letztes Update: 20.05.2008

Linei
   

Quadrokopter QK06

The ARM7-based Multikopter-Control

der ARM-o-Kopter
oder ARMoKopter

   



Angeregt durch meine intensive Beschäftigung mit MikroKoptern, äußerte meine Tochter den Wunsch, ein solches Fluggerät zu bauen und zu fliegen.
Ich war sofort Einverstanden, aber ein Blick in die Portokasse ergab: das ist mit H&I Hardware im Moment nicht zu schaffen.

Was gibt es denn noch fragte sie. Tja, viel gibt es nicht, vielleicht noch den ARMO. Ja, und so fing es an.

Die erste Kontaktaufnahme mit ufo-hans war überaus freundlich, die Platinen mit den nötigen Sensoren schnell bestellt.

Der Platinensatz kostet ca. 140 EUR inc. der Sensoren, die TowerPro w25A Brushless Speed Controller von Hobbycity 11,75$ und die Motoren Mystery D2830 800kv Outrunner Brushless Motor von swanghobby.com 13 EUR.

Einen MM3 Kompass, das Conrad GPS-Modul und ein BTM-222 BT-Modul hatten wir noch.

Das WIKI des ARM-O-Kopterprojekts von ufo-hans bietet viele hilfreiche Informationen armokopter.comdesign.at/wiki
Eine sehr umfangreiche Beschreibung des ARM-O-Kopters findet man bei Wolfgang auf stichw.at/UFO/ARM
Diese Beschreibung war die Grundlage für dieses Projekt.

Der Bau des ARM-O-Kopters ging teilweise so schnell, dass wir nicht alle Zwischenschritte dokumentiert haben. Es traten an keiner Stelle nennenswerte Probleme auf.

   
Kurzübersicht QK06
Rahmen: 10x10 Aluvierkant 42cm Abstand zwischen den Motoren
Platinen: ARM7
Motoren: Mystery D2830 800kv
Regler: TowerPro W25A Brushless Speed Controller auf UART umgebaut
Props: EPP1045
Sensoren: LEA-4H-GPS, MM3, BTM-222 Bluetooth-Modul, Funkmodul Wi.232EUR-R

Abfluggewicht: 988 g mit 2200 mA/h LiPo
Flugzeit: 11 bis 12 min
   
MK06 Das Grundgerüst des ARM-O-Kopters war schnell zusammengebaut.
Das 10x10 Aluprofil stammt aus dem Bauhaus.
   
MK06 Zum Schutz der Elektronik kam wieder die bewährte CD-Spindel zum Einsatz.
Sie sieht nicht so toll aus, hat aber ansonsten nur Vorteile. Sie ist enorm stabil, fast wasserdicht und man kommt überall gut an die Platinen.

Als erstes wird die Verteilerplatine eingebaut.
   
MK06 Über der Verteilerplatine sitzt mit 61 mm Lochabstand das Herz des ARMO.
   
MK06 Die benötigten Platinen, schnell und komfortabel bei Hans bestellt und innerhalb von 3 Tagen geliefert.
   
MK06 Die TP_w25A/4860 TowerPro w25A Brushless Speed Controller von Hobbycity brauchten nur eine Woche um von China zu uns zu kommen.

Die technischen Daten:
Amp rating: 25A (max 33A burst)
Voltage: 3 Cell
BEC Current: 1.5A
Battery: 2-3Cell Lipo / 5-12Cell NiMH
Size: 45x38x10mm
Weight: 24.5g
   
MK06 Der Graupner R16 Scan kam innerhalb von drei Tagen von Natterer.

Um das Summensignal auf den Ausgang von Kanal 8 zu legen, muß nur ein Widerstand umgelötet werden. Das ist in 5 min erledigt.
   
MK06 Die TowerPro w25A passen in meine "BL-Kistchen"
Die Gehäuse gibt es bei Reichelt.
   
MK06 Der Umbau der TowerPro geht mit Wolfgangs detaillierter Beschreibung recht schnell, ist aber die Art von Beschäftigung, die ich nicht so mag.
   
