Unterschiede zwischen den Revisionen 133 und 134
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Autor: Brunweil
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||<tablewidth="200px" tablestyle="text-align: center;"bgcolor="#ffffa0">{{http://mikrokopter.de/images/deu.gif}} Seite in [[FlightCtrl|deutsch]]   ||
 ||<tablewidth="200px" tablestyle="text-align: center;"bgcolor="#ffffa0"> {{http://mikrokopter.de/images/fra.gif}} Page en [[fr/FlightCtrl|français]] ||
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= Introduction =
Cette page contient des informations généralistes sur la carte électronique principale du projet MikroKopter : la Flight-Control.

= La Flight-Ctrl: c'est quoi? =
La Flight-Ctrl est la carte mère du MikroKopter. Elle est équipée de plusieurs capteurs indispensables au vol, ainsi qu'un microcontrôleur.


([[GyroScope|gyroscopes]], [[BeschleunigungsSensor|accéléromètres]] et [[LuftdruckSensor|altimètre]]). L'altimètre est en option, et n'est pas nécessaire pour les fonctions de base.
||<tablewidth="200px"style="TEXT-ALIGN: center">Version V1.0 ||<style="TEXT-ALIGN: center">Version V1.3 ||<style="TEXT-ALIGN: center">Version V2.0 ||		 = Einleitung =
Die folgende Seite enthält allgemeine Informationen zur Hauptplatine des MikroKopter-Projekts, der Flight-Control.

Hier eine Liste der [[KategorieFirmware| Firmware]]

= Die Flight-Ctrl: Was ist das? =
Die Flight-Ctrl ist die Hauptplatine des MikroKopter. Auf ihr befinden sich sämtliche Sensoren, die zum Fliegen erforderlich sind, sowie der Mikrocontroller.

(GyroScope, BeschleunigungsSensor und LuftdruckSensor).Der LuftdruckSensor ist optional und für die Grundfunktion nicht erforderlich.
||<tablewidth="200px"style="text-align: center;">Abbildung V1.0 ||<style="text-align: center;">Abbildung V1.3 ||<style="text-align: center;">Abbildung V2.0 ||
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= Versions =
Il existe 5 versions de la Flight-Ctrl : V1.0, V1.1, V1.2, V1.3 et V2.0 (ME). il n'y a eu que des modifications mineures entre les versions 1.0 à 1.2.<<BR>><<BR>>

Les version pré-équipées [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Composant_mont%C3%A9_en_surface|CMS]] et non pré-équipées [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Composant_mont%C3%A9_en_surface|CMS]] se différencient essentiellement par leur couleur:
 . Rouge - pré-équipée
 . Vert - non pré-équipée ( la carte est livrée nue )

<<BR>>'''On trouvera [[Ctrl_History|ici]] un historique détaillé des versions de la Flight-Ctrl.. (Mise à jour au 25/03/2008)'''

== Données techniques ==		 = Versionen =
Es gibt insgesamt sechs Versionen der Flight-Ctrl: V1.0, V1.1, V1.2, V1.3, V2.0 (ME) und V2.1 (ME). Zwischen den Versionen 1.0 bis 1.2 gibt es nur kleine/minimale Unterschiede.<<BR>><<BR>> Bestückte und unbestückte Platinen unterscheiden sich in erster Linie in der Farbe:

 . rot/schwarz - bestückt
 . grün - unbestückt
<<BR>>'''Eine umfassende Übersicht der FlightCtrl Versionen/Historie befinden sich auf der Seite [[Ctrl_History|Ctrl_History]]. (Stand: 25.03.2008)'''


== Technische Daten ==
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 * Controlleur: AVR Atmel ATMEGA644 @20MHz
 * Capteurs: 3x [[GyroScope|Gyros (ENBC-03JA)]], Accéléromètre 3 axes (LIS3L02AS4), [[Höhensensor|altimètre (MPX4115)]]
 * Affichage d'état: 2 LEDs (rouge,verte), Buzzer (Pour alerte de fin de batterie,localisation, perte d'émetteur,etc...)
 * Sorties: 2 sorties transistorisées (par ex: Pour des LEDs supplémentaires),
 * Connectique: Entrée pour le ["RC-Empfänger":récepteur], bus I2Cs pour les controleurs BL, prise ISP, Prise d'extension universelle (Debuggage, GPS,...)
 * Divers: Présences de connecteurs pin et de pistes non utilisées (en prévision d'extensions)
 * taille: 50 x 50mm
 * poids (pré-équipé): 23g
 * Possibilité de raccorder des modules externes :
  . exemple: GPS, Datalogger,...
 * possibilité d'[[UmbauFlightCtrl|évolution vers v1.1]].		  * Controller: AVR Atmel ATMEGA644 @20MHz
 * Sensoren: 3x [[GyroScope|Gyros (ENBC-03JA)]], 3-Achs-Beschleunigungsssensor (LIS3L02AS4), [[Höhensensor|Luftdrucksensor (MPX4115)]]
 * Statusanzeige: 2 LEDs (rot,grün), Elektromagnetischer Summer (z.B. für Unterspannung, Ortung, Funkausfall,...)
 * Ausgänge: 2 Transistorausgänge (z.B. für zusätzliche LEDs),
 * Anschlüsse: Eingang für [[RC-Empfänger]], I2C-Bus für Motor-Regler, ISP-Stecker, universeller Erweiterungsstecker (Debugging, GPS,...)
 * Sonstiges: unbenutzte Portpins auf Lötpads geführt (für eigene Erweiterungen)
 * Abmessungen: ca. 50 x 50mm
 * Gewicht (bestückt): 23g
 * weitere Komponenten extern anschließbar
  . z.B. GPS, Datenlogger,...
 * UmbauFlightCtrl auf v1.1 möglich.
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(Liste des différences)

 * Controleur: AVR Atmel ATMEGA644P @20MHz
 * Capteurs: 3x GyroScope (ENBC-03JA,ENBC-03JB ou ENBC-03JR)		 (Es werden nur Unterschiede aufgeführt)

 * Controller: AVR Atmel ATMEGA644P @20MHz
 * Sensoren: 3x GyroScope (ENBC-03JA,ENBC-03JB oder ENBC-03JR)
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(Liste des différences)

 * Ajustement automatique des gyros, c'est à dire,plus besoin d'ajuster les résistances à la main.
 * Composants rassemblés sur la même face. La Flight-Ctrl sera plus mince.
 * Les pads pour les connexions externes ( alimentation, I2C,etc..) sont élargis
 * En option: On peut installer un 2eme régalateur de tension 7805 pour l'alimentation de servos ( ex: Servo de Tilt pour la caméra, installation comme le 1er 7805,dissipateur vers l'extérieur,non inclu dans la livraison)
 * Connexion des Servo et lumière supplémentaire par broches.
 * Accéléromètre plus récent( plus compatible)
 * Conception à 4 couches de pistes.
 * /!\ Les transistors PDTC143 situés sur les sorties de commutation SV2 de la version 1.3 ne peuvent délivrer que 100mA! Cela correspond par exemple à une 1/2 barre de LED ( 3 pièces de la barre de 2x3 LED )
 (Es werden nur Unterschiede aufgeführt)

 * automatischer Gyroabgleich, d.h. kein manuelles Anpassen von Widerständen mehr erforderlich
 * einseitige Bestückung - es ist jetzt möglich, die FlightCtrl wesentlich flacher aufzubauen
 * externe Anschlussflächen (Versorgung, I2C usw.) wurden vergrößert
 * optional: zweiter Spannungsregler 7805 für Servoversorgung bestückbar (z.B. für Kamera-Tilt-Servo, Ausrichtung wie der erste 7805 mit Kühlfläche nach außen, nicht im Lieferumfang)
 * Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar
 * neuer (kompatibler) ACC-Sensor
 * jetzt 4-lagiges Design
 * /!\ Die Transistoren (PDTC143) an den Schaltausgängen SV2 der Version 1.3 können nur noch 100mA schalten! Das entspricht beispielsweise einem halben LED-Streifen (3 Stück der 2x3 LED).
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 * voir [[FlightCtrl_ME|FlightControl ME]]
 * A considérer comme une version développée en parallèle de la version 1.3, et non pas comme une évolution de cette dernière.
 * gyroscopes de grande qualité, technologie MEMS, du fabricant Analog Devices.
 * 5 sorties servo.
 * Un régulateur de tension de type RECOM est inclus dans la livraison.
 * En option : Possibilité d'installer un 2eme régulateur de tension pour alimenter les servos ( non inclu dans la livraison )
 * Connexion des Servo et lumière supplémentaire par broches.
 * Conception à 4 couches de pistes.
== Conseils ==
 * Il existe plusieurs versions et apparences en ce qui concerne les gyroscopes. Les ENBC-03JA et ENBC-03JB sont sous forme traversante. Le ENBC-03JR est sous forme [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Composant_mont%C3%A9_en_surface|CMS]].Ils ne se différencient pas électriquement l'un de l'autre.Toutefois,il y a une petite différence de fréquence interne, mais ça ne dérange pas.
 * On utilise un micro-hautparleur(buzzer) pour la signalisation auditive.Ce dernier contient un aimant. Si on installe un compas magnétique,il faut éloigner le buzzer autant que possible.Dans le cas contraire,il va perturber les mesures du compas.
== Taille ==
Circuit imprimé: 50*50 mm

