Bouwverslag: zelfbouw flight controler op basis van Arduino Uno

Wojt333, even een late reactie van mijn kant. Ik ben helaas een beetje te druk met mijn werk en dan schiet de hobby er een beetje bij in :-(

Tips heb ik niet echt. Probeer alleen kleine stapjes te nemen en hou het overzichtelijk. Dan blijft het leuk ;-)

Elektronica bestel ik meestal bij:
https://www.iprototype.nl
HobbyElectronica - Electronica, Arduino, componenten, modules en sensors.

Onderdelen voor de multi kan je bijvoorbeeld vinden bij:
multirotorparts home
hobbymaniac.nl

Inmiddels bestel ik steeds meer onderdelen bij Farnell.com. Scheelt behoorlijk. En natuurlijk heb ik nog een lokale elektronicawinkel als backup ;-)

Succes met bouwen. Maak je er ook een bouwverslag van?

 

We zijn weer een paar stappen verder gekomen. Na het ontwerpen van de flight controller print volgt er een print voor het verwerken van de gps data. Op deze print heeft ook het kompas een plek gekregen. Voorlopig is dit een breakout board geworden. Ik hoop dat op deze manier het kompas voldoende ver weg zit van storende magnetische bronnen.



Nu is het mogelijk om alles samen te bouwen tot een compacte toren die ik op iedere eenvoudig op de F450 kan schroeven. En in de toekomst op de F550. Echter zal het testen eerst op de F450 gebeuren. De gps heb ik bij Mikrokopter besteld.



Verder is het programma inmiddels omgezet naar 20MHz. De PID-library is direct in het programma verwerkt waardoor ik overbodige stukken er uit heb kunnen halen. Daarnaast is het programma verder geoptimaliseerd en is er behoorlijk wat programmeerruimte vrij gekomen.

[FONT=&quot]Het enige wat ik nu nog moet doen is het kompas laten werken met de roll en pitch hoek van de multi. Daarna kan ik beginnen met het maken van testvluchten. En dat komt mooi uit zo vlak voor de lente.[/FONT]

 

Heel gaaf project dit! Zelf totaal geen ervaring met multicopters, alleen in een heel ver verleden een aantal vliegtuigen aan barrels gevlogen. Een jaar of 2 geleden al eens bezig geweest met wat ideeën rond een multicopter maar na het oproken van mijn destijds zelf gemaakte besturing, hier nooit meer mee verder gegaan. Nu ik jou project helemaal heb doorgelezen begint het toch wel weer te kriebelen hoor...

Echt heel leuk om te zien hoe je dit allemaal aan en in elkaar aan het breien bent. Blijf ik zeker volgen!

 

Bedankt voor je positieve reactie Pascal Altijd leuk om te horen dat mensen dit verhaal volgen en het project waarderen.

 

En inmiddels alweer wat vorderingen gemaakt met het project?

Inmiddels toch stiekem zelf ook weer een beetje de rommel uit het verleden bij elkaar gesprokkeld om toch maar weer eens te gaan kijken of ik tot een enigszins werkend exemplaar kan komen. De freesmachine heeft inmiddels al weer aardig wat rondjes gemaakt voor de verschillende onderdelen. Een aantal onderdelen in bestelling en aan het wachten op een nieuw printje dat dienst moet gaan doen als de "Main controller". Omdat ze tegenwoordig ook de wereld niet meer kosten, gelijk maar gekozen voor een ATxmega256. In ieder geval aan programmageheugen, geen gebrek voorlopig.

 

Dat is leuk om te lezen Pascal. Dit draadje heeft inmiddels al meerdere mensen overgehaald om zelf een flight controller te bouwen. Ik hoop dat je je vorderingen af en toe wilt melden. En natuurlijk graag met foto's

De 256 heeft inderdaad voldoende ruimte. Hoewel ik moet zeggen dat je prima met een ATmega328 uit de voeten kan als je er geen gps op gaat zetten. Maar je kan beter te veel ruimte hebben dan te weinig.

Met mijn eigen project werk ik nu vooral "achter de schermen". Ik ben bezig om het programma verder te optimaliseren. De opdracht digitalWrite() wordt bijvoorbeeld een directe poort manipulatie door middel van PORTD |= B00010000. Float's worden int's en int's worden bytes, enz. Dit scheelt enorm veel snelheid en programmaruimte.

