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XMegaKopter


Aufbau eines XMegaKopters.

Auf dieser Seite wird der Zusammenbau des XMegaKopters beschrieben.


Bestückung der XMegaControl (XMC)


Recom Wandler (116k)
Spannungsregelung mit Recom Wandlern

Es sind noch einige wenige Bauteile auf der XMegaControl zu bestücken, damit diese verwendet werden kann.

PWM Anschlüsse (112k)
PWM Anschlüsse für Motorsteller oder Servos


Erweiterungsports (114k)
Erweiterungsports für XMegaNavi und Datenverbindung


Empfängeranschluss (110k)
Empfängeranschluss


Elko (109k)
Elko für die Spannungsversorgung


VBat (109k)
Batterie Anschluss von der Stromverteilung



PWM Motor Steller


PWM Steller (120k)
Anschlüsse für PWM Motor Steller

Die XMegaControl lässt 2 Typen von Motor Stellern (Reglern) zu.
An die XMegaControl können bis zu 4 PWM Steller angeschlossen werden.
Bei der Verwendung von PWM Stellern mit BEC, darf die Lötbrücke auf der Rückseite der PWM Anschlüsse nicht gesetzt sein.
Wenn weitere PWM Steller für einen Hexa- oder Oktokopter eingesetzt werden sollen, dann ist die "XMegaNavi" oder die "XMegaQuadVerteiler 12-PWM" Verteilerplatine erforderlich, um diese PWM Anschlüsse zur Verfügung zu stellen.

PWM Steller (62k)
PWM Motor Steller an der XMegaControl
Damit die XMegaControl das PWM Signal generiert, muss diese mit dem folgenden Kommando konfiguriert und dann im EEPROM gespeichert werden:
>motortyp 1
OK
>writeeeprom
OK
>

PWM Steller erfordern zusätzlich Konfigurationen der PWM Parameter (Framezeit, Startzeit, Offsetzeit und Range).


I²C Motor Steller


I2C Steller (111k)
Molex Anschluß für i²C Motor Steller

Die XMegaControl lässt 2 Typen von Motor Stellern (Reglern) zu.
An die XMegaControl können bis zu 8 I²C Steller angeschlossen werden.
Das C und D Signal muss parallel an alle verwendeten Steller angeschlossen sein.
Die Masseverbindung (GND) ist ja schon über die Stomversorgung realisiert.

I2C Steller (114k)
I²C Motor Steller an der XMegaControl
Auf dem Bild ist eine MK Verteilerplatine zu sehen, die sowohl die Stromverteilung als auch die I²C Verteilung vornimmt.
Damit die XMegaControl das I²C Signal generiert, muss diese mit dem folgenden Kommando konfiguriert und dann im EEPROM gespeichert werden:
>motortyp 0
OK
>writeeeprom
OK
>



Empfänger


Empfägeranschlüsse (120k)
Anschlüsse für den Empfänger

Auf dem Bild sind alle Kontakte für den Anschluss eines Fernsteuer Empfängers eingezeichnet.
Es können Summensignal Empfänger mit PPM Ausgang wie z.B. von Jeti, Graupner, Futaba, ACT usw. eingesetzt werden. Auch die Verwendung von Spektrum Empfängern mit seriellem PPM Datensignal ist möglich.
Sollte der Empfänger kein Summensignal liefern, so ist mit einem Wandler, welcher die einzelnen Kanäle auf eine Leitung multiplext, auch dieser einsetzbar.

Lötbrücke (82k)
Lötbrücke für Jeti Empfänger

Bei der Verwendung eines Jeti Duplex Satellitenempfängers mit Rückkanal muss eine Lötbrücke an dieser Stelle hergestellt werden.