MK06 Die fertig bestückte und geflashte Platine. Alle Sensoren stecken noch auf Stiftleisten.

Für das erstmaliges Beschreiben des Prozessors wird das Programm SAM-PROG von atmel.com benötigt. Mit diesem Tool wird der Prozessor über USB einmal beschrieben.
Ab jetzt kann man eine neue Firmware mit dem ARM-o-Kopter Tool über die serielle Schnittstelle flashen.
   
MK06 Hier sind die Gyros über gebogene Stiftleisten direkt eingelötet.

Der Beschleunigungssensor bleibt auf der Buchsenleiste und wird mit Heisskleber mit dem MM3 verbunden.
   
MK06 Die Verteilerplatine.

Der " HIGH-CURRENT-PROFET BTS555 TO218" schaltet die Akkuspannung auf die BL-Regler und auf die ARMO-Platine .

Der BTS555 ist ein sogenannten "High Side MOSFET Driver". Er hat eine eingebaute Ladungspumpe um die erforderliche Gatespannung zum sicheren Durchschalten zu erzeugen.

Mittlerweise gibt eine Miniversion der BTS555 Leistungsschalterplatine.
   
Der Rahmen ist mittlerweile komplett gebohrt und lackiert.
Er hat 42 cm Abstand zwischen den Motoren.
   
Die eingebaute ARMO-Platine.

Mittlerweile habe ich den rechten 7805 durch den DC-DC WANDLER R-78B5.0-1.0 von RECOM ersetzt

Der Ruhestrom des QK lag ursprünglich bei 370 mA. Dabei wurde der 7805 auf der ARMO-Platine schon recht heiß.
Der RECOM-Regler ist Pinkompatibel mit 78xx-Serien-Längsreglern. Es ist auch kein Kühlkörper mehr notwendig. Er dient auch zur Versorgung des GPS-Moduls und des WI.232 Funkmoduls. Er kostet 14,10 EUR (Conrad Bestellnr. 154987)

Die Daten:
Eingangsspannung: 6.5 - 18 V/DC
Ausgangsspannung: 5 V/DC
Ausgangsstrom: 1.0 A
Effizienz: Max. 94 %

Jetzt liegt der Ruhestrom nur noch bei 250 mA!!. Das hast sich gelohnt.

Zur Info: Ich habe keine EMV Störungen
   
Die Hauptplatine steht auf Gummipuffer.

Ist die Hauptplatine nicht genügend gedämpft montiert, dann ergibt sich ein sehr unruhiges Flugbild, der Kopter ruckt und zuckt in der Luft.
Je starrer der Rahmen ist (das 'Baumarktkreuz' ist z.B. sehr starr), desto besser muß die Vibrationsdämpfung sein.
   
So sieht es mit der 25er Spindel aus.
   
Der Rahmen von unten.

In der Mitte die Trägerplatte für den LiPo
   

Heute sind die Motore gekommen.

Mystery D2830 800kv Outrunner Brushless Motor von swanghobby.com 13 EUR

Specification:


-Rpm(Kv): 800Rpm/V
-Max Currect: 24A
-Max Eff: 98%
-Weight: 52g ( Motor Net Weight )
-Total Length: 43.2mm (Motor and Shaft)
-Motor Body Diameter: 27.7mm
-Shaft Diameter: 3.14mm (Front)
-Shaft Length: 12.8mm
-Recommended Input Voltage: 6 - 18 Volt

   
   
   
   
Unter den "BL-Kästchen" sitzt der Lautsprecher

Für die Spannungsversorgung der BLCs haben wir dünnwandiges 0,75 mm² Silikonkabel verwendet. Das Kabel ist durch die Aluausleger geführt.

Nur der Akku bekommt ein 1,5 mm² Kabel.
   
   
   
   
Das Landegestell ist mit 4 St. M3-Schrauben an der Akkuplatte befestigt.
   
   
   
So sieht der ARM-o-Kopter von oben aus.
   
 
   

Flugfertig!!

