Unterschiede zwischen den Revisionen 11 und 39 (über 28 Versionen hinweg)
⇤ ← Revision 11 vom 13.05.2014 13:08 →
Größe: 12766
Autor: HolgerB
Kommentar: * Bei Überlastung des Motors bzw. BL-Reglers (Überstrom oder Übertemperatur) wird der entsprechende Motor abgeregelt, geht aber nicht aus.
← Revision 39 vom 12.03.2018 17:29 → ⇥
Größe: 16280
Autor: LotharF
Kommentar:
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{{{#!wiki MK_Nav
||<class="MK_Nav_Header">MK-Redundanz||
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## Bild rechts

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<div style="float: right; margin: 15px;">
}}}
{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/Features/200px/Features-Redundanz.jpg?m=1500880086 }}
{{{#!html
</div>
}}}
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= Redundantes System =
In einigen Ländern sind Kopter seit neuestem nur mit redundantem Aufbau zugelassen.

So gibt es seit dem 01.01.2014 z.B. in Österreich ein Gesetz das erhöhte Anforderungen an die Betriebssicherheit von Kopter stellt.

Wir haben hierfür ein Konzept entwickelt und getestet, das einen redundanten Aufbau eines MikroKopter's erlaubt.


'''Mit diesem Konzept wurde eine Zulassung in Österreich bei der Austro Control bis hin zur höchsten Anforderungskategorie D erreicht !'''


Redundanz bedeutet, dass wichtige Komponenten ersetzbar sein müssen und der MK bei Ausfall einer (einzelnen) Komponente (z.B. Motor, Empfänger, FlightControl usw.) nicht abstürzen darf.

In Bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit wurden die Systeme immer weiter entwickelt und verbessert.

Die Einführung des Oktokopters mit 8 Motoren brachte einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit.



= Video =
Hier ist das Redundante System im Video beschrieben:

[[http://www.youtube.com/watch?v=IvrMn4AEAD0&feature=youtu.be|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=147551&g2_serialNumber=2}}]]


== Punkt 1: Ausfall Sender ==
 * Ausfall Sender
 * z.B. Stromversorgung Sender,Antenne unterbrochen, Elektronik Fehler.
 * Verbindung Sender zum Kopter ist unterbrochen.
 * Pilot hat keine Möglichkeit mehr in die Steuerung einzugreifen

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Fällt die Verbindung zum Sender aus, wird das erkannt und es wird automatisch die Funktion "FailSafe" aktiviert.
 * Hierbei steigt (oder sinkt) unser Kopter dann automatisch auf eine vorher eingestellte Höhe, fliegt zurück zum Startpunkt und landet dann automatisch.
 * Hier gibt es ein Video dazu: https://vimeo.com/32788915

== Punkt 2: Ausfall Empfänger ==
Das selbe wie in Punkt 1.

== Punkt 3: Gestörte Datenverbindung ==
Das selbe wie in Punkt 1.

== Punkt 4: Triebwerksausfall ==
 * z.B. Ausfall eines Motors,Propellerverlust, Rotorverlust, Ausfall der Antriebsbatterie

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Verliert der OktoKopter einen Propeller oder es fällt ein kompletter Motor aus, kann der Kopter trotzdem weiter fliegen. (Siehe [[http://www.youtube.com/watch?v=IvrMn4AEAD0&feature=youtu.be|Video]]).
 * Der Ausfall eines Motors oder Antriebsstranges wird sofort erkannt und ausgeregelt.
 * Bei Überlastung des Motors bzw. BL-Reglers (Überstrom oder Übertemperatur) wird der entsprechende Motor abgeregelt, geht aber nicht aus.
 * In allen Fällen wird der Pilot per Telemetrie informiert. Z.B. per Sprachausgabe "Fehler Motor"
 * Im Logfile lässt sich später sehen, welcher BL-Regler einen Fehler gemeldet hat -> falls sich ein Motordefekt langsam über die Laufzeit ankündigt.

== Punkt 5: Kurzschluss ==
 * z.B. in eingebauter Kamera oder Messsensoren, Betrieb bei Regen/Feuchtigkeit

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Vermeidung eines Kurzschlusses: Unsere Elektronik ist gekapselt unter einer Haube gegen Regen und äußere Einflüsse geschützt montiert.
 * Kurzschluss an einem Motor: Die Motorregler erkennen das und schalten den Motor ab
 * Kurzschluss in einem Motorregler: Die Motorregler sind über eine definierte Leiterbahn (Shunt) abgesichert, sodass dieser dann vom Stromkreis getrennt wird.
 * Kurzschluss in der Steuerungselektronik: Die Steuerungselektronik ist redundant ausgeführt (siehe Punkt 7)
 * Mitgeführte Kameras nutzen eine Eigenversorgung oder strombegrenzte Spannungsregler und haben keinen Einfluss auf die Elektronik.

== Punkt 6: Ausfall der Bord - Stromversorgung ==
 * z.B. Kabelfehler in der Stromversorgung, Batteriefehler

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Es werden am Kopter zwei gleichwertige LiPos mitgeführt die jeweils an der Stromversorgung angeschlossen sind.
 * Sollte einer der LiPos ausfallen, übernimmt der zweite die Versorgung. Ein * Absinken der Spannung wird automatisch erkannt und per Telemetrie signalisiert.