35 MHz Empfänger (94k)
Ein 35 MHz Empfänger
So wird ein PPM-Summensignal Empfänger an die XMegaControl angeschlossen.
Es handelt sich hier um einen umgebauten 35 MHz Jeti REX 5 mit PPM Summensignal.
Zur Konfiguration sind folgende Kommandos einzugeben:
>rx 0
OK
>writeeeprom
OK
>reboot
...
>


Jeti Empfänger (77k)
Ein Jeti Duplex Empfänger
Der Jeti Duplex Satellitenempfänger ermöglicht auch die Übertragung von Telemetriedaten und Einstellungen auf eine Jeti-Box.
Zur Konfiguration sind folgende Kommandos einzugeben:
>rx 1
OK
>writeeeprom
OK
>reboot
...
>


Spektrum Empfänger (61k)
Ein Spektrum DSM2 Empfänger
Der Spektrum DSM2 Satellitenempfänger muss an diese Lötpads angeschlossen werden, da dieser Empfänger das PPM-Signal in einem seriellen Datenstrom liefert.
In diesem Fall darf die Lötbrücke nicht gesetzt sein.
Zur Konfiguration sind folgende Kommandos einzugeben:
>rx 2
OK
>writeeeprom
OK
>reboot
...
>



Bestückung der XMegaNavi (XMN)


XMegaNavi_Bestückung_unten (79k)
XMegaNavi Bestückung unten

Die Stütz-Batterie dient dazu um Almanach-Daten im GPS Modul auch ohne Stromversorgung zu speichern.
Es handelt sich um die Bahndaten der GPS Satelliten.
Sind diese Daten dem UBLOX-GPS-Modul bekannt, kann der GPS-FIX in wenigen Sekunden erfolgen.
Sollte es immer sehr lange dauern, bis ein FIX eintritt, dann kann die Batteriespannung überprüft werden.
Die Ecken der Platine sind beim Messen der Minuspol und die Batteriefläche der Pluspol.
Beim Flug wird die Batterie wieder auf 3 Volt geladen.
Sollte die Spannung nach der Ladung aber immer noch geringer als 1,5 Volt sein, so ist ein Wechsel nötig.

XMegaNavi_Bestückung_oben (65k)
XMegaNavi Bestückung oben

Der Expansion Port dient zur Kommunikation zwischen XMC und XMN.
Gleichzeitig wird über diesen Anschluss auch die Kommunikation zum XMegaTool bereitgestellt.
Deshalb wird die 10 polige Pfostenleiste so durchgeführt, das wieder ein Serial-Adapter oder Bluetooth-Adapter angeschlossen werden kann.


Verbindung der XMegaControl mit der XMegaNavi


XMegaControl_XMegaControl_Verbindung (63k)
XMegaControl XMegaControl Verbindung

Die beiden Platinen über den Expansion Port miteinander verbinden und mit 4 Kunstoff-Abstandsbolzen verschrauben.
Bitte hierbei keine Metallteile (Schrauben, Bolzen, Muttern) verwenden, da sonst der Kompass nicht mehr funktioniert.


Verbindung der Elektronik mit dem Rahmen


Beschreibung fehlt noch


Wichtige Einstellungen im XMegaTool prüfen

Empfänger

Unter dem Reiter Empfängers ist zunächst der Typ des Empfängers auszuwählen (PPM, GRAUPNER, JETI, SPEKTRUM).
Nach der Auswahl kann ein Neustart des Kopters nötig sein (Wechsel SPEKTRUM <> andere).
Dann sind die Fernsteuerkanäle den Funktionen zuzuordnen.
Die richtige Zuordnung kann mit Hilfe der Balken kontrolliert werden.
Die Stick Werte sollten in Neutralstellung den Wert Null anzeigen.
Weichen alle Sticks etwa um den gleichen Betrag nach oben oder unten ab, so kann die PPM Auswertung kalibriert werden.
Sollte die Abweichung der Kanäle unterschiedlich sein, so ist dieser Fehler in den Einstellungen des Senders zu korrigieren.
Hierzu möglichst nicht die Trimmung verwenden, sondern einen Offset für die Kanäle im Modellspeicher verwenden.
Jetzt müssen die Maximalausschläge so eingestellt werden, das diese einen Wert von +-1600 ergeben.
Das ist auch im Sender durchzuführen.

Batterie

Um ein rechtzeitiges Warnen bei Unterspannung (leerer Akku) zu ermöglichen, sollte die Spannungsmessung under Batterie kontrolliert werden.
Dazu bitte ein stabilisiertes Netzteil als Spannungsquelle an den Kopter anschließen und die Anzeige zur Deckung bringen.
Nach der Kalibrierung ist ein Neustart des Kopters nötig, um anschließend die Unterspannungsgrenze neu einstellen zu können.

Motor

Die Motor Einstellung ist auf die Art der Motorregler und die Anzahl der Motoren anzupassen.
Ist die Richtige Motormatrix eingestellt.
Zu jeder Motoranordnung gehört eine andere Matrix.