 

   

Und er fliegt !!

Er fliegt !!
   
   
   
Hier das erste Video vom ARM-O-Kopter:

Wir schreiben den 7. Dezember des Jahres 2008
MVI_1990
   
  MVI_1991


Unseren Dank an Hans (ufo-hans), Wolfgang (stichw), Klempnertommy, Sprotte24 und den netten Jungs aus dem ARMO Forum.
 
 
 


Mittlerweile haben wir in den regenfreien Tage einige Akkus leer fliegen können und etwas Erfahrung mit dem ARMO sammeln können.

Er startet, landet und fliegt sehr gut. Bisher gab es keine größeren Probleme. Das Vertrauen zum ARM-O-Kopter steigt täglich.

Was sofort auffiel, der Höhenregler arbeitet sehr genau. Legt man in 2m Höhe den 3-Wegeschalter von AUS auf GPS HOLD/Höhe halten, kann man in der eingestellten Höhe rumfliegen, beschleunigen und schweben.

Zur "Inbetriebnahme sollte man noch folgendes wissen:
Die Motoren werden mit Gas/Gier LINKS UNTEN ein- und ausgeschaltet!

Die Gyros werden mit Gas/Gier LINKS OBEN neu kalibriert
Das passiert beim Booten vor den beiden kurzen Pieptönen automatisch. Wurde in dieser Zeit der Kopter stark bewegt, so kann hiermit einfach eine Neukalibrierung gemacht werden.

Die GPS-Home-Position wird mit Gas/Gier RECHTS UNTEN gespeichert - GPS-Lock vorausgesetzt

Bestätigt wird das Speichern der Home-Position mit einem langen Piepton.


Zu Anfang bemerkten wir ein leichtes Zittern beim starken Beschleunigen. Ein schneller Mailaustausch mit Hans ergab:
NICK_D war mit 11000 viel zu hoch eingestellt. Mit NICK_D 7000, ROLL_D 7000 und _D2 4000 war das Zittern sofort weg.

Jetzt müssen noch die GPS Einstellungen verfeinert werden. Dazu wurden die Parameter GPS_P und GPS_D auf die Schieberegler der MX16s gelegt.

Momentan spielt das Wetter nicht richtig mit um umfangreiche Flugtests durchzuführen.

Die Kalibrierung des MM3 haben wir, wie im WIKI beschrieben durchgeführt: Die Magnetfeldlinien zeigen nach Norden und ca. 45° nach unten. Den Magnetfeldsensor für die X-Achse parallel zu so einer gedachten Linie ausrichten – etwas spielen bis man den höchsten MM3_X (im Debugfenster ablesen) Wert erhält. Ein anschließender Probeflug zeigte dann, GPS funktioniert kaum.

Dann dachten wir uns, der ARMO fliegt horizontal, also wird der Kompass auch horizontal und vertikal kalibriert. Nachdem wir die ermittelten Korrekturwerte bei MM3_X_OFF, MM3_Y_OFF und MM3_Z_OFF eingetragen hatten, waren jetzt die MIN und MAX Werte symmetrisch.

Nun klappte es auch mit dem GPS. Hold hielt den ARMO auch bei leichtem Wind in einem ein bis zwei Meter Radius. Home brachte den ARMO wieder zum Ausgangspunkt zurück.


Das sind unsere aktuellen Settings:
 
