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Abbildung V1.0 http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl1.jpg [[BR]] http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl_unten.jpg |
||<tablewidth="200px"style="TEXT-ALIGN: center">Abbildung V1.0 ||<style="TEXT-ALIGN: center">Abbildung V1.3 || || http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl1.jpg || https://www.mikrocontroller.com/images/FlightCtrlV1_3.jpg || || http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl_unten.jpg ||[[ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=18551,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/fc_1_3_unten2.jpg.html)]]|| . [[BR]] |
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Es gibt insgesamt drei Versionen der Flight-Ctrl: V1.0, V1.1, V1.2 . Zwischen den Versionen gibt es nur kleine/minimale Unterschiede.[[BR]][[BR]] Bestückte und unbestückte Platinen unterscheiden sich in erster Linie in der Farbe: | Es gibt insgesamt vier Versionen der Flight-Ctrl: V1.0, V1.1, V1.2, V1.3 . 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: |
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== 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: 2ter Spannungsregler für Servoversorgung bestückbar (nicht im Lieferumfang) * Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar * neuer (kompatibler) ACC-Sensor * jetzt 4-lagiges Design * '''Achtung!''' Die Transistoren (PDTC143) an den Schaltausgängen SV2 der Version 1.3 können nur noch 100mA schalten! |
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Elektrisch unterscheiden sie sich nicht voneinander. Allerdings ist die innere Taktfrequenz der Gyros leicht unterschiedlich. Aufgrund des grossen mechanischen Abstand zueinander sind unterschiedliche Gyrosfrequenzen nicht unbedingt erforderlich - stören aber auch nicht. | 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. |
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* Auswerten eines digitalen Kompass-Signals (Optional, externes Navi-Ctrl bald verfügbar) | |
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* Auswerten des Fernbedinungssignals (RC-Signal) | * Auswerten des Fernbedienungssignals (RC-Signal) |
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* kostenlose Entwicklungssoftware verfügbar Deshalb fiel die Wahl auf einen ATMega 644(P) | * kostenlose Entwicklungssoftware verfügbar Deshalb fiel die Wahl auf einen ATMega 644(P). |
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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 engen Raum keine "Schwebungen" durch Frequenzmischung erzeugen, kann man Gyros unterschiedlicher Frequenzen verwenden, z.B. Typ A + Typ B. | 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. |
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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) | 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) |
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Dies geschieht normalerweise über die SerCon. | |
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Hierzu ist die SerCon hilfreich. | |
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!FlightCtrl V1.1: | !FlightCtrl V1.1/1.2: |
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(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]] !FlightCtrl V1.3: [[ImageLink(FC_V1_3_klein.gif,attachment:FC_V1_3.gif)]] |
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Die Software ist für alle Versionen geschrieben. Die Hardwareversionen werden anhand der Polarität der roten (???) LED erkannt.[[BR]] Download der Hexfiles und des Quellcodes: [http://svn.mikrokopter.de/mikrowebsvn/listing.php?repname=FlightCtrl&path=/tags/&rev=0&sc=0 SVN-System] = Softwareentwicklug = |
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] = Softwareentwicklung = |
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Zuerst wird das komplette Projekt incl. aller Files sauber auf den lokalen Computer übertragen, um selber compilieren zu können. Es hat sich folgende Vorgehensweise als vorteilhaft erwiesen: 1. download und install von [http://downloads.sourceforge.net/winavr/WinAVR-20071221-install.exe?modtime=1198191629&big_mirror=0 WinAVR (LINK)] (gegebenfalls auch zukünftig [http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=68108 neuerer Versionen (LINK)] nicht den Release Candidate, sondern iaktuell die 20071221 2. dann noch download und install von z.B. [http://tortoisesvn.net/downloads Tortoise (LINK)] Nachdem beides installiert wurde und ein Neustart des Rechners stattgefunden hat muß nun noch "Tortoise" konfiguriert werden. "Tortoise" ist nach der Installation am einfachsten über den Fileexplorer (Windows) als Kontextmenü (anwählen eines