Newbie mit großem Projekt

[h0d3nt3uf3l]

Hallo Liebe Community,

bin neu hier und auch im Thema sehr frisch. Grund meiner Auseinandersetzung mit diesem Thema ist, dass ich über die Arbeit ein kleines, spielerisches Projekt durchziehen soll. Es geht lediglich darum, dass eine Drone von ihrer Basisstation in eine gewisse Höhe steigen soll (30-50cm), in dieser Position verweilen und anschließend wieder landen soll. Zusätzlich sollte die Drone in ihrer Basisstation geladen werden.

Klingt eigentlich nicht schwer, aber nach recht kurzer Zeit meiner Recherche habe ich gemerkt dass es hier wohl nichts fertiges gibt, was mich zu euch brachte in der Hoffnung die Profis haben eine zündende Idee

Ich bin gelernter Elektroniker und Elektrotechniker mit guten Programmierkenntenissen von Microcontrollern, wobei das letzte Projekt auch schon wieder 2-3 Jahre zurück liegt, aber ist ja wie Fahrrad fahren

Da ichs mir etwas einfacher machen wollte würde ich gerne mal etwas mit dem Arduino UNO ausprobieren, so war der Plan bisher. Ist nun nur die Frage, mit dem Arduino die ESCs steuern (direkter Programmablauf) oder per Funk den FC?

Was die Dockingstation zum Laden angeht habe ich überhaupt keine Ahnung bzw. bisher auch nur bei den wirklich teuren Profi-Dronen per Wireless-Strom-Station Möglichkeiten gefunden.
Mein Budget geht bis 900€, daher auch gern der Selbstbau.

Bezüglich Rahmen, und Hardware (ESC, FC, Motoren) habe ich mir bisher noch nicht viele Gedanken gemacht, da erstmal die Ansteuerung geklärt werden müsste, aber habe da die Komponenten von KISS im Auge.

Hätte jemand eine zündende Idee wie man seine Drone ansteuern könnte?

Mfg und LG

 

[Nimrod]

also, du könntest zum bleistift mit Ultraschall arbeiten, was in dem kleinen bereich von 30-50cm schon sinn ergibt, da es warsch. auch in geschlossenen Räumen stattfinden soll? zur ladestation solltest du mit berührungskontakten arbeiten, was ich persönlich aber für keine gute idee halte, da du dann sicher stellen musst das die kleine wieder exakt so landet, das heißt du müsstest entweder mit einer Ausrichtungssperre arbeiten, oder eine art mechanische "Arretierung" konstruieren, in der art wie zwei konisch verlaufende stäbe, die dafür sorgen das der Copter genau zentriert wird. einfacher wäre hier eine Induktive Ladeeinrichtung, dann musst du jedoch die Ladeelektronik direkt mit an board des Copters packen.


zur Steuerung nochmal: du könntest per Ultraschall die Umgebung und nach unten/oben abtasten, und könntest dann entweder z.b. ne naza nehmen, (da reicht die alte lite) der du über nen arduino dann auf Höhe einen wert größer 1500ms übermittelst (das hieße steigen) so lange bis deine eingestellte höhe erreicht ist, und dann konstant den wert 1500 für eine gewisse zeit, bis du ihm dann den wert verringerst und dadurch das landen einleitest. das ginge schon. zudem übernimmt die naza dann auch leicht die ausrichtung, da hier kompas und Baro für höhe halten bereits integriet ist. alternativ kannst du auch jede andere steuerung nehmen, die mag und baro unterstützt, und kannst das genauso machen, also im prinzip den ultraschall sensor davor in den entsprechenden Kanal hängen. (das kann man auch weiter spinnen als eine art "Ultraschall ring, der kollisionen mit objekten verhindert, und nur eine maximale flughöhe über grund zulässt, indem du den Arduino zwischen RX und FC hängst, und einfach solange die Umgebungssensoren nicht triggern die Steuerbefehle des RX durch gibts und ansonsten eben blockierst und nicht durchlässt... aber dfas wäre schon eine weiterentwicklung.


ich weiß nicht in welchem maße es schlau ist, solch einen copter ohne rx zu fliegen, weil du prinzipiell über den RX eingreifen können solltest, also würde ich zumindest einen rx verbauen und nick/roll/yaw/mode direkt durchgeben (vong sicherheit her) zudem würde ich im Arduino das programm so anpassen, das ein Fernsteuerungswert auf dem Gaskanal von 1000 (also komplett runter gezogen) dafür sorgt das der ultraschall sensor deaktiviert wird und du durch den Arduino DIREKTE kontrolle auf die FC bekommst, um etwaiges fehlverhalten sofort unterbinden zu können. eine andere möglichkeit wäre je nach verwendetem RX einfach einen ungenutzten Kanal dazu zu verwenden.


