Bouwverslag: zelfbouw flight controler op basis van Arduino Uno

[Andreotti]

Pas wel op met het parallel zetten van je bec's.
Niet iedere bec van een esc is hier geschikt voor.
Ze kunnen elkaar tegen werken waardoor je esc heel warm kan worden.

Ja, dat idee had ik ook. Lijkt mij geen goed plan.

Ik ga eerst eens de stroom meten. Kan nooit veel zijn aangezien er geen servo's aangestuurd gaan worden.

Volgens mij moet een 7805 bij een lage stroom wel werken. En een paar C'tjes van 100nF over de in- en uitgang om het "fluiten" tegen te gaan.

 

[evharten]

Pas wel op met het parallel zetten van je bec's.
Niet iedere bec van een esc is hier geschikt voor.
Ze kunnen elkaar tegen werken waardoor je esc heel warm kan worden.
De meeste hier op het forum raden ook altijd aan om maar 1 bec te gebruiken.

Anders gewoon een losse ubec nemen

Ik hou het zeker in mn achterhoofd, als het 7805's zijn die er op zitten dan kunnen ze er iig zeker niet tegen, die houden absoluut niet van spanning op de output pin
Tnx iig voor de tip!

 

[JoopB]

Sorry dat ik wat laat reageer. Ik was op vakantie en door een blikseminslag op het park lag het internet er uit. Lekker rustig ;-)

Hee Joop, hoe voed jij je arduino? Mijne gaat via de esc van motor 1. Maar vanavond ging mijn quad weer door z'n hoeven. Gelukkig geen schade, alleen 4 verbogen pootjes. De ontvanger stond te knipperen, duidend op een tijdelijke stroom dip. Ik zit er over te denken om de electronica via een 7805 direct aan de lipo te koppelen.

Ik gebruik zelf de on board voeding van de Uno (NCP1117 met 1A) en dan direct op de 3S lipo. Je kan er 6 tot 20V op aansluiten en dat gaat prima. Met al je sensoren, gps, leds, ontvanger, zender, enz blijf ik ver onder de 1A en heb nog geen problemen gehad.

De 7805 direct op de lipo en met de juiste condensatoren kan ook prima. Deze kan 1,5A leveren en dat is 50% meer dan de voeding van de Arduino Uno.

Esc's kunnen niet parallel als ze een geschakelde bec hebben. Hebben ze een lineaire bec dan is het geen probleem.

 

[evharten]

De 7805 direct op de lipo en met de juiste condensatoren kan ook prima. Deze kan 1,5A leveren en dat is 50% meer dan de voeding van de Arduino Uno.

Dit is niet juist, de 7805 kan maximaal 1Amp leveren (datasheet: http://www.fairchildsemi.com/ds/LM/LM7805.pdf)

De 78L05 , 100mA , 78M05 0,5A en de 78S05 2A.
+ zonder koeling kan de 7805 NIET 1 Amp leveren, er MOET een koelplaat op wil je dat halen. (en dat zeg ik uit ervaring zelfs).
Ik gebruik tegenwoordig de LM2576 (switching converter) welke een hogere efficientie heeft (minder energie wordt verspeelt in warmte) deze kan tot 3Amp leveren (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2576.pdf), en heeft bijna geen koeling nodig (tot 2 Amp iig niet).

 

[evharten]

Je kan overgens een 7805 niet zomaar parallel zetten, dan moet er een diode op de output, zodat er geen spanning terug loopt naar de 7805.
Anders gaat de 7805 erg warm worden en springt in thermal protectie, en doet niets meer.

 

[JoopB]

Er zal ongetwijfeld kwaliteitsverschil zitten in leveranciers. ST geeft voor hun 7805 aan dat deze 1,5A aan kan zolang de kerntemperatuur binnen de specificaties blijft. Dit doet Fairchildsemi ook. Niet op de eerste pagina van de datasheet, maar wel een paar pagina’s later.

Daarnaast heb ik nergens geschreven dat een 7805 geen koeling nodig heeft. Alleen maar dat deze direct op de lipo kan.

De maximale belastbaarheid is grotendeels afhankelijk van de maximale temperatuur in de kern. En die is weer afhankelijk van het gedissipeerde vermogen en de thermische weerstand. Het is dan ook niet te stellen dat 7805 maximaal een bepaalde stroom kan leveren zonder andere factoren te noemen.

Bij de Multi ga ik uit van een maximale omgevingstemperatuur van 35 graden en een maximale Vi van 12,6V. De thermische weerstand van de TO-220 zonder koellichaam is 70 C/W. Maximale kern temperatuur 125 graden.

