20.0 Inbetriebnahme des Multicopters

Okay, jetzt geht es ans Eingemachte. Wir werden unseren Y6-Copter in Betrieb nehmen – das bedeutet im Wesentlichen dreht es sich hier um den Sender Graupner MX-20, den Empfänger Graupner GR-24, und den Bordrechner PIXHAWK mit angeschalteter Peripherie. Das erste Einschalten des Gesamtsystems erfolgt mit demontierten Flugschrauben.

Man kann den PIXHAWK über das USB Kabel mit dem Rechner verbinden (Flugakku und Akku für die Elektronik bleiben erstmal weg). Dann wird er mit Spannung versorgt und fährt hoch. Ausser viel piepen und blinken passiert aber noch nichts, da dem Rechner das Betriebssystem fehlt. Vorher kümmern wir uns aber um die Anbindung der Funkstrecke.

1. Sender Graupner MX-20 in Betrieb nehmen

Akku Laden

Der Akku des Senders sollte zunächst aufgeladen werden. Dabei bitte beachten das die Graupner MX-20 während des Ladevorgangs nicht eingeschaltet wird. Sie kann durch entstehende Überspannungen zerstört werden! Als Ladezeit sind im Handbuch 12 Stunden angegeben, und man ist selbst verantwortlich dafür den Akku pünktlich vom Ladegerät zu trennen damit er nicht überladen wird. Ich stell mir einen Timer im Telefon ein damit ich es nicht vergesse. Die Betriebsdauer und die Spannung der Batterie kann man im Hauptbildschirm links unten ablesen. Den Warnlevel der Spannung kann man einstellen <TODO>. Default ist 4,7 Volt. Es kann sinnvoll sein das Level etwas höher zu setzen, damit man während des Fluges noch genug Zeit hat die Mission zu Ende zu fliegen. 🙂 Eine Akkuladung hält ungefähr 1.5 Stunden bei eingeschaltetem HF-Modul.

Für andere als das mitgelieferte Ladegerät gilt:

  • NiMH Zellen
  • Delta-Peak Spannungsdifferenz 5mV- 20mV
  • Maximaler Ladestrom 1A
  • Erst die Bananenstecker des Ladekabels in das Ladegerät stecken, dann das andere Ende (Polarität: + Aussen, – Innen) in die Buchse des Senders. (Anleitung S.14)

Firmware Update Sender Graupner MX-20

Die Updates können bei Graupner herunter geladen werden:  MX-20 (von 1.1.26 auf 1.200).

Den Sender MX-20 aktualisiert man am einfachsten in dem man die neue Firmware Datei auf der SD-Karte in das Verzeichnis Firmware legt. Ich hab die bei Graupner heruntergeladene BIN Datei umbenannt damit der Name der Datei der Namenstruktur der vorhandenen Version auf der Karte entspricht. Dann die Karte wieder in den Sender MX-20 eingesetzt und ihn eingeschaltet. Zum Firmwareupdate gelangt man über den „Versteckten Modus“, der aufgerufen wird in dem man die linken Hoch/Runter Pfeile gleichzeitig gedrückt hält und dann kurz auf die SET Taste tippt.

Firmware Update Empfänger Graupner GR-24

Für den Empfänger benötigt man leider den Firmware-Uploader bzw. das Graupner Radio Studio (Anleitung) benutzen das es nur für Windows Systeme gibt.

  1. Graupner-Radio-Studio und das Firmware-Update (.bin Datei) bei Graupner herunterladen: Version  3a78.
  2. Spannungsversorgung für den Empfänger bereitlegen.
  3. Computer und Empfänger GR-24 über den mit der Fernbedienung mit gelieferten USB Adapter verbinden.
  4. Im Graupner-Radio-Studio links Port wählen anklicken und den Port einstellen. (Das ist bei mir com 4, angezeigt wird Silcon Labs CP210x USB to UART Bridge)
  5. Dann auf der Hott Gerät anklicken und auf den Button FileDownload klicken, und das Firmware-Update auswählen. Ein Ladebalken erscheint sobald man den File-Download bestätigt.
  6. Jetzt den Bind-Knopf am Empfänger drücken und gedrückt halten.
  7. Spannungsversorgung für den GR-24 Empfänger anschalten. Der Update-Vorgang startet. Unbedingt den  Bind-Knopf gedrückt halten bis der gesamte Update Vorgang abgeschlossen ist.
  8. Dann Spannungsversorgung trennen und Bind-Knopf loslassen.
  9. USB-Kabel lösen.
  10. Factor-Reset durchführen: Bind-Knopf drücken und halten, Spannungversorgung einschalten und warten bis die LED am Empfänger konstant blinkt.
gr-24-firmwareupdate

So schaut der Bildschirm nach einem erfolgreichem Update aus.

Danach muss der Sender neu an den Empfänger gebunden werden!

Firmware-Update Steller Hacker UAV Control PRO-40 Opto

Ist das möglich?

<fortsetzung folgt>

2. Sender MX-20 & Empfänger GR-24 binden

Der erste Speicherplatz in der Fernbedienung ist schon an den mitgelieferten Empfänger gebunden. Fürs erste reicht es die Funke ein zu schalten und den ersten Speicherplatz auszuwählen (TODO: genauer). Danach sollte die LED auf dem Empfänger GR-24 von rot auf grün wechseln. Damit steht die Verbindung.

Nach einem Firmwareupdate sollte man den Empfänger unbedingt komplett neu an den Sender binden und zusätzlich einen Reichweitentest durchführen.