Entraxe des trous de fixation: 45mm (63mm en diagonale)<<BR>> hauteur: TODO
== Importance des différences entre la FC1.3 et la FC2.0ME ==
 * La version ME utilise des gyroscopes de qualité supérieur. Il n'y a plus de dérive due à la température , il n'est donc plus nécessaire p.e. de re-calibrer après le refroidissement du MK. De la même façon, des utilisateurs ont rapportés sur le forum, avec la version antérieure des dérives due au passage de l'ombre à la lumière solaire, de se fait le vol est plus stable avec la 2.0ME.
 * la ME peut contrôler 5 servo contre seulement1 auparavant
 * Quelques avis (en allemand): http://forum.mikrokopter.de/topic-post177790.html

= Fonctions =
 * Mesure de la vitesse de rotation angulaire sur 3 axes.
 * Mesure de la vitesse de translation sur 3 axes.
 * Mesure de la pression de l'air pour un controle actif de la hauteur ( en option )
 * Mesure de la tension délivrée par l'accu, avec reconnaissance de fin de batterie.
 * Evaluation du signal de la radio.
 * Recalcul des données des capteurs, et évaluation de l'assiette à l'instant T.
 * Pilotage des 4 moteurs via les controleurs BL .

= Choix des composants =
== Microcontroleur ==

Le choix du controleur a été déterminé par les critères suivants:
 * Performances suffisantes.
 * Bonne disponibilité
 * Prix attractif
 * facile à souder.
 * Logiciel de développement gratuit.
Le choix a donc porté sur un ATMega 644(P).

== Gyroscope ==
Les [[GyroScope|gyroscopes]] mesurent la vitesse de rotation angulaire sur un axe. Il faut 3 de ces capteurs pour stabiliser les 3 axes. Ces capteurs sont des composants élémentaires. Les gyroscopes fonctionnent avec une fréquence interne. Même repérage = Fréquence identique. Pour que les gyro ne se perturbent pas mutuellement de part leur installation à proximité les uns des autres,on peut utiliser des gyros ayant des fréquences différentes,par exemple : des types A et des types B.

On a pu démontrer que la conception du MK annulait les effets indésirables. On peut donc utiliser 3x A, ou 3x B, et/ou 3x C. L'idéal serait 1x A, 1x B, 1x C. Le type A fonctionne à 22kHz et le B à 24kHz.

 * ENC-03RA et ENC-03RB de type CMS, 8x4mm. pèse 0,2g pièce.
 * ENC-03MA et ENC-03MB ,12,2x7mm, 0,4g
 * ENC-03JA et ENC-03JB ,15,44x8mm, 1g

== Accéléromètre (ACC-Sensor) ==
la fonction principale des accéléromètre consiste à mesurer l'inclinaison à l'instant T du MK,et à gérer le contrôle de la hauteur. On utilise ici un capteur 3 axes. En théorie, on peut se passer de ces capteurs quand on veut piloter en mode HH ( mode conservateur d'assiette).
[[BeschleunigungsSensor|Plus d'informations]]

== Capteur de pression ==
Il est utilisé pour gérer le maintient d'altitude. Ce capteur est optionnel. Le tube de capture de la pression peut-etre fermé avec un autocollant qu'on percera d'un petit trou avec une épingle. Ce bricolage offre une protection contre le vent et la lumière. ( voir [[LuftdruckSensor|Capteur de pression]] )


= Interfaces =
== Connexion PPM ==
On connecte le récepteur à cet endroit. Le récepteur est alimenté par deux câble,et le 3eme câble délivre le signal PPM sommé (ou multiplexé ) en retour.
A l'inverse d'un signal PPM envoyé à un servo, le signal sommé contient toutes les voies émises par la radiocommande. Ce signal est présent dans chaque récepteur, mais seule une petite partie de ce signal est exploitée en interne, sur les prises servo du récepteur.(ex: le RX3 multi de ACT ).( voir [[RC-Empfänger|Récepteurs]] )

== Bus I2C ==
On connecte les contrôleurs BL sur ce bus qui véhicule les ordres de pilotage.
L'installation d'une Flight-Ctrl nécessite d'utiliser nos [[BrushlessCtrl|contrôleurs BL]] spéciaux, afin que la communication s'effectue rapidement via le bus I2C.
Des contrôleurs BL standards ne peuvent '''pas''' être utilisés, parce qu'ils ne peuvent pas être pilotés assez rapidement.
Le bus I2C est composé d'un fil d'horloge ( SCL ) et d'un fil de données ( SDA ). Tous les fils SCL et SDA sont respectivement connectés ensembles.

== Interface Série ( SIO ) ==
Elle est utilisée pour réaliser des tests et le paramétrage en la raccordant par exemple à un PC. Les tensions utilisées sont du niveau TTL ( 0/+5V ) et non pas V24 ( -10/+10V ). Il faut donc utiliser un convertisseur d'interface si on veut communiquer avec l'interface série d'un PC.
On pourra utiliser cette interface plus tard pour une communication asynchrone avec d'autres contrôleurs. C'est ce qu'on fait normalement avec le SerCon.

== Interface ISP ( synchrone ) ==
Le contrôleur ATMEL est programmé au moyen d'une interface ISP. On pourra utiliser plus tard cette interface pour une communication rapide ( synchrone en série ) avec d'autres contrôleurs. Le Sercon est utile dans ce contexte.

== Raccordement du compas ==
On peut raccorder un compas numérique sur l'entrée PC4 du connecteur universel.
Plus de conseils :TODO: Link

= Montage =
Le montage va différer selon qu'on a un circuit imprimé pré-équipé [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Composant_mont%C3%A9_en_surface|CMS]] ou non.
Avec la version prééquipée,il suffit d'y souder encore 2 condensateurs, un interrupteur, des brochages et des câbles. Le firmware est déja installé. Plus d'informations [[FCAufbauBestueckt|ici]]

= Câblage =
Il existe une [[ElektronikVerkabelung|page spécifique au câblage]]

= Schéma électrique =		  * siehe [[FlightCtrl_ME|FlightControl ME]]
 * wird nicht als neue Version, sondern als eigene Variante parallel zur bisherigen Version 1.3 vertrieben
 * hochwertige Gyroskope in MEMS-Technologie vom Hersteller Analog Devices
 * 5 Servoausgänge
 * im Lieferumfang ist jetzt ein Recom-Schaltregler
 * optional: 2ter Spannungsregler für Servoversorgung bestückbar (nicht im Lieferumfang)
 * Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar
 * 4-lagiges Design
== Hinweise ==
 * Bezüglich der GyroScope gibt es verschiedene Bauformen und Versionen. Von den bedrahteten Gyros gibt es den ENBC-03JA und den ENBC-03JB. Der ENBC-03JR ist in SMD-Bauform. Elektrisch unterscheiden sie sich nicht voneinander. Allerdings ist die innere Taktfrequenz der Gyros leicht unterschiedlich. Aufgrund des großen mechanischen Abstandes zueinander sind unterschiedliche Gyrosfrequenzen nicht unbedingt erforderlich - stören aber auch nicht.
 * Zur akustischen Anzeige wird ein Mikrolautsprecher verwendet. Dieser enthält einen Magneten. Sollte ein Kompass integriert werden, muss der Summer möglichst weit entfernt am Rahmen angebracht werden. Sonst beeinflusst dieser die Messung des Kompasses.
 * Ab Firmware V0.76: Die Servos werden erst nach dem Kalibrieren des Mikrokopter angesteuert! Ausnahme: Wenn keine BL-Ctrl gefunden wurden, werden die Servos sofort aktiviert (z.B. für Stand-alone Anwendungen der FC)
== Abmessungen ==
Platine: 50*50 mm

