PX4 PIXHAWK Autopilot / Flight Management Unit

PIXHAWK Seite 3

schnelle und moderne Hardware ergänzt die AutoPilot Multiplatform

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PIXHAWK V2.4
30.01.2014 Erstes defektes PIXHAWK In den letzten Wochen habe ich meine APMs gegen das PIXHAWK ausgetauscht, so ca. 15 Stück. Heute habe ich zum ersten Mal ein defektes PIXHAWK dabei gehabt. Zunächst fiel auf, dass der Copter recht unruhig im Stab Mode war. Er drehte sich auch immer wieder weg. Bei der Kontrolle des Dataflash Logs sah ich, dass die IMU2 keine Daten liefert. Zu sehen im Logbrowser unter IMU2 > AccX, AccY und AccZ Das ist auch bei der V2.2 aus meiner IRIS der Fall, weil das dort verwendete PIXHAWK keinen IMU2 Sensor hat. Erst dachte ich der deutsche Händler hätte mir eine alte Version (V2.2) untergeschoben. Das war aber nicht der Fall. Es ist die aktuelle Version 2.4. Nach dem Tausch des PIXHAWK und anschließendem Probeflug liefert auch die IMU2 Daten und das Flugverhalten ist optimal. Noch etwas Hintergrundwissen: Im alten PIXHAWK (V2.2) wurde der LSM303D Chip von STMicroelectronics mit Accelerometer und 3D Compass verbaut. Nachdem die Platinenfertigung schon auf Hochtouren lief, stellte man fest, dass dieser Chip nicht immer funktionierte. Jetzt wurde das Platinenlayout geändert und ein alter Bekannter kam wieder ins Spiel. Der MPU-6000 Six-Axis (Gyro + Accelerometer) von InvenSense® Technology wurde zusätzlich als IMU2 auf das neue PIXHAWK in der V2.4 gesetzt. Wir kennen den MPU-6000 vom APM 2.5. Er arbeitet sehr zuverlässig und die Entwickler haben viel Erfahrung damit sammeln können. 3DR verkauft uns nun das PIXHAWK in der V2.4 mit dual Sensor Support - man gibt ja schließlich keine Fehler zu. Zurück zu meinem Problem: Die AC3.1.2-rc2 prüft die Sensoren und schaltet auf den Sensor mit den plausibelsten Daten. Also normalerweise der MPU-6000. Da meine IMU2 (MPU-6000) keine Daten liefert, ist das dann die IMU1 mit dem problematischem LSM303D. Das sah man am Flugverhalten. Jetzt kann der Copter wieder fliegen - guter Service bei exp-tech.de Am 15.01.2014 habe ich von der Firma exp-tech.de diesen PIXHAWK gekauft. Ich informierte Herrn Weise von exp-tech am 30.01.2014 über diesen Fehler. Schon am nächsten Tag bekam ich eine sehr freundliche Mail mit einem Retourenschein. Am 07.02.2014 erhielt ich ein neues PIXHAWK. Gestern geprüft - alles funktioniert nun wieder. Leider hat exp-tech den Preis für das PIXHAWK extrem angehoben. Wer keine 25 EUR mehr bezahlen möchte, sollte bei einem anderen Händler kaufen. 17.02.2014 Gerade gesehen, das PIXHAWK wird bei exp-tech  ja täglich teurer, mittlerweile 38 EUR über den Ladenpreis.
04.02.2014 PIXHAWK, APM 2.5 und PX4 senden Telemetrie Daten auf die TARANIS. GPS / Arm / Alarm HighPower Led Anzeigen auch wieder auf dem PIXHAWK möglich. Vorstellung APM MavLink to FrSky X8R /X6R S.Port Converter inc. Ledansteuerung Benötigt wird ein TARANIS Sender, ein S.Bus fähiger Empfänger wie der X8R oder X6R, ein Teensy 3.1, die Dreifachledplatine und eine RGB Led oder drei bis sechs einzelne Leds.