  1. Empfänger einschalten.
  2. Sender einschalten.
  3. Mit SET ins Menü wechseln.
  4. Liste nach unten scrollen bis zum Menü „Grundeinst. Mod.“
  5. aufrufen mit SET
  6. Im Menü Modul mit den Pfeiltasten die Liste runter scrollen bis  „HOTT geb.“ angewählt ist.
  7. Die Bind Taste am Empfänger GR-24 gedrückt halten.
  8. Mit Set den Punkt „HOTT geb.“ aufrufen. Es erscheint kurz „binden“, und dann „geb.“. Beim GR-24 sollte die grüne Leuchtdiode aufleuchten. Dann die Bind Taste am GR-24 wieder loslassen.

3. Stick-Mode einstellen

Davon gibt es vier Stück. Für Anfänger ist es am einfachsten  in Mode2 zu fliegen.

  • Linker Steuerknüppel: GAS (hoch / runter) and YAW  (links / rechts)
  • Rechter Steuerknüppel:  NICK (hoch/runter) und ROLL (links/rechts).

Dabei bedeutet beim Copter:

  • GAS (THROTTLE) – Copter steigt senkrecht und in waagerechter Fluglage nach oben oder er sinkt nach unten .
  • GIEREN (YAW) – Copter seitlich um die eigene Achse drehen.
  • NICKEN (PITCH) – Copter nach vorne oder hinten neigen.
  • ROLLEN (ROLL) – Copter seitlich neigen.

Ps. Beim Begriff PITCH kommt es je nach Modell (Flächenflieger, Copter oder Helikopter) zu Verwirrung. Damit wird beim Heli der Blattwinkel der Rotorblätter bezeichnet, und  steht somit indirekt für Steigen und Sinken des Helis. Man würde das also eher mit  Gas geben verbinden. Deshalb wird lieber die Kombination YAW, NICK, ROLL verwendet. Der Mode wird wie folgt eingestellt:

  • Im Hauptbildschirm des Senders SET drücken.
  • Mit den rechten hoch/runter Pfeilen den Eintrag „Allgem. Einst.“ auswählen und mit der Taste SET öffnen.
  • Hier mit den rechten hoch/runter Pfeiltasten auf den Eintrag „Steueranordnung“ wechseln und mit der Taste SET auswählen.
  • Mit den rechten Pfeiltasten (egal welche) den gewünschten Mode (1-4) eingestellen – wir wählen Mode 1 – und mit „SET“ gespeichert werden.
  • Mit Taste „ESC“ gelangt man wieder zum Hauptbildschirm.

Im Mode 2 sind die Kanäle nun wie folgt belegt:

  • Kanal 1 = Nick
  • Kanal 2 = Roll
  • Kanal 3 = Throttle
  • Kanal 4 = Gier (Yaw)

ACHTUNG: Graupner verwendet eine andere Kanalzuordungg als andere Hersteller… im APM-Planer ist die tatsächliche Zuordnung dementsprechend anders. Um das gerade zu biegen müssen wir die gemäß diesem Hinweis Kanalzuordnung ändern:

  • Tx Ch4 → Out1 [Roll]
  • Tx Ch3 → Out2 [Pitch]
  • Tx Ch1 → Out3 [Gas]
  • Tx Ch2 → Out4 [Yaw]

Um das gerade zu biegen müssen wir im Sender MX-20 die Steueranordnung 1 einstellen. Dann sind aber immer auf dem rechten Steuerknüppel Nick und Roll vertauscht. Das versuchen wir zu korrigieren in dem wir die Kanalzuordnung ändern:

Kanalzuordnung ändern

Das geht woh lauf verscheidenen Wegen.

  1. Der Empfänger eingeschaltet und gebunden sein.
  2. Mit Set ins Menü wechseln.
  3. Grundeinst. Mod. aufrufen.
    (Mit den hoch/runter Pfeilen den Punkt in der Liste markieren und SET drücken.)
  4. Empf.Ausg. aufrufen – dabei darauf achten das dort zweit Menüpunkte nebeneinander sind. Der linke (E12) ist für Bind1, der Rechte für Bind2. Wir wählen den linken an und drücken SET. Dort die Kanalzuordnung von Kanal 1 und 2 vertauschen.
  5. Menü mit Esc verlassen.

Gebracht hat das allerdings nix. (Siehe auch Punkt 10. Kalibrieren des Systems)… das liegt wohl daran das diese Zuordnung im Empfänger gemacht wird. Wir geben die Kanäle-Eingänge 1-8 aber als Summensignal (siehe Punkt 5. Summensignal…) am Kanal-Ausgang 8 aus. Somit greift das Mapping nicht. Vermutlich müssen wir die Kanäle im Sender mappen. Mal sehen ob es diese Möglichkeit gibt.

Die oben gemachten Änderungen können also wieder rückgängig gemacht werden.

Die Einstellung am Senderausgang der MX-20 bringt den gewünschten Erfolg. Dazu kann der Empfänger ausgeschaltet bleiben:

  1. Mit Set ins Menü wechseln.
  2. Runterrollen bis zum Menüpunkt Senderausgang, aufrufen mit SET
  3. Kanal 1 -> Ausgang 1 anwählen mit den hoch/runter Pfeilen, Set drücken.
  4. Kanal auf 2 einstellen mit den hoch/runter Pfeilen, Set drücken.
  5. Kanal 2 -> Ausgang 2 anwählen mit den hoch/runter Pfeilen, Set drücken.
  6. Kanal 1 einstellen mit den hoch/runter Pfeilen, Set drücken.

