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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welchen Controller für unsere Modellrettung per Fallschirm?


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Autor: Sönke M. (Gast)
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Moin moin,

ich studiere Mechatronik und Feinwerktechnik im 6ten Semester an einer
aus nicht bekannten Gründen, nicht genannten FH und arbeite seit etwa
1,5 Semestern mit einem Kommilitonen an unserer Projektarbeit.

Diese Projektarbeit dreht sich um ein Modellflugzeug, das mit einem
Fallschirm vor dem sicheren Tod gerettet werden soll.
Das Modell ist fast fertig, Der Fallschirm ist heute fertig geworden
und eine analoge Schaltung zur Zustandsauswertung und
Fallschirmauslösung haben wir auch schon fertig.

Da wir uns damit nicht zufrieden geben und vor allem unser Wissen in
Richtung uC erweitern wollen, möchten wir die analoge Schaltung durch
einen programmiertes Helferlein ersetzen.

Ein großes Problem, das wir haben ist, dass wir bisher nur "Wuschl
Bäsic" gehört haben und ein bisschen ASM und C gerade hören (absolut
niedrigstes Level, da die Vorlesung mehr über den Aufbau der Controller
geht, als über die Programmierung).
Naja, das Problem lässt sich, denk ich, mit dieser supi Seite und
Google lösen.


Nun also zum wichtigen Teil: Die Anforderungen

Aufbau der analogen Schaltung ist folgender:
Es gibt einen Hauptakku und zusätzlich eine Notbatterie, die für die
Versorgung der Schaltung zuständig ist und im Falle eines Notfalls
(Signalabriss, Hauptakkuspannung sinkt ab bzw. dieser geht total
verlohren) den Gasservo auf 0 stellt und über einen weiteren Servo den
Fallschirm auswirft.
Außerdem wird auch die Versorgung der Servos auf die Notbatterie
umgeschaltet.
Bei zu niedriger Notbatteriespannung leutet eine LED auf und ein
Auslösen ist abgeblockt, aber der normale Flug kann fortgesetzt
werden.

Wir brauchen im uC in etwa folgendes:
- In C oder ASM programmierbar (Am liebsten C)
- ca. 3-6V Versorgungsspannung
- 2 Komparatoren (für Haupt- und Notakku)
- 1-2 Eingänge (Das Signal für den Gasservo muss
   a) Im Normalfall nur an den Gasservoausgang "weitergereicht"
werden
   b) Im Notfall vom uC generiert werden
- => 4 Ausgänge (Gasservo, Fallschirmauswurfservo, für den MOSFET, der

   den Notakku zuschaltet und einer, der eine LED leuchten lässt, wenn

   die Notakkuspannung zu tief ist)
- niedriger Stromverbrauch!! (Unsere analoge Schaltung zieht, wenn wir

  uns nicht vermessen haben, nur 3,4uA! Wobei ein Vermessen beim Strom

  eher schwer ist :))


Nach dem, was ich bisher gelesen habe, sollte das programmiertechnisch
kein Problem darstellen (auch wenn wir länger brauchen werden), aber es
wäre nett, wenn ich hier ein paar Vorschläge bezüglich der
Controllerwahl kommen würden.
Wir würden ungern  so ein 40-beiniges Monster beim Checkin begrüßen
müssen.

Viele Grüße,
Sönke

Autor: Berti (Gast)
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ATTiny, recht mächtig und klein!

Autor: hans dieter (Gast)
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1. gibt es notfall-regler schon wenn das steuer signal wegfällt, dann
stellt der den servo auf eine vorher definierte stellung
2. würde ich (als bastler) den schnickschnack mit der notbatterie (die
ja auch wärend des fluges ausfallen kann) weglassen und einen
mechanischen aufbau nehmen so kann dann auch eine "landung" in hohem
gebüsch durch ein manuelles auslösen des fallschirms verhintert werden
eine last-kupplung an ein servo angeschlossen und eine feder dran und
fertig. wenn die spannungsversorgung ausfällt zieht die feder den stift
aus dem auslöser - das verbraucht zwar strom aber ist sicherer
3. ich hoffe ihr habt nicht den anfänger-fehler gemacht und so einen
akku-halter genommen - die vibrationen des antriebs reichen aus um die
akkus von den kontakten zu trennen und somit einen absturz zu
verursachen (selbst schon passiert - weil man es halt immer besser
weiss und nicht auf die "alten" hasen hört)
4. der fallschirm braucht eine gewisse zeit bis der öffnet. dann kann
es sein, dass es zu einem effekt (wenn ich mich recht erinnere
"bulbing") kommen kann, bei dem der fallschirm nur halb öffnet und
eine art luftballon bildet. -> dies kann durch ein loch in der mitte
des fallschirm und einem hilfsfallschirm verhintert werden
5. falls ihr doch einen µC nehmt braucht ihr einen großen puffer für
die versorgung (wenn dies aus der hauptbatterie geschieht) oder eine
"umschalter" mit 2 schottky-dioden oder sowas. (wie soll der µC die
notbatterie zuschalten, wenn die haupt-spannung nicht mehr vorhanden
ist?)
6. wie hell soll die LED sein? bei tageslicht sollte sie schon extrem
hell sein, damit man sie sieht.