generell kannst du dir den RX auch sparen, aber ich persönlich bin einfach kein fan davon, einen MC oder eine FC die steuerung komplett zu überlassen. ich möchte dann lieder die Möglichkeit haben eingreifen zu können um etwaiges fehlverhalten zu korrigieren und verletztungen bzw beschödigungen vorzubeugen

 

[Schlonz]

Die eigentliche Fluglagenkontrolle würde ich immer einem FC überlassen - warum etwas neu erfinden, das es bereits gibt und gut funktioniert?
Die Steuerung selbst lässt sich schon per Arduino machen. Je nach FC entweder dem direkt per Mavlink (wenn er das kann), oder als PWM/PPM/Whatever die RC-Signale vom Arduino aus simulieren.
Für die Positionskontrolle schau Dir mal den Pixy an ( http://charmedlabs.com/default/pixy-cmucam5/ ) der ist superleicht anzubinden und damit kannst Du ein optisches Bakensystem aufbauen. Sowas wie den Pixy gibt es auch kleiner, aber nicht so gut dokumentiert und anschliessbar, deshalb würde ich erst mal mit dem experimentieren.

Viele Grüße,
Stefan

 

[h0d3nt3uf3l]

Danke für die guten Anregungen.
Denke der Ultraschallsensor wirds werden. Pixy ist auch eine verdammt feine Sache und weckt definitiv meinen Spieltrieb aber für meine Anwendung denke ich fast etwas zu overpowered. Falls die Positionierung bzw. die Landeplatzfindung sich als schwieriger erachten sollte wäre Pixy denke ich wieder im rennen

Bezüglich der Dockingstation muss ich dann wohl noch etwas gucken. Habe ggf eine kabelgebundene Idee mit Magneten im Kopf, weiß allerdings nicht wie die Drohne darauf reagiert wenn sie etwas festhält beim Abheben bzw. würde sich dann evtl. dann auch mit der Ansteuerung als schwieriger erachten. Könnte natürlich auch sein dass sie nicht gerade nach oben Abhebt sondern durch das lösen der Magneten nen leichten Drall mit bekommt.
Gibt es denn eine Induktionslösung für Drohnen schon? Also für den Heim-Gebrauch?
Habe bisher nur die Ladestationen von Samsung gefunden, aber 5V/1A ist denke ich ein bisschen Wenig

P.s. ne RX wird mit verbaut. Dann kann man das Ding auch mal so fliegen

Wäre diese Konfiguration in Ordnung?

 

[FPVenom]

Hoppala, das wird so nichts
die Motoren sind für den Frame VÖLLIG ungeeignet, die Propeller passen schlichtweg nicht und die Regler sind aus dem finsteren Mittelalter. Auf einen 180er gehen maximal 5, wahrscheinlich aber 4 Zoll Propeller drauf. Diese sollten dann mit 2205 2300KV betrieben werden. Die ESCs sind aus der Steinzeit, und die Naza M passt nicht in den Frame.

Du versuchst grade einen Segway mit einem V8-Bigblock, Treckerreifen und Kerosin zu kombinieren. Die Teile passen mal sowas von überhaupt nicht zusammen, ich dachte erst dass das ein Scherz sein soll aber alles gut, Anfängerfehler. Entscheide dich ersteinmal für eine Rahmengröße, dann sehen wir weiter.

 

[Luky95]

Was ist denn der eigentlich Zweck des Projekts? Hört sich erstmal interessant an und vielleicht könnte man dir ein paar genauere Tipps geben, wenn du erklärst was du genau damit vor hast, dass der Quadrocopter 30cm über seiner Dockingstation schweben soll. Da könntest du ja selbst ein Kabel verwenden oder habe ich das ganze falsch verstanden?

 

[h0d3nt3uf3l]

Ups?
Danke für diese tolle Kritik, musste gerade herzhaft lachen bei deiner netten Umschreibung meiner Unkenntnis

Dann mal von Null an
Ich benötige einen Rahmen der die Elektronik der Drohne (Motoren, ESC, FC, RX, LiPo) und zusätzlich die eigene Elektronik (Arduino UNO, Ultraschallsensor, 433MHz Funksensor) trägt.
Ich sag mal alles andere wäre mir eigentlich recht egal. Ich möchte eine Drohne basteln und Sie mit dem Arduino steuern. Natürlich habe ich dafür eine Zeitvorgabe und diese ist leider sehr knapp bemessen (Ende November).

Der Zweck des Projektes ist erstmal lernen mit Drohnen auseinandersetzen, die Programmierung etc. Wie kann man die Drohne "autark" ansteuern? Was beinhaltet eine Drohne? Wie verhält sie sich?
Die Drohne "parkt" auf einem Kaffeevollautomaten. Bei einem Wasserbezug gehen dann diverse LEDs an (in der Front der Maschine, über einen zweiten Arduino gesteuert) und die Drohne soll sich in die Luft bewegen (Angesteuert über den 433MHz Funksensor) (Also Arduino A steuert die LEDs und gibt ein Funksignal an Arduino B, Arduino B ist in der Drohne)

Ich könnte auch ein Kabel verwenden, dass stimmt. Das wäre Plan B damit nicht der Akku immer gewechselt werden muss. Ist dann die Frage ob ich hier einfach ein 12V Netzteil nehmen könnte?