Dreifachledplatine CH3  CH2  CH1  + 5V  GND Ausgang CH3 Mode   Ausgang CH2 GPS Status   Ausgang CH1 Armed FrSkyS.Port S +5V GND Vin TX1 GND RX2 TX2 PIXHAWK APM 2.5 PX4 Telemetrie z.B.X8R 8/16 Ch oder X6R 6/16 Ch  S.BUS ACCST Telemetry Receiver
Das Projekt basiert auf dem MavLink to FrSky X8R S.Port Converter von R. Blomgren. Er hat die Telemetrieroutinen für die Taranis geschrieben.  Zum Einsatz kommt ein Teensy 3.1 mit einem 32 bit ARM Cortex-M4 Prozessor (MK20DX256) mit 96 MHz Takt. Der Teensy 3.1 hat  64K RAM und 256K Flash. Er ist 5V tolerant an den digitalen Inputs, hat einen 12 bit DAC, dual ADC, und CAN Bus support. Wofür ist das gut? Der Teensy belauscht auf dem Telemetrie Port die Mavlink Pakete vom APM 2.5, PX4 oder PIXHAWK und wertet diese aus. Die Daten, die uns interessieren werden in das S.Bus Protokoll des FrSky Empfängers (X8R, X6R) konvertiert und über den 2,4 GHz Telemetrielink an die TARANIS gesendet. Dort können wir die Daten im Telemetrie Menü anzeigen lassen. Siehe Beispiele unten. Aber der Teensy kann noch mehr. Über die Ports A1 bis A6 wird eine oder zwei Dreifachledplatine(n) angesteuert. Die Ausgänge der Platine treiben drei oder sechs einzelne HighPower Leds. Damit können wir uns, auch beim PIXHAWK, den Armed, GPS, Mode, HDOP und Gasstick mitte Status auf dem Copter anzeigen lassen. Die Anzeige von Gasstick mitte mittels der gelben Led ist sehr hilfreich um bei AltHold die Schwebeposition leicht zu finden. Den HDOP Status möchte ich nicht mehr missen. Er zeigt mir jederzeit wie genau mein GPS Signal ist. Default wird für Unterspannungswarnung der Wert aus “FS_BATT_VOLTAGE” verwendet. Alternativ erkennt der Teensy die Anzahl der Zellen und erzeugt eine eigene Unterspannungswarnung und es wird nicht der Wert aus “FS_BATT_VOLTAGE” verwendet. Ob man einzelne Leds oder RGBW Leds verwendet ist Geschmackssache. Jede Lösung hat seine eigenen Vorteile. Mir gefällt die Lösung mit sechs einzelnen Leds am besten. Im Gegensatz zur nicht verfügbaren “external Led” von 3DR ist diese Lösung auch richtig hell und lässt die Position des Copters auch bei Sonne eindeutig erkennen. Port A0 ist ein Analogeingang bis 3,3 Volt. Die an diesem Eingang anliegende (skalierte) Spannung wird auf der TARANIS als A2 angezeigt. Der Digitalausgang CH7 ist optional. Auf CH7 liegt ein langsames ein und ausfaden mit 1 bis 5 Prozent Helligkeit. Die Anzeige von AccX, AccY und AccZ ist sehr interessant. Hiermit kann man die Vibrationen auf dem Frame im Flug beobachten. So lässt sich ein ausgeschlagenes Lager oder ein unrunder Propeller leicht erkennen. Im MP bitte alle Stream Raten, also alle SRx Parameter die eine Null enthalten auf 2 ändern. Der S.Bus Empfänger wird nur zur Übertragung der Telemetriedaten gebraucht. Wer die Telemetriedaten auf der TARANIS nicht braucht, oder wer ein anderes System z.B. Graupner oder Jeti einsetzt, kann die Schaltfunktionen des Teensy mit der Dreifachledplatine natürlich trotzdem nutzen. Die Lösung mit dem Teensy und der Dreifachledplatine oder der Six Channel Platine ist unabhängig von der APMCopter Version und auch unabhängig von der verwendeten Hardware (APM,PX4, PIXHAWK) weil sie auf dem MAVLINK Protokoll aufsetzt. Die Software stelle ich natürlich kostenlos zur Verfügung.
