Hallo Multicopter-Freunde,

ich habe vor einiger Zeit begonnen einen Quad zu basteln.

Parts:

• Motoren: Multistar 920KV
  
• Rotoren: Multistar Carbon 10x4.5
  
• Frame: Turnigy Talon Quad
  
• ESCs: Afro 20A / SimonK
  
• LiPo: 5200mAh 3s
  
• Gewicht inkl. LIPO: ~1280g
  

Alles weitere ist mit einzelteilen zusammengebaut, d.h.:

• der "Pilot" ist ein Arduino Nano
  
• Lage bekommt der Arduino von einer Bosch IMU
  
• ESCs steuert er per PWM Signal
  
• Benutzerinput mache ich wahlweise über eine 6CH Receiver am Arduino (PPM) oder per gemouteten RasPI und WLAN
  
• Die Motoren habe ich Stück für Stück ohne Rotoren "gebalanced" und die Rotoren auch (mit Tape und vibrationsmesser)
  
• ich habe X-Setup und +-Setup getestet, aktuell ist er als X montiert.
  
• Motor/Rotor Leistungskurven sind alle identisch und linear (Angaben je Motor):
  
  • 5% schub 50g
    
  • 20% schub 140g
    
  • 50% schub 375g
    
  • 70% schub 585g
    
  • 80% schub 700g
    
  • 90% schub 800g
    
  • 95% schub 850g
    

Soweit zum Setup.

Meine Frage:

Der Copter fliegt (noch!?) nicht weil die Stabilisierung nicht funktioniert. Die wahrscheinlichste Ursache ist der PID Regler. Aber da ich bereits seit Wochen versuche ein setup dafür zu finden beschleicht mich das Gefühl, dass noch etwas anderes ist. Ich kann mir mehrere Fehlerursachen vorstellen:

1. Mein PID ist nicht korrekt eingestellt - wie bereits erwähnt wahrscheinlich
   
2. Das Setup der Parts ist schlicht falsch? Motoren zu stark? Copter zu leicht? (kann ich mir eigentlich nicht vorstellen)
   
3. Der Arduino ist zu langsam: Die ESCs bekommen mit einer Rate von 60 Hz (d.h. alle 15 MS) ein Update der gewünschten Rotorgeschwindigkeit. Reicht das?
   
4. Die Motoren sind zu träge für das Gewicht des Copters: Bis die Rotoren die "Wunschdrehzahl" haben vergeht zu viel Zeit. Stichwort Sprungantwort.
   
5. Schwerpunkt des Quads falsch (er ist mittig, wie weit unter der Propellerebene muss er sein?
   

Es wäre nett wenn der eine oder andere einen Vermutung / einen Hinweis zu meinen Gedanken geben kann. Ich liefere gern auch noch mehr Infos.

Danke im Voraus,

Christoph

Hallo Fanfir,

erstmal danke für die Antwort.

Ich habe mich vielleicht schlecht ausgedrückt. Der Quad kann durchaus fliegen von seinem Schub her. Er ist nur nicht steuerbar. Power zum abheben hat er reichlich.

Meine Frage ist: Liegt die nicht-Steuerbarkeit am Setup, oder PID, oder....

Bilder sind hier ein paar: BILDER 2 POSTS WEITER UNTEN!


Der Lipo ist unter der Mitte mit Kabelbinder gemounted ;). Allerdings habe ich zum PID Kalibirieren ein langes Kable mit PC Netzteil dran. Das liefert auch genug Power um alle 4 Motoren unter Volllast fahren zu lassen. (Oder habe ich hier einen Denkfehler?)

VG,
Christoph

Anmerkung: Zum PID Test auf einem großen Dachboden habe ich den Quad am Boden mit einer Schnur befestigt (Angst vor schnell rotierendem Karbon). So kann ich ihm 0-x Meter "Leine geben".

Ach ich hab kein gekauftes SSL Zertifikat auf meinem Cloudserver - Bilder sind hier im Anhang.

Das Flugverhalten ist je nach PID Setting träge oder oszillierend. Ich finde nur keine Mitte und frage mich ob mein Setup das zulässt oder ob der Fehlerteufel woanders liegt.

Nachtrag zum Arduino:

Der Arduino bildet die gesamte Flugsteuerung. D.h. er ließt die Signale der 6CH Steuerung und bildet das am ende auf den Schub der Rotoren ab. Wobei das recht straigh forward war.

Rotorschub = Userschub + P + I -D (vorzeichen der anderen Achsen sind dann immer mal anders)

Beim Arduino ist ehr die Frage: Reichen 40-50 HZ Updatefrequenz?

Entweder ist PID Kalibrieren schwerer als ich dachte (oder ich stelle mich zu dumm an) - oder ich habe irgendwo einen Fehler den ich nicht sehe :(

D.h. aus deiner Sicht würdest Du dem eingangs genannteten Setup "grundsätzliche Flugfähigkeit" zusprechen?

Und meine vermuteten Fehlerquellen mit Ausnahme der Arduino-Elektronik treffen nicht zu?

Mir viel eben noch das Stichwort Kalibrierung ein - ESCs: Ich habe SimonK geflashed und als min/max für die Motoren 1060 - 1950 PPM Signalbreite genommen. Mein Arduino gibt genau in diesem Grenzbereich Schub. ESC Auto Learning ist deaktiviert. Sind diese Einstellugen i.O.?

Danke und viele Grüße,
Christoph

Hallo Don Promillo,

danke für das Feedback!

Dann bastle ich mal wieder an meinem FC.

Das selber entwickeln ist auch ehr ein "will es verstehen"-Ding als ein Preisersparnis. Außerdem kann ich dann mehr damit machen

Viele Grüße,
Christoph

Hallo TobiasGJ,

danke für Dein Feedback.

Das Flugverhalten ist im Moment - da stimme ich Dir voll und ganz zu - nur auf die Steuerung (also Regelung = PID) zurückzuführen. Die Seite kann ich schon, danke trotzdem für den Hinweis!

Ich arbeite schon sehr lang an dem PID Tuning und ich dachte einfach: Vielleicht liegt es nicht (nur!) am PID sondern auch an:

• Ich habe zu zu starke Motoren
  
• Copter zu leicht
  
• 40 HZ zu wenig
  
• ..
  

Und das wollte ich mal unter Fachkundigen / Gleichgesinnten zur Frage stellen.

Unter den Antworten im Thread unter beachtung meines Setups nehme ich aber mal an, dass Motoren-Rotoren-ESC-Frame Kombination "passt" - damit ist es mehr als Wahrscheinlich mein Arduino FC.

Ich denke ich werde mal 2 Arduinos in M/S fahren für mehr Hz und einfach alles nochmal neu programmieren. Bestimmt liegt da der Fehler

Danke und viele Grüße,
Christoph

Ja genau - aktuell ist es auf 60Hz optimiert. Für mehr ist der Prozessor zu langsam bzw hat zu viel zu tun.

Allerdings frage ich mich: alle 15ms ein Update auf die ESCs - Reagieren die Motoren so schnell, dass sie 60 Updates pro Sekunde "sinnvoll" verarbeiten können?

Hallo Trilobit,

das ist eine möglichkeit die Loop-Geschwindigkeit zu verbessern - kein Quantensprung aber eine Verbesserung!

Vielen Dank für den Tip.

VG,
Christoph

Hallo Miracolix,

ja das ist alles "selfmade" von der ersten Zeile Code an. Dabei soll es allerdings auch bleiben.

Möchte das gern mal selber gemacht haben.

VG,
Christoph