'''Es gibt verschiedene Stufen der Unterspannung:'''

'''Erste Stufe (z.B. 30% Restkapazität):'''
 * Der Pilot wird per Telemetrie informiert: Sprachansage "Unterspannung"
 * Ein akustisches Signal wird per Summer am MikroKopter ausgegeben
 * Die LED-Beleuchtung blinkt
 * In der Regel hat der Pilot dann noch 1-2 Minuten Zeit, den MikroKopter zu landen

'''Zweite Stufe (z.B. 20% Restkapazität):'''
 * Der MikroKopter fliegt automatisch zurück zum Startpunkt, wenn der Pilot nicht manuell steuert

'''Dritte Stufe (z.B. 10% Restkapazität):'''
 * Der MikroKopter geht in definierten Sinkflug, selbst wenn der Startpunkt noch nicht erreicht wurde. Das soll den totalen Absturz verhindern.

== Punkt 7: Störung/Ausfall der Fluglageregler ==
 * z.B. Elektronischer Fluglagenregler durch Störung ausgefallen

'''!MikroKopter-Lösung'''

Sollten unsere Fluglageregler ausfallen, greift automatisch die zweite FlightControl ein (Siehe Video).

'''Funktionsprinzip der redundanten Fluglageregelung:'''
 * Eine zweite FC (Fluglageregelung) wird 'von hinten' an die serielle Schnittstelle der einzelnen Motor-Regler angeschlossen.
 * Der redundante Bus ist an jedem Regler per Widerstand entkoppelt, sodass ein einzelner defekter Regler diesen Bus nicht lahm legen kann.
 * Die BL-Regler melden an die Haupt-FC, dass sie zusätzliche Daten bekommen. Im Sender-Display wird das dann als "Redundanz bereit" angezeigt.
 * Wenn die BL-Regler eine Störung auf dem I2C-Bus haben, oder keine Daten von der Haupt-FC bekommen, schalten sie sofort auf die Daten der zweiten FC um.
 * Das Umschalten funktioniert so reibungslos, dass der MK dabei nicht ins Schwanken kommt
 * Dies funktioniert auch, wenn die Haupt-FC im Flug z.B. einen Reset macht oder die Versorgung der FC kurz unterbrochen wurde .


== Punkt 8: Störung/Ausfall im Globalen Navigationssystems ==
 * z.B. Satelliten Empfänger ausgefallen (GNSS-Global Navigation Satellite System)

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Die Anzahl der Satelliten des GPS-Empfängers wird überwacht und per Telemetrie angezeigt.
 * Die Stärke und Inklination des Erdmagnetfeldes wird gemessen und dient so der Überwachung des Kompass-Signals.
 * Eine eigenständige Einheit (NaviControl) ist für die GPS-Navigation zuständig.
 * Ein Total-Ausfall dieser Einheit wird von der FlightControl erkannt, die dann auf manuelle Steuerung umschaltet und den Piloten per Telemetrie informiert.

'''Vor dem Start:'''

Der Pilot wird bei gestörtem Erdmagnetfeld oder fehlendem GPS-Signals informiert und kann den MikroKopter nicht starten.

'''Im Flug:'''

Fällt das Navigationssystem aus oder GPS oder Kompass sind gestört (Sonnenstürme, GPS-Abschattung usw.), schaltet der MikroKopter in den manuellen Modus und der Pilot wird über die Telemetrie informiert. Z.B. per Sprachansage: "Fehler GPS"

Zudem kann der Pilot jederzeit den GPS-Modus über den Sender ausschalten und dann manuell steuern.


== Punkt 9: Störung/Ausfall in der Telemetrie ==
 * z.B. Sensorfehler, Übertragungsfehler

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Die Telemetrieübertragung ist nicht für den Flug des Kopters relevant. So wird z.B. Unterspannung noch akustisch und optisch angezeigt.
 * Sollte diese Übertragung ausfallen, hat dies keinen Einfluss auf das Flugverhalten des Kopters.


== Punkt 10: Thermische Überlastung der Batterie ==
 * z.B. interner LiPo Akkufehler oder Überlastung durch zu hohen Strom/Unbalance

'''!MikroKopter-Lösung'''
 * Am Kopter werden zwei LiPos mitgeführt die jeweils an der Stromversorgung angeschlossen sind.
 * Sollte einer der LiPos plötzlich ausfallen, übernimmt der zweite die Versorgung.
 * Überlastung der Batterie kündigt sich erfahrungsgemäß durch Unterspannung an. Dann greifen die unter Punkt 6 beschriebenen Mechanismen.

== Punkt 11: Flugschreiber ==
 * Aufklärung von Störungen oder Abstürzen

'''MikroKopter-Lösung'''
 * Im MikroKopter werden alle Flugrelevanten Daten mit bis zu 5Hz auf SD-Karte geloggt
 * Aufgezeichnet werden z.B.:
  * Flughöhe
  * GPS-Position
  * Spannungen
  * Temperaturen
  * Steuerbewegungen und Schalterstellungen
  * Fehlermeldungen z.B. Motorfehler (Stehen gebliebener Motor)
  * Motorströme (Einzelströme)
  * Magnetwerte des Kpompassensors
  * Anzahl GPS-Satelliten

= Einbau einer redundanten FlightControl =

== Normaler Aufbau eines MikroKopters: ==
[[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/MK_Elektronik_Normal_b.jpg.html|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=148530}}]] [[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/NotRedundant_MK_V1.gif.html?g2_imageViewsIndex=2|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=147543}}]]

== Redundanter Aufbau: ==
Das System wird jetzt um eine redundante FlightControl erweitert.