Die Kanäle 1 und 2 sind nun im Sender vertauscht.

Kanal invertieren

Die Kanäle 2 (Roll) und 4 (Gier/Yaw) invertiere ich:

  1. Mit Set ins Menü wechseln.
  2. Servoeinst. aufrufen
  3. Kanal 2 wählen und Spalte => auswählen. SET drücken.
  4. Mit Rechts / Links Pfeiltaste auf <= umstellen. Mit SET bestätigen.
  5. Das selbe nochmal für Kanal 4.

Das schaut dann vermutlich intern ungefähr so aus:

Vermuteter Signalfluss beim Sender Graupner MX-20 und Empfänger GR-24, und unsere Verschaltung für den Multicopter.

4. Rückstellung des Gasknüppels abstellen

Standardmäßig ist der Gasknüppel in der Fernsteuerung so justiert das er über eine Rückstellfeder immer in eine zentrierte Position gezogen wird.  Wir nutzen den vollen Bereich von 0 bis 100% des Knüppelweges zum Gas geben. In der Neutralstellung hat er mit aktiver Rückstellfeder 50%, und man muss ihn gegen den Druck der Feder nach unten ziehen um auf 0% zu kommen. Ob man mit oder ohne den Federdruck am Gasknüppel arbeitet ist letztlich Geschmacksache.  Für Anfänger ist es meist einfacher ohne die Rückstellfeder am Gas zu fliegen.

Die Wahl des Stick Modes entscheidet ob der linke oder rechte Stick des Senders modifiziert wird. Zum lösen der Rückstellfeder muss die Fernsteuerung geöffnet werden. Das ist im Handbuch ab Seite 17 beschrieben.

SUPER WICHTIG: Vorher den Akku, und vor allem die Micro-SD Karte aus dem Schacht entfernen. Sie verklemmt und bricht beim Öffnen des Gehäuses gerne in zwei Hälften.

Dann die 6 Schrauben an der Unterseite entfernen, und das Gehäuse vorsichtig abheben. Beim linken Knüppel die Schraube herausdrehen. Es hilft den Knüppel dabei nach unten oder oben gedrückt zu halten damit die sich die Schraube lastfrei drehen lässt.

Danach noch die Stärke von Bremse und Ratsche durch hineindrehen der Schrauben nach Geschmack einstellen. Gehäuse wieder schließen. Fertig.

Kalibrierung der Kreuzknüppel

Kann sein das danach eine Kalibrierung der Kreuzknüppel nötig wird. Überprüfen kann man das in der Servoanzeige (Aufrufen in dem auf dem linken Pad beide Pfeiltasten (rechts links) gleichzeitig gedrückt werden. Die Kanäle der Kreuzknüppel sollten -100 0 +100

  1. Versteckten Modus aufrufen (Pfeil hoch runter links + Set Taste)
  2. Menüeintrag „Knüppel kalibrier.“ auswählen und SET drücken.
  3. <fortsetzung folgt>

5. Summensignal im Empfänger Graupner GR-24  festlegen

Insgesamt hat die Fernsteuerung 12 Kanäle und es sind 10 Geber (Drehregler, Schalter) vorhanden zusätzlich zu den 4 Gebern für die Steuerknüppel. Der PIXHAWK unterstützt 4 Kanäle für die Steuerung, und nochmal 4 Kanäle für Geber – die er aber als Summensignal an einem Kanal-Ausgang haben möchte.

In der Graupner MX-20 sind die Kanal-Eingänge 1-4  fest an die Steuerknüppel gebunden. Die Kanaleingänge 5-8 werden wir später an Geber unserer Wahl binden. Das Summensignal, das wir gleich einstellen werden, liegt bei Graupner an Kanal-Ausgang 8 an. Das Summensignal wird im Sender MX-20 eingestellt – Dazu muss der Empfänger (gemäß Punkt 2.)  angeschaltet und an den Empfänger gebunden  sein:

  1. ESC-Taste an der Fernsteuerung für 2 Sekunden drücken. Das Menü Telemetrie erscheint
  2. Zu Menüpunkt EINSTELLEN, ANZEIGEN gehen (mit den hoch/runter Pfeilen) und SET drücken um das Menü aufzurufen. Das Menü RX-Curve öffnet sich.
  3. Zum Menü RX SERVO TEST wechseln durch fünf mal drücken der Pfeiltaste rechts.
  4. Im Menü RX SERVO TEST zum unteren Eintrag CH OUT TYPE (mit den hoch/runter Pfeilen).
  5. Mit SET den Eintrag öffnen  und von ONCE auf  SUMO stellen (mit hoch/runter Pfeilen).
  6. SET drücken um den Wert zu setzen.
  7. Als nächstes kommt man Datenfeld rechts neben dem Eintrag, in dem man die Anzahl der Kanäle festlegen kann die im Summensignal berücksichtigt werden sollen. Diesen Wert auf 8 setzen, da der PIXHAWK nur 8 Kanäle berücksichtigt.

Es kann sein das diese Einstellung – zB. nach einem Firmware-Update –  verloren geht. Sie muss dann erneut durchgeführt werden.

6. Die Kanäle an Geber / Schalter binden

Wir werden also  die Geber an die Kanal-Eingänge 5-8 binden.

