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Forum: Offtopic Quadrokopter Video - Toll!


Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

seit ich dieses Video

http://vimeo.com/2719473

gesehen habe, lässt mich der Gedanke an eine eigene Entwicklung nicht 
mehr los. Ich möchte mir einen low budget Kopter selber basteln. Ich 
halte euch auf dem Laufenden.

:)))

Autor: Thilo M. (Gast)
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Hier kannst du dich live informieren und Material sammeln:
http://www.faszination-modellbau-messe.de/de/model...

Übrigens das letzte Mal in Sinsheim dieses Jahr.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Thilo M. wrote:
> Hier kannst du dich live informieren und Material sammeln:
> http://www.faszination-modellbau-messe.de/de/model...
>
> Übrigens das letzte Mal in Sinsheim dieses Jahr.

Danke für den Link! :)

Ich werde mich schrittweise an das Thema heranarbeiten. Da ich mir alles 
selber basteln will, werde ich mich zunächst mal mit der Ansteuerung von 
bürstenlosen Motoren beschäftigen und da eine Schaltung basteln die mir 
so ein Teil ansteuern kann. Die Mechanik wird aus Epoxydleiterplatten 
bestehen (Die Dinger zum selber Ätzen). Von denen habe ich hier noch 
genug herumliegen. Die Teile sind sehr stabil und leicht und lassen sich 
gut verbauen. Die Steuerung kommt auf ne Lochrasterplatte oder wird zum 
Ätzen in Auftrag gegeben (da alles möglichst billig werden soll, löte 
ich es wohl auf Lochraster)

Autor: Thilo M. (Gast)
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Naja, bürstenlose Motoren und billig sind ein Widerspruch in sich. ;)
Ich bin an der Messe im Bereich Schiffsmodellbau organisatorisch 
beteiligt und kenne dort ziemlich viele Modellbauer die auch mit 
Bürstenlosen Motoren arbeiten, guck' mal nach LiPo-Zellen und den 
entsprechenden Reglern für die Brushless-Motoren.
Zum Them Quad-Copter hat unser Moderator (M. Elsässer) beim VTH-Verlag 
auch schon einige Tests veröffentlicht, vielleicht interessiert dich 
das? ;)

http://www.vth.de/vth-verlag/wir-ueber-uns.html

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Danke für die infos :)

Die bürstenlosen Motoren sind schon nicht billig - das stimmt. 20 Euro 
das Stück muss man schon einplanen.

> guck' mal nach LiPo-Zellen und den
> entsprechenden Reglern für die Brushless-Motoren.

Habe eine ganz nette Seite gefunden "mikrokopter.de". Dort wird auch die 
grundsätzliche Funktion dieser Ansteuerungen erläutert. Im Prinzip 
werden die Motoren mit PWM Paketen angesteuert. Jede Phase des Motors 
wird solange mit Strom versorgt, bis die nächste Phase eine gewisse 
Induktionsspannung aufweist (Durch die Drehung). Dann ist der Moment 
gekommen die nächste Phase mit Strom zu versorgen usw... So jedenfalls 
habe ich das verstanden. Die Motortreiber werden mit MOSFETs realisiert, 
die über einen µC angesteuert werden. Die Induktionsspannung an den 
einzelnen Phasen wird mit einem AD-Wandler abgefragt. Ein Motor hat 3 
Phasen.

> um Them Quad-Copter hat unser Moderator (M. Elsässer) beim VTH-Verlag
> auch schon einige Tests veröffentlicht, vielleicht interessiert dich
> das? ;)

Interessant! Werde ich mir mal anschauen.

Es gibt ja auch bereits Bausätze mit Grundgerüst, Motoren, Propellern, 
Flight Control und Motortreibern. Das alles kostet aber zusammen schnell 
um die 700 Euro. Das ist mir dann doch zu viel. Zudem möchste ich die 
Steuerung ja selber bauen und auch selber programmieren - auch auf die 
Gefahr hin, dass am Ende erstmal nichts fliegt.

Propeller und Motoren habe ich mir bereits bestellt. Ebendso einen Lipo 
Akku und ein Ladegerät. Die sind auch so ziemlich das teuerste an der 
ganzen Sache. Auf bürstenlose Motoren möchte ich aber nicht verzichten.