De PID library is ook overboord. Omdat deze library een onnodig grote overhead had voor mijn project heb ik alleen de noodzakelijke delen in het programma verwerkt. Ik gebruik nu alleen nog maar de wire.h en EEPROM.h library.

Door het gebruik van andere sensoren lees ik nu de gyro en de accelerometer op 250Hz uit. Ook gebruik ik nu een andere druksensor met een hogere resolutie, 0,021mbar in plaats van 0,024mbar.

Met de implementatie van het S.Bus protocol beschik ik nu ook over een fail safe signaal. Met dit signaal kan ik de multicopter naar het startpunt laten vliegen als er geen ontvangst meer is.

Allemaal kleine zaken die veel tijd kosten. Maar het resultaat mag er dan ook wel zijn. Ik hoop binnenkort de eerste testvluchten te kunnen maken.

 

Mocht ik t.z.t. een beetje vorderen, laat ik het je zeker weten.

De ATxmega256 is ook een klein beetje geboren uit "luxe" hoor. Mijn werk bestaat ook uit het nodige programmeerwerk met Atmel controllers en op 1 van onze producten zit deze zelfde controller. Kan het aardig vinden met deze xmega serie van Atmel, alleen al de hogere kloksnelheid t.o.v. de mega vind ik wel prettig. Maar ook de door jouw gebruikte controller is natuurlijk prima in orde. Zolang het maar Atmel is

Het gebruik van libraries is iets dat ik van huis uit niet zo gewend ben en dus ook nog steeds nagenoeg niet doe. Niet dat er iets mis mee is, maar ik ben vanuit het verleden gewend aan het zelf schrijven van mijn libraries. In de tijd dat ik met Atmel begon te programmeren, moest je eigenlijk alles nog zelf doen. Zit nog steeds vastgebakken in m'n systeem eigenlijk... Schrijf zelf alles met Atmel Studio op het moment. Prima ontwikkelomgeving, als je het mij vraagt. Gebruik wat delay functies en I/O definities van Atmel maar doe verder alles zelf. Hoop extra werk maar ook wel weer makkelijk. Kan alleen mezelf maar de schuld geven als het programmageheugen tekort schiet. Al moet daar wel heel wat voor gebeuren met deze controller

Zou jij eens een typenummer willen roepen van de gebruikte druksensor? Heb op het moment zelf een MS5607 in mijn schema staan...
Wat de zender/ontvanger aangaat, die heb ik laatst weggegeven omdat ik die toch niet meer gebruikte... Haha, handig ja. Heb voor nu maar een 2,4GHz transceiver module van Microchip op de print gezet(MRF24J40MC). Ik weet het, net geen Atmel maar ook voor mijn werk al aardig aan het spelen geweest met deze dingen en die bevallen eigenlijk prima. Daar dus ook maar de zendende kant mee maken.

Maar goed, eerst maar eens afwachten tot de printjes binnen komen en zien of we wat leven kunnen krijgen uit het geheel. In ieder geval alvast een plaatje dan, van hoe de "quad hardware" er nu bij staat.



Armen van 15x15mm aluminium waarin ik met de frees een hoop sleuven heb gemaakt. Rest is allemaal standaard printplaatmateriaal. Had het niet verwacht maar het is nog stevig ook allemaal. Moet alleen nog wat spacers tussen een paar pootjes plaatsen maar daar had ik nog geen zin in

Blijf je project op de voet volgen!

 

Atmel Studio is inderdaad de beste oplossing. En als je de kennis bezit dan is een scratch built naar mijn mening beter dan het gebruik maken van library's. Mooi dat je deze kennis bezit

Helaas is het overstappen van de Arduino omgeving naar Atmel Studio een behoorlijke stap. En daar heb ik op dit moment even geen zin in. Het voorjaar komt er aan en dan wil ik weer lekker in het veld gaan testen. Hopelijk met een oktocopter En als dat niet lukt dan schroef ik het geheel op de F550 die ik nog heb staan.

Wel moet ik toegeven dat ik de AVR Dragon hier al een poos heb liggen ;-)

Geen zender lijkt mij een heel lastige manier vaan besturen ;-) Hoe ga je er voor zorgen dat je de quad proportioneel aan kan sturen?

