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Quadrocopter selber bauen #5: MultiWii ESCs anlernen

Copter fertig, Flightcontroller konfiguriert: Ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zum ersten Testflug ist jetzt, die Gaswege der Taranis einzustellen und die ESCs anzulernen. Dann werden die Rotoren das erste Mal gestartet und die Drehrichtung der Motoren überprüft.

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 ESCs anlernen

Nachdem im letzten Teil die Grundeinstellungen mit der Arduino Software auf das MultiWii Board geflasht wurden, folgen jetzt zwei wichtige Schritte:

  1. Gaswege der Fernbedienung einstellen
  2. Regler/ESCs anlernen bzw kalibrieren

Ich nutze dafür einen Tarans X9D Sender & X8R Empfänger.

Es gibt zwei Möglichkeiten die ESCs anzulernen:
manuell & einzeln direkt am Throttle Kanal des Empfängers (der „klassische Weg“) oder wie in meinem Fall: Alle vier (bereits verbaute) SimonK Regler auf einmal. Ich habe mich für letztere Variante entschieden, da ich die Motorkabel sauber unter dem Auslegerarm verlegen wollte. Aus optischen Gründen und damit keine Kabel in die Propeller geraten können. Dieser Weg kann aber auch hilfreich sein, wenn etwa ein Summensignal (PPM) zur Steuerung des Empfängers verwendet wird, was bei der Taranis-X8R Kombi zB auch ginge.

Schritt 1: Servowege der Taranis einstellen

Damit die Rotoren starten, müssen zunächst die Ausschläge (Servowege) an der Fernbedienung eingestellt werden. MultiWii verlangt für die korrekte Funktion

  • im Leerlauf (Gas unten) 1.000us
  • Mittelstellung 1.500us
  • Max. Ausschlag (Gas oben) 2.000us

Das lässt sich an der Taranis X9D direkt einstellen, sofern bereits ein Modell angelegt ist und alle Trimmungen auf Mittelstellung stehen. Anschließend werden die Einstellungen in der MultiWii Software überprüft.

Taranis Modellauswahl

Taranis Modellauswahl

  • Taranis einschalten,  1x [MENU] kurz drücken
    zur Modellauswahl.
  • 6x [PAGE] drücken: Einstellung der SERVOWEGE
  • Mit [-] und [+] Tasten auf Kanal 1=CH1 gehen. Das ist der Throttle Kanal. Mit [ENTER] auswählen.
  • Mit [-] [+] an die Position Min navigieren
    mit [ENTER] den Eintrag auswählen
    und [-] [+] Tasten Wert auf Min 97,8 einstellen
    1x [EXIT] drücken
  • Analog  an der Position Max 97,8 einstellen
  • Mit [EXIT] Vorgang abschließen
Servowege Taranis einstellen

Einstellen der Servowege auf der Taranis im Modellmenü auf Seite 6

Ich habe meinen Kanälen den passenden Namen gegeben. Ist einfach einfacher ,-)  Die Werte für die Servowege lassen sich überprüfen, indem du die Knüppel bewegst. Sie werden oben neben SERVOWEG angezeigt. Genauer: Es werden immer genau die Werte des gerade aktiven Kanals angezeigt. Entweder, weil du ihn gerade bearbeitest oder mit [-] [+] markiert hast.

Taranis Servowege einstellen

Bei maximalem Knüppelausschlag zeigt die Taranis jetzt genau 2.000us

Im Bild oben siehst du zB, dass der Wert bei Gasknüppel oben exakt bei 2.000us liegt. Bei Knüppel unten sinds 1.000us und in Mittelstellung 1.500us. So soll es sein.

Tipp: Richtung der Servowege kontrollieren!
Werte & Ausschläge sollten immer so sein

Linker Stick: unten 1000us / oben 2000us
Rechter Stick: unten 1000us / oben 2000us
Linker Stick: links 1000us / rechts 2000us
Rechter Stick: links 1000us / rechts 2000us

Ist das nicht der Fall, im Menü SERVOWEGE diese umkehren. Das ist der Eintrag „Richtung“ neben dem „Max.“ Wert

Hier ein Negativ-Beispiel bzw der Grund, warum du die Richtung immer checken solltest: Durch Umkehrung des Servoweges habe ich hier 2.000us in Leerlaufstellung. Das wäre Vollgas im Leerlauf  – nicht so praktikabel.