Lochabstand: 45mm (63mm in der Diagonale)<<BR>> Höhe: TODO

== Auswirkungen der Unterschiede zwischen FC 1.3 und 2.0 ME ==
 * Die ME-Variante verwendet hochwertigere Gyroskope. Sie haben keine Temperaturdrift mehr, so dass man den MK bspw. nicht mehr nach der "Abkühlphase" erneut kalibrieren muss. Ebenso berichten Anwender im Forum, dass die Gyroskope der ersten Variante in einigen wenigen Fällen empfindlich auf Wechsel zw. Schatten und Sonnenlicht reagieren und damit das Fliegen instabiler machen.
 * ME kann fünf Servos steuern, 1.x nur einen.
 * Ein paar Meinungen dazu finden sich auch in diesem Forumsbeitrag: http://forum.mikrokopter.de/topic-post177790.html
= Aufgaben =
 * Messen der Drehgeschwindigkeiten der drei Achsen
 * Messen von Beschleunigungswerten der drei Achsen
 * Messen des Luftdrucks für die Höhenstabilisierung (Optional)
 * Messen der Batteriespannung mit Unterspannungserkennung
 * Auswerten des Fernbedienungssignals (RC-Signal)
 * Verarbeiten der Sensordaten und Berechnung der aktuellen Fluglage
 * Ansteuern der vier BL-Regler zur Motoransteuerung
= Auswahl der Bauelemente =
== Mikrocontroller ==
Die Kriterien bei der Auswahl des Controllers waren:

 * ausreichende Performance
 * gute Verfügbarkeit
 * geringer Preis
 * gut zu löten
 * kostenlose Entwicklungssoftware verfügbar
Deshalb fiel die Wahl auf einen ATMega 644(P).

== GyroScope ==
Die GyroScope (Gyros) messen die Winkelgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) um jeweils eine Achse. Es werden drei dieser Sensoren benötigt, um alle drei Achsen zu stabilisieren. Diese Sensoren sind die elementarsten Bauelemente. (--> GyroScope) Die Gyros arbeiten intern mit einer Frequenz. Gleicher Index = gleiche Frequenz. Damit Gyros auf engem Raum keine "Schwebungen" durch Frequenzmischung erzeugen, kann man Gyros unterschiedlicher Frequenzen verwenden, z.B. Typ A + Typ B.

Beim MikroKopter ist designbedingt keine Beeinflussung nachweisbar. Deswegen geht auch 3x A, oder 3x B, bzw. 3x C. Ideal wäre 1x A, 1x B, 1x C. Der A-Typ arbeitet mit 22kHz und der B-Typ mit 24kHz.

 * ENC-03RA und ENC-03RB der SMD-Typ mit 8x4mm der gerade einmal 0,2g wiegt
 * ENC-03MA und ENC-03MB mit 12,2x7mm mit 0,4g
 * ENC-03JA und ENC-03JB mit 15,44x8mm mit 1g
== Beschleunigungs-Sensor (ACC-Sensor) ==
Die Hauptfunktion der Beschleunigungssensoren ist, die aktuelle Neigung des !MikroKopters zu messen und die Höhenregelung zu unterstützen. Hier wird ein Drei-Achsen-Sensor verwendet. Theoretisch kann auf diese Sensoren verzichtet werden, wenn der Quadrokopter im sog. Heading-Hold-Modus (TODO: Link) betrieben werden soll. Weitere Informationen: BeschleunigungsSensor

== Luftdrucksensor ==
Er dient zur Stabilisierung der Flughöhe. Dieser Sensor ist optional. Die Drucköffnungen können mit Klebeband abgeklebt werden, in das mit einer kleinen Nadel ein kleines Loch gestoßen wird. Das schützt vor Wind und Licht. (--> LuftdruckSensor)

= Schnittstellen =
== PPM-Anschluss ==
Hier wird der Empfänger angeschlossen. Über zwei Leitungen wird der Empfänger versorgt und über die dritte liefert er das RC-Summensignal zurück. Im Gegensatz zu einem normalen Servo-PPM-Signal sind in dem Summensignal alle von der Fernbedienung gesendeten Kanäle enthalten. In jedem Empfänger ist dieses Signal vorhanden, allerdings liefern nur wenige dieses Signal zum direkten Abgriff an einen Stecker (z.B. der RX3 Multi von ACT). (--> [[RC-Empfänger]])

== I2C-Bus ==
An diesem Bus werden die BL-Regler angeschlossen, über den sie die Steuerbefehle erhalten. Die Flight-Ctrl erfordert unseren speziellen [[BrushlessCtrl|Brushless-Motor-Regler]], damit eine schnelle Kommunikation per I2C-Bus möglich ist. Standard-Motor-Regler können '''nicht''' verwendet werden, weil sie nicht schnell genug angesteuert werden können. Der I2C-Bus verfügt über eine Taktleitung (SCL) und eine Datenleitung (SDA). Im Bus werden alle SCL-Leitungen und alle SDA-Leitungen miteinander verschaltet.

== Serielle Schnittstelle (SIO) ==
Hier wird zum Testen und Parametrieren z.B. ein PC angeschlossen. Der Pegel ist TTL-Pegel(0/+5V) und nicht V24(-10/+10V). Aus diesem Grund muss ein Schnittstellenkonverter angeschlossen werden, falls mit der Seriellen Schnittstelle des PCs kommuniziert werden soll. Später kann diese Schnittstelle auch zur Kommunikation (asynchron) mit anderen Controllern verwendet werden. Dies geschieht normalerweise über die SerCon.

== ISP-Schnittstelle (synchron) ==
Der ATMEL-Controller wird darüber mittels eines ISP-Interfaces programmiert. Später kann diese Schnittstelle auch zur schnellen Kommunikation (synchron Seriell) mit anderen Controllern verwendet werden. Hierzu ist die SerCon hilfreich. Achtet bitte auf die von der ATMEL Belegung abweichende Pin Belegung beim Anschluss eines ISP Programmierers.

== Kompass-Anschluss ==
Ein digitaler Kompass kann an den PC4-Eingang des universellen Steckers angeschlossen werden. Weitere Hinweise: TODO: Link

= Aufbau =
Der Aufbau ist abhängig, ob die Platine bestückt oder unbestückt ist. Bei der bestückten Version müssen nur zwei Kondensatoren, ein Schalter, die Stiftleisten sowie die Kabel aufgelötet werden. Die Software ist bereits aufgespielt. Weitere Informationen sind hier zu finden:<<BR>> [[FCAufbauBestueckt]]

Der Aufbau der unbestückten Platine dauert länger und ist fehleranfälliger, allerdings auch kostengünstiger. Und man lernt die Platine, den Aufbau und die Funktion besser kennen. Es lohnt sich also für die technisch Interessierten. Der genaue Aufbau wird hier beschrieben:<<BR>> [[FCAufbauUnbestueckt]]

= Verkabelung =
Zum Thema Verkabelung gibt es eine eigene Wiki-Seite: <<BR>> ElektronikVerkabelung

= Schaltpläne =
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{{attachment:FlightCtrl/FlightCtrl_V1_1_Schaltplan_klein.gif}} [[attachment:FlightCtrl_Schaltplan.gif|{{attachment:FlightCtrl_Schaltplan_kl.gif}}]]

(Klicken für hohe Auflösung) <<BR>> <<BR>>
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{{attachment:FlightCtrl/FlightCtrl_V1_1_Schaltplan_klein.gif}}

[[attachment:FCAufbauUnbestueckt/FlightCtrl_V1_2.pdf|Schéma de câblage et d'implémentation des composants pour V1.2,format PDF]]

[[attachment:FCAufbauUnbestueckt/Flight-Ctrl_1_2.txt|Liste des composants V1.2,format texte]]
<<BR>>		 [[attachment:FlightCtrl_V1_1_Schaltplan.gif|{{attachment:FlightCtrl_V1_1_Schaltplan_klein.gif}}]]

