweilig ! ;) >Wie wär's damit: http://race-fpv.de/ Stimmt. Der fliegt nicht mal 50 km/h. MfG Spess
Thomas E. schrieb: > Laaaangweilig ! ;) > > Wie wär's damit: http://race-fpv.de/ Das is nice, aber zieht euch das hier mal rein...das is so ****ing nice!!!! :DDD Heilige Scheisse.... https://www.youtube.com/watch?v=KQYn4L_Vdmg
Thomas E. schrieb: > Laaaangweilig ! ;) Naja, der eine fliegt autonom und der andere "nur" ferngesteuert.
Back to Topic Erstmal muss das Ding überhaupt flugfähig werden https://www.youtube.com/watch?v=bCsS3sXxsLc
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