Danket Maxwell und Hertz! und anderer Kram

März 31, 2012 in Allgemein

Während wir geduldig auf unsere Rotorblätter aus dem Heimatland des Sushis warten, gibt es derweil andere Neuigkeiten.

Zum einen haben wir uns wir die lange Prototypphase und auch noch darüber hinaus für eine Funkverbindung zwischen unserem Quadrocopter und dem Boden entschieden, sodass wir während des Fluges Live-Daten bekommen, welche unser armer Mikrocontroller am Boden in mühseliger Handarbeit analysieren oder weiterleiten muss. Der Receiver und Transmitter funkt dabei mit 433Mhz, welches eine typische Frequenz zwischen zwei Funkprodukten ist und daher hoffen wir, dass es zu keiner Störung kommen wird (falls ein Auto durch unser Modul aufgeschlossen wird, ist dies natürlich ein ungewollter Nebeneffekt!).

Desweiteren diskutieren wir derzeit fleißig über spätere mögliche Zusätze, wie zum Beispiel einer Kamera, wobei in dieser Hinsicht noch keine Entscheidung gefallen ist, da zum Einen das Auswerten der Bilder viel Speicherplatz und Rechenzeit in Anspruch nimmt und zum Anderen auch die Ansteuerung bestimmter Kameramodule zum Teufelswerk (Wortspiel!) werden dürfte.

Doch nicht nur unsichere Ergebnisse haben wir zu bieten. Denn mit einer sehr großen Wahrscheinlichkeit wird der Quadrocopter ein SD-Kartenmodul bekommen, um nicht alle Daten direkt zum Boden schicken zu müssen, sondern auch eine eigene Dateiverwaltung anlegen kann auf die der Quadrocopter immer wieder direkten Zugriff hat. Ebenfalls wird dadurch eine leichtere Konfiguration möglich, falls bestimmte Optionen abgeändert werden (z.B. die Flugbahn), ohne dass der Controller neu programmiert werden muss.

Soweit erstmal das Update,

Das Demon-Team!

~Christian

Let’s get ready to rumble! MSP430 vs. Atmega!

März 27, 2012 in Allgemein

Nach dem wir uns einige Zeit mit den Motoren und deren Rotorblätter beschäftigt haben, steht noch eine wesentlich wichtigere Diskussion im Raum. Sozusagen eine Diskussion um das Herzstück des Quadrocopters: Der Mikrocontroller.

Für die vielen Steueraufgaben ist es sehr wichtig, dass man einen angemessen schnellen (16 Mhz – 20Mhz) Mikrocontroller findet, welcher ebenfalls fix arbeiten kann. Genügend Speicherplatz und I/O-Pins sollte er ebenfalls besitzen.

In die nähere Auswahl sind dabei der MSP430 von Texas Instruments und der Atmega von Atmel gekommen. Beide Mikrocontroller haben ihre Vorzüge.

Der MSP430 eine Mikrocontrollerserie von Texas Instruments ist speziell für energieschonende Anwendungen entwickelt worden, sodass der Mikrocontroller ohne Probleme mit einer Batterie betrieben werden kann. In sich trägt der MSP430 eine 16-Bit RISC-CPU nach der von-Neumann-Architektur, ein wesentlicher Unterschied zum Atmega. Besonders begeistert kann man beim MSP430 vom klar und einfach aufgebautem Konzept sein. Um bestimmte besondere Peripherie zu aktivieren bedarf es bei einem MSP430 keine tausende von Einstellungen, ganz im Gegensatz zu manchen Kollegen, deren Registerbezeichnungen zusätzlich noch undurchsichtig sind. Leider ist es schwerer auf dem freien Markt an die verschiedensten Modelle des MSP430 zu kommen (besonders da solche mit größerem Speicher benötigt werden), als beim Konkurrent dem Atmega.

Der Atmega aus dem Haus von Atmel dagegen ist ein recht bekannter Mikrocontroller, zählt er sich doch zu den mit am meisten benutzten 8-Bit Mikrocontroller auf dem Hobbymarkt. Er zeichnet sich durch einen 8-Bit RISC-CPU aus und arbeitet nach der Harvard-Architektur. Ein großer Vorteil des Atmega ist, dass er in großen Speichergrößen angeboten wird sehr viel Unterstützung von allen Seiten findet (wie Developerboards, Erläuterungen, Beispiele). Ebenfalls ein großer Vorteil ist, dass der Atmega auch noch in seiten DIP-Ausgabe sehr viele I/O-Pins bietet und so genügend äußere Peripherie angeschlossen werden kann.

Bei unseren bisherigen Planungen ist die vorläufige Wahl auf den Atmega328p gefallen, da er genügend Pins und einen ausreichend großen Speicher bietet. Gegen den MSP430 mussten wir uns leider entscheiden, da es kaum möglich war, einen MSP430Gxxxx mit ausreichend viel Speicher zu finden.