De druksensor die ik gebruik is de MS5637:
nl.farnell.com/measurement-specialties/ms563702ba03-50/sensor-barometric-0-01-1-2bar/dp/2362663?ost=2362663

Direct I2C en handmatig te solderen op de print. En een iets hogere resolutie dan de MS5607. Deze heb ik in het begin ook gebruikt en werkt buitengewoon overigens. Dus die kan je ook prima gebruiken.

Frame ziet er netjes uit! Is dat pcb materiaal waarmee je de armen hebt gefixeerd?

 

Als ik jou zo bezig zie, kan jij met Atmel Studio ook prima uit de voeten hoor. Is echt prima te doen. Wil best een project starten voor je met wat basis instellingen voor een controller naar keuze...
Een Dragon heb je liggen zeg je! Een prima programmer waarmee je nog wat debug werk kan doen ook, als je dat al zou willen. Doe ik zelf nooit eigenlijk. Heb zelf ook nog een Dragon liggen die ik overigens maar zelden gebruik eigenlijk. De mkII hangt hier eigenlijk altijd aan de USB poort.

Zonder "echte" zender is inderdaad niet de meest ideale manier maar je moet wat hè Onlangs me zender weggegeven omdat ik die toch niet meer gebruikte, hahaha. Heb wat ALPS joystickjes liggen, vergelijkbaar met de sticks in een echte zender. Die knoop ik wel weer aan een controller om zo me eigen zendertje te maken. Zal vast wel voldoen voorlopig...

Druksensortje zal ik meteen even aanpassen in het schema, thanks! Moet ik eerdaags toch nog mee aan de gang. Hoop van de week de "Main" print binnen te hebben zodat ik wat kan gaan testen. Zie dat deze klaar ligt voor transport dus kan nooit heel lang meer duren. Het al dan niet handmatig solderen is voor mij gelukkig geen probleem. Heb op me werk de beschikking over een reflow oven.

Al het plaatmateriaal in mijn quad is inderdaad van printmateriaal. Had hier nog een hele berg van liggen en moet zeggen dat het allemaal heel degelijk aanvoelt. Zeker voor de eerste testen, als die er mogen komen natuurlijk... zal ik niet heel gek gaan doen met dat ding dus voorlopig meer dan stevig genoeg. En mocht er wat breken... starten we de freesmachine wel weer

Succes met vliegen straks met het beter wordende weer, maar niet vergeten om updates te posten hè! Dit is een veel te mooi project om onder het stof te laten verdwijnen. Ik beloof trouw te blijven volgen

 

Vandaag weer een paar onderdeeltjes binnen gekregen. Sorry voor het kapen van jouw topic maar jij wilde plaatjes zien

Eentje helemaal...


En nog eentje een beetje dichterbij. Motorcontrollers zitten netjes vast zo, alleen nog effe wachten op wat nieuwe kabel om de draden naar motoren toe te verlengen. Van de week op het werk nog even de print met onderdelen in de oven leggen en ik kan met software gaan spelen.


Zal t.z.t. wel een eigen topic starten om die van jouw een beetje overzichtelijk te houden...

 

Dat ziet er netjes uit Pascal. Er zitten behoorlijk wat connectoren op. Wat ben je van plan om er allemaal op te zetten?

Laat maar even weten wanneer je een eigen topic hebt gestart, dan neem ik zeker even een abonnement ;-)

 

Een 6-polig connectortje voor het programmeren natuurlijk. Daarnaast staat nog een 6-polig connectortje waarop een I²C LCD kan worden aangesloten. Met name voor gebruik tijdens het programmeren. Verder heb ik dan in ieder geval een 10 polige connector voor de SPI communicatie naar de sensorprint die er straks nog bovenop moet komen. Hierop zijn ook meteen alle aanwezige spanningen aangesloten. Accu, main-3,3V en de geschakelde 3,3V.

De rest van de connectoren hebben ook allemaal een aansluiting voor deze spanningen en verder alle overige controller aansluitingen. Zo heb ik in ieder geval uitbreidingsmogelijkheden zat. Extra SPI, I²C, USART, PMW, ADC. Je weet nooit waar het goed voor kan zijn denk ik dan maar.

 

Heb je nog vorderingen gemaakt Pascal?