PIXHAWK Telemetrie Serial 2 Pin 1: +5V Pin 2: TX Pin 3: RX Pin 4: CTS Pin 5: RTS Pin 6: GND
Hier zwei Beispielfotos wie die Telemetrie Bildschirme auf der TARANIS aussehen können.
Das sind die Daten, die momentan angezeigt werden können. Cell           Voltage of Cell=Cells Cells         Voltage from LiPo [V] A2             Analog voltage from input A0 on Teensy 3.1 Alt             Altitude from baro.  [m] GAlt          Altitude from GPS   [m] HDG         Compass heading  [deg] Rpm          Throttle in PWM (1000 - 2000) AccX         AccX m/s ? AccY         AccY m/s ? AccZ         AccZ m/s ? // VSpd     Vertical speed [m/s] // VSpd     Anzahl der Zellen VSpd        VCC Onboard Versorgungsspannung typ. 5,20 V Speed       Ground speed from GPS,  [km/h] ) T1             GPS status = ap_sat_visible*10) + ap_fixtype T2             Restkapazität in % Vfas          same as Cells Longitud    Latitud Dist           Will be calculated by FrSky Taranis as the distance from first        received lat/long = Home Position Fuel          HDOP horizontale GPS Genauigkeit in cm // sind alternative Anzeigen
Analog in = A2 auf FrSky
Dreifachledplatine
CH5 CH4 CH6
Hier ein kurzes Video. Die blaue GPS Led war nicht aktiv weil ich keinen GPS Fix hatte. 15.02.214 Noch ein Video. Der erste Teil zeigt den F680 mit 4 Leds. GPS Fix und HDOP <2 konnte ich wegen fehlendem GPS in der Werkstatt nicht zeigen. Der zweite Teil zeigt den X600 mit 3 Leds. Die rote Led auf dem X600 sollte eigentlich blau sein. Ich hatte aber keine hier. 07.03.2014 Alle Videos zeigen noch einen alten Software Stand.
CH7
Optional: CH4 - CH 6 auf die zweite Dreifachledplatine
TARANIS Telemetrie TARANIS Telemetrie
    LiPo Spannung
Leistung in Watt
   LiPo   Strom
Höhe vom Baro in m
Compass Richtung
Gesamt mA/h
Throttle PWM 1000 - 2000
4 sichtbare Sats 3D Lock
      RSSI
HDOP in cm
Dist. from Home
Spannung Empfänger
Zellen Spannung
Spannung PIXHAWK
Acc X
Acc Z
Acc Y
S +5V GND PIXHAWKAPM 2.5 Servo Rail Leds für APMCopter RGBW Led
Beispiel: vier einzelne Leds
oder eine RGBW Led
Der Versuchsaufbau
Leds für APMCopter Leds für APMCopter Leds für APMCopter Leds für APMCopter
A1 (pin15) = CH1 ARM Disarmed OFF Armed ON LiPo Unterspannung LowBlink
A2 (pin16) = CH2 GPS kein GPS Empfang OFF 2D Fix FastBlink 3D Fix ON LiPo Unterspannung LowBlink
A3 (pin17) = CH3 Mode Stab OFF AltHold ON Loiter 1000 ms Blinken Land  200 ms Blinken RTL  100 ms Blinken LiPo Unterspannung LowBlink
A4 (pin18) = CH4 GPS HDOP HDOP kleiner 2,00 ON LiPo Unterspannung LowBlink
03.03.2014 Six Channel High Power Led Driver for Teensy 3.1 Als Erweiterung für das Teensy 3.1 gibt es jetzt den 6 Kanal Ledtreiber als Shield. Das macht die Verdrahtung erheblich einfacher.
