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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quadrokopter selbst entwickeln


Autor: Oliver (Gast)
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Guten Tag! Sicherlich gibt es schone einige Beiträge zu diesem Thema 
doch habe ich noch nicht den passenden gefunden bzw. wurden meinen 
Fragen noch nicht beantwortet.

Also, bin gestern zufällig auf die Seite 
http://www.mikrokopter.com/ucwiki/ gestoßen und war sehr angetan von 
diesem Projekt. Habe mich schon immer für Modellbau, Elektronik/Elektrik 
und Basteleien interessiert.

Meine Frage ist nun ob es machbar ist solch ein Projekt auch selbst zu 
realisieren?

Naja, bestimmt schon aber was für Voraussetzung eurer Meinung nach sind 
dafür erforderlich und wie groß wäre der Zeitaufwand?

Kurz zu mir: Bin gelernter Energieelektroniker, studiere im 3.Sem 
Elektrotechnik, C im 1.Sem gelernt, Vorlesung+Praktikum Mikrorechner im 
2.Sem gehört und lerne nun im 3.Sem C++.

Ist dies ausreichend?

Finde es nicht gerade interessant das ganze als Bausatz fertig zu kaufen 
und zudem lernt man deutlich mehr wenn man es selber baut.

Doch wo fängt man bei einem solchen Projekt an?
Möchte auch nicht das Rad neu erfinden, aber auch nicht einfach 
irgendwelchen Code kopieren.

Dachte mal daran, zunächst mal das RC-Signal mit nem mikroprozessor 
verarbeiten zu können, danach einen Motorregler+Software zu entwerfen 
und programmieren... Aber ist das schon zu hoch gegriffen?

Gibt es Seiten die die technischen Dinge und wie man das ganze in 
Software implementiert etwas detailierter beschreiben ohne vorweg die 
Lösung bereitzustellen? Wüsste nämlich jetzt nicht wie das mit der 
Ansteuerung der Brushless-Motoren in der Software aussehen müsste.


Ich hoffe mir kann der ein oder andere da weiterhelfen, oder mich auch 
davon überzeugen das das ganze ein wenig zu umfangreich ist !?

mfg, Olli

Autor: Stumpf (Gast)
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Hallo Oliver,

ich hatte vor ca. 2 Jahren das selbe vor wie Du !

Da ich aber schon eine Elektronik zur Steuerung des Ufo's oder wie auch 
immer hatte war bei mir der Brushless Regler dran. Dieser funktioniert 
nun auch schon recht gut. Allerdings hatte ich das Thema doch ein wenig 
unterschätzt!

Für die Platinenentwicklung und die Software ist ca. ein Jahr vergangen. 
Alleine die Grundlagenforschung dauerte schon eine ganze Zeit.

Allerdings was ich dabei gelernt habe möchte ich nicht missen.

Dann das Ufo auch noch mit einer eigenen Software "sauber" in die Luft 
zu bringen ist ein ganz anderes Blatt Papier.

Aber warum nicht versuchs!

Gruß
Stumpf

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Kurz zu mir: Bin gelernter Energieelektroniker, studiere im 3.Sem
> Elektrotechnik, C im 1.Sem gelernt, Vorlesung+Praktikum Mikrorechner
> im 2.Sem gehört und lerne nun im 3.Sem C++.
> Ist dies ausreichend?
Wirklich wichtig ist nicht, was man dir in der Schule beigebracht hat.

Wichtig ist, was es dir Wert ist, immer wieder einige Nächte um die 
Ohren zu schlagen, und trotzdem ohne Lösung ins Bett zu gehen (gähn). 
Erst durch diese praktische Anwendung lernst du nämlich.

Und ja, wenn du das willst, dann reichen die Grundlagen locker. Den 
Rest, den du brauchst bekommst du sowieso nicht in der Schule 
vermittelt, den mußt du dir selber anlernen.
Aber genau das solltest du im Studium auch lernen: Informationen 
beschaffen und zielgerichtet auswerten.

Also:
Ärmel hoch, schenk dir selbst ein uC-Board und fang an ;-)

Autor: Oliver Noll (batman)
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Hallo, also hab bereits schon ein STK500...

Hab mich mal ein wenig in die Materie eingelesen, doch habe leider nur 
relativ oberflächliche Informationen gefunden.

Habe mir zunächst einmal vorgenommen, ein BLDC-Regler zu entwickeln.
Lese immer wieder davon, dass es nötig sei die Rotorlage zu kennen um 
zum richtigen Zeitpunkt zu kommutieren.

Allerdings habe ich auch gelesen, dass BLDC Motoren mit 3 120° 
versetzten Spannungen betrieben werden müssen.


Es ist doch möglich, sich ein Program zu schreiben, welches die FETs 
zeitlich so ansteuert das halt diese 3 um 120° verschobenen Phasen 
erzeugt werden. Wozu dann die Lageerkennung?


Ist es korrekt, dass man mit der Frequenz dieser Spannungen dann die 
Drehzahl regelt?

Danke für eure Antworten, Olli

Autor: Klaus2 (Gast)
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"Allerdings habe ich auch gelesen, dass BLDC Motoren mit 3 120°
versetzten Spannungen betrieben werden müssen."

Da sist eine permanenterregte Synchronmaschine. Viel Spaß bei den 
Grundlagen.

Es gibt da übrigens auch Berichte zu "was passiert ohne 
Lagewinkelsensor" - ließ es dir durch und staune :)

Ich hoffe, du weißt, was du da anfängst und hast auch das nötige 
Kleingeld.

Klaus.