[[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/MK_Elektronik_Redundant1_b.jpg.html|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=148534}}]] [[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/Redundant_MK_V1.gif.html?g2_imageViewsIndex=2|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=147547}}]]


'''Funktionsprinzip:'''
 * Eine zweite FC wird 'von hinten' an die serielle Schnittstelle der BL V3-Regler angeschlossen.
 * Der neue Bus ist an jedem Regler per Widerstand oder Diode entkoppelt, sodass ein einzelner Regler diesen Bus nicht lahm legen kann.
 * Im Flug schickt die Backup-FC laufend Daten an die BL-Regler
 * Die BL-Regler melden an die Haupt-FC, dass sie zusätzliche Daten bekommen. Im HoTT-Display wird das dann angezeigt.
 * Wenn die BL-Regler eine Störung auf dem I2C-Bus haben, oder keine Daten von der Haupt-FC bekommen, schalten sie sofort auf die Daten der zweiten FC um
 * Das Umschalten funktioniert so reibungslos, dass der MK dabei nicht ins Schwanken kommt
 * Das funktioniert auch, wenn die Haupt-FC im Flug einen Reset macht oder die Versorgung der FC kurz unterbrochen wurde
 * Im Grunde kann man die zweite FC auch mit NC und GPS ausrüsten


= Schaltplan =
[[http://mikrocontroller.com/files/Redundant/Redundant_Schema_V1.pdf|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=148737}}]]

== Benötigt wird: ==
 * BL-Regler ab V3 (z.B. Okto V3 oder Double-Quadro V3)
 * eine zweite FlightControl (Ab FC 2.1)
 * 4 Dioden (1N4148)
 * 10 Widerstände (1k)
 * Verbindungslitze

= Firmware =
Hier kann die Firmware herunter geladen werden:

http://mikrocontroller.com/files/Redundant/

'''Wichtig'''
 * Die Mixer-Belegung der redundanten FC muss mit der Haupt-FC übereinstimmen
 * Die Kanalbelegung beider FCs muss gleich sein.
 * Die redundante FC hört auf die Stickstellungen und geht genau wie die Haupt-FC in die Zustände "Kalibrieren", "Starten", "Stoppen"

= Test =
== Test der Redundanten FC ==
 * Wenn beide FCs angeschlossen sind, Blinkt die grüne LED auf der redundanten FC schnell. Sie bekommt dann Daten von BL-Regler 1 und 5
 * Wenn die Haupt-FC abgeklemmt wird (Molex-Stecker abziehen), blinkt die Grüne LED weiter und zusätzlich leuchtet die rote.
 * Wenn die Haupt-FC abgeklemmt wird, leuchten die roten Fehler-LEDs auf allen BL-Reglern NICHT!

== Test der Haupt FC ==
 * Wenn die Motoren per Sender gestartet werden, erscheint nach kurzer Zeit im Display des HoTT-Senders als erster Buchstabe in der untersten Zeile ein "R" -> das bedeutet, dass die Redundanz aktiv ist

Im Jeti-Display steht ein "R" hinter der Flugzeit:

[[http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/Jeti_Redundance.jpg.html|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=148757}}]]

== Simulation: I2C-Busausfall ==

Schalter auf UserParameter7 legen:
 * Wenn dort der Wert > 150 wird, schaltet die Haupt-FC den I2C-Bus ab und simuliert damit den Busausfall
 * Bedingung: Die FC schaltet nur dann den Bus ab, wenn Redundanz voliegt ('R' im Display)

/!\ Zum Test sollte man zunächst den MK bei laufenden Motoren am Boden absetzen und dann den I2C-Bus abschalten. Die Haupt-FC Piept dann wie bei I2C-Fehlern und die Motoren gehen nicht aus. Fliegen mit der redundanten FC ist dann möglich

== Umschalten im Flug ==
Auch hier Schalter auf UserParameter7 legen: Die Haupt-FC schaltet dann den Bus ab und die redundante FC übernimmt automatisch.

== Test Motorausfall ==
Wer einen Motoratsfall testen will, legt UserParameter6 auf einen Schalter. Das schaltet dann Motor 1 im Flug aus.

/!\ Achtung:
 * Im Normalen Betrieb eine Null eintragen, damit das nicht versehentlich eintreten kann.
 * Nur bei Oktos testen. Quadrokopter und HexaKopter werden bei einem Motorausfall instabil!		 <<BR>><<BR>>
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= Redundanz beim MikroKopter =

In einigen Ländern sind nur Kopter mit redundantem Aufbau zugelassen ~-(z.B. Österreich)-~. <<BR>>
Unsere Elektronik erlaubt den redundanten Aufbau eines !MikroKopter.