Einen schönen Tag noch,
Das Demon-Team!

~Christian

Herzlich Willkommen ihr 25000 U/min!

März 27, 2012 in Allgemein

Endlich sind sie da, die vier Johnson 10750 Motoren. Und kaum sind sie hier angekommen, haben auch gleich die ersten Tests begonnen, ob sie denn auch wirklich halten, was ihre Angaben versprechen.

Nach einigen Tests mit verschiedenen Aufbauten auf der Motorwelle und auch Tests mit Rotorblättern ist zu sagen, dass die Geschwindigkeit der 18g Motoren überwältigend ist (es hat sogar einen kleinen Arbeitsunfall gegeben!).

Sobald die Prototyp-Rotorblätter aus dem Land der aufgehenden Sonne eintreffen werden weitere zielorientierte Tests gemacht werden. Man darf gespannt sein!

Das Demon-Team

~ Christian

Bisherige Zusammenfassung

März 26, 2012 in Allgemein

Wir haben uns im Vorfeld lange über verschiedene Faktoren des Prototyps unterhalten und haben auch Entscheidungen getroffen.

Als vorläufiges Gerüst haben wir uns dabei für ein Holzrahmen entschieden, welcher in Kreuzform aus zwei Hölzern mit einer Kerbe in der Mitte geleimt und verschraubt werden soll. Die Länge jedes Holzstücks soll circa 30cm betragen.

Über die vorläufige Wahl der Motoren haben wir uns ebenfalls lange die Köpfe zerbrochen, nun sind aber die Johnson 10750 in der Bestellung. Diese liefern uns im Leerlauf 25.212 U/min und unter Last satte 12.606 U/min. Dies sollte nach unseren Berechnungen (Dank an unseren Physik-Lehrer) für das geschätzte Gewicht und unter Normalbedingungen für den Auftrieb des Quadrocopters ausreichen.

Für die elektronische Steuerung fiel die Wahl der Mikrocontroller ebenfalls vorläufig auf den Atmel ATmega328p, da dieser genügend Platz für das Steuerprogramm bietet, zugleich aber dank der RISC-Architektur und 16Mhz die Berechnungen schnell erledigen kann. Ebenfalls bietet er mit seinen 23 I/O-Pins genügend Anschlüsse für die Motorsteuerung und für die Sensoren.

In Bezug auf die Motorsteuerung war natürlich klar, dass der Mikrocontroller die Motoren nicht direkt ansteuern kann, da dieser weitaus nicht den benötigten Strom und auch nicht die Spannung bietet, damit die Motoren auf volle Drehzahl gebracht werden können (eher würde der Controller sich zum Braten eines Steaks eignen). Daher wird eine klassische Motorsteuerung verwendet, die H-Brücke. Derzeit wird noch diskutiert, ob dafür eine Schaltung aus 16 MOSFET-Tranistoren gebaut werden soll, oder der IC L283D verwendet werden soll, welcher jeweils zwei H-Brücken in sich trägt.

Als Sensoren werden vorläufig zur Messung der Luft ein Temperatursensor und ein Luftdrucksensor verwendet werden, damit der Quadrocopter dem launischen Wetter entgegenwirken kann. Als zusätzlicher Stabilisator soll ein Gyroskop dienen, welcher die aktuelle Lage des Quadrocopter an den Mikrocontroller weiterleitet und dieser die Motoren entsprechend steuern kann.

Um das ganze Gerät auch mit der nötigen Spannung Spannung versorgen zu können, soll entweder ein 9V Akku-Pack eingesetzt werden oder 6x AA-Mignon 1,5V in Reihe. Selbstverständlich muss stetig für eine neue Stromzufuhr gesorgt werden, da alleine die Motoren 4,2A brauchen werden.

Zur Gestaltung ist derzeit geplant, dass das Gerüst eine Kreuzform bekommt. An jedem Ende wird mit Kabelbindern ein Motor befestigt. Die Stromkabel zur Mitte des Gestells, wo sich die elektronische Schaltung befindet, werden direkt am Balken, oberhalb oder unterhalb verlaufen. Die Stromversorgung wird sich ebenfalls in der Mitte der Konstruktion, jedoch auf der unteren Seite befinden. Dadurch können wird wenigstens eine ungefähre Symmetrie bieten.

Das sind bisher die Planungen zum Prototyp, bis dann,

Das Demon-Team!

~ Christian

Demon!

März 25, 2012 in Allgemein

Hallo,

in diesem Blog werden wir immer aktuell über unser Projekt Demon schreiben.

Demon ist ein autonomer Quadrocopter und befindet sich derzeit in der Planungsphase. Hier werdet ihr jedoch stets auf dem neusten Stand gehalten!

Das Demon-Team