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Der Trick ist zu wissen, wann du welchen Fet ansteuerst. In den 
sensorgesteuerten Reglern sagen zB Hall-Sensoren, wie "stark" dein Motor 
gedreht ist und welcher Fet als naechstes dran kommt, bei sensorlosen 
Reglern wird bei hoeherer Drehzahl die induzierte Spannung vom Magneten 
als Anhaltspunkt genommen, bei langsamen Drehzahlen gibt es da aber 
Probleme. Der Motor rutscht quasi durch, weil das Timing nicht passt.

Autor: Alex W. (a20q90)
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Hi Oli,

ich hab selber so ein Quattrocopter entwickelt! Die technischen 
Grundlagen endsprechen dem des Mikrokopters weitgehend. Sensoren werden 
nunmal gleich verarbeitet. Bei meinem Projekt habe ich allerdings die 
BL-Controller auf der Platine mit drauf. Zusätzlich war ein GPS und ein 
Kompass verbaut. Programmiert habe ich es in Bascom.

War anfangs ganz spaßig einen Zielpunkt zu programmieren den er dann 
ansteuert. Mithilfe von Sharp-Sensoren kannste im bereich 20cm bis 1.5m 
als Kollisionsschutz (gegen Wände) einsetzen. Da die Kreiselsensoren 
aber zu sehr driften, hab ich ihn nur noch als Anschauungsobjekt hier 
liegen.

Grüße
Alex

Autor: Oliver Noll (batman)
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Möchte gerne einen Regler für sensorlose BLDC's bauen!

Gehe ich richtig davon aus, dass wenn ich die 3 Phasen durch ein 
passendes Timing (unabhängig von der Rotorstellung) also so das sie 
lediglich um 120° Grad phasenverschoben sind erzeuge, sich das Ding 
drehen wird?

Das wäre dann ohne Regelung und ich bekäme dann also Probleme wenn sich 
der Rotor aus welchem Grund auch immer auser Tritt gerät!?

Autor: Jens (Gast)
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hier ist eine interessante Seite wo erklärt wird wie eine Steuerung 
funktioniert.
Meine Empfänger Auswertung habe ich mit Hilfe dieser Seite realisiert.
http://www.sprut.de/electronic/modell/allgemein/index.htm

Autor: SuperADMIN (Gast)
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Hallo Alex W.

zeig mal Fotos!

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Hallo Oliver,

ich hatte die gleiche Idee wie du.

Ich wollte auch zuerst die BLDC Regler machen und mich dannach an die 
Steuerung des MK setzen. Mittlerweile bin ich davon abgekommen. Nicht 
weil es mir zu schwer erscheint, sondern weil mir das zu langwierig 
werden würde.

Ich schreib mal kurz wie ich das derzeit mache:

Auf der Seite die du gepostet hast bekommt man ich glaub für 7 Euro die 
BLDC Platinen (unbestückt). Die Platinen sind 4-lagig und extrem klein.
In Anbetracht, dass man das ganze 4 mal braucht und der MK noch relativ 
handlich bleiben soll habe ich mich dafür entschieden diese Platinen zu 
verwenden. Die BLDC Software dafür ist Opensource und der Schaltplan ist 
ebenfalls veröffentlicht.

Ich nehme derzeit also die fertigen BLDC Regler und entwickel die 
Steuerungsplatine mit der Lageregelung (Gyros, Beschleunigungsens., GPS, 
...) selber.
Bei der Steuerung sieht man eben doch schneller die Erfolge. Die 
Motorensteuerung ist für mich da nicht ganz so motivierend, dass ich mir 
damit Monate um die Ohren schlagen will.
(Schwierigkeitsgrad ist aber trotzdem relativ hoch)

Wenn man später mal Lust hat, kann man ja die BLDC Software auch selber 
schreiben oder die bestehende anpassen. Eine selbstentwicklung hier ist 
jedenfalls extrem langwierig und ohne zuverlässige BLDCs funktioniert 
beim MK garnichts.

Zu den Kosten:
500 Euro aufwärts sollte man schon übrig haben.

Zu deiner BLDC-VErgewaltigung ohne Lageerkennung:

Funktioniert nicht, wieso kann man hier mehrfach im Forum nachlesen.
Wenn du die Motoren nicht belastest kann das noch klappen, aber unter 
variabler Last funktioniert das nicht.

Falls du doch mit den BLDC beginnen willst:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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@ Oliver: Liest du überhaupt was ich schreibe? Du muss die induzierte 
Spannung messen! Mann mann...

Autor: Oliver Noll (batman)
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Natürlich lese ich das!
Mir ist inzwischen klar das ich eine Regelung benötige, damit der Motor 
nicht auser Tritt kommt. Und das die Kommutierung abhängig von der 
Rotopos ist ist daher auch klar.

Wie muss die Schaltfolge der MOSFets überhaupt sein?
Es sind ja immer zwei von sechs Fets angesteuert.
Aber wie ist die Reihenfolge, mal unhabhänig vom tatsächlichen 
Kommutierungszeitpunkt? Die Schaltfolge ist doch immer gleich, halt nur 
zu unterschiedlichen Zeiten.

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Oliver Noll wrote:
> Wie muss die Schaltfolge der MOSFets überhaupt sein?

1,3,2,5,6,4? SCNR

> Natürlich lese ich das!
AVR444 Seite 3 hilft dir also nicht weiter?

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Autor: aha (Gast)
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Ich wuerd mal den Kit des Quadrokopter Forums nehmen. Soweit ich weiss 
ist die software als source erhaeltlich, bietet daher ein spielfeld.

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