Flag

Die Flag Einstellungen geben der Software die nötige Information, welche Komponenten verwendet werden sollen.


Kalibrierung



Mode2 Belegung

Die folgenden Einstellungs und Kalibrierungsarbeiten sind am Beispiel der Mode 2 Stick Anordnung beschrieben.
Sollte ein anderer Mode verwendet werden, so sind die Stickbewegungen entsprechend zu ändern.


Die Sensoren der Kopterelektronik unterliegen kleinen Produktionstolleranzen, so das diese einmalig bzw. nach jeder Aktualisierung der Firmware kalibriert werden müssen.
Diese einmalige Kalibrierung ist beim ACC- und Kompass-Sensor erforderlich.
Der Gyro-Sensor sollte bei Temperaturänderungen oder vor dem ersten Flug am Tag kalibriert werden.

ACC kalibrieren


ACC kalibrieren

Die XMegaMini muss zunächst die waagerechte Lage erlernen, damit diese im Schwebeflug bei neutraler Roll/Nick Stick Position automatisch immer wieder ausgereglelt wird.
Dazu muss Gier in der höchsten Gasstellung ganz nach rechts gedrückt werden, wobei der Kopter vorher mit einer Wasserwaage exakt horizontal ausgerichtet sein sollte.
Zur Bestätigung erhält man ein schnelles Piep Signal mit kurzen Unterbrechungen.
Die Kalibrierungsdaten werden dauerhaft im EEPROM abgelegt, so das diese auch nach einem Ausschalten immer noch zur Verfügung stehen.
Diese Kalibrierung muss erst dann erneut durchgeführt werden, wenn man bemerkt, das der Kopter keine waagerechte Position einnimmt.
Am besten ist eine Kontrolle bei Windstille möglich, denn dann sollte der Kopter seine Position nahezu beibehalten, wenn die Sicks in Neutralstellung sind.

Kompass kalibrieren

Damit die Kompass-Kalibrierung erfolgen kann, muss dieser unter den Flag Einstellungen zunächst aktiviert werden.

SchrittBildFunktionJeti Anzeige
1Einleitung der Kalibrierung:
Nick/Roll Stick nach "Nick hinten/zurück"
dann Gas/Gier Stick "Vollgas/Gier links"
(Der Kopter piept 1x)
1. Cal MAG Wait
2Den ersten Kalibrierungsschritt starten:
Nick/Roll Stick nach "Nick hinten/zurück"
Roll Achse (X-Achse) nun bereit zur Kalibrierung
(Der Kopter piept 2x)
2. Cal MAG Roll
3Bild fehlt nochDen Kopter nun um die Rollachse
in Nord-Süd-Richtung drehen
bis der Summer nicht mehr knackt
2. Cal MAG Roll
4Den nächsten Kalibrierungsschritt starten:
Nick/Roll Stick nach "Nick hinten/zurück"
Nick Achse (Y-Achse) nun bereit zur Kalibrierung
(Der Kopter piept 3x)
3. Cal MAG Nick
5Bild fehlt nochDen Kopter nun um die Nickachse
in Nord-Süd-Richtung drehen
bis der Summer nicht mehr knackt
3. Cal MAG Nick
7Den nächsten Kalibrierungsschritt starten:
Nick/Roll Stick nach "Nick hinten/zurück"
Gier Achse (Z-Achse) nun bereit zur Kalibrierung
(Der Kopter piept 4x)
4. Cal MAG Gier
8Bild fehlt nochDen Kopter nun um die Roll oder Nickachse
in Nord-Süd-Richtung drehen
bis der Summer nicht mehr knackt
4. Cal MAG Gier
9Kalibrierung beenden:
Nick/Roll Stick nach "Nick hinten/zurück"
Speicherung der Kalibrierungswerte ins EEPROM
(Der Kopter Piept 1x lang)
Cal MAG Step OK

Nach der Kompass Kalibrierung sollte im Tool geprüft werden, ob die MAG V X/Y/Z Werte etwa einen Wert von 50 haben (+-10).
Diese Werte findet man im XMegaTool unter Kalibrierung.