Autor: Apple Byte (applebyte)
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ATTiny13 oder -2313 -> Datenblätter anschauen

Autor: Henrik (Gast)
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"Das Modell ist fast fertig..."
Hab ihr schonmal ein Modell geflogen? Sprecht mal mit den Leuten auf
einem Modellflugplatz. Man kann sehr geteilter Meinung über diese Idee
sein. Ob ein Modell, das dank Fallschirm (hoffentlich langsam)
senkrecht runter kommt ungefährlicher ist, als ein Modell, das durch
seine Eigenstabilität zurück zum Boden findet lassen wir mal
dahingestellt sein. Vom Einbau her sehe ich da auch noch ein Problem.

Kurze "Wackler" bei der Fernsteuerung kommen manchmal vor; das ist
normal und da darf euer System nicht auslösen.
Bedenkt auch, dass Servos kurzzeitig mehrere Ampere ziehen können, wenn
sie blockiert werden sogar dauerhaft. Dadurch bricht die Spannung oft
für eine kurze Zeit ein.

Eure Anforderungen an den MC erfüllt wahrscheinlich jeder Tiny.

Henrik

Autor: Sönke M. (Gast)
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Moin,

danke schonmal für die schnellen Antworten.
Die ATTinys haben wir auch schon in etwa angepeilt. Da wir noch nie
einen uC programmiert haben, müssen wir uns sowieso in jeden erst
einarbeiten. Mal sehen. Danke schonmal für die Bestärkung dieses
Gedankens.

>1. gibt es notfall-regler schon wenn das steuer signal wegfällt, dann
>stellt der den servo auf eine vorher definierte stellung

Ja, die haben wir zur Signalüberwachung an den Ausgang unserer analogen
Schaltung gebaut.


>2. würde ich (als bastler) den schnickschnack mit der notbatterie
>(die ja auch wärend des fluges ausfallen kann) weglassen und einen
>mechanischen aufbau nehmen so kann dann auch eine "landung" in
hohem
>gebüsch durch ein manuelles auslösen des fallschirms verhintert
>werden eine last-kupplung an ein servo angeschlossen und eine feder
>dran und fertig. wenn die spannungsversorgung ausfällt zieht die
>feder den stift aus dem auslöser - das verbraucht zwar strom aber ist
>sicherer

Der einfachste Gadanke wäre ja, den Hauptakku zu überwachen und wenn
dessen Spannung zu weit sinkt, einfach auszulösen. Da ich aber mal
einen 3,5m Segler gesehen habe, der seinen Hauptakku wärend des Flugs
(auf welche seltsame Art und Weise auch immer) einfach verlohren hat
und dann ungelenkt runterkam, haben wir die o.g. Akkuumschaltung
vorgesehen.
Mechanisch wäre praktisch, aber ein Servo, der permanent mit einer
Feder quasi blockiert wird bis ein Notfall eintritt (wenn ich das
richtig verstanden habe), ist verdammt hungring. Und wenn es
funtionieren würde: Bei dem weiterhin auf Vollgas stehenden Gasservo
würde das Flugzeug wohl Loopings um den Fallschrim fliegen. Oder ihn
gleich fressen.. :D


>3. ich hoffe ihr habt nicht den anfänger-fehler gemacht und so einen
>akku-halter genommen - die vibrationen des antriebs reichen aus um
>die akkus von den kontakten zu trennen und somit einen absturz zu
>verursachen (selbst schon passiert - weil man es halt immer besser
>weiss und nicht auf die "alten" hasen hört)