(Klicken für hohe Auflösung) <<BR>> [[attachment:FCAufbauUnbestueckt/FlightCtrl_V1_2.pdf|Schaltplan und Bestückungsplan V1.2 als PDF]]

[[attachment:FCAufbauUnbestueckt/Flight-Ctrl_1_2.txt|Stückliste V1.2 als TXT]] <<BR>>
Zeile 163: Zeile 154:
{{attachment:FlightCtrl/FC_V1_3_klein.gif}}


[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_1_3_doku.pdf|Schéma de câblage et d'implémentation des composants pour V1.3,format PDF]]

[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_1_3.txt|Liste des composants V1.2,format texte]]
<<BR>>		 [[attachment:FC_V1_3.gif|{{attachment:FC_V1_3_klein.gif}}]]

(Klicken für hohe Auflösung) <<BR>>

[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_1_3_doku.pdf|Schaltplan und Bestückungsplan V1.3 als PDF]]

[[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/FC1_3+Bestueckungsplan.jpeg.html|Bestückungsplan V1.3 im Detail]]

[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_1_3.txt|Stückliste V1.3 als TXT]]
Zeile 173: Zeile 166:
{{attachment:FlightCtrl/FlightCtrl_V2_0_Schaltplan_klein.png}}

[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_ME_2_0_doc.pdf|Schéma de câblage et d'implémentation des composants pour V2,format PDF]]		 [[attachment:FlightCtrl_V2_0_Schaltplan.png|{{attachment:FlightCtrl_V2_0_Schaltplan_klein.png}}]]
Zeile 181: Zeile 172:

= Firmware =
Le firmware est écrit pour toutes les versions. On reconnait la version matérielle à la polarité de la LED rouge ( LED2). Avec la version 1.0, l'anode de la LED rouge est connectée directement à l'AVR,alors que c'est la cathode avec la version 1.1.<<BR>>

Téléchargement des fichiers binaires et du code source : [[http://svn.mikrokopter.de/mikrowebsvn/listing.php?repname=FlightCtrl&path=/tags/&rev=0&sc=0|SVN-System]]		 (Klicken für hohe Auflösung) <<BR>>

[[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_ME_2_0_doc.pdf|Schaltplan und Bestückungsplan V2.0 als PDF]]

= Software =
Die Software ist für alle Versionen geschrieben. Die Hardwareversionen werden anhand der Polarität der roten LED (LED2) erkannt. Bei der Version 1.0 ist die Anode der roten LED direkt am AVR angeschlossen, bei der Version 1.1 hingegen die Kathode. <<BR>> Download der Hexfiles und des Quellcodes: [[http://svn.mikrokopter.de/mikrowebsvn/listing.php?repname=FlightCtrl&path=/tags/&rev=0&sc=0|SVN-System]]
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= Développement logiciel =
Le téléchargement et la compilation d'un fichier source issu du SVN est expliqué ci-dessous:

== Sous Windows ==
Pour pouvoir le compiler soi-même,il faut d'abord déposer sur un PC local le projet complet,en incluant toutes les données.
La procédure ci-dessous permet d'effectuer la compilation:

1. Télécharger et installer [[http://downloads.sourceforge.net/winavr/WinAVR-20060421-install.exe?use_mirror=mesh|WinAVR (LIEN)]].(Toutes les versions plus récentes que WinAVR-20060421 montrent des pertes de performance) Voir aussi (en allemand)[[http://forum.mikrokopter.de/topic-post124526.html|Forum]].

2. Télécharger et installer un des clients [[Subversion]],par exemple le client Subversion [[http://tortoisesvn.net/downloads|Tortoise (LIEN)]]."Subversion" (raccourci: SVN) est un programme de contrôle et de suivi des versions, qui permet d'aider à l'administration des versions du code source quand plusieurs personnes travaillent dessus,comme c'est le cas ici.Vous trouverez plus d'info sur Subversion dans le Wikipedia, [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Subversion_%28logiciel%29|Subversion (Lien)]] ou ici [[http://subversion.tigris.org|Site Web du projet Subversion(page en anglais)]]

Après avoir installé ces 2 programmes, il faut configurer "Tortoise". Le plus simple pour accéder "Tortoise",et de l'activer depuis le menu contextuel de l'explorateur windows ( choisir un fichier ou un répertoire, et clic droit.).

Pour pouvoir faire un check des fichiers sources les plus récents du projet SVN Mikrokopter,il faut indiquer à "Tortoise" où ils se trouvent, et où les données devront être stockées sur votre PC. On ne doit le faire qu'une fois.Plus tard, il suffira de cliquer sur "SVN Update" pour récupérer les nouveaux sources sur le PC.

Depuis l'explorateur windows, cliquez à l'aide du clic droit sur le répertoire/emplacement où vous voulez que le SVN-repository fasse son check. ( c'est dans cet endroit que seront descendues les données depuis le serveur.Exemple : "C:\MK-SVN" ) Cette action va ouvrir le menu contextuel,et on y voit des items comme par exemple "SVN checkout..", "TortoiseSVN".On choisi ici l'option "SVN Checkout", ce qui ouvre une boite de dialogue dans laquelle certaines informations sont demandées.
a) Ou se trouve le repository du SVN ?
b) A quel endroit local faut-il y déposer ?

La réponse à a) est la source du Flight-Ctrl, qui se trouve à cet endroit :
{{{
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl/}}}
On saisit donc cette réponse à la question: "URL of repository".

La réponse à b) , c'est un endroit du disque local, par exemple:
{{{
C:\MKSVN\FlightCtrl}}}
Et on mettra donc cette réponse à "Checkout directory".

Les 2 cases à cocher restent décochées, l'option sur "HEAD Revision" reste inchangée.
Cliquez alors sur "OK", il sera demandé si le répertoire local doit être créé, ce qu'on confirmera. Après quoi,le SVN complet "Flight-Control" va être copié sur le disque local,ce qui peut durer un moment suivant le débit de votre connexion internet. On peut également choisir un projet spécifique.
Après que la copie soit terminée, on trouvera une copie complète de tous les fichiers du projet "Mikrokopter FlightCtrl SVN" dans le répertoire "C:\MKSVN\FlightCtrl".

Si quelqu'un fait des modifications dans le SVN "Mikrokopter !FligthCtrl", alors il suffit de d'appeler le menu contextuel de l'explorateur depuis "C:\MKSVN\FlightCtrl", et de choisir "SVN Update".Toutes les modifications seront alors rapportées en local.
'''ATTENTION avec l'option "SVN Commit"''' : Avec cette option, on rapporte vers le projet central les modification qu'on a effectué en local.

1. L'upload ne fonctionne que si on donne un user/password issu du forum. Il ne suffit donc pas de cliquer dessus par erreur.

2. L'auteur peut bloquer plus ou moins partiellement ses données. Elle ne peuvent pas être modifiées par quelqu'un d'autre. Le but d'un tel système de gestion du code source est de permettre à plusieurs programmeurs de travailler sur le code.

Le même principe est appliqué au SVN "Mikrokopter BL-CTRL". Voici le chemin :
{{{
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/BL-Ctrl/}}}

Et en local, par exemple :
{{{
C:\MKSVN\BL-CTRL}}}


On récupère le projet SVN "Mikrokopter Projects" avec ce chemin:
{{{
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/Projects/}}}

Et en local, par exemple :
{{{
C:\MKSVN\Projects}}}

On continue maintenant avec la compilation, ce qui ne nécessite que quelques clics.
Pour compiler, on démarre le "Programmers Notepad" qui a été installé avec "WinAVR".
Dans "Programmers Notepad", cliquer sur "File -> "Open Project(s)..." ,puis sélectionner les données sources du projet que l'on veut compiler.

Admettons que l'on veut compiler les sources de Jokos, alors on choisit:
= Softwareentwicklung =
Das Downloaden und Compilieren eines im SVN abgelegten Quelltextes wird im Folgenden beschrieben.