Zonder koeling kan je dan maximaal ((125 - 35) / 70) / (12,6 - 5) = 169mA vragen.

 

[evharten]

mjah ok het staat er in, echter algemeen begrip en ook wat de fabrikanten zelf zeggen is 1Amp, hoger is niet aangeraden,
tenzij je misschien een actieve koeler er op zet, en zelfs dan is het afvragen of je uberhaupt het gaat halen, want 1.5A is toch echt wel uiterste max.

Ik zou het iig niet adviseren, tenzij je graag wil dat je controller ineens offline is als je Quad bovenin de lucht hangt, lijkt me niet geheel de bedoeling, dus limieten opzoeken is niet verstandig met zulke dingen.
En koeling evenmin, als je Quad hovered, en het is windstil heb je vrijwel geen koeling, dus krijg je dezelfde situatie.

Dat is nu eenmaal het nadeel van deze liniare regulators, ik gebruik tegenwoordig eigenlijk alleen nog maar switched, veel efficienter, meer vermogen en minder koeling nodig.

 

[JoopB]

Je kan overgens een 7805 niet zomaar parallel zetten, dan moet er een diode op de output, zodat er geen spanning terug loopt naar de 7805.
Anders gaat de 7805 erg warm worden en springt in thermal protectie, en doet niets meer.

Volgens de datasheet van Sparkfun is dit alleen van toepassing als de spanning over de 78XX groter is dan 7V. Er vanuit gaande dat de rest van de esc's niet boven de 6V uit komen kan het dus.

dus limieten opzoeken is niet verstandig met zulke dingen.

De specs van de fabrikant aanhouden is geen limieten opzoeken

 

[evharten]

Volgens de datasheet van Sparkfun is dit alleen van toepassing als de spanning over de 78XX groter is dan 7V. Er vanuit gaande dat de rest van de esc's niet boven de 6V uit komen kan het dus.

Mijn ervaring leert beter, heb ooit 's 2 7805's aan elkaar gekoppeld (de uitgangen) beiden gaven het wel bekende blauwe wolkje, met diodes had ik dit niet.

De specs van de fabrikant aanhouden is geen limieten opzoeken

De geadverteerde specs zijn 1Amp , niet 1.5Amp, (niet om zeurderig te doen hoor, maar ze zijn bedoelt voor 1Amp niet voor 1.5Amp), dit is al jaren zo bekend ook.

 

[JoopB]

De geadverteerde specs zijn 1Amp , niet 1.5Amp, (niet om zeurderig te doen hoor, maar ze zijn bedoelt voor 1Amp niet voor 1.5Amp), dit is al jaren zo bekend ook.

Nee hoor, helemaal niet zeurderig. Zelf hou ik alleen liever de specificaties van de leverancier aan. En als die in de specs zet "1,5A met voldoende koeling" ga ik er van uit dat dit ook echt kan. En als het ding daardoor 70 graden wordt maak ik mij daar echt niet druk over.

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000444.pdf

Maar wat mij betreft genoeg over de 78XX

Inmiddels ben ik zo ver dat ik alle settings in kan stellen via de telemetrie box. Ook is het mogelijk om voor het programmeren van de zender de pulstijden van de ontvanger uitlezen.

Tijdens het vliegen zijn de volgende gegevens uit te lezen op het scherm van de telemetrie-box:
-Latitude
-Longitude
-Hoogte
-Accu spanning
-Snelheid
-Koers
-Roll hoek
-Pitch hoek
-Foutmeldingen
-Aantal satellieten
-Afstand over grond
-Afstand line of sight
-Flight mode

En op dit moment ben ik bezig om tijdens het vliegen de ingestelde hoogte aan te passen. Bijvoorbeeld +/- 5 meter inclusief de gewenste stijg- of daalsnelheid. Als ik dat voor elkaar heb kan ik dit ook op de latitude, longitude en koers toepassen en ben ik weer een stap dichter bij de waypoints.

Met kleine stappen gaan we verder

 

[evharten]

Nice, ja ff genoeg over de 78xx

Je bent weer lekker bezig iig! , ik zit nog te wachten op mn pcb's, zijn helaas vertraagt door de chinese post ze liggen nog daar in het sorteercentrum.

Ik ben nu bezig met een nieuwe Quad op basis van een Uno ook, (kleinere quad) dus kan ik iig toch spelen

 

[Andreotti]

Nou zeg, dat was een hele discussie.
Ik gebruik de 78xx series al m'n hele leven voor van-alles-en-nog-wat (vooral FM zenders ), maar ik ben toch voor Joop's oplossing gegaan. Gewoon de lipo rechtstreeks op de VIn van de Arduino. Dus geen BEC meer om de elektronica te voeden. Dat lijkt naar behoren te werken.