Der hauptakku ist aus 4 Zellen per Lötfahne gebaut, dat lüppt. Geplant
ist, die Notbatterien (2 Konpfzellen à 3V) in Halterungen einzubauen.
Den Gedanken mit den Schwingungen hatten wir schonmal, als wir etwas
finden mussten, das im Worst Case etwa 5A bei 5V schalten muss (8
Servos unter Vollast + Sicherheit). Da wir zunächst keinen MOSFET
gefunden haben (5A und nur max. 5V Gatespannung zur Verfügung), wollten
wir ein Relais nehmen. Bei 5A denkbar schlecht. Jetzt haben wir einen
MOSFET gefunden, der 120A bei 30V schaltet und schon bei 9V voll
aufsteuert (5V->MAX232->9V).
Um zum Thema zurückzukehren, wir werden die Knopfzellen mal auf den
Shaker schrauben und gucken, bei welcher Frequenz/Amplitude sie sich
verabschieden. Danke für die Erinnerung!


>4. der fallschirm braucht eine gewisse zeit bis der öffnet. dann kann
>es sein, dass es zu einem effekt (wenn ich mich recht erinnere
>"bulbing") kommen kann, bei dem der fallschirm nur halb öffnet und
>eine art luftballon bildet. -> dies kann durch ein loch in der mitte
>des fallschirm und einem hilfsfallschirm verhintert werden

Ein Lageerkennendes Raketensystem, das den Vogel sanft wie eine Feder
vor den eigenen Füßen landet wäre sicher auch möglich, aber leider
haben wir kein Schwarzpulver in der FH. :D
Nein im Ernst: Da das Flugzeug im Normalfall zwischen 60 und 100km/h
fliegt, ist die Höhe zu vernachlässigen. Die Vorwätsgeschwindigkeit
wird immer größer sein als die Sinkgeschwindigkeit - Wenn sie nicht in
die gleiche Richtung laufen.
Es sollte ein sicheres Landen bei einer Auslösehöhe von etwa 4-5m
möglich sein. Fallschirm wird demnächst getestet.
Von bulbing habe ich noch nichts gehört, aber ichkann es mir vorstellen
(engl. bulb = Glühlampe).
Das Loch im Fallschirm dient dazu, ihm seine Pendelneigung zu nehmen.
Da sich durch das Loch der Überdruck im Schirm gezielt einstellen lässt
und die Luft nicht mehr "unkontrolliert am Rand vobei flutschen"
muss.
Der Hilfsfallschirm ist dazu da, den Hauptfallschrim aus seinem
Packsack zu ziehen und vorher die Hauptleine zu spannen. Auch um zu
verhindern, dass ich er sich zu schlagartig öffnet. Durch die
Falttechnik des Hauptschirms wird die Entfaltungsgeschwindigkeit
mitbestimmt.


>5. falls ihr doch einen µC nehmt braucht ihr einen großen puffer für
>die versorgung (wenn dies aus der hauptbatterie geschieht) oder eine
>"umschalter" mit 2 schottky-dioden oder sowas. (wie soll der µC die
>notbatterie zuschalten, wenn die haupt-spannung nicht mehr vorhanden
>ist?)

Die Versorgung geschieht aus der Notbatterie.
Angedacht war auch, einen großen Kondensator als Reserve zu nehmen, der
über den Hauptakku aufgeladen wird und dessen gespeicherte Energie
gerade reicht, um im Notfall die Servos zu verfahren.

Dabei entsteht eine neue Frage: Wieviel verbraucht ein ATTiny ca.?
Handelt es sich um eine 10mA? Ich schätze schon.


>6. wie hell soll die LED sein? bei tageslicht sollte sie schon extrem
>hell sein, damit man sie sieht.

Die LED haben wir noch nicht gewählt. Da sie nur bei zu geringer
Spannung leuchten wird, kann ihr Verbraucht ruhig die normalen 20mA
betragen.
Evtl. reicht eine Low current LED, das werden wir testen.


Vielen Dank für die vielen Gedanken zu unserem Vorhaben!
Viele Grüße,
Sönke

Autor: Berti (Gast)
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Für die Tiny's kann ich den Codevision Compiler empfehlen, der kann in
der Unlizensierten Version 2kB Code, sollte locker reichen.

Autor: Sönke M. (Gast)
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Moin nochmal!

>Hab ihr schonmal ein Modell geflogen?
Jo, das haben wir. Mein Kommilitone hat etwa 3-4, soweit ich weiss, ich
habe eins, also von der Seite gibts keine Probleme.


