Fehlersuche auf meinem Shield

Fast nicht zu erkennen. Unterbrechung an der Leiterbahn.

Irgendwann musste es ja so kommen. Hin und wieder reagierten die Regler nicht oder in einem Test sogar der Digital Servo. Mit einem einfachen Messgerät konnte ich die Unterbrechung feststellen. Da ich ja immer noch unterwegs bin, habe ich keine Lötstation dabei. Deshalb habe ich die Stelle vorrübergehend überbrückt.
Naja. Leider ist die Lötarbeit von mir miserabel, weil mein Lötkolben keine richtige Spitze bildet. So langsam brauche ich eine neue Lötstation mit einem Lötkolben, bei dem ich leichter Ersatzteile finde.

So weit draußen

Kein UMTS. Mit dem Mobiltelefon sieht das auch nicht besser aus.

Es gibt Teile in Deutschland, die soweit von den Städten (oder von mir aus auch von der Zivilisation) entfernt sind, da würde es mich nicht wundern unbekannte Ureinwohner zu finden.

Wie jedes Jahr besuche ich meinen Vater am Geburtstag. Wer kein Auto zur Verfügung hat, der fährt mit der Bahn. Und hierbei bin ich immer wieder überrascht, was man heutzutage alles als "Bahnhof" bezeichnen darf. Zwar ist es in meiner Stadt auch eher dürftig, dennoch ist es ein Bahnhof mit Bahnsteig, Automaten, einem Kiosk der nicht in Betrieb ist und überbedachtem Fahrradstand. Auf der Strecke von Uelzen nach Gifhorn scheinen sich Bahnhöfe anders zu definieren. Einige davon scheinen nur einen Automaten zu haben, andere Bahnhöfe scheinen in einer Geisterstadt zu liegen. Zumindest sehe ich noch Menschen an den Bahnhöfen aussteigen und vereinzelt sieht man auch mal ein Fahrzeug.

Am Ziel angekommen, als ich endlich die Stadt Gifhorn erreichte, kam auch der Empfang wieder.

Pegelwandler für den Regler

Microcontroller und Regler mit Pegelwandler

Nach dem ich einen Pegelwandler über dem Breadboard ausprobiert habe, dachte ich "löte doch mal das gleich auf die Platine!". Damit ich auch die richtigen Widerstände verwende, habe ich kurzerhand die Schaltung für meine Bedürfnisse berechnet. Im Grunde reicht die Grundformel R=U/I. Zunächst suchte ich in meinen Kisten nach den passenden Transistoren, und fand schließlich auch die PNP Varianten. Zuvor habe ich nur NPN verwendet, wodurch ich noch ein Inverter benötigt habe, um das richtige Ausgangssignal zu erhalten.

Leider bin ich etwas gestolpert, als ich meinen Kaffee an meinen Tisch brachte.

Was hier allerdings auffallen dürfte ist, dass ich nicht die Werte genommen habe, die ich eigentlich berechnet habe, sondern Widerstände mit einem geringeren Wert. Da ich meistens mit 1 Milliampere rechne, ist es nicht weiter tragisch, wenn die Belastung auf 2mA oder 3mA ansteigt und für meine Anwendungen absolut ausreichend. Abgesehen davon, hätte ich sonst eine Platine voller Widerstände, und das wäre dann schon eine Verschwendung.

Widerstände 8x2,2kOhm und 4x1,5kOhm, 4xPNP BC177A und 4xNPN BC547A Transistoren, 1 Platine und Steckstifte zum anschließen.

Zugegeben passt auf der Platine noch mehr, dennoch sollte es erst einmal reichen. Vielleicht fällt mir später noch etwas ein, dass ich als Schaltung gebrauchen könnte.

Die fertigen 4 Pegelwandler. Von Links kommt das Signal vom Microcontroller und links vom schwarzen Transistor wird der Regler angeschlossen.

Kurz warum ich hier Pegelwandler brauche. Normalerweise würden die Servos, oder zumindest die kleinen, mit einem Spannungsimpuls von 3,3V auskommen. Schließt man hier einen normalen an, so kann es vorkommen, dass der Spannungsabfall zu groß ist und das Signal nicht ausreichend für den Regler zu lesen ist. In meinem Fall sind es die Regler für die Brushless Motoren, die keine ausreichende Entkopplung zum Stromkreis haben.

Defekter Brushless Motor

Brushless Motor, Regler und der Arduino zum programmieren des Reglers

Ärgerlich. Jetzt bin ich mit dem größten Teil der Programmierung durch, ist mir beim justieren ein Motor im wahrsten Sinne abgeraucht. Nach dieser neuesten Erfahrung musste ich feststellen, dass der Regler für Brushless Motor in einem schädlichen Bereich steuern kann. Vielleicht kann ich erst einmal einen Tricopter konfigurieren, um meine Tests fortzuführen und gegebenenfalls auch mal zu fliegen.