 

[cesco1]

Wie wärs mit nem laser entfernungsmesser?

https://www.banggood.com/CJMCU-VL53L0X-Laser-ToF-Time-of-Flight-Ranging-Sensor-Module-For-Arduino-p-1103114.html

Das "über punkt fliegen" ist schwierig, unterschäz das nicht.
Bis ende november ... weiss dein prof denn was er da verlangt?

 

[schnellmaleben]

Ende November? Uni oder sowas? Ohne Vorkenntnisse ein sportliches Projekt - zu mal Du Dir in der Zeit auch das Thema Selbstbau-Copter, geeignete FC und ein paar andere Nebenkriegschauplätze aneignen musst (und China-Bestellungen wegen der Wartezeit wegfallen).

Kaffeevollautomat? Cool! Bei mehr als ein paar hundert Gramm Abfluggewicht (indoor sind 2216er Motoren eh ein NoGo) fliegt aber alles unter dem Teil durch die Gegend, Tassen weg und sind die Wände voll Kaffee...

Mein ganz pragmatischer Spartipp: AR.Drone 2.0 kaufen, mit dem Linux SDK steuern. Kein Ärger mit RC und alles was Du brauchst dabei. Bist Du an einem Nachmittag grob fertig.
https://vimeo.com/56058999

Ansonsten kannste halt auch alles selber bauen, die Vorredner haben schon wertvolle Tipps gegeben Ich denke auch Schattierungen dazwischen sind möglich, z.B. geeigneten, leichten Fertigcopter mit passender FC(Software) und selber Arduino+Sensorik nachrüsten, ist auch zu schaffen.

 

[h0d3nt3uf3l]

Ich mag das Forum, schnelle hilfe und sinnvolle Beiträge

Laserentfernung wäre sicherlich auch eine Möglichkeit, aber so genau brauch ich es dann denke ich nicht, der Ultraschallsensor ist zudem günstiger fürs Erste.

Wie gesagt ist das ein Projekt aus der Arbeit und nicht von der Uni, da bin ich gar nicht
Und nein mein Chef weiß nicht was er da verlangt und ich weiß dass es verdammt knapp ist.

Falls die kleine zu viel Wind macht wird kurzerhand die Abflugbasis vergrößert sodass es nicht das Wasser aus dem Becher fegt irgendeine Lösung finde ich da schon.
Würde es gerne "gescheit" haben und nicht nen kleinen Plastikbomber, ggf kann ich ja nach dem Projekt damit Privat etwas anfangen

Ich war schon immer ein Autodidakt und bin recht Technikafin, sowas merke ich mir immer recht schnell und kann auch die Verknüpfungen kurzerhand herstellen, hoffe das hilft mir einfach.
Wenn das "über punkt fliegen" wirklich so schwierig ist sollte ich ggf mir doch zusätzlich eine PixyCam holen, welche dann nach unten gerichtet einen Punkt fixiert und ggf. die "Flugbahn" korrigiert.

 

[schnellmaleben]

OK klingt gut, also Selbstbau

Ich hab noch eins vergessen, IMHO ist ne Naza(Lite)+GPS nichts für Indoor - kriegt es überhaupt einen sinnvollen GPS-Lock, dort wo Du es betreiben willst?

Schau mal bisserl bei Pixhawk und dem OpticalFlow Sensor rum, das ist quasi die OpenSource/Selbstbau-Variante des Ansatzes wie es die AR.Drone auch macht...
https://www.youtube.com/watch?v=gocGlCrAVgI
PixyCam ist aber auch ein guter Ansatz und kinderleicht einzusetzen.

Nur der Vollständigkeit halber: gaaanz klein geht auch: https://www.bitcraze.io/2017/07/crazyflie-2-0-flow-deck/
Barometer, Funkmodul und optischer Sensor schon drauf, aber mehr als einen Ultraschall wird er nicht tragen können - dafür wurde aber 5W Ladeleistung reichen - sogar von den Machern so vorgesehen

 

[h0d3nt3uf3l]

Danke für das tolle feedback und die super quellen

Nachdem ich jetzt ne Nacht darüber geschlafen habe werde ich wohl wirklich in die kleinere Richtung gehen. Die Crazyflie hats mir irgendwie angetan. muss nur gucken ob ich davon schnell eine her bekomme mit den nötigen zwei Decks.
Damit habe ich zwar keinen selbstbau mehr aber schonmal erste Erfahrungen und mehr Zeit für die Programmierung. Muss dann nurnoch einen Weg finden durch den Arduino die Crazyflie zu Steuern (Abheben, Absenken)