13.12.2011

Die Qual der Wahl des Empfängers

Bei Empfänger gibt es viele verschiedene Systeme, Hersteller und Typen.

Für uns stehen die 35MHz, 40MHz und 2,4GHz zur verfügung.
Da ich einen 35MHz Sender habe wollte ich dafür auch gerne einen passenden Empfänger haben. Leider sind diese durch Gewicht, Größe und deren Antennenlänge ungeeignet. Das selbe gilt für die 40MHz Empfänger. Die aktuellen 2,4GHz Systeme sind doch eher teuer und meistens auch zu groß und/oder zu schwer. Jedoch haben wir doch was ausfindig machen können, dazu später mehr.

Da wir zuerst nichts Passendes parat hatten und wir ja sowieso zwei TandemZ's von Silverlit ausgeschlachtet hatten, kam Harald auf die super Idee die dort verbauten IR-Empfänger zu verwenden.


Dieser ist dem TSOP mit 38kHz von Visey sehr ähnlich. Allerding nur ähnlich, zumindestens das Pinout ist etwas anders. Dieser Sensor kann "natürliches" infrarotes Licht von einem künstlich erzeugtem unterscheiden. Das Künstliche wird einfach mit einer Frequenz von 38kHz gepulst, sprich immer Ein und Aus geschaltet. Der Sensor erkennt dieses gepulste infrarote Licht und schaltet seinen Ausgang auf Low (GND). Allerding kann man den Sensor nicht ständig mit dem Signal "befeuern", irgendwann geht er in Sättigung und macht nichts mehr. Darum müssen gewisse Pausen eingehalten werden. Wir erzeugen aus dem PPM-Summensignal des Senders über eine von Harald entworfenen Schaltung das 38kHz Signal. Dies ist das selbe wie das PPM Signal, nur aufgrund der Pausezeiten die wir einhalten müssen wird nur jedes zweite Signal ausgestrahlt.


 Eigentümer des Bildes ist Harald Sattler

Dies System funktioniert nach ersten Schwierigkeiten erstaunlich gut!
Allerdingt ist es wirklich nur fürs Wohnzimmer mit direktem Sichtkontakt und kurzer Reichweite gedacht, größere Hallen oder draußen geht garnicht oder nur sehr sehr schlecht.


Da wir aber auch diese Bereiche und vorallem eine höhere Reichweite erreichen wollen haben wir uns weiter umgesehen. Nach ein wenig suchen sind wir auf den Coral-D von MicroInvent gestoßen.

 Eigentümer des Bildes ist Harald Sattler

Dieser winzige 2,4GHz Empfänger hat ein Maß von 9 x 6mm und laut Hersteller wiegt er 0,3 Gramm.
Da dieser leider kein PPM oder digitales Protokoll ausgibt hatte Harald Kontakt mit dem Herstellen aufgenommen und er war tatsächlich so nett und hat ein digitales Protokoll einprogrammiert.
Da Harald an diesem Empfänger interessiert war hat er dafür dann die NanoQuad Firmware so umprogrammiert das dieser Empfänger damit ausgelesen werden konnte.
Und was soll ich sagen... es funktioniert ausgezeichnet!!!


Ich selbst habe mich für das günstigere 2,4GHz SuperMicro Set von Hobbyking.de entschieden.


Auf der Website steht das er ein 5 Kanal Empfänger ist. Leider sagt die Anleitung und auch mein Oszi das gegenteil! Es handelt sich lediglich um einen 4 Kanal Empfänger. Ich könnte zwar den Modus-Schalter (CH5) durch Steuerknüppelstellungen ersetzen und die Kanäle nicht übers Summensignal sondern die einzelnt auswerten aber um erlich zu sein möchte ich das garnicht.

Naja also heist es wieder nach Alternativen suchen.
Da schon des öfteren der Wunsch nach Spektrumkompatibilität geäußert wurde, habe ich mich in der Richtung "umgehört" und tatsächlich etwas gefunden. Den kleinen 2,4GHz DSM2 Deltang Empfänger Rx31 von Deltang.co.uk gefunden.

Eigentümer des Bildes ist www.deltang.co.uk

Er hat laut Hersteller die Maße 9,3 x 9,9mm und soll 0,23 Gramm wiegen.
Zudem ist dieser zu den Spektrumsendern kompatibel und gibt uns die Infos über 7 Kanäle über das PPM-Summensignal aus. Optional hätten wir auchnoch einen Ausgang um die Daten Seriel auszulesen.

Zudem bietet Deltang noch einen zum Sender umgebauten Spektrumempfänger an, den Tx1. 
Da Harald und ich keinen Spektrumsender haben, werden wir diesen mitbestellen.
Laut dem Hersteller hat man mit dieser Kombi eine Reichweite von 100 Meter bei Sichtkontakt. Wer da noch den NanoQuad steuern kann muss Adleraugen haben.

Sicherlich werden sich nun einige fragen warum sich Harald auch diese Kombi ordert, er hat ja den Coral...
Nunja die Spektrumkompatibilität ist sehr gefragt und zudem ist die Kombi um einiges erschwinglicher als die des Coral's.

12.12.2011

Das "leid" der Silverlit Motoren und deren Alternativen?!

Wir verwenden die Antriebsmotoren von den TandemZ's ...

... Jaaaa, sie tuen zwar ihren Dienst, empfehlen möchten wir diese trotzdem nicht.
Der Grund liegt dadrin dass sie für den von uns verwendeten Zweck einfach nicht ausgelegt sind. Die Welle wird in einem Gleitlager gehalten und die axialen Anschläge sind das "Lagerschild" und der Stator im inneren des Motorgehäuses.