Redundanz bedeutet dabei, dass wichtige Komponenten ersetzbar sein müssen. So kann beim !MikroKopter die Flugsteuerung, die Motoransteuerung, die Empfängerseite und die Akkuversorgung redundant ausgelegt werden.<<BR>>

Zur Steigerung der Sicherheit werden die Master- und Slave-!FlightCtrl V3 per CAN-Bus miteinander verbunden. Hierüber werden sämtliche Funktionen überwacht und Störungen im Fehlerfall blitzschnell erkannt. <<BR>>

Sollte so z.B. die Flugsteuerung ausfallen, wird ohne das es der Pilot bemerkt, die Steuerung an die Slave-Einheit übergeben und der Kopter kann sicher zurück geflogen werden.<<BR>>

'''Mit unserer redundanten Elektronik wurde so bei der Austro Control / Österreich die Zulassung bis zur höchsten Anforderungskategorie D erreicht !'''



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= Demo-Video =

 Hier ist das Redundante System in einem Video beschrieben:

 [[http://www.youtube.com/watch?v=IvrMn4AEAD0&feature=youtu.be|{{http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=147551&g2_serialNumber=2}}]]


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= Benötigt wird: =


== Hardware ==

Für einen Redundanten Aufbau wird benötigt:

 * 1x BL-Ctrl Verteiler "Redundant"
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=809|Shoplink -> Quadro V3 - Combi]]
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=831|Shoplink -> Hexa XL V3 - Combi]]
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=811|Shoplink -> Okto XL V3 - Combi]]
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=822|Shoplink -> Doppel Quadro V3 - Cool]]


 * 2x !FlightCtrl V3 (Master + Slave)
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=920|Shoplink -> Flight-Ctrl V3.0]]

 * 1x GPS-System mit Kompass
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=972|Shoplink -> MK GNSS V4 + Kompass (Redundant)]]

 * 1x Kabelset "Redundanz"
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=981|Shoplink -> Kabelsatz Redundant für 2 FlightCtrl]]

 * 2x Lipo Decoupler
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=87&products_id=879|Shoplink -> Lipo Decoupler]]<<BR>>~-oder-~
  * [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=87&products_id=880|Shoplink -> Lipo Decoupler XT60]]
 
~-INFO: Mit der !FlightCtrl V3.0 und dem redundanten MK GPS hat man neben der Steuerungselektronik auch das GPS-System/Kompass redundant ausgelegt-~


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<<Anchor(Software)>>
== Software ==

Wird das redundante System verwendet, benötigt die Master- sowie die Slave-!FlightCtrl eine spezielle Software. <<BR>>
Hier kann man die aktuelle Software incl. dem passenden !KopterTool herunterladen.
<<BR>><<BR>>
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||<class="MK_TableNoBorder"width="150px">||<class="MK_TableNoBorder"width="400px">'''Aktuelle Software + !MikroKopter Tool <<BR>>~-(ZIP Archive)'''-~<<BR>><<BR>>~-Bitte für ein Update das MKUSB verwenden !!!-~||<class="MK_TableNoBorder")>[[http://wiki.mikrokopter.de/Download?action=AttachFile&do=get&target=Software_MikroKopter.zip|{{attachment:symbols/Download-Button.png}}]]-~||
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<<BR>>
Für das Softwareupdate schließt man das [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=922|MKUSB]] an die jeweilige !FlightCtrl an.<<BR>><<BR>>

 In die Master-!FlightCtrl wird die Software "REDUNDANT_MASTER" eingespielt:
  * Flight-Ctrl_MEGA1284p_V2_xxx_REDUNDANT_MASTER.hex
  * Navi-Ctrl_STR9_V2_xxx.hex
<<BR>>
 In die Slave-!FlightCtrl wird die Software "REDUNDANT_SLAVE" eingespielt:
  * Flight-Ctrl_MEGA1284p_V2_xxx_REDUNDANT_SLAVE.hex
  * Navi-Ctrl_STR9_V2_xxx.hex

<<BR>><<BR>>
 Informationen zum '''Einspielen der Software''' findet man hier: '''[[SoftwareUpdate|Link]]'''

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= Der Aufbau =

Hier ist bildlich der Zusammenbau der einzelnen Komponenten beschrieben.


== MK-Turm ==

[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundant.jpg?m=1520330516 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/Redundant.jpg?m=1520330517 }} ]]

<<BR>><<BR>>
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== Okto XL V3 - Combi ==

[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_OktoVerteiler.jpg?m=1520330519 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_OktoVerteiler.jpg?m=1520330520 }} ]]

<<BR>><<BR>>
----

== Doppel Quadro V3 - Cool ==

[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_DoppelQuadro.jpg?m=1520330517 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_DoppelQuadro.jpg?m=1520330518 }} ]]

<<BR>><<BR>>
----

== Hexa XL V3 - Combi ==

[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_HexaVerteiler.jpg?m=1520330518 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_HexaVerteiler.jpg?m=1520330519 }} ]]

<<BR>><<BR>>
----

== Quadro V3 - Combi ==

[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_Quadro.jpg?m=1520429046 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_Quadro.jpg?m=1520429046 }} ]]