Insgesamt wird es wohl doch nicht undebingt low budget. Meint ihr denn 
es ist möglich einen Kopter zu bauen der nur 30 euro kostet? Die Idee 
ist ja schon irgendwie interessant.

Cool - der Typ hat auch ein GPS Modul eingebaut mit dem er nach Karte 
fliegen konnte: http://vimeo.com/2690457

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Die nötigen Komponenten verhindern, dass der Quadrokopter deutlich unter 
500€ bleibt.

4 Kanal Funke: 100€
4 Motoren 80€
3 Gyroskope 80€
1 LiPo Akku 60€
Material für den Frame 20€
Elektronikkram min. 50€

Und dies und das, Schrauben, Platinenmaterial und so weiter.

Autor: Thilo M. (Gast)
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M. Elsässer hat auch in irgend einer Ausgabe mal beschrieben, wie man 
aus einem CD-ROM-Motor einen Heli-Brushless-Motor bauen kann. Weiß 
leider nicht mehr, wo das war. Ist zwar ziemlich Bastelei, spart aber 
Geld! ;)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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kann man auf die Gyroskope nicht verzichten? Wenn sich das Teil langsam 
dreht ist das ja nicht so schlimm. Man kann die Drehung ja auch dadurch 
verhindern, indem man durch Testreihen ermittelt welche PWM-Werte links 
und rechts drehende Propeller benötigen, damit sich die Drehmomente 
komplett ausgleichen. Eine ganz langsame Drehung ist sicher zu 
verschmerzen (kann man dann ja manuell aussteuern). Damit das ding in 
der wagerechten bleibt, kann man doch Neigungssensoren (bzw 
Beschleunigungssensoren) nutzen.

@ Thilo - interessant :)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Als Neigungssensor könnte man auch eine Libelle "optisch auslesen".

Autor: Thilo M. (Gast)
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Jonny Obivan wrote:
> Als Neigungssensor könnte man auch eine Libelle "optisch auslesen".

Sowas ähnliches gibt's schon, bei der U-Boot-Abteilung als Lagesensor 
eingesetzt.

Einen Heli ohne Gyros zu fliegen (und zu beherrschen) braucht's fast ein 
Jahr Übung, habe ich mir sagen lassen. ;)
Als Anhaltspunkt: je kleiner das Modell, desto schwieriger zu fliegen!

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Jonny Obivan wrote:
> Als Neigungssensor könnte man auch eine Libelle "optisch auslesen".

Nein, da du bei translativer Beschleunigung eine falsche Neigung 
ausliest. Das klappt nicht.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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> Nein, da du bei translativer Beschleunigung eine falsche Neigung
> ausliest. Das klappt nicht.

Stimmt - das war von mir zu kurz gedacht.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Du scheinst eine falsche Vorstellung davon zu haben, wie man so einen 
Quadrokopter fliegt.

Das Teil wird manuell geflogen! Die Gyros und sonstige Elektronik dient 
nur dazu, dass die instabile Platform sich selbst stabilisiert. Wenn 
sich das Teil von alleine dreht, weil sich die Drehmomente nicht 
ausgleichen, von äusseren Einflüssen wie Wind oder Aufwinden (soll ja in 
der freien Natur manchmal vorkommen) mal komplett abgesehen, ist der 
erste Absturz nach 5 Sekunden Flugzeit praktisch schon vorprogrammiert.

Erst wenn du das Teil mit manueller Steuerung beherrscht, kannst du 
drann gehen, einzelne Funktionen zu automatisieren. Aber es gilt immer 
die Grundregel: Du als prinzipieller Pilot musst immer in der Lage sein, 
die Automatik zu overrulen. Alles andere ist grob fahrlässig!

Und da du das Teil über eine Fenrsteuerung steuern können musst, hast du 
schon mal eine Untergrenze für den Preis, unter den du auf keinen Fall 
kommen kannst. Vielleicht ist bei 700€ noch nach unten ein wenig 
Spielraum. Aber 30€ ist völlig illusorisch.

Autor: Henry (Gast)
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>> Als Neigungssensor könnte man auch eine Libelle "optisch auslesen".

> Nein, da du bei translativer Beschleunigung eine falsche Neigung
> ausliest. Das klappt nicht.

