montierter Propeller auf Motor

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.

Quadrocopter selber bauen - Inhalt
#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

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

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 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.

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.

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!
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 und anschließend die Zeile
    #define ESC_CALIB_CANNOT_FLY // wieder mit vorangestellten // de-aktivieren. Sollte dann so aussehen:

//#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY //

  • Noch einmal den Sketch uploaden. Das war´s. Die ESCs sind über MultiWii kalibriert
Schritt 4: Motoren starten, Drehrichtung überprüfen

Ich habe weiterhin Funke an und den Flugakku am Copter. Wenn das bei dir nicht der Fall ist: Funke an/Akku dran.

Das FTDI-Modul vom Copter abziehen. Eine Verbindung zum Rechner wird nicht benötigt. Nun sollen die Motoren das erste Mal anlaufen. Dazu müssen sie per Steuerbefehl zunächst “scharf” geschaltet werden. Erst dann drehen die Motoren und reagieren entsprechend auf die Throttle-Stellung des Steuerknüppels.  Das ist eine sinnvolle Sicherheitsfunktion. Ebenso sicher ist es auch, wenn du den Steuerbefehl zum Stoppen der Motoren kennst.

Zum ANschalten den Gashebel nach unten und rechts halten (ca. 1s). Zum AUSschalten hältst du den Gashebel nach links gedrückt.

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 habe ich zuvor überall 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 auch leicht möglich.

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


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

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