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= Einstellungen =

Damit im Fehlerfall die Bedienung erhalten bleibt, __müssen__ die Master- und Slave-!FlightCtrl gleich eingestellt werden! <<BR>>

~+__Master-!FlightCtrl__+~ <<BR>>

 Für die Einstellungen schließt man das [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=922|MKUSB]] (oder eine Drahtlose Verbindung) an die Master-!FlightCtrl an.<<BR>>
 Die Einstellungen für den Mixer und die Kanäle können wie gewohnt vorgenommen werden. Es empfiehlt sich dabei, die Einstellungen dann auf alle 5 Settings (Parametersätze) zu kopieren.
<<BR>>

~+__Slave-!FlightCtrl__+~ <<BR>>
 Nun schließt man das [[https://www.mikrocontroller.com/index.php?main_page=product_info&cPath=69&products_id=922|MKUSB]] (oder eine Drahtlose Verbindung) an die Slave-!FlightCtrl an.<<BR>>
 Hier werden die Einstellungen für den Mixer und die Kanäle der Master-!FlightCtrl nun eins zu eins in alle 5 Settings (Parametersätze) der Slave-!FlightCtrl eingetragen.

 Zusammenfassung:
  * Die Mixer-Belegung der Master- und Slave-!FlightCtrl müssen übereinstimmen
  * Die Kanal-Belegung der Master- und Slave-!FlightCtrl müssen übereinstimmen
 ~-Die redundante FC hört auf die gleichen Stickstellungen und geht genau wie die Haupt-FC in die Zustände "Kalibrieren", "Starten", "Stoppen"-~
<<BR>>

 
'''INFO:''' <<BR>>
Ist alles richtig verbunden und eingestellt, ist '''nach dem Starten der Motoren''' in der '''Telemetrienzeige ein "R"''' zu sehen.



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<<BR>><<BR>><<BR>><<BR>>


= Funktionstest =

== Slave-FlightCtrl ==

 * Ist die __Slave__-!FlightCtrl mit dem !KopterTool verbunden, wird im Virtuellen Display ein "S" angezeigt.<<BR>>{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Slave-SW.jpg?m=1520350607 }}
 * Die grüne LED auf der Slave-!FlightCtrl blinkt schnell.
 * Wird die Master-!FlightCtrl abgeklemmt ~-(Molex-Stecker abziehen)-~:
  * blinkt die grüne LED auf der Slave-FC weiter schnell und zusätzlich leuchtet die rote LED.
  * auf den BL-Ctrl (Motorreglern) leuchtet weiter die grüne LED und die roten LEDs bleiben aus!
<<BR>>

== Master-FlightCtrl ==

 * Ist die __Master__-!FlightCtrl mit dem !KopterTool verbunden, wird im Virtuellen Display ein "M" angezeigt.<<BR>>{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Master-SW.jpg?m=1520350606 }}
 
== Redundanz ==

 * Werden die Motoren über die Fernsteuerung gestartet, erscheint in der Telemetrie '''ein "R"''' <<BR>> ~--> das bedeutet, dass die Redundanz aktiv ist-~
  * Graupner HOTT -> MK-Telemetrie<<BR>>{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/HoTT-Display_Redundanz.jpg?m=1520344543 }}
  * Jeti -> Anzeige über Jeti-Box<<BR>>{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/JetiBox-Redundanz.jpg?m=1520349298 }}
  * !KopterTool -> Virtuelles Display !NaviCtrl<<BR>>{{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Redundanz.jpg?m=1520350608 }}



== Logfile ==

 * Während des Fluges wird ein LOG File mit allen Telemetriedaten des Kopters aufgezeichnet. <<BR>>
  * Eine aktive Redundanz wird hier ebenfalls angezeigt: <<BR>>

 [[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/GPX-Redundant-YES.jpg?m=1520868116 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/GPX-Redundant-YES.jpg?m=1520868116 }} ]]<<BR>>
 ~-((ab V2.20) Am Ende des LOG - geöffnet mit Text-Editor)-~
<<BR>><<BR>>

 Im LOG-File wird zudem vermerkt, ob es von der Master- oder Slave-!FlightCtrl stammt: <<BR>>
 [[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Master.jpg?m=1520868117 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Master.jpg?m=1520868117 }} ]]
 [[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Slave.jpg?m=1520868118 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Slave.jpg?m=1520868118 }} ]]<<BR>>
 ~-(ab V2.20)-~


##############################################################################
<<BR>><<BR>><<BR>><<BR>>


= Fehlersimulation =

 Es können zwei Fehler mit Redundanz simuliert werden: <<BR>>
  * I2C Fehler => Busausfall der Master-!FlightCtrl
  * Motorausfall

 /!\ <<BR>>
 Fällt ein Motor aus, kann nur ein !OktoKopter (8 Motoren) dies sicher ausgleichen.<<BR>>
 ~-Ein !HexaKopter (6 Motoren) kann instabil werden, ein !QuadroKopter (4 Motoren) stürzt ab.-~

<<BR>><<BR>>
----

##/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
## Bild rechts

{{{#!html
<div style="float: right; margin: 15px;">
}}}
[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416509 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416510 }} ]]
{{{#!html
</div>
}}}
##/////////////////////////////////////////////////////////////////////////