Eigentlich reichen bei einem Quadrokopter 3 Beschleunigungssensoren.

Die Querbeschleunigung durch Bewegung ist bei solch einem Fluggerät mit 
den üblichen Sensoren nicht messbar. Schon bei minimaler Schräglage 
überwiegt die Erdbescheunigung jede Bewegungsbescheunigungen um mehrere 
Größenordnungen.

Eine Libelle ist zwar ungeeignet weil die Flüssigkeit hin und her 
schwappt oder durch Vibration schäumt, aber ein simples 3-Achsen 
Accelerometer (z.B. LIS3LV02DQ) macht es.

Ich habe in meinen Modellhubschrauber eine selbst entwickelte 
Vollstabilisierung und spreche aus dieser Erfahrung.

Autor: Neo (Gast)
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Schaut mal auf quadrokopter schweiz - die haben bausätze bis 4000 
franken mit gps postitionshaltung

Autor: aha (Gast)
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Nur falls die Seite noch nicht bekannt ist...
http://www.mikrokopter.com

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Henry wrote:

> Ich habe in meinen Modellhubschrauber eine selbst entwickelte
> Vollstabilisierung und spreche aus dieser Erfahrung.

Die würde mich interessieren.
Gibt es dazu einen Link?

Autor: Henry (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

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> Gibt es dazu einen Link?

Nein das ist nicht öffentlich. Vielleicht nach der Sommersaison…

Das Bild zeigt den Stabilisator auf meinem Winterfunktionsträger. Ist 
ein GAUI 180.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Bei der Version mit dem Beschleunigungsmesser hat man allerdings immer 
noch das Problem, dass translative Beschleunigungen das Messergebnis 
verfälschen.
Über eine längere Zeit gesehen ist dieser Anteil aber nur minimal, 
sodass man im groben die Erdbeschleunigung messen kann.
Wie gesagt, über einen längeren Zeitraum.
Beim mikrokopter werden die Beschleunigungssensoren zum Abgleich der 
Gyrodrift benutzt.

Autor: Mr. Unwichtig (nomis3000)
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@Henry: Kennen ich dich nicht aus einem Modellbauforum?
Ich hab nämlich mal irgendwo über ein so ein Projekt mit den Murata 
Gyros diskutiert. Du hast den selben Heli wie ich nur dass ich meinen 
Regler(eben wegen den muratas) bei den Temperaturen noch nicht 
ausprobieren will.

Autor: Henry (Gast)
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@ Simon Schreiberhuber

Ja vor einiger Zeit war ich häufig im rclineforum.de bei den Pocket 
Zoom. Durch den T-Rex 250 ist das aber eingeschlafen und auch meine 
Interessen haben sich mehr zu größerem Fluggerät verlagert.

Der kleine GAUI ist für die Entwicklungsarbeit aber ideal weil man ihn 
ohne Gefährdung im Zimmer starten kann und er alle Arten von Rotorköpfen 
im Programm hat.

Autor: Mr. Unwichtig (nomis3000)
Datum:

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Dann warst du es, der mir geraten hat die Muratas zu vergessen. Du 
hattest Recht. Ich brauch im Moment einen ganzen Kanal nur um die 
Kreisel nach dem Temperaturdrift neu zu starten. Meine nächste Version 
mach ich mit den ADXRS610(von denen hab ich 2 Samples rumliegen).


Was die Größe angeht hast du auch Recht. Die Gauis sind fast zu klein 
für CP Helicopter. Wieso aber alle auf den Rex250 fliegen ist mir ein 
Rätzel, da doch die Gaui 200 eindeutig besser(in jeder Hinsicht) sind.

Autor: Henry (Gast)
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Der ADXRS610 ist schön klein aber BGA. Schwer zu verarbeiten.

Hier noch eine Erfahrung von mir.

Bei der Nullpunktermittlung der Gyros habe ich mich sehr schwer getan. 
Die Lösung ist jetzt so:

Für jeden Gyro steht ein Ringpuffer mit 128 Speicherplätzen a 16 Bit 
bereit. Mittels Zeigern werden die Messwerte nacheinander rein 
geschrieben, wobei alte Werte überschrieben werden.

