Quadrocopter – Probleme mit der IME behoben

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Heute habe ich beinahe den ganzen Tag damit verbracht, das gestern aufgetretene Problem des ungleichen Laufs der vier Motoren des Quadrocopters zu beheben. Nachdem ich gestern die aktuelle Version 2.3 der MultiWii-firmware auf den Quadrocopter geflasht hatte, zeigte der Quadrocopter ein unkontrolliertes Verhalten hinsichtlich der Motordrehzahlen. Nach Anlaufen der Motoren und konstant eingestelltem Gaswert an der Fernsteuerung fingen die Motoren an, ungleichmäßig und vor allem ohne äußeren Einfluss ihre Drehzahlen zu erhöhen bzw. abzusenken, was im freien Flug einer Gier-Bewegung entspräche und vermutlich zu einem Absturz geführt hätte.
Nach stundelangem Herumexperimentieren mit den Sensor-Orientierungen brachte eine Option, die den Gier-Gyro-Sensor umkehre, schließlich eine Bessereung des Problems. Jedoch waren die Drehzahlen weiterhin Schwankungen unterworfen, die meines Erachtens einen aktzeptablen Wert überschreiten und ein späteres Fliegen höchstwahrscheinlich unmöglich machen.

Aus diesem Grund bin ich auf die etwas ältere Firmware-Version 2.2 umgestiegen, welche die Motoren problemlos auf einer konstanten Drehzahl hält und auch sonst keine offensichtlichen Fehler aufweist. Diese Version werde ich daher zukünftig für meinen Quadrocopter nutzen.

Weiterhin habe ich heute die Motorregler kalibriert, sodass nun alle Motoren in etwa mit gleicher Drehzahl laufen. Zudem habe ich mich mit der Funktionsweise der zusätzlichen Sensoren (Accelerometer, Barometer und Magnetometer) vertraut gemacht und deren Auswirkungen auf den Quadrocopter untersucht. So hilft beispielsweise das Aktivieren des Accelerometers, den Quadrocopter stets in einer waagerechten Position zu halten, indem es eine Neigung zum Horizont hin durch entsprechende Drehzahl-Anpassung der Motoren ausgleicht. Entsprechend verhindert das Magnetometer eine ungewollte Gier-Drift und das Barometer hilft dabei, eine konstante Höhe zu halten. Alles in allem sollte durch Hinzuschalten dieser zusätzlichen Sensoren das Fliegen im Gegensatz zur reinen Gyro-Stabilisierung erheblich vereinfacht werden.
Wer mehr über die unterschiedlichen Sensoren und deren Funktionsweise erfahren möchte, sollte einmal einen Blick, in diesen Artikel werfen.

Morgen werde ich mich unter Umständen noch mit dem Tuning der PID-Reglerwerte auseinandersetzen, um das Ansprechverhalten der Steurung weiter zu optimieren. Allerdings erfordert eine Anpassung dieser Werte einen direkten Test in der Luft. Bevor dieser ansteht, muss wie bereits mehrfach angesprochen zunächst noch ein Schutzrahmen gebaut werden, um einen ausreichenden Schutz der Hardware bei einem eventuellen Crash zu gewährleisten.

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