== unter Windows ==
Zuerst wird das komplette Projekt incl. aller Dateien auf deinen lokalen Computer übertragen, um es selber kompilieren zu können. Es hat sich folgende Vorgehensweise als vorteilhaft erwiesen:

1. Download und Installation von [[http://downloads.sourceforge.net/winavr/WinAVR-20060421-install.exe?use_mirror=mesh|WinAVR (LINK)]] (Alle neueren Versionen als WinAVR-20060421 zeigen Performanceverluste). Siehe auch [[http://forum.mikrokopter.de/topic-post124526.html|Forum]]

2. Download und Installation von einem [[Subversion]]-Client und Einrichten des Zugriffs auf den Source-Code. Das alles steht hier: MikroKopterRepository

Weiter gehts mit dem Kompilieren, was jetzt nur noch ein paar Klicks sind. Zum Kompilieren startet man "Programmers Notepad", welches mit "WinAVR" mit installiert wurde. Im "Programmers Notepad" öffnen wir unter "File" -> "Open Project(s)..." die jeweilige Projektdatei der Quellen, welche kompiliert werden sollen.

Angenommen, es sollen Jokos Sourcen kompiliert werden, dann wählt man
Zeile 252: Zeile 197:

Depuis le "Programmers Notepad", dans le menu "Tools" , il faut selectionner "Make Clean" puis "Make All" . Après quoi, la compilation se finit et on devrait trouver ceci dans la fenêtre "Output" (en bas de l'écran):		 aus.

Nun muss im "Programmers Notepad" nur noch unter "Tools" zuerst der Punkt "Make Clean" und dann "Make All" ausgewählt werden. Nachdem der Compiler fertig ist und im "Output" Fenster (unten) ein
Zeile 258: Zeile 204:

Le nouveau fichier binaire est alors disponible. Les binaires sont généralement générés dans le répertoire racine du projet,et pour certains sources, il peuvent se trouver dans un sous-répertoire comme par exemple "Hex-Files".
Si on n'est pas sûr, il faut vérifier la date des fichiers. L'option "Make Clean" fait le ménage dans le répertoire source des fichiers temporaires générés pendant la compilation. Le fichier binaire est donc conservé.

Il faut utiliser un AvrDude patché pour uploader le fichier compilé dans la FC.

== sous Linux ==
Avant de commencer, il faut savoir qu'on a besoin du compilateur "avr-gcc".
Sur les linux basés sur Debian, comme Ubuntu, on l'installe avec cette commande:		 zeigt, steht das neue Hexfile zur Verfügung. Die erzeugten Hexfiles werden üblicherweise im Stammverzeichnis der jeweiligen Sourcedateien erzeugt, bei manchen Sourcen extra Verzeichnisse wie z.B. "Hex-Files" vorhanden sind. Wer nicht sicher ist, prüft das Datum der Files. Ein "Make Clean" räumt das Sourcen-Verzeichnis auf, in dem es sämtliche nicht benötigten, beim Kompilieren erstellten Temporär-Dateien löscht. Die Hex Datei bleibt dabei erhalten.

Zum Upload des Compilats in die FC benötigt man den gepatchen AvrDude.

== unter Linux ==
Bevor man loslegen kann, benötigt man den "avr-gcc"-Compiler. Unter Debian-basierten Betriebssystemen wie etwa Ubuntu installiert man diesen mit
Zeile 269: Zeile 213:

. On utilise AvrDude pour envoyer le fichier compilé ELF via le Sercon. La version actuelle de AvrDude sous Debian ne le permet pas. On doit d'abord compiler sa propre version de AvrDude. Ceci est expliqué [[AvrDude|ici]]

On peut également compiler le code source du Mikrokopter:		 . Zum Übertragen des übersetzten elf-files über die SerCon benötigt man AvrDude. Das aktuelle AvrDude aus Debian unterstützt dies nicht, man muss erst ein eigenes AvrDude übersetzen. Wie dies funktioniert, steht hier im Wiki unter AvrDude.

Man kann den Mikrokopter-Quellcode auch unter Linux übersetzen. Ein beherztes:
Zeile 276: Zeile 219:
Cette commande rapporte les sources sur le disque dur. Si on ne veut que la version la plus récente, alors il suffit de passer cette commande:

{{{
svn co http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl/tags/<Versionsnumber> }}}
"Versionsnumber" étant la version la plus récente ( par exemple : V0.71h)

"Subversion" (raccourci: SVN) est un programme de contrôle et de suivi des versions, qui permet d'aider à l'administration des versions du code source quand plusieurs personnes travaillent dessus,comme c'est le cas ici.Vous trouverez plus d'info sur Subversion dans le Wikipedia, [[http://fr.wikipedia.org/wiki/Subversion_%28logiciel%29|Subversion (Lien)]] ou ici [[http://subversion.tigris.org|Site Web du projet Subversion(page en anglais)]]

La commande {{{svn co}}}(Subversion checkout) s'assure de mettre à disposition sur le disque local une copie locale du code source du FlightCtrl.

Quand la copie du SVN est terminée, il suffit de se positionner dans le répertoire du code source que l'on veut compiler, et de taper la commande {{{make}}}

Ceci génère un fichier ELF. On ne peut le transférer vers le MK qu'avec AvrDude.

Si on rencontre l'erreur ci-dessous pendant le "make" (Ubuntu 8.10 intrepid):		 bringt auch unter Linux die Sourcen auf die Platte. Will man nur die aktuelle Version haben, reicht auch ein

{{{
svn co http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl/tags/<Versionsnummer> }}}
Wobei man die Versionsnummer durch die aktuelle ersetzt (z.B. V0.71h).

(Mehr zu Subversion und dem Repository findet sich hier: MikroKopterRepository)

Der Befehl {{{svn co}}} (Subversion checkout) sorgt dafür, dass eine lokale Kopie des FlightCtrl-Quellcodes auf die Festplatte des lokalen Rechners kopiert wird.

Sobald SVN den Kopiervorgang beendet hat, wechselt man einfach in das Unterverzeichnis mit dem Quellcode, den man übersetzen möchte und führt den Befehl {{{make}}} aus. Daraufhin wird eine .elf-Datei erstellt. Diese kann man nun mittels AvrDude an den Quadcopter übertragen.

Falls es bei {{{make}}} den Übersetzungs-Fehler gibt (Ubuntu 8.10 intrepid):
Zeile 297: Zeile 238:
Alors il faut regarder le fichier /usr/avr/include/avr/wdt.h , rechercher {{{#define wdt_enable(value)}}} et après la ligne ci-dessous dann hilft es, im File /usr/avr/include/avr/wdt.h nach {{{#define wdt_enable(value)}}} zu suchen und dort nach der Zeile
Zeile 301: Zeile 243:
Il faut renseigner ceci: die folgende Zeile einzufügen:
Zeile 305: Zeile 248:

= Installation =
La flêche dans un coin du circuit imprimé montre la direction de vol. La Flight-Ctrl doit donc être installée dans le châssis en respectant cette flêche.

Les boulons en plastique ont fait leur preuve pour la fixation du circuit imprimé. Ils isolent le circuit imprimé du châssis,et empêchent ainsi les court-circuits et les perturbations.


= Recommandations concernant la sécurité: =
Il n'y a pas de garantie contre un vice sur le soft ou l'électronique. Malgré des tests, et le soucis d'une mise en oeuvre correcte, nous ne sommes pas responsable ni directement ni indirectement des défauts du soft, du hardware ou des informations. Vous utilisez l'electronique à vos propres risques (ceci inclue les programmes sur PC ).
De la même façon, nous ne sommes pas responsable des dégats aux personnes et au matériel qui pourraient survenir.Il est de votre responsabilité d'effectuer des tests complets.

Le MK n'est pas un jouet pour enfants !! Il est trop cher est dangereux pour ça. Ne survolez pas le public! Une assurance modélisme est prescrite ( et même juridiquement obligatoire en Allemagne ). Les assurances immobilières ne couvrent pas les dégats occasionnés par les modèles réduits ( En Allemagne en tout cas )
En France, il faut vous renseigner auprès de votre assureur pour savoir si vous êtes couvert. Dans le cas contraire, rapprochez vous d'un club affilié à la FFAM.

= Conditions d'utilisation =
L'ensemble du projet MikroKopter ( Hardware, Software, documentation ) est destiné à un usage privé et non commercial. L'utilisation du projet dans un usage commercial, de façon directe ou indirecte est soumise à condition.Merci de nous contacter dans ce cas.