Six Channel High Power Led Driver Platine Six Channel High Power Led Driver Platine für Teensy 3.1 Six Channel High Power Led Driver mit  Teensy 3.1 Six Channel High Power Led Driver for Teensy 3.1 S +5V GND PIXHAWKAPM 2.5 Servo Rail FrSkyS.Port z.B.X8R 8/16 Ch oder X6R 6/16 Ch  S.BUS ACCST Telemetry Receiver S +5V GND PIXHAWK APM 2.5 PX4 Telemetrie
Pin 1: +5V Pin 2: TX Pin 3: RX Pin 4: CTS Pin 5: RTS Pin 6: GND
CH1     CH2   CH3
CH4     CH5   CH6
VCC    VCC   VCC
VCC    VCC
VCC    VCC   VCC
GND    GND
TX1
TX2    RX2
CH 1
Beispiel Kanal 1
Mit einem Teensy 3.1 und dem Shield können 6 High Power Leds angesteuert werden. z.B für Arming / GPS / Mode / HDOP<2 / HDOP<3 / Gasstick mitte Status Anzeigen. Gleichzeitig werden die Telemetriedaten des PIXHAWK, APM oder PX4 zur Taranis übertragen. Bitte beachten: Auf dem Shield sind die Pins Vin, GND und Pin12 bezeichnet. Diese müssen mit dem Teensy 3.1 übereinstimmen. Wenn die Pins einmal gelötet sind, kann man den Teensy und das Shield nur noch schwierig trennen. Die kurze Seite der 2,5 mm Stiftleisten wird auf das Shield gesteckt. Die Stiftleiste lässt sich nur mit etwas Druck einführen. Wer möchte kann sich das einlöten auf der Shield Seite sparen und lötet nur die Pins auf der Teensy Seite.
A5 (pin19) = CH5 GPS HDOP HDOP kleiner 3,00 ON LiPo Unterspannung LowBlink
PIXHAWK Telemetrie Serial 2
Die bestückte Six Channel High Power Led Driver Platine oder die Dreifachledplatine kann über mich bezogen werden. Bitte schreiben Sie mir eine kurze E-Mail.
PIXHAWK V2.43 PIXHAWK V2.4
12.02.2014 altes PIXHAWK - neues PIXHAWK
So sehen die aktuellen Funktionen der Leds aus
Teensy 3.1 Rückseite
Bitte die Brücke von Vin zu VUSB trennen!!
Quadrocopter F650 von APMCopter.de
A6 (pin20) = Throttle mitte Gasstick in Mittelstellung ON LiPo Unterspannung LowBlink
LED Status plus TARANIS Telemetrie
27.03.2014 Seit heute gibt es Spline für Auto Missionen Mit Spline kann man von Wegpunkt zu Wegpunkt in einer sanften Kurve fliegen. Ich habe es heute mit der IRIS ausprobiert. Das ist der Flugplan. Die Wegpunkte heißen nun SPLINE_WAYPOINT.         So sieht der Flug in Google Earth aus. Eine acht mit einem zusätzlichen Wegpunkt Und hier das Ergebnis. Start und Landepunkt des Copters entsprechen nicht dem Flugplan, weil ich an einer anderen Stelle gestartet bin. Dieser Startpunkt wird durch das RTL auch zum Landepunkt. Für den Flug wurde wieder die IRIS, diesmal mit EKF eingesetzt.