Verzeichnissses oder Datei, dann RECHTE Maustaste drücken) erreichbar. Um nun die aktuellen Sourcen aus dem "Mikrokopter SVN" zu ziehen muß man "Tortoise" mitteilen wo sich dieses befindet und wohin lokal auf dem eigenen Computer diese abgelegt werden sollen. Das muß man nur einmal machen, später reicht es dann einfach für den jeweiligen Pfad "SVN Update" anzuwählen und schon hat man die neuen Sourcen des jeweiligen Pfades auf dem Computer. Wir klicken im Fileexplorer mit der RECHTEN Maustaste auf das Laufwerk in welchem wir das lokale SVN anlegen möchten z.b. "C:/" so das sich das Kontextmenü öffnet. Dort sieht man nun neue Einträge welche da z.B. "SVN Checkout.." und "TortoiseSVN" heißen, hier wählen wir "SVN Checkout" aus, worauf sich ein Dialog öffnet in welchem wir ein paar Kleinigkeiten angeben müßen. a) wo liegt das Host SVN b) wohin genau soll es lokal angelegt werden a) Die Sourcen der Flight-CTRL liegen unter |
== 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-20071221-install.exe?modtime=1198191629&big_mirror=0 WinAVR (LINK)] (gegebenfalls auch zukünftig [http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=68108 neuerer Versionen (LINK)] nicht den Release Candidate, sondern aktuell die 20071221) 2. Download und Installation von einem [[Subversion]]-Client z.B. [http://tortoisesvn.net/downloads Tortoise (LINK)] Subversion (oder kurz SVN) ist eine Versionsverwaltungskontrolle, die bei der Verwaltung von Quellcode hilft, an dem mehrere Menschen arbeiten, wie in diesem Fall dem Quadcopter. Mehr zu Subversion findet man in der Wikipedia unter [http://de.wikipedia.org/wiki/Subversion_(Software)|Subversion (Link)] oder auf der [http://subversion.tigris.org/|Website des Subversion-Projektes (Link englisch)] Nachdem beides installiert wurde, muss nun "Tortoise" konfiguriert werden. "Tortoise" ist nach der Installation am einfachsten über den Windows-Explorer als Kontextmenü (anwählen eines Verzeichnissses oder Datei, dann RECHTE Maustaste drücken) erreichbar. Um die aktuellen Sourcen aus dem "Mikrokopter SVN" "auszuchecken", muss man "Tortoise" mitteilen, wo sich dieses befindet und wohin die Datei auf dem eigenen Computer abgelegt werden sollen. Das muß nur einmal gemacht werden, später reicht es dann einfach für den jeweiligen Pfad "SVN Update" anzuwählen und schon hat man die neuen Sourcen des jeweiligen Pfades auf dem Computer. Klick im Windows-Explorer mit der RECHTEN Maustaste auf das Laufwerk/Ordner, in welchen das Subversion-Repository ausgechekct werden soll (also in dieses Verzeichnis werden die Dateien vom Server heruntergeladen z.b. "C:/MK-SVN"). Es öffnet sich das Kontextmenü. Dort sieht man Einträge, welche z.B. "SVN Checkout.." und "TortoiseSVN" heißen. Hier wählt man "SVN Checkout" aus, worauf sich ein Dialog öffnet, in welchem einige Einstellungen vorgenommen werden müssen. a) wo liegt das Repository des SVN? b) wohin genau soll es lokal angelegt werden? zu a) Die Sourcen der Flight-CTRL liegen unter |
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,diese trägt man bei "URL of repository" ein b) Lokal würde ich z.B. folgende vorschlagen | diese trägt man bei "URL of repository" ein. zu b) Lokal z.B. |
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was bei "Checkout directory" rein muß. Die beiden Checkboxen bleiben "aus", die Option auf "HEAD Revision" stehen. Dann "OK" Button klicken, worauf man gefragt wird ob das Lokal Verzeichnis angelegt werden soll , was wir bestätigten. Ab jetzt rockt die Kiste, denn die komplette "Flight Controll SVN" wird auf den lokalen Rechner kopiert, was je nach Internetverbindung schon etwas dauern kann (sind derzeit etwa 28Mbyte in zig kleinen Einzelfiles) Nachdem das fertig ist befindet sich unter "C:\MKSVN\FlightCtrl" eine komplette Kopie des "Mikrokopter FlightCtrl SVN" Ordners. Wenn jetzt von jemandem Änderungen im "Mikrokopter FligthCtrl SVN" gemacht werden, reicht es mit der rechten Maustaste im Kontextmenü "C:\MKSVN\FlightCtrl" anzuklicken und dort "SVN Update" anzuwählen, und schwuppdiwupp sind alle Änderungen auf dem lokalen Computer syncronisiert. '''VORSICHT beim Anwählen des Menüpunkt "SVN Commit"''', denn hiermit trägt man seine eigenen lokalen Änderungen ins "Mikrokopter FlightCtrl SVN" ein. | was bei "Checkout directory" eingetragen wird. Die beiden Checkboxen bleiben "aus", die Option auf "HEAD Revision" stehen. Danach auf den "OK" Button klicken, worauf man gefragt wird, ob das lokale Verzeichnis angelegt werden soll, was man bestätigten muss. Nun wird die komplette "Flight Controll SVN" auf den lokalen Rechner kopiert, was je nach Internetverbindung schon etwas dauern kann. Man kann aber auch ein einziges bestimmtes Projekt auswählen. Nachdem der Download fertig ist, befindet sich unter "C:\MKSVN\FlightCtrl" eine komplette Kopie des "Mikrokopter FlightCtrl SVN" Ordners. Wenn jetzt von jemandem Änderungen im "Mikrokopter !FligthCtrl SVN" gemacht werden, reicht es, mit der rechten Maustaste im Kontextmenü "C:\MKSVN\FlightCtrl" anzuklicken und dort "SVN Update" anzuwählen. Damit werden alle Änderungen auf die lokalen Dateien angewendet. '''''' '''VORSICHT beim Anwählen des Menüpunkt "SVN Commit"''', denn hiermit trägt man seine eigenen lokalen Änderungen ins "Mikrokopter FlightCtrl SVN" ein. |