Hier ein Video zur Kalibrierung des Kompasses:

Gyro kalibrieren


GYRO kalibrieren

Es sollte vor dem ersten Flug eine Kalibrierung der Gyros erfolgen.
Dazu muss Gier in der höchsten Gasstellung ganz nach links gedrückt werden, wobei der Kopter sich nicht bewegen darf (auf Fußboden abstellen, nicht in der Hand!).
Zur Bestätigung erhält man ein schnelles Piep Signal mit kurzen Unterbrechungen.
Die Kalibrierungsdaten werden dauerhaft im EEPROM abgelegt, so das diese auch nach einem Ausschalten immer noch zur Verfügung stehen.
Die Kalibrierung ist immer dann erneut durchzuführen, wenn sich die Temperaturbedingungen stark geändert haben.
Eine neue Kalibrierung empfiehlt sich auch grundsätzlich nach einer harten Landung oder einem Absturz, sonst kann sich der Kopter beim nächsten Start völlig unkontrollierbar verhalten.


Check vor dem ersten Flug

Motortest

Im Motortest sollte geprüft werden, ab alle Motoren richtig adressiert sind und richtig herum laufen.
Die Motoren sollten gleichmäßig und Vibrationsfrei laufen (ggf. auswuchten).

Empfänger und Kanäle testen

Die Zuordnung der Kanäle ist zu prüfen.
Auch die Neutralstellung sollte nicht mehr als +-20 von Null abweichen.
Die Maximalstellung sollte +-1600 betragen, wobei die Abweichung nicht über 70 sein darf.

Lage Messung prüfen

Die GYRO und ACC Kalibrierung im XMegaTool mit Hilfe von Graph (wink_x/y) überprüfen.
Steht der Kopter gerade, sollten die Werte Null sein.
Bei laufenden Motoren sollte hier keine Änderung zu bemerken sein.

Die Kompass Funktion testen

Im Graph dazu den Wert (kompm_w) anzeigen.
Dieser hat einen Wertebereich von -32768 bis +32768 und entspricht -180 Grad bis +180 Grad.
Bei Null sollte der Kopter in Richtung Norden zeigen.
Die Winkel Abweichung sollte auch bei einer Schieflage des Kopters nicht größer als 10-20 Grad sein.
Auch das Einschalten der Motoren darf diese Messung nur geringfügig beeinflussen.


Erster Start


GYRO kalibrieren

Es sollte vor dem ersten Flug eine Kalibrierung der Gyros erfolgen.
Dazu muss Gier in der höchsten Gasstellung ganz nach links gedrückt werden, wobei der Kopter sich nicht bewegen darf (auf Fußboden abstellen, nicht in der Hand!).
Zur Bestätigung erhält man ein schnelles Piep Signal mit kurzen Unterbrechungen.
Die Kalibrierungsdaten werden dauerhaft im EEPROM abgelegt, so das diese auch nach einem Ausschalten immer noch zur Verfügung stehen.
Die Kalibrierung ist immer dann erneut durchzuführen, wenn sich die Temperaturbedingungen stark geändert haben.
Eine neue Kalibrierung empfiehlt sich auch grundsätzlich nach einer harten Landung oder einem Absturz, sonst kann sich der Kopter beim nächsten Start völlig unkontrollierbar verhalten.


Anlauf Sicherung aus

Um die Motoren Anlauf Sicherung auszuschalten muss in Gas-Nullstellung der Stick ganz nach links bewegt werden.


Motoren starten

Zum Starten der Motoren wird nun bei Gas-Nullstellung Gier für 2 Sekunden ganz nach rechts gedrückt.
Die Motoren sollten alle vier anlaufen und eine relativ gleichmäßige Drehzahl haben.
Diese Standgas Drehzahl sollte so gewählt werden, das sich die Propeller auch im freien Fall des Kopters immer noch vorwärts bewegen und nicht stehen bleiben.
Das minimale Gas kann hier XMegaTool > Motor eingestellt werden.
Sollten die Motoren nicht sicher anlaufen, so gibt es die Möglichkeit ein erhöhtes Start Gas zu programmieren, welches dann für eine kurze Zeit auf die Motoren wirkt.
Die Motoren lassen sich nicht starten, wenn die Höhenreglung mit dem Schalter 7 aktiviert ist.


Motoren stopen

Zum Stoppen der Motoren wird nun bei Gas-Nullstellung Gier für 2 Sekunden ganz nach links gedrückt.