== I2C error ==

 Benötigt wird dazu ein freier Kanal am Sender der auf einen Schalter gelegt wird. <<BR>>
 Dieser Kanal wird in den Einstellungen auf den ''Benutzer-Parameter 7'' gelegt ~-(siehe Bild rechts)-~:
<<BR>>
 
 __Funktion:__
  * Schalter AUS => Normaler Betrieb
   * Alle Funktionen sind wie gewohnt steuerbar - keine Fehlermeldung
 
  * Schalter AN => Der I2C-Bus der Master-!FlightCtrl wird abgeschaltet
   * Die komplette Steuerung wird an die Slave-!FlightCtrl übergeben
   * Es ertönt ein Piepsignal an der Master-!FlightCtrl
   * In der Telemetrie sieht man die Fehlermeldung "37:Redundancy test"
   * Der Kopter kann wie gewohnt gesteuert werden
<<BR>>
 {i} Bedingung: Die Funktion wird nur aktiviert, wenn Redundanz vorliegt ('R' im Display).
<<BR>><<BR>>

 /!\ <<BR>>
 Für einen ersten Test sollte der !MikroKopter (mit laufenden Motoren) am Boden stehen. Dann den I2C-Bus abschalten. <<BR>>
 Die Master-!FlightCtrl piept dann ununterbrochen und die Motoren gehen nicht aus. <<BR>>
 Ein Abheben und Fliegen mit der redundanten FC ist dann möglich. <<BR>>
 Ist dies OK kann auch im Flug der Test durchgeführt werden.<<BR>><<BR>>

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 Für den normalen Betrieb __muss__ beim ''Benutzer-Parameter 7'' wieder eine Null eintragen sein !!!

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## Bild rechts

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[[ http://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416509 | {{ http://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416510 }} ]]
{{{#!html
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== Motorausfall ==

 Benötigt wird dazu ein freier Kanal am Sender der auf einen Schalter gelegt wird. <<BR>>
 Dieser Kanal wird in den Einstellungen auf den ''Benutzer-Parameter 6'' gelegt ~-(siehe Bild rechts)-~:
<<BR>>
 
 __Funktion:__
  * Schalter AUS => Normaler Betrieb
   * Alle Funktionen sind wie gewohnt steuerbar - keine Fehlermeldung
 
  * Schalter AN => Motor Nr.1 wird abgeschaltet
   * Die komplette Steuerung wird an die Slave-!FlightCtrl übergeben
   * In der Telemetrie sieht man die Fehlermeldung "37:Redundancy test"
   * Der Kopter kann wie gewohnt gesteuert werden
<<BR>>
 {i} Bedingung: Die Funktion wird nur aktiviert, wenn Redundanz vorliegt ('R' im Display).<<BR>> Wurde vorher der I2C-Error simuliert, wird der Motorausfall NICHT ausgeführt!
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 /!\ <<BR>>
 Für einen ersten Test sollte der !MikroKopter (mit laufenden Motoren) am Boden stehen. Dann den Motor abschalten. <<BR>>
 Der Motor Nr. 1 geht aus, die restlichen Motoren drehen weiter. <<BR>>
 Ein Abheben und Fliegen mit der redundanten FC ist dann möglich. <<BR>>
 Ist dies OK kann auch im Flug der Test durchgeführt werden.<<BR>><<BR>>

 /!\ <<BR>>
 Für den normalen Betrieb __muss__ beim ''Benutzer-Parameter 6'' wieder eine Null eintragen sein !!!

 /!\ <<BR>>
 Fällt ein Motor aus, kann nur ein !OktoKopter (8 Motoren) dies sicher ausgleichen.<<BR>>
 ~-Ein !HexaKopter (6 Motoren) kann instabil werden, ein !QuadroKopter (4 Motoren) stürzt ab.-~





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= Anlage F Austro Control =

Möchte man in Österreich seinen !MikroKopter mit Redundanz zulassen, haben wir hierfür Informationen hinterlegt:
 * [[http://wiki.mikrokopter.de/Download?action=AttachFile&do=get&target=INFO-Anlage_F.txt|Anlage F]]





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en/Redundant

MK-Redundanz


https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/Features/200px/Features-Redundanz.jpg?m=1500880086


Inhaltsverzeichnis

  1. Redundanz beim MikroKopter
  2. Demo-Video
  3. Benötigt wird:
    1. Hardware
    2. Software
  4. Der Aufbau
    1. MK-Turm
    2. Okto XL V3 - Combi
    3. Doppel Quadro V3 - Cool
    4. Hexa XL V3 - Combi
    5. Quadro V3 - Combi
  5. Einstellungen
  6. Funktionstest
    1. Slave-FlightCtrl
    2. Master-FlightCtrl
    3. Redundanz
    4. Logfile
  7. Fehlersimulation
    1. I2C error
    2. Motorausfall
  8. Anlage F Austro Control



Redundanz beim MikroKopter

In einigen Ländern sind nur Kopter mit redundantem Aufbau zugelassen (z.B. Österreich).
Unsere Elektronik erlaubt den redundanten Aufbau eines MikroKopter.