= Liens utiles =
 * [[FCAufbauUnbestueckt|Manuel de montage de la FC "nue"]]
 * [[FCAufbauBestueckt|Manuel de montage de la FC "prééquipées CMS"]]
 * [[Ctrl_History|Historique des versions]]
 * [[UmbauFlightCtrl|Evolution de 1.0 auf 1.1]]
 * [[BL-Ctrl_Anleitung|Guide BL-Ctrl]]		 = Einbau =
Der Pfeil auf der einen Ecke der Platine zeigt in Flugrichtung. Dementsprechend muss die Platine in den Rahmen eingebaut werden. Zur Befestigung haben sich Stehbolzen aus Kunststoff bewährt. Sie isolieren die Platine gegen den Rahmen und verhindern somit Kurzschlüsse und Störungen.

= Akustische Signale, Fehlermeldungen (Summer, Piepen) =
Der an der FC angeschlossene Summer kann vielfältige Arten von Informationen vor und während des Fluges abgeben.

Zuallererst wären da mal die [[Fehlersignale]]. Weiterhin kann auch der aktivierte [[Höhensensor]] so konfiguriert werden, dass er in bestimmten Zuständen piept. Außerdem gibt es bei eingeschaltetem Position Hold (PH) der GPS Funktion des Navi-Ctrls regel- und unregelmäßige kurze Piepsignale, die den aktuellen Zustand anzeigen.

= Allgemeine Sicherheitshinweise: =
Wir garantieren nicht für fehlerfreies Verhalten der Elektronik oder Software. Trotz sorgfältiger Erstellung und Überprüfung übernehmen wir keinerlei Garantie oder Haftung (direkter oder indirekter Art) für die Fehlerfreiheit der Software, der Hardware oder Informationen. Sie benutzen die Elektronik auf eigene Gefahr (dies gilt auch für dazugehörige PC-Programme). Weiterhin übernehmen wir keinerlei Haftung für Folgeschäden an Sachwerten oder Personen, die durch Anwendung entstehen. Es liegt in ihrer Verantwortung, einen vollständigen Systemtest durchzuführen.

Der MikroKopter ist kein Kinderspielzeug! Dafür ist er zu teuer und zu gefährlich. Nicht über Personen fliegen! Eine Modellbauversicherung ist auf jeden Fall vor dem ersten Flug abzuschließen, dies ist gesetzlich vorgeschrieben! Hausratversicherungen decken Schäden durch Flugmodelle nicht ab! Näheres dazu unter VersicherungsPflicht.

Siehe auch: [[SafetyFirst|Sicherheit und Checkliste]]

= Nutzungsbedingungen =
Es gilt für das gesamte MikroKopter-Projekt (Hardware, Software und Dokumentation), dass eine Nutzung (auch auszugsweise) nur für den privaten (nicht-kommerziellen) Gebrauch zulässig ist. Sollten direkte oder indirekte kommerzielle Absichten verfolgt werden, ist mit uns Kontakt bzgl. der Nutzungsbedingungen aufzunehmen.

= Weiterführende Links =
 * [[FCAufbauUnbestueckt|FC Aufbauanleitung für unbestückte Platinen]]
 * [[FCAufbauBestueckt|FC Aufbauanleitung für vorbestückte Platinen]]
 * [[Ctrl_History|Versions-Historie]]
 * [[UmbauFlightCtrl|Umbau 1.0 auf 1.1]]
 * [[BL-Ctrl_Anleitung|BL-Ctrl_Anleitung]]
Zeile 333: Zeile 276:
 * [[UmbauME|Evolution 1.2 auf ME (2.0)]]  * [[UmbauME|Umbau 1.2 auf ME (2.0)]]
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KategorieAnleitung KategorieFrench

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Inhaltsverzeichnis

  1. Einleitung
  2. Die Flight-Ctrl: Was ist das?
  3. Versionen
    1. Technische Daten
      1. Version V1.0
      2. Version V1.1/V1.2
      3. Version V1.3
      4. Variante ME
    2. Hinweise
    3. Abmessungen
    4. Auswirkungen der Unterschiede zwischen FC 1.3 und 2.0 ME
  4. Aufgaben
  5. Auswahl der Bauelemente
    1. Mikrocontroller
    2. GyroScope
    3. Beschleunigungs-Sensor (ACC-Sensor)
    4. Luftdrucksensor
  6. Schnittstellen
    1. PPM-Anschluss
    2. I2C-Bus
    3. Serielle Schnittstelle (SIO)
    4. ISP-Schnittstelle (synchron)
    5. Kompass-Anschluss
  7. Aufbau
  8. Verkabelung
  9. Schaltpläne
  10. Software
  11. Softwareentwicklung
    1. unter Windows
    2. unter Linux
  12. Einbau
  13. Akustische Signale, Fehlermeldungen (Summer, Piepen)
  14. Allgemeine Sicherheitshinweise:
  15. Nutzungsbedingungen
  16. Weiterführende Links

Einleitung

Die folgende Seite enthält allgemeine Informationen zur Hauptplatine des MikroKopter-Projekts, der Flight-Control.

Hier eine Liste der Firmware

Die Flight-Ctrl: Was ist das?

Die Flight-Ctrl ist die Hauptplatine des MikroKopter. Auf ihr befinden sich sämtliche Sensoren, die zum Fliegen erforderlich sind, sowie der Mikrocontroller.

(GyroScope, BeschleunigungsSensor und LuftdruckSensor).Der LuftdruckSensor ist optional und für die Grundfunktion nicht erforderlich.

Abbildung V1.0

Abbildung V1.3

Abbildung V2.0

http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl1.jpg

https://www.mikrocontroller.com/images/FlightCtrlV1_3.jpg

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/FCMETOP.jpg.html?g2_imageViewsIndex=2

http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl_unten.jpg

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/fc_1_3_unten2.jpg.html

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/FCMEBEST.jpg.html?g2_imageViewsIndex=2

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/fc-me-seite.jpg.html?g2_imageViewsIndex=2


Versionen

Es gibt insgesamt sechs Versionen der Flight-Ctrl: V1.0, V1.1, V1.2, V1.3, V2.0 (ME) und V2.1 (ME). Zwischen den Versionen 1.0 bis 1.2 gibt es nur kleine/minimale Unterschiede.

Bestückte und unbestückte Platinen unterscheiden sich in erster Linie in der Farbe:

  • rot/schwarz - bestückt
  • grün - unbestückt


Eine umfassende Übersicht der FlightCtrl Versionen/Historie befinden sich auf der Seite Ctrl_History. (Stand: 25.03.2008)

Technische Daten

Version V1.0

  • Controller: AVR Atmel ATMEGA644 @20MHz

  • Sensoren: 3x Gyros (ENBC-03JA), 3-Achs-Beschleunigungsssensor (LIS3L02AS4), Luftdrucksensor (MPX4115)

  • Statusanzeige: 2 LEDs (rot,grün), Elektromagnetischer Summer (z.B. für Unterspannung, Ortung, Funkausfall,...)
  • Ausgänge: 2 Transistorausgänge (z.B. für zusätzliche LEDs),

  • Anschlüsse: Eingang für RC-Empfänger, I2C-Bus für Motor-Regler, ISP-Stecker, universeller Erweiterungsstecker (Debugging, GPS,...)

  • Sonstiges: unbenutzte Portpins auf Lötpads geführt (für eigene Erweiterungen)
  • Abmessungen: ca. 50 x 50mm
  • Gewicht (bestückt): 23g
  • weitere Komponenten extern anschließbar
    • z.B. GPS, Datenlogger,...

  • UmbauFlightCtrl auf v1.1 möglich.

Version V1.1/V1.2

(Es werden nur Unterschiede aufgeführt)

  • Controller: AVR Atmel ATMEGA644P @20MHz

  • Sensoren: 3x GyroScope (ENBC-03JA,ENBC-03JB oder ENBC-03JR)

Version V1.3

(Es werden nur Unterschiede aufgeführt)

  • automatischer Gyroabgleich, d.h. kein manuelles Anpassen von Widerständen mehr erforderlich

  • einseitige Bestückung - es ist jetzt möglich, die FlightCtrl wesentlich flacher aufzubauen

  • externe Anschlussflächen (Versorgung, I2C usw.) wurden vergrößert
  • optional: zweiter Spannungsregler 7805 für Servoversorgung bestückbar (z.B. für Kamera-Tilt-Servo, Ausrichtung wie der erste 7805 mit Kühlfläche nach außen, nicht im Lieferumfang)
  • Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar
  • neuer (kompatibler) ACC-Sensor
  • jetzt 4-lagiges Design

  • /!\ Die Transistoren (PDTC143) an den Schaltausgängen SV2 der Version 1.3 können nur noch 100mA schalten! Das entspricht beispielsweise einem halben LED-Streifen (3 Stück der 2x3 LED).

