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Quadrocopter selber bauen #6: MultiWii GPS Modul

Die Drehrichtung der Motoren passt, Gaswege stimmen. Jetzt wird das Neo 6M GPS-Modul zur MultiWii 2.5 installiert und eingerichtet. Das ging einfacher, als ich dachte. Das GPS-Board hat 5 Satelliten gefunden und den GPS-fix angezeigt.

MultiWii 2.5 GPS-Modul einrichten

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

Ich beziehe mich hier auf das steckerfertige GPS-Modul Neo 6M (von xxl-modellbau.de).
Das Set besteht aus NAV-Module (I2C), GPS Empfänger CN-06 V3.0 Ublox Neo-6M und passenden Steckern. Es gibt auch andere GPS-Module, die evtl. andere Einstellungen zur korrekten Funktion erfordern!

So gehst du vor

  1. GPS-Modul installieren
  2. MultiWii für GPS konfigurieren & flashen
  3. Copter per USB verbinden, GPS-fix machen

 

 1. GPS Modul installieren

Mein MultiWii 2.5 Board besitzt neben dem „Richtungspfeil“ (also wenn du von oben draufschaust vorne links) die Möglichkeit, zwei zusätzliche Module per I2C anzuschließen. Einen davon benutze ich für das GPS-Modul.

Wenn du die Beitrags-Serie verfolgt hast, wird dir an den Fotos auffallen, dass ich die ganze Elektronik in den Bauch des X520 Frames verfrachtet habe. So ist alles etwas geschützer und ich habe das gesamte Oberdeck zur Verfügung, um verschieden große LiPos auszuprobieren und die Position beliebig zu verschieben.

X520 Frame: Elektronik im Bauch

Sämtliche Elektronik ist geschützt im Bauch verbaut

Den FTDI-Adapter mit Mini-USB-Anschluss lasse ich dauerhaft auf dem MultiWii-Board. Damit er nicht abrutschen kann, habe ich ihn mit Gewebeband gesichert.  Das MultiWii-Board sitzt auf Moosgummi gedämpft mittig im Copter. Durch ein Loch in der Top-Plate kann ich jederzeit ein USB-Kabel anstöpseln.

X520 Frame: Mini-USB Anschluss

Mini-USB Anschluss des FTDI-Adapters ist von oben zugänglich

2. MultiWii für GPS konfigurieren & flashen

Im 2.Schritt wird das GPS-Modul in der MultiWii Software aktiviert und anschließend auf das MultiWii-Board geflasht. Dazu müssen nur wenige Einträge der MultiWii.ino editiert werden. Alle nötigen Einträge befinden sich in Sektion 6: GPS ab Zeile 628.

GPS Sektion in MultiWii

GPS Sektion der config.h in MultiWii

Dazu den Copter (ohne Flugakku) per USB mit dem Rechner verbinden und den Reiter config.h in Arduino aufrufen.  Ich musste lediglich zwei Einträge (Fett) aktivieren, alles andere habe ich belassen, wie es ist:

#define GPS_BAUD   57600  ….. Übertragungsgeschwindigkeit

#define I2C_GPS  …… aktiviert das GPS

#define GPS_LED_INDICATOR  ….. LEDs auf dem Board an

#define NAV_CONTROLS_HEADING       true
#define NAV_TAIL_FIRST             false
#define NAV_SET_TAKEOFF_HEADING    true

#define MAG_DECLINATION  2.76f  …. diesen Wert einstellen!

#define GPS_LEAD_FILTER

#define GPS_WP_RADIUS              200
#define NAV_SLEW_RATE              30

 

Wichtig: MAG Declination Wert ermitteln

Der Wert für den Magnetkompass muss für deine Region eingestellt werden. Zur Ermittlung für MAG_DECLINATION gehst du auf die Seite http://www.magnetic-declination.com
Dann deinen Ort, ggfs Land eingeben und auf die Zeile Magnetic Declination mit den Angaben in Bogengrad und Minuten achten. Für meine Region (München) ist das +2° 46″
Die Zeile darunter ist ebenfalls wichtig, ob der Wert negativ ist (WEST) oder positiv ist (EAST).

Mag declination

Magnetic Declination: Grad + Minute *(1/60)

Die Berechnung ist dann:  Grad + Minuten * (1/60)

Beispielrechnung  für meine Region

2 + 46*(1/60)  = 2,76

Also so in den Rechner eingeben: 46*0,0167 = 0,7682  + 2 = 2,76

Den Wert wie oben angegeben als #define MAG_DECLINATION  2.76f eintragen
Solltest du einen negativen Wert haben, einfach ein vor dem Wert eintragen.

Nun den Sketch kompilieren und auf die MultiWii übertragen. Vorher prüfen, ob Arduino unten rechts dein Board und Com-Port korrekt anzeigt. Bei mir piepst das MultiWii-Board bei erfolgreicher Übertragung fröhlich. Also auf zum GPS-Test…

 

3. Copter per USB verbinden, GPS-fix machen

Jetzt brauchst du die MultiWiiConfig und mindestens 5 Satelliten für den allerersten GPS-fix in deiner Region. Der erste Sat-fix kann zwischen 1-5 Minuten dauern. Das Neo 6M Modul hat eine eigene (aufladbare) Batterie, die dann die letzte GPS-Position speichert. Damit ist der GPS-fix beim nächsten Mal schneller.

Damit dieser erste GPS-fix optimal funktioniert, gehst du am besten ins Freie, auf den Balkon oder die Terrasse. Drinnen kriegst du aufgrund der vielen elektronischen Geräte und Abschirmung nichts rein. Dann den Copter per USB (ohne Flugakku) mit dem Rechner verbinden und das MultiWii GUI aufrufen. Com-Port aktivieren, „Start“ drücken und etwas warten … wie gesagt, der erste Sat-Fix kann ein paar Minuten dauern. Im GUI siehst du die Fortschritte ganz unten rechts unter dem Kompass. Darüber sollte im aktiven Sensorfeld auch GPS nun grün dargestellt sein.

Arbeitet das GPS-Modul korrekt, sollte es blinken. Im GPS-fix leuchtet eine grüne LED dauerhaft. Dazu muss er mindestens 5 Satelliten gefunden haben. In der MultiWiiConfig hast du nun auch unter AUX 1-4 die Funktionen GPS HOME und GPS HOLD zur Verfügung.

GPS HOME … Copter kehrt zum Startpunkt zurück
GPS HOLD … Copter hält eigenständig die aktuelle Position

Achtung: Bevor du GPS nutzt stelle 1.000%ig sicher, dass alle Sensoren, insbesondere der Kompass (MAG), optimal kalibriert wurden.

Hier ein Screenshot mit GPS-fix mit 6 gefundenen Satelliten

MultiWii Gui mit GPS

Sat-fix mit 6 Satelliten. GPS HOME und GPS HOLD sind nun auch nutzbar



Der Copter ist nun fertig eingerichtet. Als nächstes können die Propeller montiert werden und dann ab zum ersten Testflug im Freien 🙂  Aber zuvor kommt noch ein Bonbon obendrauf: Das Bluetooth-Modul und die EZ-GUI App! Damit lassen sich nicht nur kabellos die Sensoren kalibrieren und Werte einsehen & ändern. Zusammen mit dem GPS kommt ein weiteres Feature hinzu: Wegpunkt-Navigation.

zum nächsten Beitrag #7: Bluetooth und EZ-Gui >>

 

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