Redundanz bedeutet dabei, dass wichtige Komponenten ersetzbar sein müssen. So kann beim MikroKopter die Flugsteuerung, die Motoransteuerung, die Empfängerseite und die Akkuversorgung redundant ausgelegt werden.

Zur Steigerung der Sicherheit werden die Master- und Slave-FlightCtrl V3 per CAN-Bus miteinander verbunden. Hierüber werden sämtliche Funktionen überwacht und Störungen im Fehlerfall blitzschnell erkannt.

Sollte so z.B. die Flugsteuerung ausfallen, wird ohne das es der Pilot bemerkt, die Steuerung an die Slave-Einheit übergeben und der Kopter kann sicher zurück geflogen werden.

Mit unserer redundanten Elektronik wurde so bei der Austro Control / Österreich die Zulassung bis zur höchsten Anforderungskategorie D erreicht !





Demo-Video

  • Hier ist das Redundante System in einem Video beschrieben:

    http://www.youtube.com/watch?v=IvrMn4AEAD0&feature=youtu.be





Benötigt wird:

Hardware

Für einen Redundanten Aufbau wird benötigt:

INFO: Mit der FlightCtrl V3.0 und dem redundanten MK GPS hat man neben der Steuerungselektronik auch das GPS-System/Kompass redundant ausgelegt





Software

Wird das redundante System verwendet, benötigt die Master- sowie die Slave-FlightCtrl eine spezielle Software.
Hier kann man die aktuelle Software incl. dem passenden KopterTool herunterladen.

Aktuelle Software + MikroKopter Tool
(ZIP Archive)

Bitte für ein Update das MKUSB verwenden !!!

http://wiki.mikrokopter.de/Download?action=AttachFile&do=get&target=Software_MikroKopter.zip-~


Für das Softwareupdate schließt man das MKUSB an die jeweilige FlightCtrl an.

  • In die Master-FlightCtrl wird die Software "REDUNDANT_MASTER" eingespielt:

    • Flight-Ctrl_MEGA1284p_V2_xxx_REDUNDANT_MASTER.hex
    • Navi-Ctrl_STR9_V2_xxx.hex


  • In die Slave-FlightCtrl wird die Software "REDUNDANT_SLAVE" eingespielt:

    • Flight-Ctrl_MEGA1284p_V2_xxx_REDUNDANT_SLAVE.hex
    • Navi-Ctrl_STR9_V2_xxx.hex



  • Informationen zum Einspielen der Software findet man hier: Link





Der Aufbau

Hier ist bildlich der Zusammenbau der einzelnen Komponenten beschrieben.

MK-Turm

https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundant.jpg?m=1520330516



Okto XL V3 - Combi

https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_OktoVerteiler.jpg?m=1520330519



Doppel Quadro V3 - Cool

https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_DoppelQuadro.jpg?m=1520330517



Hexa XL V3 - Combi

https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_HexaVerteiler.jpg?m=1520330518



Quadro V3 - Combi

https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/Redundanz_FC_V3_und_Quadro.jpg?m=1520429046





Einstellungen

Damit im Fehlerfall die Bedienung erhalten bleibt, müssen die Master- und Slave-FlightCtrl gleich eingestellt werden!

Master-FlightCtrl

  • Für die Einstellungen schließt man das MKUSB (oder eine Drahtlose Verbindung) an die Master-FlightCtrl an.
    Die Einstellungen für den Mixer und die Kanäle können wie gewohnt vorgenommen werden. Es empfiehlt sich dabei, die Einstellungen dann auf alle 5 Settings (Parametersätze) zu kopieren.


Slave-FlightCtrl

  • Nun schließt man das MKUSB (oder eine Drahtlose Verbindung) an die Slave-FlightCtrl an.
    Hier werden die Einstellungen für den Mixer und die Kanäle der Master-FlightCtrl nun eins zu eins in alle 5 Settings (Parametersätze) der Slave-FlightCtrl eingetragen. Zusammenfassung:

    • Die Mixer-Belegung der Master- und Slave-FlightCtrl müssen übereinstimmen

    • Die Kanal-Belegung der Master- und Slave-FlightCtrl müssen übereinstimmen

    Die redundante FC hört auf die gleichen Stickstellungen und geht genau wie die Haupt-FC in die Zustände "Kalibrieren", "Starten", "Stoppen"


INFO:
Ist alles richtig verbunden und eingestellt, ist nach dem Starten der Motoren in der Telemetrienzeige ein "R" zu sehen.





Funktionstest

Slave-FlightCtrl

  • Ist die Slave-FlightCtrl mit dem KopterTool verbunden, wird im Virtuellen Display ein "S" angezeigt.
    https://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Slave-SW.jpg?m=1520350607

  • Die grüne LED auf der Slave-FlightCtrl blinkt schnell.

  • Wird die Master-FlightCtrl abgeklemmt (Molex-Stecker abziehen):

    • blinkt die grüne LED auf der Slave-FC weiter schnell und zusätzlich leuchtet die rote LED.
    • auf den BL-Ctrl (Motorreglern) leuchtet weiter die grüne LED und die roten LEDs bleiben aus!