  1. als erstes alle Schalter in Off-Position bringen (weg von mir).
  2. SET drücken im Eingangsbildschirm um in die Settings zu wechseln.
  3. Mit den hoch/runter Pfeilen  „Gebereinstell.“ bzw. „Control adjust“  auswählen, und mit SET öffnen.
  4. Gewünschten Kanal mit den  mit hoch/runter Pfeilen wählen
    zB. „Eing. 5 | GL | — | 0%“  bzw.  „Input. 5 | GL |—| 0%“
  5. Hier mit den mit den links/rechts Pfeilen zu den drei Linien (—) wechseln und SET drücken.
  6. Ein Bildschirm erscheint: „Gewünschten Schalter oder Geber betätigen“ bzw. „Move desired switch or control adj.“.
  7. Jetzt den gewünschten Schalter betätigen oder am Potentiometer drehen.
  8. Anstelle der drei Linien (—) erscheint jetzt der betätigte Schalter / Geber.
  9. Den Vorgang für jeden der Kanäle wiederholen ab Schritt 4.

Die Geber sind wie folgt angebunden:

  • Eingang 5: CTRL9 ( + SW8 über Mischer)
  • Eingang 6: –
  • Eingang 7: –
  • Eingang 8: –
  • Eingang 9: – frei
  • Eingang 10: – frei
  • Eingang 11: – frei
  • Eingang 12: – frei

So bleiben uns 6 Geber übrig, 4 Kanal-Eingänge (9-12)  und 11 Kanal-Ausgänge.

Um die Anbindung zu prüfen die Rechts/Links Pfeiltasten auf den linken Pad gleichzeitig drücken. Es erscheint ein Bildschirm mit allen 12 Kanälen. Mit ESC kann der Bildschirm wieder verlassen werden.

Die Geber werden dann im APM Planer mit Aktionen des Copters verbunden (zB. Punkt 10 Unterpunkt 5: Flight Modes).

6fach Flightmode Schalter mit Mischer

Um mehr als vier Flightmodes zu schalten kann man aus einem Zweifach und einem Dreifach Schalter mit Hilfe eines freien Mischers einen 6 fach Schalter bauen um 6 statt nur 4 Flugmodis zu schalten – Anleitung. Beim der Graupner MX-20 schaut das folgendermaßen aus:

Der Schalter ist eingerichtet. Allerdings würde ich gerne den SW8 Invertieren.

7. Fail-Save im Empfänger abschalten

Der Empfänger GR-24 bietet einen Failsafe-Modus, der greift wenn die Verbindung zum Sender unterbrochen wird. Wir wollen ihn nicht nutzen, sondern das Verhalten des Copters in diesem Fall dem Bordrechner PIXHAWK überlassen. Deshalb muss der Failsave-Modus im Empfänger deaktiviert werden.

Der Empfänger würde sonst Signale an den Rechner senden, und dieser würde nicht mitbekommen das die Verbindung unterbrochen ist. Das kann zu einer Flyaway Situation führen.

  1. Sender und Empfänger müssen eingeschaltet und gebunden sein.
  2. Esc-Taste an der Fernsteuerung für 2 Sekunden drücken. Das Menü „Telemertie“ erscheint
  3. Zu Menüpunkt EINSTELLEN, ANZEIGEN gehen (mit den hoch/runter Pfeilen) und SET drücken um das Menü aufzurufen. Das Menü RX-Curve öffnet sich.
  4. Nach rechts zum Menü RX FAIL SAFE gehen.
  5. OUTPUT CH und INPUT CH sind auf 01 gesetzt.
  6. MODE gehen und mit  SET zum Bearbeiten öffnen.
  7. Wert von HOLD auf OFF ändern.
  8. Taste SET drücken und Menü mit ESC schließen.

In nächsten Schritt muss im Bordrechner PIXHAWK das Failsave-Verhalten eingestellt, und getestet werden: RC Failsave, Radio-Failsave, Battery-Failsave.

8. APM-Planer herunterladen und Installieren

APM-Planer Version 2.020  hier herunterladen, und installieren. Auf dem Mac muss der USB-Treiber (mitgeliefert) separat installiert werden. Dann die Anwendung starten. Alternativen für den späteren Betrieb sind Droidplanner und Andropilot, die auf Tablets laufen. Dazu wird dann ein Telemetriemodul benötigt:

Telemetriemodul

Der PIXHAWK wird entweder per USB Kabel direkt mit dem Rechner verbunden, oder drahtlos mit einem Telemetry Modul. Zum Beispiel:

Verbindung zum APM-Planner über 3DR Radio V2

  • Serial Port = SLAB_USBtoUART
  • Baud Rate = 57600

Verbindung zum APM-Planner über USB Kabel

  • Serial Port = usbmodem1
  • Baud Rate = 115200

<fortsetzung folgt>

9. Firmware auf PIXHAWK installieren

  1. Sicherstellen das die Propeller abmontiert sind.
  2. PIXHAWK per USB Kabel mit dem Rechner verbinden. Der Rechner muss mit dem Internet verbunden sein.
  3. Dann im gestarteten APM-Planer das Modul Initial-Setup öffnen, und dort auf Initial-Firmware klicken und den Anweisungen folgen.

Momentan läuft die Arducopter Version 3.3.3.  (Dokumentation)

<fortsetzung folgt>

10. Kalibrieren des Systems

Der Copter  kann nicht abheben bevor die Prearm Safety Checks erfolgreich durchlaufen wurden. Der Initial Setup ist hier beschrieben.