Warum Lagerschild in "Gänsefüsschen" ?
Das Lagerschild erfüllt im grunde genommen nur die Funktion des abdichten des Motorgehäuses und die Halterung der Bürsten und nicht wie der Name vermuten lässt die Lagerung der Welle bzw. des Rotors.

Eigentümer des Bildes ist Harald Sattler

Zudem sieht man auf dem Bild Abnutzungspuren, die vielen schwarzen Partikel.
Mit zunehmender Motorlaufzeit erwärmen sich die Motoren sehr stark. Dies ist auch der Indikator das die Motoren an der Verschleißgrenze sind. Man merk es zusätzlich an der geringeren Flugzeit.
Bei mir hatte sich die Flugdauer plötzlich rapide von ca. 5 Minuten auf ca. 1 Minute 30 Sekunden verkürzt. Ein Rettungsversuch durch ölen mit WD40 schlug fehl und brachte keine verbesserung.

Eigentümer des Bildes ist Harald Sattler

Hier sieht man nochmal den Kommutator des Rotors. Dieser weist auch dolle Gebrauchsspuren auf, zudem sind dort auch die Abnutzungspartikel zu sehen.

Der Rotor ist im übrigen Eisenfrei und besteht lediglich aus der Welle, Kommutator, Kupferlackdraht und einer Kunststoffscheibe an der alles befestigt ist.

In dem Folgenden Bild sieht man den Motor von der Wellenseite. Dort sind kleine Risse, diese waren laut Harald daran schuld das die Welle sammt Lager eine radiales Spiel aufwies.

Eigentümer des Bildes ist Harald Sattler

Wir haben ja aber noch die Servomotoren aus dem TandemZ's daliegen. Jedoch stellte sich bei einem Test heraus das diese ungeeignet sind, da sie eine niedrigere Drehzahl aufweisen und somit nicht genug Schub erzeugen um den NanoQuad in die Luft zu befördern.

Alternativen!?

Ja nun welche Alternativen gibt es!?
Wir haben viel gesucht und recherchiert und um erlich zu sein nicht wirklich richtig passendes gefunden :-( Aber mit den Silverlit möchte ich mich dann doch nicht wirklich anfreunden. Also muss ein Kompromiss her!

Meine Wahl fiel nun auf einen 2 Gramm Brushless Motor von HexTronik, dazu dann noch einen kleinen 3A ESC von Turnigy. Pro Motor-ESC kombi bringen diese ein Gewicht von 3 Gramm auf die Waage. Die Silverlit-motoren haben ein Gewicht von ca. 2 Gramm. Aber ich denke dadurch das die BL's eine höhere Drehzahl erreichen wird sich der eine Gramm pro Motor nicht groß auswirken.

Da die ESC's das PPM Signal wollen muss die Firmware des NanoQuads umgeschrieben werden. Wir verwenden ja derzeit ein PWM-Signal und im Original von William wird die Ansteuerung über den I2C-Bus erledigt. Harald und ich haben dazu schon ein wenig Brainstorming betrieben und man darf gespannt sein ob es funktionieren wird, aber ich gehe mal sehr stark davon aus. Oder anders gesagt... Daran soll es nun nicht scheitern. ;-)

Die Motoren und ESC's sind bereits bestellt und auf dem weg zu mir. Aber vor Weihnachten wird das wohl leider nichts mehr :-(


11.12.2011

Sprachumstellung

In Zukunft werde ich die Posts doch in Deutsch verfassen.
Das schreiben in Englisch fällt mir persönlich sehr schwer und ich kann nicht das mitteilen was ich gerne möchte und vor allem wie ich es gerne möchte.

Für alle die der deutschen Sprachen nicht mächtig sind habe ich rechts unten in der Menüleiste den Google-Translator eingebettet.

26.10.2011

Shrediquette NanoQuad is airborne

Yeah!
The first prototype of our NanoQuad flies.


I saw two mini Quadrocopter on the Internet early in May 2011. I was fascinated and decided to build one on my own. Because I already built a Shrediquette DLX Tricopter a year ago and I personally know William as friend I decided to build the sNQ (Shrediquette Nano Quadrocopter) based on William's quadrocopter source code. I made some thoughts about the concept and decided to use the IMU-chip MPU-6050 from Invensense. I know Harald from the forum roboternetz.de and he already made a layout with this IMU-chip for the Tricopter in april 2011. I mailed him and told him about my idea... and what should I say... he liked my idea, and asked whether he could join.

And of course i agreed ;-)

So we discussed the hardware approach and the whole specification of this little Quadrocopter. Haralds main part was the design of the hardware, my part was the adaption and advancement of the software. In fact we also do minor changes in each others field of activity. Our biggest problem in putting the sNQ to work was the tremendous delay of Invensense getting the MPU-6050 to market. The whole design of the sNQ was stable in early september 2011 and from then on we waited nail chewing for the MPU-6050 to come to the shelves. In the end Harald contacted Invensense directly and after some to and fro he got the information that one of the european distributors of Invensense will deliver the MPU. Shortly after, in the last days of september, we got hold of some of those chips, soldered them onto the first two prototype boards and after some minor code optimizations the NanoCopter was airborne.

It's weight is about 20 grams and the maximum diameter is about 14cm with an option to go down to 12cm.

MCU: ATmega328p @ 16MHz
IMU: MPU-6050 from InvenSense
LiPo: 130mAh from Silverlit
Receiver: IR TSOP alike from Silverlit
The motors, LiPo's and the IR-Receiver are from broken TandemZ from Silverlit. The propellers are also from Silverlit. 




For more informations about the building-phase see Haralds website: *KLICK* (German)

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