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Quadrocopter selber bauen #3: Multiwii 2.5 verkabeln

Teil 3: Rahmen fertig. Motoren und ESCs verlötet und alle Kabel zusammengeführt auf einen LiPo Anschluss mit XT-60 Stecker. Jetzt wird der Flightcontroller (FC) auf Arduino-Basis verkabelt. Ich nutze einen MultiWii 2.5 SE und den X8R-Empfänger meiner Taranis X9D.

INHALT: Quadrocopter selber bauen
 #1 – Teileliste, Frame bauen
 #2 – Motoren, ESCs löten & Kabel verlängern
 #3 – MultiWii 2.5 SE und X8R verkabeln
 #4 – Arduino & MultiWii Software
 #5 – ESCs kalibrieren/anlernen
 #6 – MultiWii 2.5 GPS Modul
 

Multiwii 2.5 SE und FrSky X8R verkabeln

Über den Flugkontroller (engl. Flightcontroller = FC) laufen alle Verbindungen zusammen. Hier werden die Regler (ESCs), Strom, Signalleitungen vom Empfänger und Erweiterungen wie etwa ein GPS-Modul angeschlossen. Ich habe mich für ein MultiWii 2.5 SE Board auf Arduino-Basis als Flightcontroller für meinen Quadrocopter entschieden.

multiwii 2.5 basis board

Basis Board: MultiWii 2.5 SE

Das Board ist mittlerweise preiswert zu haben (ab 25 Euro, Stand Jan 2015) und erweiterbar. Ich habe noch ein Nav- und GPS-Modul dazugenommen, einen FTDI-Adapter (brauchst du, um den Copter später per USB mit dem Rechner zu verbinden) sowie ein I2C Bluetooth-Modul. Das soll mir später im Feld den kabellosen Zugriff auf Settings via App ermöglichen. Es gibt auch noch ein Display-Modul, das direkt ans Board angeschlossen werden kann. Ich denke, ich brauch´s nicht.

Das MultiWii 2.5 SE Basis-Board mit ATmega 328 Prozessor  enthält

  • Beschleunigungssensor ACC & Gyro (MPU 6050)
  • Kompass (MAG HMC 5883L)
  • Barometer (BMP 085)

Kurzum alles, um stabilisiert mit einem Multirotor zu fliegen. Unterstützt werden nicht nur Quads. Auch andere Varianten bis hin zum Octacopter können über die MultiWii verkabelt und gesteuert werden. Durch das GPS-Modul kommen Funktionen wie „GPS Hold“ „Return-Home“ und (in Vorbereitung) Wegpunkt-Navigation hinzu.

Doku zur MultiWii: Alt oder unvollständig
Es gibt wirklich einen Haufen Infos zur MultiWii im Netz: PDFs, Videos, Foren-Beiträge und und und. Da kann man etliche Stunden mit verbringen – was ich auch gemacht habe – um leider festzustellen: Vieles davon ist veraltet oder unvollständig.

Was soll´s, es ist ein DIY-Projekt! Also habe ich mir brauchbares zusammengesammelt und eigene Übersichten erstellt, die dir hoffentlich ebenso nützlich sind, wenn du dich mit einem MultiWii 2.5 in Kombination mit einer FrSky Taranis Funke und X8R Empfänger beschäftigst.

Grundlegendes zu Throttle, Nick, Yaw & Roll
Mich hat am Anfang das Wirrwarr an Bezeichnungen verrückt gemacht: Mal heisst es Pitch, mal Nick. Dann noch Elevator und dazu Rudder, Aileron, Roll, Throttle und Yaw  … und im Deutschen dann Höhe, Seite, Quer und Gas.  Was gehört denn nun wozu?  Irgendwann hast raus, dass es zum einen um Begriffe von Flächenmodellen und Coptern geht und zum anderen um die Entsprechung der deutschen zu den englischen Begriffen.

Mir hilft folgende Tabelle und eine vereinfachte grafische Übersicht, sattelfest zu bleiben 😉


 

  • THR … THROTTLE …. Gas –>  Steigen nach oben/unten
  • ELE … ELEVATOR …. Höhe –>  Nick nach vorn/hinten
  • RUD … RUDDER …. Seite –> Yaw  um Achse drehen
  • AIL … AILERON …. Quer –>  Roll nach links/rechts
Skizze: Steuerfunktionen eines Multirotors

Steuerfunktionen bei einem Multirotor: Throttle, Nick, Yaw & Roll

MultiWii 2.5 Motoren & Empfänger anschließen

skizze multiwii 2.5 se anschluesse

MultiWii 2.5 Anschlussplan für Motoren und Empfänger

Das Multiwii Board ist übersichtlich, aber nicht gerade selbsterklärend beschriftet. Der Anschlussplan im Bild oben zeigt, an welche Pins die ESCs/Motoren angeschlossen werden und an welche Pins die Signale des Empfängers kommen. Bei mir wie beschrieben ein FrSky X8R, den ich zuvor mit der Taranis gebunden habe (siehe Beitrag: Binding Taranis & Empfänger).