  1. APM-Planer aufrufen.
  2. PIXHAWK über das USB-Kabel mit dem Rechner verbinden.
  3. Im APM-Planer den Copter verbinden (mac001, usbmodem1, 115200).
  4. Warten bis der APM-Planer die Verbindung zum Copter aufgebaut und alle Parameter herunter geladen hat.
  5. Bildschirm Initial-Setup aufrufen.
  6. Schaltfläche Mandanory-Setup anklicken.

Kalibrierung und Einstellungen vornehmen:

  1. Compass Live Callibration – ok.
  2. Compass Motor Calibration – todo.
  3. Accel Calibration – ok.
  4. Radio Calibration – teilweise erfolgreich.
  5. Flight Modes – todo
  6. Failsafe – todo

im Detail:

Compass Live Calibration

Menü -> Initial Setup -> Mandantory Setup -> Compass -> Pixhawk / PX 4 anwählen, und dann Life Calibration anklicken, und den Anweisungen folgen. Danach ist Kompass 1 und Kompass 2 kalibriert.

Compass Motor Calibration

Das ist ein Test mit laufenden Motoren. Der geht noch nicht, vermutlich wegen der Prearm-Savety-Checks (Sicherheitsüberprüfung vor dem Scharfschalten der Motoren)… unter anderem weil der Copter via USB Kabel mit dem Rechner verbunden ist.

Die  Prearm-Savety-Checks müssen vermutlich für diese Kalibrierung abgeschaltet werden. Das geht im APM-Planner in der Config/Tuning -> Advanced Params Liste mit dem Parameter „Arm Checks to Perform“ (=none) , oder der „Full Parameter List“ in dem man ARMING_CHECK=0  setzt. Dazu muss der Copter via USB mit dem Rechner verbunden sein. Oben rechts gibt es eine Filter-Eingabe über den man die ellenlange Liste nach dem Begriff  filtern kann.

Um den Test durchzuführen muss der Sender eingeschaltet und gebunden sein. Unbedingt darauf achten das die Flugschrauben nicht montiert sind, und der Gas-Stick in der Null-Position ist.  Dann den Safety-Button drücken bis das Blinken aufhört und er konstant leuchtet.

(ein Leitfaden – )… <fortsetzung folgt>

Accel Calibration

<fortsetzung folgt>

Radio Calibration

Eventuell muss ein Servo-Adjustment durchgeführt werden  damit der Knüppelweg des Fernsteuerung den vollen Bereich im Copter ausnutzen. Im APM-Planer ist nur ein ganz kleiner Ausschlag zu sehen.  Es sollten sich Minimalwerte um 1100  und Maximalwerte um 1900 einstellen. Ausserdem stimmt hier die Zuordnung der Steuerknüppel noch nicht. YAW und Roll sind vertauscht (Siehe auch Punkt 3. Stickmode einstellen).

Überhaupt diese ominösen Zahlen die da im APM-Planer sichtbar sind… wie kommen die zustande? Das Verfahren das hier angewendet wird ist die PPM-Modulation – Puls Pausen Modulation.

<fortsetzung folgt>

Flight Modes

Man kann  im aktuellen APM-Planner Version 2.0.20 aus einer Liste zwischen 15 Flightmodes wählen und insgesamt bis zu 6 Schaltern zuordnen – wenn man den 6 fach Schalter per Mischer realisiert hat… sonst sind es nur 4 Schalter.

Weitere Flightmodes sind auf ardupilot.org erläutert, finden aber wohl keine Anwendung mehr? Zum Beispiel  Follow Me.

TODO: Hilfsschalter mit Kanal 7 bis 12.