Master-FlightCtrl

  • Ist die Master-FlightCtrl mit dem KopterTool verbunden, wird im Virtuellen Display ein "M" angezeigt.
    https://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Master-SW.jpg?m=1520350606

Redundanz

  • Werden die Motoren über die Fernsteuerung gestartet, erscheint in der Telemetrie ein "R"
    -> das bedeutet, dass die Redundanz aktiv ist

    • Graupner HOTT -> MK-Telemetrie
      https://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/HoTT-Display_Redundanz.jpg?m=1520344543

    • Jeti -> Anzeige über Jeti-Box
      https://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/JetiBox-Redundanz.jpg?m=1520349298

    • KopterTool -> Virtuelles Display NaviCtrl
      https://gallery3.mikrokopter.de/var/thumbs/intern/sonstiges/redundanz/KopterTool-Redundanz.jpg?m=1520350608

Logfile

  • Während des Fluges wird ein LOG File mit allen Telemetriedaten des Kopters aufgezeichnet.

    • Eine aktive Redundanz wird hier ebenfalls angezeigt:

    https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/GPX-Redundant-YES.jpg?m=1520868116
    ((ab V2.20) Am Ende des LOG - geöffnet mit Text-Editor)



  • Im LOG-File wird zudem vermerkt, ob es von der Master- oder Slave-FlightCtrl stammt:
    https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Master.jpg?m=1520868117 https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/LOG-Slave.jpg?m=1520868118
    (ab V2.20)





Fehlersimulation

  • Es können zwei Fehler mit Redundanz simuliert werden:

    • I2C Fehler => Busausfall der Master-FlightCtrl

    • Motorausfall

    /!\
    Fällt ein Motor aus, kann nur ein OktoKopter (8 Motoren) dies sicher ausgleichen.
    Ein HexaKopter (6 Motoren) kann instabil werden, ein QuadroKopter (4 Motoren) stürzt ab.



https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416509

I2C error

  • Benötigt wird dazu ein freier Kanal am Sender der auf einen Schalter gelegt wird.
    Dieser Kanal wird in den Einstellungen auf den Benutzer-Parameter 7 gelegt (siehe Bild rechts):


  • Funktion:

    • Schalter AUS => Normaler Betrieb

      • Alle Funktionen sind wie gewohnt steuerbar - keine Fehlermeldung

    • Schalter AN => Der I2C-Bus der Master-FlightCtrl wird abgeschaltet

      • Die komplette Steuerung wird an die Slave-FlightCtrl übergeben

      • Es ertönt ein Piepsignal an der Master-FlightCtrl

      • In der Telemetrie sieht man die Fehlermeldung "37:Redundancy test"
      • Der Kopter kann wie gewohnt gesteuert werden


  • {i} Bedingung: Die Funktion wird nur aktiviert, wenn Redundanz vorliegt ('R' im Display).



  • /!\
    Für einen ersten Test sollte der MikroKopter (mit laufenden Motoren) am Boden stehen. Dann den I2C-Bus abschalten.
    Die Master-FlightCtrl piept dann ununterbrochen und die Motoren gehen nicht aus.
    Ein Abheben und Fliegen mit der redundanten FC ist dann möglich.
    Ist dies OK kann auch im Flug der Test durchgeführt werden.

    /!\
    Für den normalen Betrieb muss beim Benutzer-Parameter 7 wieder eine Null eintragen sein !!!



https://gallery3.mikrokopter.de/var/albums/intern/sonstiges/redundanz/KT-User-Redundanz.jpg?m=1520416509

Motorausfall

  • Benötigt wird dazu ein freier Kanal am Sender der auf einen Schalter gelegt wird.
    Dieser Kanal wird in den Einstellungen auf den Benutzer-Parameter 6 gelegt (siehe Bild rechts):


  • Funktion:

    • Schalter AUS => Normaler Betrieb

      • Alle Funktionen sind wie gewohnt steuerbar - keine Fehlermeldung

    • Schalter AN => Motor Nr.1 wird abgeschaltet

      • Die komplette Steuerung wird an die Slave-FlightCtrl übergeben

      • In der Telemetrie sieht man die Fehlermeldung "37:Redundancy test"
      • Der Kopter kann wie gewohnt gesteuert werden


  • {i} Bedingung: Die Funktion wird nur aktiviert, wenn Redundanz vorliegt ('R' im Display).
    Wurde vorher der I2C-Error simuliert, wird der Motorausfall NICHT ausgeführt!



  • /!\
    Für einen ersten Test sollte der MikroKopter (mit laufenden Motoren) am Boden stehen. Dann den Motor abschalten.
    Der Motor Nr. 1 geht aus, die restlichen Motoren drehen weiter.
    Ein Abheben und Fliegen mit der redundanten FC ist dann möglich.
    Ist dies OK kann auch im Flug der Test durchgeführt werden.

    /!\
    Für den normalen Betrieb muss beim Benutzer-Parameter 6 wieder eine Null eintragen sein !!!

    /!\
    Fällt ein Motor aus, kann nur ein OktoKopter (8 Motoren) dies sicher ausgleichen.
    Ein HexaKopter (6 Motoren) kann instabil werden, ein QuadroKopter (4 Motoren) stürzt ab.





Anlage F Austro Control

Möchte man in Österreich seinen MikroKopter mit Redundanz zulassen, haben wir hierfür Informationen hinterlegt: