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QuadroControl II Bordelektronik für Quadrocopter
Nachbauanleitung / Bedienungsanleitung
1. Funktionsweise:
Die QuadroControl II Bordelektronik dient der Steuerung eines
Hubschraubers mit vier Rotoren, eines Quadrocopters.
Die Kontrolle der Flugrichtung und der Flughöhe erfolgt dabei
lediglich über die Drehzahldifferenzen der einzelnen Rotoren.
Zwei der Rotoren drehen rechts herum, die anderen beiden
drehen links herum, um das entstehende Drehmoment um die
Hochachse auszugleichen. Ein Heckrotor wie bei
konventionellen Hubschraubern wird somit nicht benötigt.
Drehen die hinteren Rotoren schneller als die vorderen, wird sich
der Quadrocopter nach vorne bewegen. Drehen die linken
Rotoren schneller als die rechten, wird das Modell nach rechts
fliegen, usw. Soll der Quadrocopter um die Hochachse z.B. nach links gesteuert werden, werden
die links drehenden Rotoren verlangsamt, und die rechts drehenden Rotoren beschleunigt.
Damit das Modell überhaupt stabil fliegen kann, ist eine permanente Regelung der
Rotorgeschwindigkeiten erforderlich. Das erledigt die QuadroControl II Bordelektronik. Sie misst
mit Hilfe von drei Drehratensensoren die Bewegung des Modells um alle drei Achsen im Raum
und wirkt einem Abdriften entgegen.
Weiterhin verfügt die QuadroControl II Bordelektronik über zwei Open – Collector Ausgänge, mit
denen man Zubehör wie eine z.B. Kamera oder Landeleuchten über die Fernsteuerung steuern
kann. Eine LoBat - LED mit zwei Warnstufen (unterschiedliche Blinkfrequenzen) dient der
Warnung bei zu niedriger Akkuspannung.
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Inhaltszusammenfassung für TT QuadroControl II

  • Seite 1 Hilfe von drei Drehratensensoren die Bewegung des Modells um alle drei Achsen im Raum und wirkt einem Abdriften entgegen. Weiterhin verfügt die QuadroControl II Bordelektronik über zwei Open – Collector Ausgänge, mit denen man Zubehör wie eine z.B. Kamera oder Landeleuchten über die Fernsteuerung steuern kann.
  • Seite 2: Sicherheitshinweise

    2. Features: Hardware Unterstützung von Bürsten- und BL – Motoren Passt auch auf das X-UFO Stromverteilung für BL - Regler auf Platine integriert Leistungsteil für Bürstenmotoren bereits integriert Ansteuerung der BL - Regler via PPM oder I²C-Bus Microcontroller: ATmega 168 / 8 MHz Sensorik: 3x NEC-Tokin CG-L43 oder Murata ENC03 - Drehgeschwindigkeitssensoren jeder beliebige PPM-Empfänger möglich, an dem man das PPM-Signal abgreifen kann.
  • Seite 3 4.2. sofort mit der Bestückung los. 4.1. Ätzen und Vorbereiten der Platine Die QuadroControl II Platine hat ein einseitiges Layout und kann mithilfe der Vorlage von www.tt-tronix.de geätzt werden. Beim Ausdrucken der Platinenvorlage auf Folie ist darauf zu achten, dass die Seitenanpassung ausgeschaltet bzw.
  • Seite 4 4.2. Bestückung der Platine Die Bestückung erfolgt gemäß der folgenden Bestückungspläne, der Platinenfotos und des Schaltbildes. Die Bestückung wird auf der Kupferseite mit den SMD - Teilen begonnen und auf der Bestückungsseite abgeschlossen. Die Stückliste gibt die empfohlene Reihenfolge vor. Die Hinweise in der Stückliste sind zu beachten.
  • Seite 5 4.4. Schaltbild...
  • Seite 6 4.7. Alternative Programmieradapter Alternativ kann auch der SerCon – Programmieradapter von www.mikrocontroller.com verwendet werden. Dazu ist dieser mit dem Anschluss „ISP1“ an JP9 auf der QuadroControl II zu verbinden. Ebenfalls nutzbar sind der AVR ISP (MK II) und das STK500 von ATMEL.
  • Seite 7 4.8. Akkuhalteband Die QuadroControl II hat eine integrierte Akkuhalterung. Zur Befestigung des Akkus benötigt man ein Halteband. Hierzu hat sich „KLETT 1000“ (von Reichelt) bewährt. Damit der Akku durch die Lötstellen der Platinen keinen Schaden nimmt, ist der mittlere Bereich (dort, wo der Akku platziert wird) mit selbstklebenden Schaumstoff zu polstern.
  • Seite 8 Sonstiges Wert Hinweis Reichelt Platinenmaterial Nur für Selbst – Ätzer erforderlich... BEL 160x100-1 FR4, einseitig, Bungard Klettband KLETT 1000 von Reichelt KLETT 1000 Kabelmaterial Nicht vergessen, falls nicht vorhanden! LED-Stecker Referenz Wert Reichelt Pfostenstecker 2x5P PFL 10 D1..D5 LED grün LED 5MM R GN R1..R5 330 Ohm bedrahtet...