  1. Stabilize
    Das ist der Basismodus, gut für Anfänger und FPV-Piloten (Alt-Hold und Loiter allerdings sind besser zum üben). Manueller Modus, selfleveling, funktioniert ohne GPS. Der  Multicopter stabilisiert sich automatisch bei jedem loslassen der Sticks. Es ist ein maximal Winkel von +– 45 Grad eingestellt.
    .
  2. Acro
    Für erfahrene Piloten. Direkte, unmittelbare Steuerung des Multicopters, und keinerlei Unterstützung durch den Controller.
    .
  3. Alt Hold
    Der Controller kümmert sich um die Flughöhe des UAV. Beim Aktivieren des Modus wird  wird die Position des Gasknüppels gespeichert. Ausgehend von dieser Position  kann kann die Höhe mit dem Gasstick erhöht oder verringert werden. Man kann weder landen, noch die Mottoren abstellen.
    .
  4. Auto
    Der Copter fliegt eine vorab im APM-Planer geplante  Mission automatisch aus. Dazu ist ein GPS-Fix zwingend erforderlich – die blaue LED an GPS und APM darf nicht mehr blinken. Der Start der Mission erfolgt entweder vom Boden, oder in der Luft. Nach abfliegen aller Wegpunkte  geht er in den Loiter Modus. Wenn der Copter automatisch laden soll muss bei der Planung der Mission ein RTL  (Return to Launch) eingefügt werden.
    .
  5. Guided
    Dieser Mode funktioniert wie der RTL Mode. Der Zielpunkt wird im APM-Planer festgelegt.  Sobald das UAV den Zielpunkt erreicht hat schwebt er dort und wartet er auf einen neuen Befehl. Der Modus funktioniert nur zusammen mit dem APM-Planer.
    .
  6. Loiter
    Wie manueller Modus (stabilize). Der Copter hält automatisch die aktuelle Position (Richtung und Höhe) wenn die Steuerung  losgelassen wird. GPS und Kompass erforderlich.
    .
  7. RTL  – Return to Launch
    Der Copter kehrt  automatisch zum Startpunkt zurück. Hierfür ist ein GPS-Fix am Startplatz notwendig. Die blaue LED an GPS und PIXHAWK darf nicht mehr blinken! Vor der automatischen Landung geht der Copter für 20 Sekunden  in den Loiter Modus (GPS Hold + Alt Hold). In dieser Zeit kann man den RTL Modus deaktivieren um ihn selbst manuell zu landen.
    .
  8. Circle
    Automatisches Umkreisen eines Objekts. Ähnlich dem Loiter Modus, aber mit automatischer Steuerung von Yaw. Die Front des Copters zeigt somit immer auf das Zentrum des Kreises. Im APM-Planer kann der Radius, die Dreh-Geschwindigkeit, und die Drehrichtung eigestellt werden.
    .
  9. Land
    Bei einer Flughöhe über  10m – oder bis das Sonar Höhen-Messerwerte erhält  –  sinkt der Copter mit der im  WPNAV_SPEED_DN Parameter festgelegten Geschwindigkeit. Unterhalb von 10m sinkt er mit der im  LAND_SPEED Parameter festgelegten Geschwindigkeit (Default: 50cm/s) .
    .
  10. ofLoiter
    Im ofLoiter Modus wird die Position durch den Optical Flow Sensor gehalten. Das erfolgt ohne GPS. Der Optical Flow Sensor muss natürlich vorhanden sein.
    .
  11. Drift
    Gesteuert wird (im Mode 2) mit dem rechten Knüppel (Pitch und Roll). Links ändert man die Höhe über den Gashebel. Yaw übernimmt der PIXHAWK. Er automatisch in die gewünschte Richtung drehen die mit dem rechten Knüppel (Roll) angezeigt wird.
    .
  12. Sport
    Im Sport Mode kann man den Copter in einem bestimmten Winkel stellen, und der Controller wird versuchen den Winkel zu halten. Das ist für Kamerafahrten nützlich. Roll-, Nick- und Gier-Winkel werden mit den Control-Sticks. Sobald der Modus aktiviert wird hält der Copter diese Winkel bei wenn die Steuerknüppel losgelassen werden. Die maximale Neigung wird auf 45 Grad begrenzt.Der AltHold-Regler wird versuchen die Höhe zu halten wenn der Gasknüppel nicht mehr als 10% bewegt wird. Ansonsten steigt und sinkt er mit der im Parameter PILOT_VELZ_MAX festgelegten Geschwindigkeit (Default 2,5 m/s ).
    .
  13. Flip
    Der Copter wird genau ein mal um die Roll-Achse flippen. Er wird für eine Sekunde steigen und dann schnell rollen. Für einen erneuten Flip muss der Mode Schalter aus und wieder ein geschaltet werden. Für einen Flip sollte die Höhe nicht weniger als  10m betragen.
    .
  14. Auto tune
  15. PosHold
    Der PosHold Mode (früher „Hybrid“ genannt) verhält sich ähnlich wie Loiter. Der Copter hält, Richtung, Lage und Höhe. Die Steuerung ist aber direkter. Beim Einschalten des PosHold Modes versucht der Controller  automatisch die aktuelle Position, den Kurs und die Höhe zu halten. Der Pilot kann die horizontale und vertikal Position mit den Steuerknüppel verändern.
    .
  16. Break
    Wenn dieser Modus aktiviert wird versucht der Controller das Fluggerät so schnell wie möglich zu stoppen. Ein gutes GPS Signal, minimale Störungen  des  Kompass, und geringe Vibrationen sind für eine gute Bremsleistung wichtig. Nach erfolgreicher Landung werden die Motoren abgeschaltet. Der copter muss ausgeschaltet und wieder ein geschaltet werden damit der Pilot wieder die Kontrolle übernehmen kann.

<fortsetzung folgt>

Failsafe

<fortsetzung folgt>

PX4Flow Sensor Setup

Hier gehts los… Um den Sensor in Betrieb zu nehmen und zu kalibrieren benutzt man am Besten die qGroundControl Station.

Zunächst  muss beim Sensor ein Firmware-Update eingespielt werden:

  • qGroundControl Station starten.
  • Setup -> Firmware anwählen.
  • PX4Flow Sensor über USB-Kabel mit dem Rechner verbinden.
  • qGroundControl Station erkennt automatisch das angeschlossene Gerät, lädt die Firmware runter und installiert sie.
  • Danach den Px4Flow Sensor vom Rechner trennen.

Jetzt kann man sich das Videobild anschauen, und zB. den Fokus einstellen.

  • qGroundControl StationMenü: Advanced -> Tool-Widgets -> Video Downlink
  • PX4Flow Sensor über USB-Kabel mit dem Rechner verbinden.
  • Verbindung herstellen über Connect -> PX4Flw on usbmodemFA131
  •  Das Bild erscheint dann im Bereich Setup ganz rechts.

Die Kalibrierung erfolgt nach dieser Anleitung. Der Sensor sollte so montiert sein das er keinen – oder möglichst wenigen –  Vibrationen ausgesetzt ist.