Variante ME

  • siehe FlightControl ME

  • wird nicht als neue Version, sondern als eigene Variante parallel zur bisherigen Version 1.3 vertrieben
  • hochwertige Gyroskope in MEMS-Technologie vom Hersteller Analog Devices
  • 5 Servoausgänge
  • im Lieferumfang ist jetzt ein Recom-Schaltregler
  • optional: 2ter Spannungsregler für Servoversorgung bestückbar (nicht im Lieferumfang)
  • Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar
  • 4-lagiges Design

Hinweise

  • Bezüglich der GyroScope gibt es verschiedene Bauformen und Versionen. Von den bedrahteten Gyros gibt es den ENBC-03JA und den ENBC-03JB. Der ENBC-03JR ist in SMD-Bauform. Elektrisch unterscheiden sie sich nicht voneinander. Allerdings ist die innere Taktfrequenz der Gyros leicht unterschiedlich. Aufgrund des großen mechanischen Abstandes zueinander sind unterschiedliche Gyrosfrequenzen nicht unbedingt erforderlich - stören aber auch nicht.

  • Zur akustischen Anzeige wird ein Mikrolautsprecher verwendet. Dieser enthält einen Magneten. Sollte ein Kompass integriert werden, muss der Summer möglichst weit entfernt am Rahmen angebracht werden. Sonst beeinflusst dieser die Messung des Kompasses.
  • Ab Firmware V0.76: Die Servos werden erst nach dem Kalibrieren des Mikrokopter angesteuert! Ausnahme: Wenn keine BL-Ctrl gefunden wurden, werden die Servos sofort aktiviert (z.B. für Stand-alone Anwendungen der FC)

Abmessungen

Platine: 50*50 mm

Lochabstand: 45mm (63mm in der Diagonale)
Höhe: TODO

Auswirkungen der Unterschiede zwischen FC 1.3 und 2.0 ME

  • Die ME-Variante verwendet hochwertigere Gyroskope. Sie haben keine Temperaturdrift mehr, so dass man den MK bspw. nicht mehr nach der "Abkühlphase" erneut kalibrieren muss. Ebenso berichten Anwender im Forum, dass die Gyroskope der ersten Variante in einigen wenigen Fällen empfindlich auf Wechsel zw. Schatten und Sonnenlicht reagieren und damit das Fliegen instabiler machen.
  • ME kann fünf Servos steuern, 1.x nur einen.

  • Ein paar Meinungen dazu finden sich auch in diesem Forumsbeitrag: http://forum.mikrokopter.de/topic-post177790.html

Aufgaben

  • Messen der Drehgeschwindigkeiten der drei Achsen
  • Messen von Beschleunigungswerten der drei Achsen
  • Messen des Luftdrucks für die Höhenstabilisierung (Optional)
  • Messen der Batteriespannung mit Unterspannungserkennung
  • Auswerten des Fernbedienungssignals (RC-Signal)
  • Verarbeiten der Sensordaten und Berechnung der aktuellen Fluglage
  • Ansteuern der vier BL-Regler zur Motoransteuerung

Auswahl der Bauelemente

Mikrocontroller

Die Kriterien bei der Auswahl des Controllers waren:

  • ausreichende Performance
  • gute Verfügbarkeit
  • geringer Preis
  • gut zu löten
  • kostenlose Entwicklungssoftware verfügbar

Deshalb fiel die Wahl auf einen ATMega 644(P).

GyroScope

Die GyroScope (Gyros) messen die Winkelgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) um jeweils eine Achse. Es werden drei dieser Sensoren benötigt, um alle drei Achsen zu stabilisieren. Diese Sensoren sind die elementarsten Bauelemente. (--> GyroScope) Die Gyros arbeiten intern mit einer Frequenz. Gleicher Index = gleiche Frequenz. Damit Gyros auf engem Raum keine "Schwebungen" durch Frequenzmischung erzeugen, kann man Gyros unterschiedlicher Frequenzen verwenden, z.B. Typ A + Typ B.

Beim MikroKopter ist designbedingt keine Beeinflussung nachweisbar. Deswegen geht auch 3x A, oder 3x B, bzw. 3x C. Ideal wäre 1x A, 1x B, 1x C. Der A-Typ arbeitet mit 22kHz und der B-Typ mit 24kHz.

  • ENC-03RA und ENC-03RB der SMD-Typ mit 8x4mm der gerade einmal 0,2g wiegt
  • ENC-03MA und ENC-03MB mit 12,2x7mm mit 0,4g
  • ENC-03JA und ENC-03JB mit 15,44x8mm mit 1g

Beschleunigungs-Sensor (ACC-Sensor)

Die Hauptfunktion der Beschleunigungssensoren ist, die aktuelle Neigung des MikroKopters zu messen und die Höhenregelung zu unterstützen. Hier wird ein Drei-Achsen-Sensor verwendet. Theoretisch kann auf diese Sensoren verzichtet werden, wenn der Quadrokopter im sog. Heading-Hold-Modus (TODO: Link) betrieben werden soll. Weitere Informationen: BeschleunigungsSensor

Luftdrucksensor

Er dient zur Stabilisierung der Flughöhe. Dieser Sensor ist optional. Die Drucköffnungen können mit Klebeband abgeklebt werden, in das mit einer kleinen Nadel ein kleines Loch gestoßen wird. Das schützt vor Wind und Licht. (--> LuftdruckSensor)

Schnittstellen

PPM-Anschluss

Hier wird der Empfänger angeschlossen. Über zwei Leitungen wird der Empfänger versorgt und über die dritte liefert er das RC-Summensignal zurück. Im Gegensatz zu einem normalen Servo-PPM-Signal sind in dem Summensignal alle von der Fernbedienung gesendeten Kanäle enthalten. In jedem Empfänger ist dieses Signal vorhanden, allerdings liefern nur wenige dieses Signal zum direkten Abgriff an einen Stecker (z.B. der RX3 Multi von ACT). (--> RC-Empfänger)

I2C-Bus

An diesem Bus werden die BL-Regler angeschlossen, über den sie die Steuerbefehle erhalten. Die Flight-Ctrl erfordert unseren speziellen Brushless-Motor-Regler, damit eine schnelle Kommunikation per I2C-Bus möglich ist. Standard-Motor-Regler können nicht verwendet werden, weil sie nicht schnell genug angesteuert werden können. Der I2C-Bus verfügt über eine Taktleitung (SCL) und eine Datenleitung (SDA). Im Bus werden alle SCL-Leitungen und alle SDA-Leitungen miteinander verschaltet.

Serielle Schnittstelle (SIO)

Hier wird zum Testen und Parametrieren z.B. ein PC angeschlossen. Der Pegel ist TTL-Pegel(0/+5V) und nicht V24(-10/+10V). Aus diesem Grund muss ein Schnittstellenkonverter angeschlossen werden, falls mit der Seriellen Schnittstelle des PCs kommuniziert werden soll. Später kann diese Schnittstelle auch zur Kommunikation (asynchron) mit anderen Controllern verwendet werden. Dies geschieht normalerweise über die SerCon.

ISP-Schnittstelle (synchron)

Der ATMEL-Controller wird darüber mittels eines ISP-Interfaces programmiert. Später kann diese Schnittstelle auch zur schnellen Kommunikation (synchron Seriell) mit anderen Controllern verwendet werden. Hierzu ist die SerCon hilfreich. Achtet bitte auf die von der ATMEL Belegung abweichende Pin Belegung beim Anschluss eines ISP Programmierers.