Ja Joop, lekker bezig zo. Het is een wonder dat je al die code in de Uno gepropt krijgt. Ben benieuwd naar je volgende filmpje.

Ik ben de laatste paar dagen in de Aeroquad software aan het hobbyen om toch het full-throttle probleem aan te pakken. Ik vermoed dat het probleem in de PID Windup beveiliging zit, maar vanwege de wind momenteel kan ik niet buiten testen. Ik heb even in de tuin getest, maar vol gas geven lijkt me niet een heel goed plan.

 

[JoopB]

Ik ben nu bezig met een nieuwe Quad op basis van een Uno ook, (kleinere quad) dus kan ik iig toch spelen

Mooi Ben erg benieuwd naar de vorderingen. Je eigen draadje is al veel te lang stil

Ik ben de laatste paar dagen in de Aeroquad software aan het hobbyen om toch het full-throttle probleem aan te pakken. Ik vermoed dat het probleem in de PID Windup beveiliging zit, maar vanwege de wind momenteel kan ik niet buiten testen. Ik heb even in de tuin getest, maar vol gas geven lijkt me niet een heel goed plan.

Ik vind het al een hele prestatie dat je wegwijs kan worden in de Aeroquad software Man wat een programma. Ik dacht een kijkje te nemen om te zien hoe ze bepaalde zaken opgelost hadden...... Daar ben ik maar snel mee gestopt, ik kan er geen chocolade van maken Maar het zal ongetwijfeld een kwestie van wennen zijn.

Zou mooi zijn als je het probleem kan achterhalen en kan verhelpen. 1500us is wel een beetje weinig voor een volle klim.

Het proppen valt wel mee. Ik heb nog steeds behoorlijk wat ruimte over na de laatste "schoonmaak" actie in mijn programma. Omdat de telemetrie-box ook rekenwerk doet bespaar ik daar weer ruimte mee in de Uno.

Ik ga er binnenkort wel een heading-lock programmeren. Het nadeel van een quad is het eenvoudig verlies van oriëntatie. Dit is mij al een paar keer overkomen en dan is het handig als je met heading-lock de quad weer terug kan halen.

Ik zal eens kijken of ik binnenkort weer eens een film kan maken van de laatste vorderingen. Helaas zijn de weersvoorspellingen bedroevend slecht :-(

 

[Andreotti]

Bij de aeroquad software is het even wennen om door de honderd-miljoen-miljard compiler switches heen te lezen, het is verder allemaal redelijk geordend opgezet. Maar wel wat aan de lompe kant... Aangezien jij niet met verschillende hardware en sensors rekening hoeft te houden, heb je die ongein gelukkig niet.

Voor heading-lock heb je een magneto (soort compas?) sensor nodig toch? Zodat je kan bepalen of de quad voor- of achteruit gaat? Da's wel handig. Oriëntatie is wel een dingetje af en toe. LED'jes helpen ook

Je telemetrie box is echt reuze interessant. Ik heb ook zo'n transeiver setje besteld. Ik weet nog niet precies wat ik er mee ga doen, maar dat krijgt vast wel een bestemming. ff een nachtje over slapen...

 

[JoopB]

Voor heading-lock heb je inderdaad een kompas nodig. Deze zit er al in omdat die ook nodig is voor de gps-lock. Dus eigenlijk zijn het maar een paar regels code die toegevoegd moet worden ;-)

Leds zijn een optie. Maar in de volle zon gaat het toch wel eens mis. En ik zou het echt heel erg jammer vinden als mijn werk er vandoor vliegt

Die telemetrie box is inderdaad een handig apparaatje. Geen gezeul meer met de laptop en je kan er alles draadloos mee instellen en uitlezen. En ideeën zijn er al genoeg. Zoals bijvoorbeeld fotolocaties op slaan. Je hebt een foto gemaakt en dan kan je met een "druk op de knop" een week later weer naar dezelfde plek vliegen met dezelfde camerahoek.