LIDAR-Lite Sensor

<fortsetzung folgt>

ADS-B Receiver

<fortsetzung folgt>

11. Drehrichtung der Motoren überprüfen

Die Motoren sollten gemäß diesem Schema folgendermaßen drehen:

  • obere Motoren (von oben betrachtet) rechts herum – im Uhrzeigersinn.
  • untere Motoren (von oben betrachtet) links herum – gegen den Uhrzeigersinn.
Die festgelegte Drehrichtung der Motoren und Propeller

Die festgelegte Drehrichtung der Motoren und Propeller. Die Motoren sind den Ausgängen am Pixhawk fest zu geordnet.

Vorher Luftschrauben demontieren. Die Prüfung mach ich auf Sicht und mit dem Finger vorsichtig am Motorgehäuse.

Die Motoren können nur im Stabilize, ACRO, AltHold oder Loiter Modus ein oder ausgeschaltet werden.
Wenn der Gasknüppel länger als 15 Sekunden auf Minimum bleibt werden die Motoren ausgeschaltet.

Motoren  einschalten (to arm) – unten & innen

  1. Überprüfung des Flugmode Schalters: Steht auf Stabilize, ACRO, AltHold oder Loiter.
  2. Einschalten des Bordrechner/Empfänger-Akkus.
  3. Sender einschalten / muss mit dem Empfänger gebunden sein. Grünes Licht am Empfänger leuchtet.
  4. Flugakkus anklemmen.
  5. Safety Knopf drücken bis das rote Licht nicht mehr blinkt sondern konstant leuchtet.
  6. Bei Nutzung des Autopiloten ca 30 Sekunden warten bin das GPS den 3D Lock hat und die Koordinaten bestimmt sind – das große RGB LED leuchtet grün.
  7. Motoren scharf schalten: Für 5 Sekunden – Beide Sticks nach unten & innen:
    – Gasknüppel (linker Steuerknüppel) nach unten rechts und
    – Ruder-Schaltknüppel (rechter Steuerknüppel) nach unten links. ACHTUNG: Bei länger als 15 Sekunden startet der Auto-Trim Modus…Das rote „Arming“ LED sollte nun konstant leuchten, und die Luftschrauben langsam drehen.  Die Geschwindigkeit kann mit dem MOT_SPIN_ARMED Parameter eingestellt werden.
  8. Gashebel gefühlvoll betätigen bis der Copter hoffentlich abhebt.

Beim Einschalten gibt der Steller über den Motor wird ein hochtoniges akustisches Signal (Piepsen) aus. Bei  aktivierter Bremse hört man einen „Pieps. Ist keine Bremse programmiert ertönt das Signal zweimal. Nach ca. 5 Sekunden ertönen weitere Signale die das Timing anzeigen . Zwischen dem Einschalten  und den Tönen darf der Gasknüppel nicht bewegt werden. Die Vollgaseinstellung erfolgt automatisch.

Motoren ausschalten (to disarm) –  unten & aussen

  1. Flightmode-Schalter auf  Stabilize, ACRO, AltHold oder Loiter stellen.
  2. Für 2 Sekunden beide Sticks nach unten & aussen:
    – Gasknüppel (linker Steuerknüppel) nach unten links und
    – Ruder-Schaltknüppel (rechter Steuerknüppel) nach unten rechts.
  3. Das RGB LED sollte grün blinken.
  4. Den Safety Knopf drücken  bis es rot blinkt.
  5. Flugakku abschalten.
  6. Sender ausschalten.

Leiftaden zum „armen“ und „disarmen“.

Ergebnis: Alle bis auf einen drehen in die falsche Richtung (natürlich) 😉 … Die Drehrichtungsänderung erfolgt einfach in dem ich zwei der drei Motorkabel tausche – erledigt.

12. System balancieren (Schwerpunkt ermitteln,  austarrieren)

Den horizontalen Schwerpunkt des Multicopters zu ermitteln ist knifflig. Wir haben verschiedene Varianten recherchiert und überlegt:

Ein Stützpunkt, oder abhängen: Zuerst wollte ich ihn im Schwerpunkt aufhängen und schauen das er waagerecht hängt. Man könnte auch versuchen ihn auf einer Spitze im Schwerpunkt zu balancieren. Da der Schwerpunkt aber nicht nur horizontal im Zentrum liegt (liegen  soll), sondern durch die Aufbauten nach oben oder unten – also vertikal – verlagert ist entsteht bei dieser Methode ein Kippmoment…. er wird dann auf jeden Fall aus dem Gleichgewicht geraten… bringt also nix.

Waage: Eine weitere Methode funktioniert mit einer Waage. Dazu ist der Copter flugfertig montiert. Jeder Ausleger wird einzeln gewogen, dabei ist darauf zu achten das immer exakt der gleiche Auflagepunkt gewählt wird… Haben alle Enden das gleiche Gewicht ist der Copter ausbalanciert. Gibts Unterschiede muss mit  kleinen Ausgleichgewichten  die Balance hergestellt werden. Das kann was Fummelsarbeit werden und mehrere Messdurchgänge benötigen, aber es geht hier ja nicht um exakte Wissenschaft sondern ums Grobe 🙂 Das Problem ist eine genaue Messwaage… meine Waage hat eine so große Abweichung das immer ein unterschiedliches Gewicht bei der selben Messstelle heraus kam. Das ist also nur ein grober Anhaltspunkt, ohne ein genaues Messgerät.