Update: In der Zeichnung oben haben sich zwei Fehler eingeschlichen!
1. Das GPS-Modul wird nicht rechts bei UART, sondern oben links am I2C angeschlossen (peinlich)
2. AUX 1 ist Anschluss D7. AUX 2 Anschluss D8 oder D12
Um später Aux2 nutzen zu können, ist in der MultiWii-Software
#define RCAUXPIN8 oder  entsprechend #define RCAUXPIN12 zu aktivieren.

Schritt 1: Motoren verkabeln

Farbe der Signalleitungen

weiß= Signal
rot = [+]
schwarz = Masse

Generall drauf achten:  weiße Kabel sind die Signal-führenden, rot = [+] Leitung und schwarz = Masse [-].  Auf dem MultiWii-Board zeigen die weißen Kabel nach innen zum Board.

Motoren & ihre Drehrichtung
PIN D3  ….  VL (vorne links) …. CW
PIN D9  …. HR (hinten rechts) …. CW
PIN D10 .. VR (vorne rechts) …. CCW
PIN D11 .. HL (hinten links) …. CCW

Anschluss der Motoren an MultiWii 2.5

Pins D3 – D11 dienen zum Anschluss der vier Motoren des QuadX.

Schritt 2: Empfänger verkabeln
Auf der linken Seite der MultiWii liegen 10 Anschlusspins in einer Reihe: [-], [+] sowie D2 – D8.  Die ersten 3 Pins werden für die Stromversorgung des Empfängers und Throttle (Gas) benötigt.  Also [-] = schwarz, [+] = rot und D2 = weiß für das Signal.

Skizze: FrSky X8R Anschluesse

FrSky X8R Anschlüsse

Am FrSky-X8R Empfänger kommen diese drei Kabel untereinander auf Kanal 1. Alle weiteren Signalkabel dann nebeneinander in der obersten Reihe des Empfängers (genau da, wo die Zahlen am Empfänger stehen).

frsky x8r empfaenger

FrSky X8R Empfänger

Anschlussbelegung: MultiWii  …. X8R
Pin [-] und [+]  …. Stromversorgung
Pin D2 … Throttle/Gas … Kanal 1
Pin D4 … Aileron/Roll … Kanal 2
Pin D5 … Elevator/Nick … Kanal 3
Pin D6 … Rudder/Yaw … Kanal 4
Pin D7 … AUX 1 … Kanal 5
Pin D8 … AUX 2 … Kanal 6

Der MultiWii liegen manchmal Kombi-Anschlusskabel bei. Ich verwende einzelne und farblich unterschiedliche. Das ist reine Geschmackssache. Mir persönlich fällt damit die Unterscheidung zwischen Strom (schwarz, rot) von Signalleitungen & Kanal (jede andere Farbe) leichter.

Schritt 3: Empfänger & Antennen Position
Für den Empfänger braucht du eine Position auf dem Frame, die zur Kabellänge passt und wo du leicht rankommst. Idealerweise sicherst du sie auch nochmal mit Kabelbinder an einem Abstandshalter o.ä., damit durch Vibrationen beim fliegen nichts löst.

Ich habe jetzt eine Position auf dem hinteren Arm gewählt. Hier bin ich mir aber nicht sicher, ob das so bleibt. Solange ich baue und erste Probeflüge mache ist es hilfreich, um jederzeit leicht ranzukommen. Wenn alles geht und passt, würde ich den Empfänger gern zwischen der Bottom- & Top-Plate befestigen.

Die zwei Empfangsantennen sollten idealerweise im 90 Grad Winkel zueinander stehen, um stets optimalen Empfang zu gewährleisten. Meine Reichweitentests werden später zeigen, ob und wie ich die Anordnung von Empfänger & Antennen noch verändern muss.


 

Teil #4 >> So! Hardware steht. In den nächsten Schritten geht es nun um die Einrichtung der Software (Arduino und MultiWii) und das Anlernen der Gaswege für die ESCs.

 

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