(000) Startset
4
(001) ROLL90
13500
(002) NICK90
13500
(003) YAW90
13500
(004) ACC_CENTER_X
5061062
(005) ACC_CENTER_Y
5086429
(006) ACC_CENTER_Z
5160000
(007) ACC_GRAVITY_Z
6804410
(008) GYRO_M_ADJUST
15
(009) CHANNEL_ROLL
2
(010) CHANNEL_NICK
3
(011) CHANNEL_PITCH
1
(012) CHANNEL_YAW
4
(013) OPTIONS
0
(014) MIDDLE_ROLL
557
(015) MIDDLE_NICK
557
(016) MIDDLE_YAW
557
(017) MIN_PITCH
366
(018) MAX_PITCH
749
(019) ROLL_P
34
(020) ROLL_I
100
(021) ROLL_D
7000
(022) NICK_P
34
(023) NICK_I
100
(024) NICK_D
7000
(025) YAW_P
800
(026) YAW_I
40
(027) NICK_ROLL_D2
4000
(028) HEIGHT_P
3000
(029) HEIGHT_I
3000
(030) HEIGHT_D
500
(031) GPS_P
2928
(032) GPS_I
0
(033) GPS_D
35328
(034) GPS_MAX_ANGLE
2000000
(035) GPS_D2
0
(036) MIN_GAS
33
(037) MAX_GAS
200
(038) LOW_VOLTAGE
520
(039) ACC_CORRECTION
80
(040) ACCX90
170
(041) ACCY90
170
(042) CAM_FACT_ROLL
600
(043) CAM_MIDDLE_ROLL
540
(044) CAM_FACT_NICK
-582


(045) CAM_MIDDLE_NICK
530
(046) MM3_X_OFF
-4
(047) MM3_Y_OFF
19
(048) MM3_Z_OFF
3
(049) HEIGHT_ACCZ_D
-300
(050) ACC_SMOOTH
16
(051) MM3_DEVIATION
0
(052) YAWING_ROLL
0
(053) YAWING_NICK
0
(054) REG_MAX_INT
2800
(055) MAIN_I
0
(056) CHANNEL_CAM
5
(057) MIDDLE_CAM
560
(058) MM3_ROTATION
-45
(059) MOT_STEPS
30
(060) CHANNEL_HEIGHT
6
(061) STICK_FACTOR
30000
(062) REG_MAX_NR
50
(063) REG_MAX_YAW
35
(064) MOTIONCORR_X
524
(065) MOTIONCORR_Y
579
(066) MOTIONLIMIT
500
(067) ROTATIONLIMIT
500
(068) COMPASSFORCE
100
(069) REG_END_RAMP
120
(070) REG_MIN_NR
20
(071) GYRO_SMOOTH
1
(072) REG_START_RAMP
40
(073) POTI1_CHANNEL
7
(074) POTI1_PARAMNUM
31
(075) POTI1_MINVALUE
1
(076) POTI1_MAXVALUE
6000
(077) POTI2_CHANNEL
8
(078) POTI2_PARAMNUM
33
(079) POTI2_MINVALUE
1
(080) POTI2_MAXVALUE
72000
(081) VEL_Z_LIMIT
500000
(082) VRATE_CHANNEL
-1
(083) VRATE_CLIMB
400
(084) VRATE_SINK
-200
(085) BARO_ACC_FACTOR
2500
(086) GPS_PH_DIST
400
(087) GPS_TRAVEL_P
7334
(088) unused
1000
(089) GPS_CH_SPEED
400
(090) VARIO_SENSITIVITY
60
(091) GPS_CH_I
2466
 
 
 
Hier noch einige Aufnahmen vom 17.01.2009:
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
Qudrokopter QK06
 
 
 
 
QK06 umgebaut Die 50er CD-Spindel war uns zu hoch.

Der QK06 ist nun "tiefergelegt".
   
   
QK06 Jeti 02.05.2009

Der QK06 fliegt nun auch auf 2,4 GHz.

Leider noch mit der viel zu teuren QuadroPPM Platine.
Demnächt bekommt er auch den Jeti Summensignalempfänger.
   
QK06 Jeti  
   
QK06 Jeti  
   
ARMO mit HF100 20.05.2009

Hier soll derr ARMO zeigen ob er eine rund 450 Gramm schwere Canon HF100 Kamera mit größerem Akku und Weitwinkelvorsatz tragen kann.

Die Kamera wurde "professionell" mit Tape am Landegestell befestigt.
   
ARMO mit HF100 Und er fliegt. Ca. 8-9 Minuten waren wir damit in der Luft.
Er fliegt eigentlich ganz prima, nur ich hatte etwas Angst dabei.