>Sprecht mal mit den Leuten auf
>einem Modellflugplatz. Man kann sehr geteilter Meinung über diese
Idee
>sein.

Stimmt schon, der Fallschirm bringt locker 200g auf die Waage, das baut
sich keiner ein, der nur 200€ für seinen Kunstflieger bezahlt hat. Der
soll ja schließlich leicht sein. Und verdammt klein ist er auch.
Das ganze ist nur eine Projektarbeit und soll nicht in Serie gehen..
Hätte ich deutlicher schreiben sollen.
Aber falls es jemand gelesen hat, grad neulich ist in Ungarn bei einer
Flugshow ein 20kg Modell eines sehr erfahrenen deutschen Piloten in
eine Menschenmenge geflogen und hat 2 Tote und 4 Verletzte
hinterlassen. Grund: Abgerissenes Signal, soweit man es schon weiss.
Auch wenn man das Modell nicht auf 10km/h bremsen kann, hätte man es
trotzdem verlangsamt und evtl. Leben gerettet.
Auch Airbags sind tolle Erfindungen, aber wenn man sich in einem
schlechten Augenblick die Schuhe zubindet, findet man seinen Kopf im
Kofferaum wieder. Oder den Laptop, der eben noch auf dem Schoß war, im
Kopf..


>Kurze "Wackler" bei der Fernsteuerung kommen manchmal vor; das ist
>normal und da darf euer System nicht auslösen.

Diese Wackler sollte man doch "rausprogrammieren" können, oder?
Wenn man z.B. die ankommenden Impulse nutzt, um einen Timer
zurückzusetzen, der 30ms zählt. Wenn der nächste Impuls nicht innerhalb
der nächsten 25-30ms kommt, löst der Timer den Notfall aus oder so.. War
ein spontaner Erguss..
Gut wäre natürlich auch eine Rausfilterung von anderen Sendern, da es
immer passieren kann, dass ein Dussel auf dem Flugplatz seinen Sender
einschaltet, obwohl die Frequenz belegt ist (Also gerade jemand fliegt,
der die selbe hat). Dann ist zwar ein Signal da, aber u.U. grüßt das
Flugzeug trotzdem die Maulwürfe.
Ob man das filtern kann: k.A. müssten wir noch rausfinden. Sieht aber
sehr schwer aus und wird wohl den rahmen sprengen, denn es ist nur noch
ein halbes Semester Zeit.

Bisher geht es uns nur um die Wahl des uC. Eine Anforderungsliste für
das Programm gibt es nur in Teilen. Obige Goodies wären natürlich gut.

Gruß
Sönke

Autor: Berti (Gast)
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Also das Filtern unterschiedlicher Sendesignale auf der gleichen
Frequenz wird meiner Meinung nach nicht möglich sein...
Eine Lösung währe das Signal von der Fernsteuerung auf seine
Plausibilität zu prüfen.
BSP:
Der Pilot hat 65% Gas, der Lustige mit der gleichen Frequenz hat in der
"Leerlaufknüppelstellung" 50% Gas.
Wenn das Modell jetzt ein mal 50% und im nächsten Moment (innerhalb von
1-3? Refresh Zyklen) 65% empfangt kann die Software sagen da kann was
nicht stimmen. Niemand kann per Hand so schnell umschalten.
Das wäre dann ein Trap um den Fallschirm auszulösen.

Autor: Manos (Gast)
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Ein Tiny26 hat zwar nur einen Comparator drin, aber vielleicht reichen
die bist zu 11 A/D Eingänge auch aus um die Spannung der Batterien zu
überwachen. Nebenbei max. 16 I/O's.

Zieht übrigens auch nur 0,7mA bei 3V und 1MHz Takt - durch
entsprechende Stromsparfunktionen auch noch weiter zu drücken...

Autor: Sönke M. (Gast)
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Die Idee mit dem "von Hand nicht so schnell schaltbar" kam mir auch
schon in den Sinn. Wenn man das tatsächlich programmieren kann, wäre
das perfekt. Bietet zwar nicht 100%igen Schutz, aber ist besser als gar
nichts.
Die minimale Zeit, die man für eine Änderung in etwa braucht, kann man
ja einfach ermitteln.