Zwei Stützpunkte: Am praktikabelsten erscheint mir die Zentralplatte auf zwei gegenüberliegenden Punkten – die auf einer Verbindungslinie durch das Zentrum (also den gewünschten Schwerpunkt) liegen –  zu balancieren. Das kann man ein mal seitlich machen, um zu prüfen ob der Copter nach vorne oder hinten kippt, und von vorne und hinten, um zu schauen ob er seitlich kippt.

Den vertikalen Schwerpunkt könnten wir auch noch ermitteln. Bei der Gelegenheit werden wir das Gesamtsystem mal wiegen.

<fortsetzung folgt>

13. Vibrationen (Propeller auswuchten, Motor auswuchen)

Es gibt ja zwei Möglichkeiten Propeller auszuwuchten: Etwas wegnehmen oder etwas dazu tun. Wegnehmen bedeutet mit dem Propeller mit Schmirgelpapier zu Leibe zu rücken, dazutun bedeutet ein gewichtiges Material aufzutragen um Gleichgewicht her zu stellen. Dann brauchen wir eine Waage um die Ballance zu prüfen.

Wir wuchten die Luftschrauben mit einem handelsüblichen Prop Balancer, und ein paar Streifen Tesafilm auf der Unterseite aus.

Ob wir die Motoren, oder soagar das Gesamtsystem wuchten müssen steht noch nicht fest. Der Drehrichtungs-Check (Punkt 11) hat ergeben das die Motoren ohne Propeller ziemlich ruhig und ohne nennenswerte Vibrationen vor sich hin schnurren. Das ist schon mal ein gutes Zeichen das wir durch eine Messung dokumentieren und bestätigen wollen.

Motoren / Gesamtsystem auswuchten: Video 1, bzw Liste

<fortsetzung folgt>

14. Test mit Luftschrauben (Copter befestigt), Ströme messen.

Der Copter ist schon auf den gedämpften Sicherheitsrahmen für den ersten Testflug montiert. Das ganze hab ich dann mit einem 5 Liter Wasserkanister beschwert und zusätzlich mit Draht an der Tischplatte aus Stein befestigt.

Die geplanten Messungen hab ich noch nicht durchführen können. Mir ist bewusst geworden das wir auch noch einen Drehzahlmesser benötigen.

Hacker Steller programmieren: Gasweg anlernen

Die Betriebsanleitung sagt:

Stecken Sie das Servo-Anschlusskabel des Drehzahlstellers in den entsprechenden Steckplatz Ihrer Flugsteuerung (FlightControl). Der Gasweg muss vor der Inbetriebnahme nicht eingelernt werden, die Regler sind ab Werk auf einen Standartwert programmiert der mit allen gängigen FlightControls funktioniert.

Laut Aussage von Hacker werden alle Werte der Steller „plug & fly“ eingelernt. Ein anlernen des Gasweges ist somit nicht nötig. Gasweg anlernen geht meist so in der Art:

  1. Gashebel auf Vollgas
  2. Akku ran
  3. bisschen warten
  4. x mal Beep… als Bestätigung.
  5. Gashebel sofort in Nullstellung. y mal Beep…

Hacker Steller programmieren: über USB Schnittstelle

Einige Einstellungen kann man nur über das USB Kabel mit einer Software von Hacker – die es natürlich nur für Windows gibt :-/ –  über einen Computer machen.

In der Betriebsanleitung gibt es einen Hinweis auf die „UAV-Control – Interface Software“ und dazu eine URL die ins Leere führt. Wenn man nach „UAV Control PRO“ im Download Bereich sucht bekommt man auch die „Anleitung UAV-Control Pro (deutsch / english) (620)“ und das „Setup-Tool UAV-Control Pro (421)“ angezeigt. In der normalen Downloadliste für Software werden zwar 17 Produkte angezeigt aber DIESE nicht). Dazu muss man noch das Kabel bestellen, und schon kann es los gehen

Die Werkseinstellungen der Steller sind:

  • Bremse / Brake = off
  • Timing: 22 Grad
  • Beschleunigung: hoch
  • Frequenz: 16kHz

Die Beschleunigung werden wir auf mittel oder niedrig setzen. Wie wir das Problem mit den stehenden Motoren lösen werden wir noch sehen.

<fortsetzung folgt>

15. Erster Schwebetest

<fortsetzung folgt>

16. Feinabstimmung – Justierung der Flugverhaltens

<fortsetzung folgt>

17. Checkliste zur weiteren Inbetriebnahme vor jedem Abflug

<fortsetzung folgt>

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4 Pings/Trackbacks für "20.0 Inbetriebnahme des Multicopters"
  1. […] haben wir den Y6 Copter erstmals zum Leben erweckt, die Firmware aufgespielt und mit dem Kalibrieren begonnen. Erstes Anlassen des Kopters ist für […]

  2. […] Größer und teurer geht es natürlich immer. Ich hab im Hinterkopf das “billig kaufen gleich zweimal kaufen” bedeutet, und tendiere deswegen zur Graupner MX-20. Über die Inbetriebnahme, die Anbindung an den Copter und die Konfiguration gibts mehr im Kapitel 20 – Inbetriebnahme des Multicopters. […]

  3. […] Wie wir den Bordrechner in Betrieb nehmen steht im Kapitel 20.0 Inbetriebnahme des Multicopters. […]

  4. […] freuen wir uns am meisten. Wir stecken gerade mitten in der Inbetriebnahme. Geplant ist der erste Start – nach ettlichen Verzögerungen – für Ende Juli/Mitte […]

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