Kompass-Anschluss

Ein digitaler Kompass kann an den PC4-Eingang des universellen Steckers angeschlossen werden. Weitere Hinweise: TODO: Link

Aufbau

Der Aufbau ist abhängig, ob die Platine bestückt oder unbestückt ist. Bei der bestückten Version müssen nur zwei Kondensatoren, ein Schalter, die Stiftleisten sowie die Kabel aufgelötet werden. Die Software ist bereits aufgespielt. Weitere Informationen sind hier zu finden:
FCAufbauBestueckt

Der Aufbau der unbestückten Platine dauert länger und ist fehleranfälliger, allerdings auch kostengünstiger. Und man lernt die Platine, den Aufbau und die Funktion besser kennen. Es lohnt sich also für die technisch Interessierten. Der genaue Aufbau wird hier beschrieben:
FCAufbauUnbestueckt

Verkabelung

Zum Thema Verkabelung gibt es eine eigene Wiki-Seite:
ElektronikVerkabelung

Schaltpläne

FlightCtrl V1.0:

attachment:FlightCtrl_Schaltplan.gif

(Klicken für hohe Auflösung)

FlightCtrl V1.1/1.2:

attachment:FlightCtrl_V1_1_Schaltplan.gif

(Klicken für hohe Auflösung)
Schaltplan und Bestückungsplan V1.2 als PDF

Stückliste V1.2 als TXT

FlightCtrl V1.3:

attachment:FC_V1_3.gif

(Klicken für hohe Auflösung)

Schaltplan und Bestückungsplan V1.3 als PDF

Bestückungsplan V1.3 im Detail

Stückliste V1.3 als TXT

FlightCtrl V2.0 "ME:

attachment:FlightCtrl_V2_0_Schaltplan.png

FlightCtrl V2.1 "ME:

http://mikrocontroller.com/files/Flight-Ctrl_ME_2_1f.pdf

(Klicken für hohe Auflösung)

Schaltplan und Bestückungsplan V2.0 als PDF

Software

Die Software ist für alle Versionen geschrieben. Die Hardwareversionen werden anhand der Polarität der roten LED (LED2) erkannt. Bei der Version 1.0 ist die Anode der roten LED direkt am AVR angeschlossen, bei der Version 1.1 hingegen die Kathode.
Download der Hexfiles und des Quellcodes: SVN-System

Softwareentwicklung

Das Downloaden und Compilieren eines im SVN abgelegten Quelltextes wird im Folgenden beschrieben.

unter Windows

Zuerst wird das komplette Projekt incl. aller Dateien auf deinen lokalen Computer übertragen, um es selber kompilieren zu können. Es hat sich folgende Vorgehensweise als vorteilhaft erwiesen:

1. Download und Installation von WinAVR (LINK) (Alle neueren Versionen als WinAVR-20060421 zeigen Performanceverluste). Siehe auch Forum

2. Download und Installation von einem Subversion-Client und Einrichten des Zugriffs auf den Source-Code. Das alles steht hier: MikroKopterRepository

Weiter gehts mit dem Kompilieren, was jetzt nur noch ein paar Klicks sind. Zum Kompilieren startet man "Programmers Notepad", welches mit "WinAVR" mit installiert wurde. Im "Programmers Notepad" öffnen wir unter "File" -> "Open Project(s)..." die jeweilige Projektdatei der Quellen, welche kompiliert werden sollen.

Angenommen, es sollen Jokos Sourcen kompiliert werden, dann wählt man 

C:\MKSVN\FlightCtrl\branches\Flight-Ctrl_V0_xx_GPS_Joko\Quellen_Flight-Ctrl_V0_68d_4_GPS_CMPS_MM3FP_FREEUART\flight.pnproj

aus.

Nun muss im "Programmers Notepad" nur noch unter "Tools" zuerst der Punkt "Make Clean" und dann "Make All" ausgewählt werden. Nachdem der Compiler fertig ist und im "Output" Fenster (unten) ein 

Errors: none
kore-------- end --------

zeigt, steht das neue Hexfile zur Verfügung. Die erzeugten Hexfiles werden üblicherweise im Stammverzeichnis der jeweiligen Sourcedateien erzeugt, bei manchen Sourcen extra Verzeichnisse wie z.B. "Hex-Files" vorhanden sind. Wer nicht sicher ist, prüft das Datum der Files. Ein "Make Clean" räumt das Sourcen-Verzeichnis auf, in dem es sämtliche nicht benötigten, beim Kompilieren erstellten Temporär-Dateien löscht. Die Hex Datei bleibt dabei erhalten.

Zum Upload des Compilats in die FC benötigt man den gepatchen AvrDude.

unter Linux

Bevor man loslegen kann, benötigt man den "avr-gcc"-Compiler. Unter Debian-basierten Betriebssystemen wie etwa Ubuntu installiert man diesen mit 

apt-get install gcc-avr avr-libc

. Zum Übertragen des übersetzten elf-files über die SerCon benötigt man AvrDude. Das aktuelle AvrDude aus Debian unterstützt dies nicht, man muss erst ein eigenes AvrDude übersetzen. Wie dies funktioniert, steht hier im Wiki unter AvrDude.

Man kann den Mikrokopter-Quellcode auch unter Linux übersetzen. Ein beherztes: 

svn co http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl

bringt auch unter Linux die Sourcen auf die Platte. Will man nur die aktuelle Version haben, reicht auch ein 

svn co http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl/tags/<Versionsnummer>

Wobei man die Versionsnummer durch die aktuelle ersetzt (z.B. V0.71h).

(Mehr zu Subversion und dem Repository findet sich hier: MikroKopterRepository)

Der Befehl svn co (Subversion checkout) sorgt dafür, dass eine lokale Kopie des FlightCtrl-Quellcodes auf die Festplatte des lokalen Rechners kopiert wird.

Sobald SVN den Kopiervorgang beendet hat, wechselt man einfach in das Unterverzeichnis mit dem Quellcode, den man übersetzen möchte und führt den Befehl make aus. Daraufhin wird eine .elf-Datei erstellt. Diese kann man nun mittels AvrDude an den Quadcopter übertragen.

Falls es bei make den Übersetzungs-Fehler gibt (Ubuntu 8.10 intrepid): 

uart.c: In function ‘__vector_20’:
uart.c:133: warning: asm operand 0 probably doesn’t match constraints
uart.c:133: error: impossible constraint in ‘asm’

dann hilft es, im File /usr/avr/include/avr/wdt.h nach #define wdt_enable(value) zu suchen und dort nach der Zeile 

|| defined(__AVR_ATmega644__) \

die folgende Zeile einzufügen: 

|| defined(__AVR_ATmega644P__) \

Einbau

Der Pfeil auf der einen Ecke der Platine zeigt in Flugrichtung. Dementsprechend muss die Platine in den Rahmen eingebaut werden. Zur Befestigung haben sich Stehbolzen aus Kunststoff bewährt. Sie isolieren die Platine gegen den Rahmen und verhindern somit Kurzschlüsse und Störungen.

Akustische Signale, Fehlermeldungen (Summer, Piepen)

Der an der FC angeschlossene Summer kann vielfältige Arten von Informationen vor und während des Fluges abgeben.

Zuallererst wären da mal die Fehlersignale. Weiterhin kann auch der aktivierte Höhensensor so konfiguriert werden, dass er in bestimmten Zuständen piept. Außerdem gibt es bei eingeschaltetem Position Hold (PH) der GPS Funktion des Navi-Ctrls regel- und unregelmäßige kurze Piepsignale, die den aktuellen Zustand anzeigen.

Allgemeine Sicherheitshinweise:

Wir garantieren nicht für fehlerfreies Verhalten der Elektronik oder Software. Trotz sorgfältiger Erstellung und Überprüfung übernehmen wir keinerlei Garantie oder Haftung (direkter oder indirekter Art) für die Fehlerfreiheit der Software, der Hardware oder Informationen. Sie benutzen die Elektronik auf eigene Gefahr (dies gilt auch für dazugehörige PC-Programme). Weiterhin übernehmen wir keinerlei Haftung für Folgeschäden an Sachwerten oder Personen, die durch Anwendung entstehen. Es liegt in ihrer Verantwortung, einen vollständigen Systemtest durchzuführen.

Der MikroKopter ist kein Kinderspielzeug! Dafür ist er zu teuer und zu gefährlich. Nicht über Personen fliegen! Eine Modellbauversicherung ist auf jeden Fall vor dem ersten Flug abzuschließen, dies ist gesetzlich vorgeschrieben! Hausratversicherungen decken Schäden durch Flugmodelle nicht ab! Näheres dazu unter VersicherungsPflicht.

Siehe auch: Sicherheit und Checkliste

Nutzungsbedingungen

Es gilt für das gesamte MikroKopter-Projekt (Hardware, Software und Dokumentation), dass eine Nutzung (auch auszugsweise) nur für den privaten (nicht-kommerziellen) Gebrauch zulässig ist. Sollten direkte oder indirekte kommerzielle Absichten verfolgt werden, ist mit uns Kontakt bzgl. der Nutzungsbedingungen aufzunehmen.

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