Vollgas auf Leerlaufstellung

Durch Änderung der Richtung ist „Vollgas“ hier auf Leerlaufstellung

Zusätzliche AUX-Kanäle
Um später in der MultiWii Funktionen wie Flugmodi oder GPS-Funktionen über Switches zu schalten (es gibt zB Angle, Horizon, Baro, Mag, GPS Home, GPS Position Hold) kannst du jetzt auch die Zusatzkanäle auf der Funke einrichten.
Bei der Taranis X9D geht das über „INPUTs“ im Modellmenü auf Seite 4.

Ich nutze die zusätzlichen Kanäle CH5 und CH6 und lege sie jeweils auf einen 3-fach Switch. Damit lassen sich dann 6 Funktionen/Modi schalten.

Wichtig: Damit du später auch alle Positionen der Switches schalten kannst, gehe weiter auf Seite 5 „MISCHER“ und lege auch hier die zusätzlichen Kanäle an. Gehe auch hier auf „Quelle“ und ordne den gleichen Schalter zu, den du zuvor für diesen Kanal definiert hast.

Ich habe es auf der Taranis so belegt:
CH5 >> aux 1 …. 3fach Switch SA oben links
CH 6 >> aux 2 .. 3fach Switch SD oben rechts

Einen Schnellcheck, ob Kanalwege und -richtungen stimmen, kannst du auf der Taranis jederzeit über den KANALMONITOR vornehmen. Dazu im Startmenü der Taranis  3x [PAGE] Taste drücken.

Taranis Kanalmonitor

Kanalmonitor der Taranis

 Bildbeispiel: Throttle leicht oben und YAW links auf Anschlag

Schritt 2: Servowege & Schalter in MultWiiConf überprüfen

Taranis anschalten. Den Kopter (ohne Flugakku dran) an den Rechner stöpseln und schauen, ob die korrekten Werte in der MultiWiiConf Software angezeigt werden. Stimmt deine Schalterzuordnung, dann solltest du bei Schalten der Switches bei AUX1, AUX2 ebenso eine Veränderung der Werte von 1.000 – 2.000 sehen. In Mittelstellung sollten es 1.500 sein.

MultiWiiConf: Anzeige der Stickbewegungen

MultiWiiConf: Werte bei Bewegung der Sticks werden angezeigt und stimmen

Im Bild halte ich den Stick für Gas ganz oben (2000us) und den rechten Stick für Roll ganz nach links (1000us). Scheint alles zu passen, auch wenn die Software hier nicht 100%ig die Werte der Taranis anzeigt.

Stimmt deine Schalterzuordnung, kannst du den Positionen Low – Medium – High nun auch entsprechende Modi zuordnen. Dazu aktivierst du einfach das gewünschte Kästchen und drückst auf „write“. Bewegst du dann den Schalter in die entsprechende Position, sollte die Funktion aktiv werden und damit grün. Nur aktive Sensoren und Modi sind grün.

Schritt 3: ESCs anlernen

Nun können die ESCs kalibriert werden. Dazu den Konfigurations-Sketch (Datei MultiWii/MultiWii.ino) in Arduino laden und zum Reiter config.h gehen.

  • Nach unten in Zeile 1025 scrollen. Alternativ über die Tastenkombi STRG + F suchen nach der Sektion „ESC calibration
ESC calibration in Arduino

ESC calibration Eintrag in der Arduino config.h

  • die Zeile //#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY aktivieren, indem die zwei // am Zeilenanfang entfernt werden. Es muss dann so aussehen:

#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY //

Arduino Cannot fly aktivieren

In Arduino: Cannot fly aktivieren


Achtung: KEINE MONTIERTEN PROPS!
Alle Schritte ohne Propeller ausführen! Arbeite grundlegend drinnen immer ohne Props. Nochmal überprüfen, ob Flugakku sowie Senderakku genügend Saft haben!