Ik krijg vaak de vraag van mensen of ik ze kan helpen of dat ik mijn code wil delen. Om deze reden hoop ik binnenkort een start te maken met een videoserie (5 of 6 video's) op Youtube waarin ik een deel van de Arduino code uitleg om je eigen quad te maken (alleen gyro gestuurd). De code is dan n stappen te downloaden en vrij te gebruiken.

Onderwerpen van de video's zijn:
-Used hardware
-Receiver inputs
-ESC outputs
-Gyro
-PID controller
-Setup and flying

Ik heb de "test quad" voor deze videoserie al bijna gereed en dan kan ik beginnen met het samenstellen van de video's.

 

Wilde het topic niet verder "vervuilen" met mijn hobby project
Ben ondertussen druk met de software bezig. Printje staat in elkaar en alle losse componenten werken zoals de bedoeling zou moeten zijn. Toch altijd wel weer prettig om te ervaren...

Op dit moment met de PID bezig aan de hand van het losse MPU6050 boardje dat je bovenop kan zien zitten. Als dat straks naar behoren functioneert, komt deze samen met de overige sensoren op een eigen print natuurlijk. GPS, barometer en heel de mikmak moet daar straks op komen. Maar goed, kleine stapjes maken om het overzicht niet te verliezen.

Kijk uit naar je video's. Altijd leuk om te zien hoe een ander met de hobby bezig is. En zeker het delen van code zal voor veel mensen een uitkomst zijn. Dikke duim, dat er mensen zijn die zo de hobby voor een heel hoop mensen naar een hoger niveau proberen te tillen.

Maar goed, nog even een plaatje dan, van hoe de "handel" er op het moment bij hangt hier. We zijn lekker aant rotzooien hoor hier. Heb deze maar even klikbaar gehouden, kan je nog een klein beetje wat zien...

 

Joop, Ik vind dit geweldig. Zoals Pascal ook al zei "altijd leuk om te zien hoe andere het doen." Ik kan niet wachten.

 

Nu wachten op de bestelde connectoren om de accu aan te sluiten. Voeding gaat door z'n knieën als ik een klein beetje gas geef PID regelingen moeten aardig voor elkaar zijn als ik het zo kan zien allemaal dus tijd voor testen met een beetje meer stroom...

Vandaag nog een evaluatie bordje van Atmel op een stukje print geschroefd samen met 2 joystickjes. Stand van de joystickjes lees ik in via de A/D converters en stuur ik over 2.4GHz naar de multi. Ook dat werkt allemaal. Moet dus echt wachten op de connectoren...

 

Dat ziet er ontzettend strak uit Pascal. Ik zou zeker even je eigen draadje starten bij de bouwverslagen. Er zijn vast veel meer mensen die dit mooie project willen zien groeien!

 

Als deze straks een beetje doet wat hij moet doen, ga ik aan een 2e beginnen. Zal dan van de stappen die ik maak wat foto's maken om een topic te kunnen starten. Heb nu eigenlijk niet meer materiaal als dat hier te zien is. Je bent bezig en neemt geen tijd voor foto's en filmpjes, je kent het waarschijnlijk wel

Wordt tijd dat de wind gaat liggen want ik wil zo langzaam aan wel wat gaan testen...

 

Hmmm, ik zou ook wel weer wat minder wind kunnen gebruiken om weer wat zaken te testen. Zelf probeer ik altijd wel wat zaken vast te leggen op foto of video. Leuk om te delen en op youtube krijg ik er gewoon veel leuke reacties op.

Ik ben nu bezig met de eerste afleveringen van de projectvideo's waar ik eerder al over schreef. Ik hoop deze week de eerste "aankondiging" op Youtube te plaatsen. Kost wel heel veel tijd om te maken maar ik ga er van uit dat het veel mensen kan helpen om de eerste vliegende stappen te zetten.

 

Software begint de kant op te gaan die ik hem hebben wil... Zojuist even snel een eerste testje gedaan zonder automatische correctie naar horizontaal. Moet dus zelf de Quad weer horizontaal sturen en omdat ik nog nooit eerder met zo'n orgel gevlogen heb, is dat nog niet zo makkelijk. Als de sodemieter een tweede regellus brouwen om hem zonder stuursignaal vanzelf weer naar horizontaal te krijgen.

Maar goed. Ik ben al aardig op weg...