Provisorischer Pegelwandler von 3,3V auf 5V

PWM Signal über den Pegelwandler und Inverter

Heute morgen habe ich meine Bestellung von ein paar Pegelwandlern abgesendet. Obwohl ich mir sicher bin, dass es dann mit der Ansteuerung der Regler funktioniert, habe ich testweise einen Pegelwandler aus zwei Transistoren, 3 Widerständen und einem Inverter zusammengesteckt.
Es funktioniert! Zuvor ging es mit dem großen Servo nur teilweise und eigentlich wackelte der Arm nur ein wenig hin und her. Das gleiche dürfte auch bei den Reglern der Fall gewesen sein, so dass sich die Motoren nur ungenau und fast nur auf Vollgas drehten.

Der provisorische Pegelwandler wandelt den Impuls von 3,3V auf 5V. Zumindest sollte das so sein. Es kamen hier jedoch nur 3,8V an, reichte allerdings, dass der Servo nun mit dem PWM Signal etwas anfangen konnte. Besser wäre es, wenn ich das vorher ausgerechnet hätte, dann wäre ich näher an der gewünschten Signalstärke.
Wenn meine bestellten Teile ankommen, dann kann ich erst mal einen neuen Netduino Shield löten.

Schwierigkeiten mit dem Steuerimpuls

Messen mit dem Oszilloskop

Nachdem ich gestern etwas am Verzweifeln war, stellte ich heute etwas neues fest. Die Spannung, die als Signal Impuls ankommt, hat nur 3,3V und scheint bei Belastung zu weit abzufallen. Das führt nun dazu, dass die Regler nicht richtig durchgesteuert werden und die Motoren nur ein wenig hin und her wackeln.

Dem Fehler auf der Spur. Spannung vom Signal zu gering.

Erst heute fand ich zufällig bei meiner Suche die richtigen Einstellungen für die PWM Klasse im  .NET Micro Framework. Jedoch stellte ich fest, dass meine verwendeten Werte alle richtig sind, und ich nun darauf kam, mal das Signal etwas näher zu betrachten. Ach ja, bei meiner Suche im Internet fand ich einen Blog, der mir den entscheidenden Hinweis gab, und zwar die Spannung.
Also schloss ich mein Oszilloskop an und legte den Messstift an den Microcontroller und siehe da, es stimmt. Die Spannung ist wie beschrieben bei 3,3V, und nicht wie immer angenommen bei 5V. Zwar sollte auch die Spannung von 3,3V reichen, aber bei mehreren Reglern fällt die Spannung zu weit runter, so dass ein vernünftiges Durchsteuern nicht mehr möglich ist

Fernsteuerung Entwickeln für Windows Phone 7

Windows Phone 7 und in Expression Blend entwickelte Controls.

Fast 2 Wochen habe ich keinen Blogeintrag getätigt, was allerdings nicht bedeutet, dass ich nicht weiter am Quadrocopter arbeite. Es ist vielleicht spannend, wie ich viele Tests durchführe, um die richtigen Einstellungen für die Rotorsteuerung herauszufinden. Jedoch habe ich dies ausgelassen und behalte das solange, bis ich fertig bin. Am Ende werde ich vielleicht auch eine kleine Dokumentation auf meinem Blog veröffentlichen in einer weiteren Kategorie.

Vorläufige Steuercontroller. Schubwerte (die 4 Kreise links), Gleichgewichtsanzeige (sieht aus wie ein Radar), Verzögerungsanzeige (Netzwerkverbindungverzögerung), Batterieanzeige. Zudem Anzeigen welche Bereiche Betriebsbereit sind.

Für die Programmierentwicklung reicht nicht nur die Entwicklung auf dem Microcontroller, sondern auch die Entwicklung für die Fernbedienung. Zudem war es für mich notwendig mich mit Expression Blend 4 auseinander zusetzen, dass ich nun in Zukunft immer verwenden werde, um meine Controls zu gestalten. Zuvor habe ich dies immer per Hand im Designer eingegeben, was ein gewissen Zeitaufwand benötigte.

Erste Version der Controllerseite.

Momentan sind erst mal die Seiten fertig, auf dem später die Steuerung des Quadrocopter vorgenommen werden kann. Zwar habe ich schon vor einen Monat bereits an der App programmiert, jedoch gefiel mir die Optik noch nicht. Jetzt komme ich schon der Sache näher und ich bekomme nun mit der Version wesentlich mehr auf eine Seite als zuvor. In der ersten Variante sah es recht klobig aus.

Einfacher Aufbau für die Netzwerkverbindung.

Nachdem ich meine erste Version für den Controller fertig entwickelt habe in einer Simulierten Programm, kompilierte ich den Code auf den Netduino und schloss es an die Regler für die Rotoren an. Leider war ich mit der Begrenzung der Schubkontrolle etwas zu großzügig, so das ich Schwierigkeiten hatte, die Stromversorgung für die Motoren abzutrennen, ohne das mir mein Quadrocopter aus der Handreißt. Für die nächsten Test ist nun der Rumpf am Tisch festgebunden.

Am Tisch gebunden. Einfach so ist die Gefahr zu groß für Beschädigungen.

Bevor ich also da weiter testen kann, muss die Software für das Windows Phone fertig werden. Und vielleicht ist ein Not aus für die Tests auch nicht verkehrt.