Upgrade FlightCtrl V2.1 -> V2.2

Mit dieser kleinen Zusatzplatine kann man die FlightCtrl V2.1 auf die Version 2.2 updaten.

Damit ist eine präzisere und direktere Höhenregelung möglich.

Für das Upgrade benötigt werden:

• Sensor-Zusatzplatine (ACC-Adapter) Eine fertige FlightControl gibt es hier

• Aktuelle Software (ab V0.90g) Firmware-0.90

INFO:
Das Upgrade ist nur bei der FlightCtrl V2.1 möglich. Eine ältere FlightCtrl (V2.0 oder älter) kann nicht umgerüstet werden.

Der Umbau

Um die Zusatzplatine nutzen zu können, sind kleine Lötarbeiten an der FlightCtrl V2.1 nötig.

Zuerst lötet man an folgenden drei Stellen auf der FlightCtrl ein ca. 1cm langes Stück Silberdraht an (Die Stellen auf der Platine vorher nochmal verzinnen).
Der Silberdraht sollte dabei gerade nach oben ausgerichtet sein.

- C48 (Plus)
- C36 (Minus)
- C8 (ACC-Signal)

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Das sieht dann so aus:

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Zum Löten sollte man eine feine Lötspitze nutzen. Es muss unbedingt vermieden werden, das beim Löten eine Verbindung zu anderen Bauteilen hergestellt wird.

Danach setzt man einen kleinen Tropfen Kleber auf den Gier Gyro und steckt die Sensor-Zusatzplatine polrichtig auf die drei Silberdrähte.
Die Sensor-Zusatzplatine wird auf den Klebetropfen heruntergelassen, dort leicht angedrückt und verlötet:

Unbedingt darauf achten, dass die Platine waagerecht eingebaut wird

• 
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• Kontrollieren, dass sich dabei das untere Ende nicht verschiebt oder löst, weil das auch heiss wird

Als letzten Schritt des Umbau wird noch eine Lötbrücke vom Pad "J4" zu "GND" als Jumper gelegt:

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Daran erkennt die FC, dass der neue Sensor verbaut ist.

Achtung: Diese Brücke nur setzen, wenn man auch wirklich den ACC-Sensor eingebaut hat.

Software

• Nachdem der Umbau erledigt ist, wird die benötigte Software eingespielt (ab Version 0.90g). Diese kann man hier herunterladen: Firmware-0.90

• der ACC sollte nach dem Umbau neu kalibriert werden (MK waagerecht stellen und Gas-Gier-Stick oben rechts)

Funktion überprüfen

Zum Schluss müssen die Einstellungen sowie die Funktion noch getestet werden.

Im MikroKopter Tool muss im virtuellen Display nun die Hardware als V2.2 angezeigt werden.
Bei waagerechter FlightCtrl muss der AccZ einen Wert zwischen 670 und 699 anzeigen. Bei Neigung sinkt der Wert.
(Wichtig: Der Wert muss unter 700 sein, sonst ist der alte Sensor noch aktiv.)

Diese sollten dann in etwa folgt aussehen:

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Hinweise

• Es sollte der Modus "Vario-Höhe" benutzt werden - nur in dem Modus profitiert man von der neuen Höhenregelung.
• Ein Gas-Stick mit eingebauter Feder ist vorteilhaft, weil man damit den Nullpunkt nicht suchen muss.
• Der Parameter "Hoover variation" muss auf 1 stehen - damit hat der Höhenregler die volle Kontrolle über das Gas.
• Nach dem Starten des Kopters, muss dieser einmal über 1,50m Höhe geflogen werden, damit die Lageregelung und das GPS voll greift.

erster Flug

• Zunächst mit ausgeschaltetem Höhenregler starten und schweben

• Dann den Höhenregler zuschalten -> der MK sollte jetzt die Höhe halten. Die Höhe lässt sich mit dem Gasstick verschieben.

Wenn eine Fehlfunktion auftritt, muss der Höhenregler sofort ausgeschaltet werden!