Während des Startup wird der Puffer so lange gefüllt und überschrieben 
bis alle 128 Werte maximal um 25 verschieden sind. Wenn diese Bedingung 
erfüllt ist wird der erste Mittelwert errechnet und gespeichert.

Im weiteren Betrieb wird bei jedem neuen Messwert diese Überprüfung 
gemacht. Wenn die Abweichung wieder unter 25 ist wird zusätzlich geprüft 
ob alter und neuer Mittelwert kleiner 25 verschieden sind. Ist das so 
wird der neue Mittelwert übernommen.

Wenn irgendwelche Servomotoren laufen dann reicht diese Vibration, dass 
die Bedingungen nicht mehr erfüllt werden. Der Mittelwert bleibt jetzt 
unverändert.

Wenn ich lande und alle Motoren aus sind dann gehen die Messwerte wieder 
unter die Abweichung 25 und ein neuer Mittelwert wird errechnet.

Die Grenzwerte sind empirisch ermittelt.

Die andere Methode, mit einem extremen Tiefpass und kontinuierlich 
gleitendem Mittelwert, habe ich nicht befriedigend hin bekommen.

Autor: eProfi (Gast)
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Meine Verbesserungsvorschläge:
1.
Es heißt ja, dass es trotz der Symmetrie ein "Vorne" gibt, und diese 
Richtung z.B. mit einer andersfarbigen Strebe  oder mit LEDs markiert 
ist.

Man könnte doch die Flugrichtung unabhängig vom Gier machen, indem man 
die Kompassdaten mit einrechnet (Koordinatentransformation). Dann ist 
z.B. "Steuerknüppel nach vorne" immer in Richtung Nord.

2.
Impeller, d.h. vor (und / oder) nach dem Rotor noch Leitschaufeln, 
dadurch müsste sich die Verwirbelung minimieren und der Wirkungsgrad 
steigen.

Oder zwei gegenläufige Propeller übereinander.

3.
Wabenförmiger Aufbau des Rahmens ähnlich Querschnitt durch ein 
Wespennest.

Könnte man z.B. durch senkrecht stehende  5cm breite  dünne Brettchen 
realisieren.

In diese Brettchen können Flach-Akkus integriert werden (Aussparungen).

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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ich habe hier einen sehr schöne Aufnahme gefunden, wo das Prinzip 
erläutert wird:

http://chaosradio.ccc.de/cre106.html

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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eProfi wrote:
> Meine Verbesserungsvorschläge:
> 1.
> Es heißt ja, dass es trotz der Symmetrie ein "Vorne" gibt, und diese
> Richtung z.B. mit einer andersfarbigen Strebe  oder mit LEDs markiert
> ist.
>
> Man könnte doch die Flugrichtung unabhängig vom Gier machen, indem man
> die Kompassdaten mit einrechnet (Koordinatentransformation). Dann ist
> z.B. "Steuerknüppel nach vorne" immer in Richtung Nord.
Dann kann man das Gerät ja nicht mehr drehen. Da gehen ja einige 
mögliche Kunstflugmanöver verloren.

> 2.
> Oder zwei gegenläufige Propeller übereinander.
Gibts schon, soll aber vom Wirkungsgrad nicht so doll sein:
http://forum.mikrokopter.de/topic-7938.html

> 3.
> Wabenförmiger Aufbau des Rahmens ähnlich Querschnitt durch ein
Mit mehr als 4 Rotoren gibt es das auch schon. Hexakopter oder 
Octokopter.

Autor: eProfi (Gast)
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>Dann kann man das Gerät ja nicht mehr drehen. Da gehen ja
>einige mögliche Kunstflugmanöver verloren.

Doch, man soll schon noch drehen können, nur dass Du während der Drehung 
immer noch in eine Richtung fliegen kannst.

Für Kunstflug soll diese Automatik natürlich abschaltbar sein.



>Mit mehr als 4 Rotoren gibt es das auch schon.
>Hexakopter oder Octokopter

Ich meinte das unabhängig von der Rotorenzahl. Oft kann man ja von der 
Natur abschauen: stabiler Aufbau bei minimalem Materialeinsatz.

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Ich find das Ding schon krass:

Youtube-Video "New German UAV -- microdrone"

Johann

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