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2. Der Autor kann einzelne oder auch alle Dateien Sperren. Damit können sie von keinem Anderen mehr verändert werden. Der Sinn und Zweck eines solchen Source-Code-Verwaltungssystems ist der, das mehrere Programmierer an dem Code arbeiten können. Die selbe Vorgehensweise läst sich natürlich auch für das "Mikrokopter BL-CTRL SVN" durchführen, hier wäre der Pfad |
2. Der Autor kann einzelne oder auch alle Dateien sperren. Damit können sie von keinem Anderen mehr verändert werden. Der Sinn und Zweck eines solchen Source-Code-Verwaltungssystems ist der, dass mehrere Programmierer an dem Code arbeiten können. Die selbe Vorgehensweise lässt sich natürlich auch für das "Mikrokopter BL-CTRL SVN" durchführen, hier wäre der Pfad |
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, lokal würde ich dann z.B. | lokal z.B. |
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nehmen Das "Mikrokopter Projects SVN" bekommt man über | nehmen. Das "Mikrokopter Projects SVN" bekommt man über |
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, lokal dann z.B. | lokal dann z.B. |
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nehmen. Weiter gehts mit dem Compilieren was jetzt nur noch ein paar Klicks sind. Zum Compilieren starten wir "Programmers Notepad" welches mit "WinAVR" installiert wurde. Im "Programmers Notepad" öffnen wir unter "File" -> "Open Projetc(s)..." die jeweilige Projectdatei der Sourcen welche compiliert werden sollen und welche sich z.B. durch Tortoise ja nun auch lokal auf der Festplatte befinden. Also angenommen es sollen Jokos Sourcen kompiliert werden, dann wählt man | Weiter gehts mit dem Kompilieren, was jetzt nur noch ein paar Klicks sind. Zum Kompilieren startet man "Programmers Notepad", welches mit "WinAVR" mitinstalliert 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 |
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aus. Nun muß im "Programmers Notepad" nur noch unter "Tools" der Punkt "Make All" ausgewählt werden. Nachdem der Compiler fertig ist und im "Output" Fenster (unten) ein | 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 |
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-------- end --------}}} zeigt, steht das neue Hexfile zur verfügung, Fertig. Die erzeugten Hexfiles werden üblicherweise im Stammverzeichnis der jeweiligen Sourcdateien erzeugt, auch wenn bei manchen Sourcen extra Verzeichnise wie z.B. "Hex-Files" vorhanden sind. Wer nicht sicher ist prüft das Datum der Files. Um den Dateiwust nach einer Compilierung etwas aufzuräumen empfiehlt es sich nach einem "Make All" ein "Make Clean" aufzurufen, da hiermit sämmtliche Zwischendateien welche beim Compilieren entstehen wieder entfernt werden, die hex bleibt erhalten. |
kore-------- end --------}}} zeigt, steht das neue Hexfile zur Verfügung. Die erzeugten Hexfiles werden üblicherweise im Stammverzeichnis der jeweiligen Sourcedateien erzeugt, bei manchen Sourcen extra Verzeichnise 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 avr-gcc}}}. 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). Subversion (oder kurz SVN) ist eine Versionsverwaltungskontrolle, die bei der Verwaltung von Quellcode hilft, an dem mehrere Menschen arbeiten, wie in diesem Fall dem Quadrocopter. Mehr zu Subversion findet man in der Wikipedia unter [http://de.wikipedia.org/wiki/Subversion_(Software)|Subversion (Link)] oder auf der [http://subversion.tigris.org/|Website des Subversion-Projektes]. 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 and den Quadcopter übertragen. |
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TODO: Bild |
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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 sollte auf jeden Fall vor dem ersten Flug abgeschlossen werden, weil die meisten Haftpflichtversicherungen nicht die Schäden abdecken, die durch Flugmodelle entstehen können. |
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. |
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* NaviCtrl |
Einleitung
Die folgende Seite enthält allgemeine Informationen zur Hauptplatine des MikroKopter-Projekts, der Flight-Control.