  • falls noch nicht geschehen: Sender anschalten
  • Flugakku mit dem Copter verbinden
  • Jetzt den Sketch durch drücken auf -> Symbol „Upload“ kompilieren und hochladen
  • Die ESCs werden automatisch angelernt/kalibriert. Es müssen keine Hebel am Sender bewegt werden
  • Piepsignale abwarten
  • Nun einmal Flugakku und USB-Kabel abziehen
  • Kurz warten und USB-Kabel (piepen abwarten), Flugakku wieder dran
  • Jetzt die Zeile
    #define ESC_CALIB_CANNOT_FLY // mit vorangestellten // de-aktivieren. Es muss so aussehen:

//#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY //

  • Den Sketch erneut kompilieren und hochladen.
    Das war´s. Die ESCs sind kalibriert.
    Vor dem nächsten Schritt nochmal überall Strom ab.
Schritt 4: Motoren starten, Drehrichtung überprüfen

Jetzt ist alles eingerichtet. Du kannst du einen ersten Test machen, ob sich die Rotoren über den RC-Sender starten lassen („Arm Motor“). Dazu Funke an, Akku dran – und diesmal kein USB-Kabel!

Sollten bei dir jetzt bereits die Rotoren laufen, ist der Wert MINTHROTTLE für die Motoren zu hoch. Eventuell auch MINCOMMAND. Beides findest du in der config.h im oberen Bereich zwischen Zeile 56 und 72.

Ich habe hier  Minthrottle für die SimonK ESCs aktiviert und musste zum Beispiel Mincommand von 1.000 auf 900 runtersetzen:

 #define MINTHROTTLE 1064 // special ESC (simonk)

#define MINCOMMAND  900

Ist der Flugakku dran und die Motoren laufen noch nicht an, schalte die Motoren „scharf“ indem du den Gashebel nach unten rechts bewegst (ca. 1s halten). Zum AUSschalten den Gashebel nach unten links bewegen.

Motoren AN/AUS
Motoren aktivieren
: Gas Knüppel unten & nach rechts

Motoren deaktivieren: Gas Knüppel unten & nach links

Die Drehrichtung bei einem Quadrocopter ist immer:

Vorne links / Hinten rechts >  CW=clockwise (Uhrzeigersinn)
Vorne rechts / Hinten links > CCW=counter clockwise

skizze: motordrehrichtung bei einem quadx

Motordrehrichtung bei einem QuadX Copter:
VL/HR —> CW
VR/HL —> CCW

Die sich diagonal gegenüber liegenden Rotoren drehen also immer in dieselbe Richtung. Das kann bei meinem X520 noch nicht für alle Motoren korrekt sein, da ich zu Beginn des Projektes alle Motoren und ESCs gleich verlötet habe. Demnach müssen sich jetzt zwei Motoren falsch herum drehen.  Ich muss nur wissen, welche. Dann vertausche ich zwei Kabel der ESCs, womit sich die Drehrichtung des Motors ändert.

Da es mein erster Eigenbau-Copter ist und ich es „idiotensicher“ mag – auch später im Feld wenn Props montiert werden, etc. steht bei mir die Drehrichtung auf den Motoren.

Motor-Drehrichtung markiert

Drehrichtung im Uhrzeigersinn (CW) markiert

Ich lasse die Motoren bei ganz, ganz leichtem Gas laufen und halte nun einfach einen Finger an den Außenläufer. Damit fühlst du ganz schnell, welcher Motor richtig oder falsch herum dreht.

Bei mir sind Vorne rechts und Hinten links umzukehren. Nachdem ich die Anschlüsse entsprechend umgelötet habe, können alle Schrumpfschläuche aufgeschrumpft werden. Diese waren zuvor nur lose draufgeschoben.

Tipp: Statt umlöten Steckverbinder nehmen
Hinterher ist man immer schlauer: Beim nächsten Projekt werde ich Goldkontakt-Steckverbinder an die ESC Enden löten. Dann lassen sich Kabel leicht umstecken und sollte mal was kaputt gehen, ist ein Wechsel leicht möglich.

That´s it! Der Copter ist theoretisch flugfertig … praktisch müssen nun alle Sensoren kalibriert werden bevor es zum Testflug geht.


 Teil #6 befasst sich mit dem Anschluss des GPS-Moduls an die MultiWii und der   Kalibrierung der Sensoren für den Testflug.

zum nächsten Teil #6 >>

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