Maar voordat het zover is moet eerst de gps-hold goed en betrouwbaar functioneren. Helaas heb ik nog veel te weinig tijd gehad om te testen

 

[JoopB]

Vandaag echt een bizarre en nieuwe ervaring gehad..... vliegen in heading-lock..... 8O Wat een vreemde ervaring is dat

Vanavond had ik weer wat tijd en heb ik een paar regels toegevoegd voor de heading-lock. En dan even testvliegen in de tuin. Nog even twee minnen in plussen veranderd wegens een telfout en het werkte zoals verwacht

Met heli's vlieg je echt op oriëntatie. Pirouetting travel en piro flips gingen mij altijd wel goed af en in je hoofd zit dan ook echt ingebakken dat je tijdens het pirouetten MOET sturen.

En dan krijg je een quad waarbij je tijdens het pirouetten gewoon in de gewenste richting kan sturen. Je hoofd schreeuwt dat je moet roeren met de rechter knuppel en toch moet je gewoon blijven sturen alsof je met de neus van je af vliegt...... :schrik:

Goed, de heading-lock werkt...... maar ik moet er verschrikkelijk aan wennen :rolling:

 

[Andreotti]

Het is mij niet helemaal duidelijk wat de heading-lock precies doet. Keert de quad vanzelf om als je ineens achteruit vliegt? Dat lijkt me heel raar idd want dat is iets wat in je kop zit om zelf te corrigeren.

Ik heb hier een 9-as sensor met magneto liggen, een GY_85 om precies te zijn. Die gebruik ik momenteel om andere software, zoals de MultiWii, op het "droge" mee te testen. Wat ik gezien heb is dat MultiWii de magneto gebruikt voor YAW correcties, terwijl Aeroquad dat doet op basis van de accel.

Ik ben als beginnende quad-vlieger nog te veel bezig met zelf sturen en geniet daar enorm van. Dus ik hou het voorlopig bij zo min mogelijk hulpmiddelen. Ja, foutloze software staat hoog op mijn wenslijstje, maar ja, lekker verder dromen...

 

[Tasz]

Het is mij niet helemaal duidelijk wat de heading-lock precies doet. Keert de quad vanzelf om als je ineens achteruit vliegt? Dat lijkt me heel raar idd want dat is iets wat in je kop zit om zelf te corrigeren.

Ik heb hier een 9-as sensor met magneto liggen, een GY_85 om precies te zijn. Die gebruik ik momenteel om andere software, zoals de MultiWii, op het "droge" mee te testen. Wat ik gezien heb is dat MultiWii de magneto gebruikt voor YAW correcties, terwijl Aeroquad dat doet op basis van de accel.

Ik ben als beginnende quad-vlieger nog te veel bezig met zelf sturen en geniet daar enorm van. Dus ik hou het voorlopig bij zo min mogelijk hulpmiddelen. Ja, foutloze software staat hoog op mijn wenslijstje, maar ja, lekker verder dromen...

Je kan het beste even zoeken op DJI IOC (intelligent orientation control).
Dat is zo ongeveer hetzelfde.
Er zijn genoeg youtube filmpjes waarin ze dit perfect uitleggen.

Bij DJI heb je dan zelfs 2 opties.
1 is course lock. Dat is zo iets als heading lock.
2 is home lock.
Dan is de oriëntatie altijd hetzelfde gezien vanaf jou positie.

Ik vind zelf ioc een vreselijke functie omdat je beter jezelf kan aanleren om zelf je oriëntatie te bepalen.
Dit geeft ook een veel natuurlijker manier van vliegen mocht je in een nood situatie komen.

 

[JoopB]

Dat MultiWii het kompas gebruikt voor yaw is hoogstwaarschijnlijk in verband met het vliegen op gps en het koppelen van de koers aan de gyro.

Ik ga er van uit dat het gebruik van de versnellingssensor voor yaw te maken heeft het onderstaande onderwerp.

MikroKopter - Achsenkopplung2 on Vimeo

Bij de heading-lock zoals ik hem geprogrammeerd heb registreert de multi bij het starten van de motoren in welke richting (koers) de neus staat. Tijdens het vliegen in heading-lock maakt het vervolgens niet meer uit in welke richting de neus van de multi staat, je kan gewoon sturen zoals de multi stond tijdens het starten van de motoren. Ofwel, stuur je naar links, vliegt de multi naar links. Ongeacht hoe de neus van de multi staat.

Dit komt inderdaad overeen met de course-lock van DJI zoals Tasz aangeeft. Het is een drama om mee te vliegen maar een perfect middel om na oriëntatieverlies de multi weer terug te krijgen.

EDIT: Vanavond nog even snel een korte film geschoten van de heading-lock:

 

[evharten]

Nou de 1e memory issues heb ik ook al gevonden en getriggert op mijn Uno Joop , kreeg ineens melding: almost out of memory, en sindsdien werkt t programma niet meer

Teveel global vars gok ik