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 |
http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl1.jpg |
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http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/FlightCtrl_unten.jpg |
Versionen
Es gibt insgesamt vier Versionen der Flight-Ctrl: V1.0, V1.1, V1.2, V1.3 . Zwischen den Versionen 1.0 bis 1.2 gibt es nur kleine/minimale Unterschiede.BRBR Bestückte und unbestückte Platinen unterscheiden sich in erster Linie in der Farbe:
- rot - bestückt
- grün - unbestückt
BREine umfassende Übersicht der FlightCtrl Versionen/Historie befinden sich auf der Seite [:Ctrl History:Ctrl_History]. (Stand: 25.03.2008)
Technische Daten
Version V1.0
- 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.
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: 2ter Spannungsregler für Servoversorgung bestückbar (nicht im Lieferumfang)
- Servo und ext. Beleuchtung über Stiftleiste anschließbar
- neuer (kompatibler) ACC-Sensor
- jetzt 4-lagiges Design
Achtung! Die Transistoren (PDTC143) an den Schaltausgängen SV2 der Version 1.3 können nur noch 100mA schalten!
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.
Abmessungen
Lochabstand: 45mm (63mm in der Diagonale)BR Höhe: TODO
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.
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
FlightCtrl V1.0:
ImageLink(FlightCtrl_Schaltplan_kl.gif,attachment:FlightCtrl_Schaltplan.gif)
(Klicken für hohe Auflösung) BR BR
FlightCtrl V1.1/1.2:
ImageLink(FlightCtrl_V1_1_Schaltplan_klein.gif,attachment:FlightCtrl_V1_1_Schaltplan.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
FlightCtrl V1.3:
ImageLink(FC_V1_3_klein.gif,attachment:FC_V1_3.gif)
(Klicken für hohe Auflösung) BR
[http://www.mikrokopter.de/files/Flight-Ctrl_1_3_doku.pdf Schaltplan und Bestückungsplan V1.3 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]
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-20071221-install.exe?modtime=1198191629&big_mirror=0 WinAVR (LINK)] (gegebenfalls auch zukünftig [http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=68108 neuerer Versionen (LINK)] nicht den Release Candidate, sondern aktuell die 20071221)
2. Download und Installation von einem Subversion-Client z.B. [http://tortoisesvn.net/downloads Tortoise (LINK)] Subversion (oder kurz SVN) ist eine Versionsverwaltungskontrolle, die bei der Verwaltung von Quellcode hilft, an dem mehrere Menschen arbeiten, wie in diesem Fall dem Quadcopter. Mehr zu Subversion findet man in der Wikipedia unter [http://de.wikipedia.org/wiki/Subversion_(Software)|Subversion (Link)] oder auf der [http://subversion.tigris.org/|Website des Subversion-Projektes (Link englisch)]
Nachdem beides installiert wurde, muss nun "Tortoise" konfiguriert werden. "Tortoise" ist nach der Installation am einfachsten über den Windows-Explorer als Kontextmenü (anwählen eines Verzeichnissses oder Datei, dann RECHTE Maustaste drücken) erreichbar. Um die aktuellen Sourcen aus dem "Mikrokopter SVN" "auszuchecken", muss man "Tortoise" mitteilen, wo sich dieses befindet und wohin die Datei auf dem eigenen Computer abgelegt werden sollen. Das muß nur einmal gemacht werden, später reicht es dann einfach für den jeweiligen Pfad "SVN Update" anzuwählen und schon hat man die neuen Sourcen des jeweiligen Pfades auf dem Computer.