Starten mit Höhenregler

Man kann auch mit eingeschaltetem Höhenregler starten. Allerdings sollte man folgende Hinweise beachten:

• Immer die Sensoren kurz vor dem Start nochmals kalibrieren (Stick Gas/Gier oben links)
• Nach dem Starten der Motoren vorsichtig Gas geben - der MK braucht etwas Zeit, um das Schwebegas zu erhöhen.
• Wenn der MK mit eingeschaltetem Höhenregler auf dem Boden abgesetzt wird, sollte der Gasstick herunter gezogen werden und die Motoren ausgeschaltetet werden.

Funktionsweise

Sensor

Der Beschleunigungssensor (ACC) auf diesem Adapterboard arbeitet mit einer anderen Funktionsweise. Anstatt einer Mikromechanik arbeitet der Sensor mit einem thermischen Prinzip. Dadurch ist der Sensor nahezu Imun gegen die typischen Vibrationen im Kopter.

Bei dem ACC-Sensor auf der FC2.1 läuft der Offset des Z-Wert des Beschleunigungssensors unter Vibrationen weg. Das betrifft nur den senkrechten Z-Wert. Die beiden Achsen für Nick und Roll funktionieren bei dem originalen Sensor auch bei Vibrationen noch einwandfrei.

Das ACC-Adapterboard wird mit drei Leitungen an die FC angeschlossen (Plus, Minus und Signal). Da der Ausgang des alten Sensors (LIS344) mit 100kOhm sehr hochohmig ist und der des neuen niederohmig, können die Ausgänge der Sensoren zusammengelegt werden. Nur das Signal des neuen Sensors ist dann noch aktiv.

Lötjumper J4

Durch Verbinden des Lötpins J4 mit GND erkennt die FlightContrl, dass ein neuer Sensor verbaut ist und die neuen Algorithmen des Höhensensors verwendet werden können. Die FC meldet sich deshalb mit FC2.2

Höhenregelung

Der ACC-Z-Wert geht bei der neuen Höhenregelung per sog. Datenfusion in die Ermittlung der Höhe und Steig/Sinkgeschwindigkeit (Vario) ein. Das macht die Höhenmessung um ein vielfaches schneller, was sich positiv auf die gesamte Höhenregelung auswirkt. Der MK kann auf Schwankungen in der Höhe schon reagieren, bevor eine sichtbare Höhenänderung aufgetreten ist.

Parameter

• P (Proportional) --> Lässt den MK auf die effektive Höhendifferenz reagieren

• D (Differential) --> Lässt den MK auf die Sink/Steig-Geschwindigkeit reagieren

• ACC (Beschleunigung) --> Lässt den MK auf die direkte senkrechte Beschleunigung reagieren

• Hoover-Variation (Schwebegas) --> wenn der Wert auf 1 (also 100%) steht, hat der Höhenregler Zugriff auf den gesamten Motorwert. Der Höhenregler kann also sowohl Vollgas geben, als auch bis auf MinGas herunter regeln.

Settings

Default-Setting (zahm)

• Altitude P = 20
• Baro D = 40
• ACC-Z = 30
• Schwebegas = 1 (100%)

Mittleres-Setting

• Altitude P = 30
• Baro D = 60
• ACC-Z = 30
• Schwebegas = 1 (100%)

Hartes-Setting

• Altitude P = 50
• Baro D = 85
• ACC-Z = 30
• Schwebegas = 1 (100%)

Luftdrucksensor

Probleme der Luftdruckmessung können folgende Ursachen haben:

1. Beine vom Luftdrucksensor gebrochen link

2. Lichteinfall in den Sensor verursachen starke Schwankungen in der Höhe
3. Die Öffnungen des Luftdrucksensors sind nicht frei und verschliessen sich vielleicht, weil sie etwas berühren
4. Versorgungsspannung schwankt. Keine Servos direkt an den Empfänger anschliessen. Wenn diese blockieren oder viel Strom ziehen, kann das zur Spannungsschwankung führen. (Die Servos, die direkt an der FC angeschlossen sind betrifft das nicht, weil die eine eigene Spannungsversogung haben)