  • Seite 9 2. QuadroControl II mit PC verbinden Das Programmierinterface verbindet eine freie serielle Schnittstelle des PCs (keinen USB - Seriell - Wandler verwenden!) mit der QuadroControl II Platine. Pin1 des Programmieranschlusses JP8 ist mit einem kleinen Kreis rechts neben der Drahtbrücke gekennzeichnet! JP8 ist dabei für den Quick’n’dirty-Adapter vorgesehen, JP9 für den SerCon-...
  • Seite 10 Die Programmierung erfolgt wie rechts dargestellt. Die HEX - Datei (Software) heißt „quadrocontrol_II_x_yy.hex“ und ist unter www.tt-tronix.de im Downloadbereich verfügbar. Die Programmierung der Fuses erfolgt wie im Bild rechts gezeigt. Die Konfiguration ist sorgfältig zu überprüfen, bevor die Bits mit „Write“...
  • Seite 11 Regler bei Bedarf direkt an einem Modellbau - Empfänger testen kann. Achtung: QuadroControl II wurde nur mit BL-Ctrl getestet! Das PPM-Signal ist nicht standardgemäß (wegen der bei Quadrocoptern erforderlichen hohen Ansteuerfrequenz), so dass andere BL - Regler evtl. nicht mit QuadroControl II zusammenarbeiten!
  • Seite 12 1. X - Formation mit Bürstenmotoren 2. X - Formation mit BL – Motoren (PPM) 3. X - Formation mit BL – Motoren (I²C) 4. + - Formation mit Bürstenmotoren 5. + - Formation mit BL – Motoren (PPM) 6. + - Formation mit BL – Motoren (I²C)
  • Seite 13 5.6. Verdrahten der Beleuchtung Gemäß der nebenstehenden Abbildung können an die QuadroControl II z.B. LEDs oder auch externe Geräte angeschlossen werden. Dabei sind die Positionsleuchten und die Heckleuchte mit einem festen Blinkmuster belegt, das dem von „richtigen“ Luftfahrzeugen nachempfunden ist. An dem Anschluss „LoBat-Anzeige“...
  • Seite 14 11,1 V) vollständig aufgeladen wurde (max. 12,6 V ). 6.4. Einschalten (Verbinden des Akkus mit der Elektronik) Der Akku wird nun mit dem Stecker an der QuadroControl II Platine verbunden. Die Fernbedienung bleibt dabei ausgeschaltet. Kurz darauf sollte die vordere LED leuchten.
  • Seite 15 > Funktioniert die Funkverbindung korrekt, leuchten nun die hintere und die vordere LED. Anderenfalls ist die Funkverbindung (z.B. Quarze richtig gesteckt?) sowie die Verdrahtung zwischen Empfänger und QuadroControl II zu prüfen. Gas- / Gierknüppel ganz nach oben schieben. Eine weitere LED leuchtet nun auf.
  • Seite 16 „Standgas“ - Drehzahl und Ansteuerfrequenz für BL-Regler einstellen Zunächst blinkt die untere LED, was symbolisiert, dass 500 Hz gewählt wurden. Die Frequenz kann entsprechend dem rechts dargestellten Schema mit Roll links oder rechts eingestellt werden. Jede von 500 Hz abweichende Frequenz beeinflusst die Flugstabilität negativ und ist nur dann zu wählen, wenn der BL - Regler keine 500 Hz verarbeiten kann!!! Die 50 Hz - Einstellung ist definitiv zu langsam und ist NUR zum Ausprobieren gedacht!
  • Seite 17 7.3. Parametrierung der Regler Die nach dem Anlernen der Fernbedienung folgende Parametrierung erfolgt ebenfalls über die Fernbedienung, welche in diesem Parametriermodus die nebenstehende Belegung hat. Mit dem linken Knüppel gibt man vor, für welche Achse der PID - Parametersatz eingestellt werden soll. Mit dem rechten Knüppel wird der für die aktuelle Achse (linker Hebel) einzustellende Parameter (P, I oder D) bestimmt, sowie dessen Wert verändert (Knüppel nach oben oder unten tippen).
  • Seite 18 8.2. Verriegelung des Gasknüppels aufheben / Anfänger-, Experten- oder Sportmodus auswählen Damit der Quadrocopter nicht direkt nach dem Einschalten Vollgas gibt, weil der Gasknüppel nicht ganz unten war, wurde die QuadroControl II mit einer Verriegelung für den Gasknüppel ausgestattet. Gasknüppel ganz nach oben schieben.
  • Seite 19 => Sollte der Quadrocopter abstürzen, sind sofort die Motoren abzuschalten! 8.5. Manuelles Kalibrieren der Gyro – Sensoren Falls die QuadroControl II großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, oder falls das Modell trotz korrekter Trimmung in irgendeine Richtung ausbricht, kann es hilfreich sein, die Gyro - Sensoren neu zu kalibrieren.
  • Seite 20 Da bei der Entwicklung und beim Aufbau von elektronischen Schaltungen Fehler leider nie ganz ausgeschlossen werden können, weise ich hiermit darauf hin, dass ich keinerlei Garantie für Schäden, die durch den Nachbau und den Gebrauch der QuadroControl II Bordelektronik und / oder der Dokumentation entstehen, übernehme. Ich übernehme auch keinerlei Garantie für die Richtigkeit dieser Bauanleitung.