Klick im Windows-Explorer mit der RECHTEN Maustaste auf das Laufwerk/Ordner, in welchen das Subversion-Repository ausgechekct werden soll (also in dieses Verzeichnis werden die Dateien vom Server heruntergeladen z.b. "C:/MK-SVN"). Es öffnet sich das Kontextmenü. Dort sieht man Einträge, welche z.B. "SVN Checkout.." und "TortoiseSVN" heißen. Hier wählt man "SVN Checkout" aus, worauf sich ein Dialog öffnet, in welchem einige Einstellungen vorgenommen werden müssen.
a) wo liegt das Repository des SVN? b) wohin genau soll es lokal angelegt werden?
zu a) Die Sourcen der Flight-CTRL liegen unter
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/FlightCtrl/
diese trägt man bei "URL of repository" ein.
zu b) Lokal z.B.
C:\MKSVN\FlightCtrl
was bei "Checkout directory" eingetragen wird. Die beiden Checkboxen bleiben "aus", die Option auf "HEAD Revision" stehen. Danach auf den "OK" Button klicken, worauf man gefragt wird, ob das lokale Verzeichnis angelegt werden soll, was man bestätigten muss. Nun wird die komplette "Flight Controll SVN" auf den lokalen Rechner kopiert, was je nach Internetverbindung schon etwas dauern kann. Man kann aber auch ein einziges bestimmtes Projekt auswählen.
Nachdem der Download fertig ist, befindet sich unter "C:\MKSVN\FlightCtrl" eine komplette Kopie des "Mikrokopter FlightCtrl SVN" Ordners. Wenn jetzt von jemandem Änderungen im "Mikrokopter FligthCtrl SVN" gemacht werden, reicht es, mit der rechten Maustaste im Kontextmenü "C:\MKSVN\FlightCtrl" anzuklicken und dort "SVN Update" anzuwählen. Damit werden alle Änderungen auf die lokalen Dateien angewendet.
VORSICHT beim Anwählen des Menüpunkt "SVN Commit", denn hiermit trägt man seine eigenen lokalen Änderungen ins "Mikrokopter FlightCtrl SVN" ein.
1. Das Hochladen funktioniert nur durch Eingabe von User/Password aus dem Forum. Man kann also nicht einfach so mal versehentlich draufklicken.
2. Der Autor kann einzelne oder auch alle Dateien sperren. Damit können sie von keinem Anderen mehr verändert werden. Der Sinn und Zweck eines solchen Source-Code-Verwaltungssystems ist der, dass mehrere Programmierer an dem Code arbeiten können.
Die selbe Vorgehensweise lässt sich natürlich auch für das "Mikrokopter BL-CTRL SVN" durchführen, hier wäre der Pfad
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/BL-Ctrl/
lokal z.B.
C:\MKSVN\BL-CTRL
nehmen.
Das "Mikrokopter Projects SVN" bekommt man über
http://mikrocontroller.cco-ev.de/mikrosvn/Projects/
lokal dann z.B.
C:\MKSVN\Projects
Weiter gehts mit dem Kompilieren, was jetzt nur noch ein paar Klicks sind. Zum Kompilieren startet man "Programmers Notepad", welches mit "WinAVR" mitinstalliert 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 Verzeichnise 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 avr-gcc
. 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).
Subversion (oder kurz SVN) ist eine Versionsverwaltungskontrolle, die bei der Verwaltung von Quellcode hilft, an dem mehrere Menschen arbeiten, wie in diesem Fall dem Quadrocopter. Mehr zu Subversion findet man in der Wikipedia unter [http://de.wikipedia.org/wiki/Subversion_(Software)|Subversion (Link)] oder auf der [http://subversion.tigris.org/|Website des Subversion-Projektes].
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 and den Quadcopter übertragen.
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.
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.
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]
- ["3V Update"]