Spine Wegpunkte APMCopter Flugplan Spine Wegpunkte APMCopter
Restkapazität        in %
08.05.2014 UBLOX MAX-M8Q GPS QZSS GLONASS BeiDou 18Hz GPS Modul Das uBox 7 GPS Modul ist kaum im Handel, da gibt es schon das uBlox M8. Mit der neuen Multi-GNSS-Plattform M8 von u-blox lassen sich simultan die Signale der Satellitensysteme GPS, QZSS, BeiDou, GLONASS und Galileo inc. SBAS empfangen und verarbeiten. Für uns interessant: Der gleichzeitige Empfang von GPS und GLONASS verdoppelt die Anzahl der sichtbaren Satelliten und sorgt für eine höhere Positionsgenauigkeit. Single GNSS mit bis zu 18 Hz Gleichzeitiges GNSS mit bis zu 10 Hz Die hohe Abtastrate von 18 Hz wird beim PIXHAWK zunächst nicht genutzt, dort reichen uns 5 Hz. Es ist viel wichtiger, dass die Postion genau ist. Der Autopilot kann die gyros und accel in der Zeit zwischen den 5 Hz Messungen verwenden. Wir müssen nur die Verzögerung in der GPS Position wissen und können sie mit den anderen Sensoren korrigieren. Eine Mischbestückung, bestehend aus einem M8 Modul und einem 6er oder 7er ist nicht sinnvoll weil nur bei einem Unterschied von zwei Sats auf das bessere GPS umgeschaltet wird. Da das M8 immer mehr Satelliten empfängt als das 6/7er, kommt dieses nur beim Ausfall des M8 Moduls zum Einsatz. Ist vielleicht besser als nichts. :) Ich bekomme nächste Woche zwei M8 Module und freue mich schon auf die Testflüge damit.
UBLOX MAX-M8Q GPS Modul
Assistance     AssistNow GNSS Online     AssistNow GNSS Offline (up to 35 days, requires host integration)     AssistNow Autonomous (up to 6 days)     OMA SUPL & 3GPP compliant Oscillator     TCXO(MAX-M8Q/M8W),     Crystal (MAX-M8C) RTC crystal: built-In (MAX-M8Q/M8W) or cost efficient solution with higher Backup current (MAX-M8C) Anti jamming: active CW detection and removal Memory: Onboard ROM Supported antennas: Active and passive Support tools:
Hier die technischen Daten:     Receiver type         72-channel u-blox M8 engine         GPS/QZSS L1 C/A, GLONASS L10F         BeiDou B1         SBAS L1 C/A: WAAS, EGNOS, MSAS     Navigation update rate:         Single GNSS up to 18 Hz         Concurrent GNSS up to 10 Hz     Position accuracy: 2.0 m CEP     Acquisition (MAX-M8Q,W/ MAX-M8C)         Cold starts: 26 s / 27 s         Aided starts: 2 s / 4 s         Reacquisition: 1.5 s / 1.5 s     Sensitivity         Tracking & Nav: –167 dBm / –164 dBm         Cold starts: –148 dBm / –147 dBm         Hot starts: –156 dBm / –156 dBm
20.05.2014 Das neue UBLOX M8 GPS Modul empfängt 19 Sats bei einem HDop von 1.06 Letzte Woche habe ich zwei der begehrten ublox M8 Module bekommen und eines auf meinem Test Hexa montiert. Das M8 ist das primäre GPS, ein ublox-6 das sekundäre. Es kommt nur zum Einsatz wenn das erste GPS zwei Sats weniger empfängt als das zweite. Der erste schnelle Testflug unserem Flugplatz zeigte 18 Sats bei einem HDop von 1.06 m an. Als ich das Video aufgenommen habe, waren es 19 Sats und ein HDop von 1.19 m - absolut Spitze. Der Copter ist natürlich trotzdem dem Wind ausgesetzt und muss erst eine Positionsdifferenz erreichen um sie dann wieder auszugleichen. Das heißt, er wird sich immer leicht bewegen. Er stand aber nach 12 Minuten noch an der gleichen Stelle. Verglichen mit den ublox-6 Flügen mit dem 3DR GPS/Compass Combi Modul ist das ublox M8 eine echte Bereicherung für unser Hobby.
Hexa X600 mit ublox M8 GPS Modul ublox M8 GPS Modul auf dem Hexa X600
Das ublox M8 ist rechts neben dem ublox-6 Modul montiert.
Mein Test Hexa, der X600 mit den zwei GPS Modulen.
ublox M8 GPS Modul
Hier ist das Logfile “dyn. Fliegen”
    EVK-M8N: u-blox M8 GNSS evaluation kit     with TCXO, supports MAX-M8Q/M8W     EVK-M8C: u-blox M8 GNSS evaluation kit     with crystal, supports MAX-M8C
ublox M8 Case Hexacopter T810 R2 T810 faltbarer HexaCopter aus 3k Carbon