Bezüglich der Komparatoren müssen wir erstmal die Stromversorgung
klären, denn wenn die Notbatterie entfällt, brauchen wir nur noch
einen.
Da so ein uC auf die Dauer doch recht "viel" zieht und es unsinnig
wäre, ihn mit einer kleinen Batterie zu betreiben, wird es wohl darauf
hinauslaufen. Wir werden uns den "Notkondensator" nochmal genauer
anschauen und ein bisschen rechnen..

Da ich noch keine direkten Erfahrungen mit A/D-Wandlern gemacht habe
kann ich falsch liegen, aber es könnte ja möglich sein, die
digitalisierten Spannungswerte in eine Tabelle zu schreiben und dann
ein Programm, das bei einem bestimmten Wert aus der Tabelle festgelegte
Sachen ausführt.

Ich freue mich über die ganzen schnellen Gedanken!
Ich werde mich demnächst näher mit den Tinys auseinandersetzen.

Gruß
Sönke

Autor: FHKiel-Absolvent (Gast)
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Fragt doch mal Hernn Teichmann...
Gewisse Leute der Küvetten-Projekt-Gruppe haben auch Ahnung von
Mikrocontrollern.

Autor: Manos (Gast)
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"im 6ten Semester an einer aus nicht bekannten Gründen, nicht genannten
FH"

Jetzt hast Du uns wahrscheinlich die ganze Spannung genommen :)

Autor: Sönke M. (Gast)
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Ja das ist wohl so. :) Macht ja nichts.

Teichi ist ja quasi der Schöpfer von allen Projekten, die laufen und
gelaufen sind. Ihn haben wir schon gefragt, aber ich wollte auch noch
ein paar andere Meinungen hören. Er bastelt ja auch nicht jeden Tag mit
sowas, denk ich mal..
Brainstorming ist immer gut und besonders, wenn sich viele Leute
Gedanken machen.
Wer bist Du denn? Warst du am Küvetten-Projekt beteiligt?

Autor: Michele B.. (luxx) Benutzerseite
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abo

Autor: christian (Gast)
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ich bin auf der suche nach einer funktionierenden konstruktion die einen 
quadcopter mit insgesamt ca. 6kilo bei signalausfall oder per auslösung 
über eine eigene funke (bei controllverlust, ein motor fällt aus, 
propoller gibt auf.... usw) den quadcopter sicher, oder aber zumindest 
langsam (damit er niemanden erschlägt) auf den boden bringt ...
klingt als gäbs da schon ziemliche entwicklungen ... kann mir dabei 
jemand helfen, oder aber sogar ein fertiges system zum verkauf anbieten?
bitte per mail an christian.anderl@gmail.com falls da jemand ist der das 
könnte ... danke!!

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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Hallo?? Der Beitrag ist 4 Jahre alt... danke für den Zombie...

Autor: Sönkrrr bert (eldelirio)
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Moin,
bei uns hat sich ein Schirm in Kreuzform bewährt. Der ist sehr einfach 
zu fertigen und bietet wenig Möglichkeit, sich nicht richtig zu öffnen.
Aufgrund seiner Form (cw-Wert) ist jedoch ein etwas größeres Packmaß 
gegeben, als bei anderen Fallschirmformen (schlechteres Verhältnis von 
Widerstand zu Fallschirmfläche).
Unserer Flieger hatte etwa 2kg Gewicht. Der Schirm ein Packmaß von einer 
größeren Faust. Die Sinkrate war so gering, dass der Flieger völlig 
intakt gelandet ist - etwa 3m/s.
Bei deinen 6kg musst du wohl etwa mit einem Schirm in der Größe einer 
Honigmelone rechnen, wenn du die gleiche Sinkrate erreichen willst. Da 
der Mikrokopter robuster ist, kann der Schrim sicherlich kleiner sein.
Das Material war Fallschirmseide von einem Fallschirmhersteller mit 
geringer Dichte.
Die Auslösung kann im einfachsten Fall mit einem Failsafe-modul und 
einem Servo gelöst werden. Reißt das Signal ab, löst der Servo den 
Fallschirm aus. Ist ein Motor defekt, muss man nur die Funke abschalten 
und das Failsafe-modul tut es ebenso.
Oder man programmiert ein bisschen Code in einen uC, der ja wohl eh 
schon an Bord ist..

Beste Grüße

Autor: Sönkrrr bert (eldelirio)
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... ... schrieb:
> Hallo?? Der Beitrag ist 4 Jahre alt... danke für den Zombie...

Und?

Danke für deinen inhaltslosen Spam-Beitrag!

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